[發明專利]含路況復現功能的電動汽車永磁同步電機控制系統

有效

• 申請號: 202110203386.6
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112865639B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 楊歡;盧倚平;陳宇;羅皓澤;徐航;朱明磊;程沖;李武華
• 申請（專利權）人: 浙江大學;上汽大眾汽車有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/22;H02P21/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種含路況復現功能的電動汽車永磁同步電機控制系統，其特征在于，包括：

電動汽車路譜工況模塊，用于實時接收汽車行駛數據和測量的路面坡度數據，通過汽車動力學模型實時翻譯電動汽車路譜工況，實時輸出扭矩指令T_{e_given}和轉速指令ω_{e_given}并發送到MTPA/恒扭矩/MTPV二維表查詢模塊；

定子電感二維表查詢模塊，用于接收定子電流指令，根據離線方式標定出的永磁同步電機控制系統中的定子電感、轉子磁鏈、最高轉速、最大扭矩和峰值功率等電機參數，實時輸出定子電感指令L_{d_given}和L_{q_given}；

MTPA/恒扭矩/MTPV二維表查詢模塊，用于接收扭矩指令T_{e_given}和轉速指令ω_{e_given}以及電動汽車中車載蓄電池輸出的直流電壓指令U_dc，通過含路況復現功能的永磁同步電機控制方法建立的定子電流二維表查詢，實時輸出定子電流指令i_{d_given}和i_{q_given}；

定子電流PI閉環控制和電壓前饋補償模塊，用于接收定子電流指令i_{d_given}和i_{q_given}以及定子電感指令L_{d_given}和L_{q_given}，通過PI控制實時輸出占空比指令u_dutya、u_dutyb和u_dutyc，根據定子電感指令在線調整PI控制的參數；

SVPWM調制模塊，用于接收占空比指令u_dutya、u_dutyb和u_dutyc，實時輸出定子電壓指令U_a、U_b和U_c；

永磁同步電機模型，用于接收定子電壓指令U_a、U_b和U_c以控制永磁同步電機運行，模擬電動汽車永磁同步電機真實運行過程；

所述電動汽車路譜工況模塊中通過以下汽車動力學模型處理翻譯獲得扭矩指令T_{e_given}和轉速指令ω_{e_given}：

Velocity＝∫a dt (2)

式中，a為電動汽車的加速度，F為電動汽車的牽引力，R為摩擦力，G為電動汽車的重力，M為電動汽車的質量，Velocity為電動汽車的行駛速度，Distance為電動汽車的時間t1到t2間的行駛距離，g為電動汽車內變速箱的傳動比，r為電動汽車的車輪直徑，N為電動汽車中牽引電機數量，t表示時間。

2.根據權利要求1所述的一種含路況復現功能的電動汽車永磁同步電機控制系統，其特征在于：

根據離線方式標定出的電機參數包括真實汽車臺架試驗獲取的數據、對電機本體進行有限元分析獲取的數據以及定子電感標定值和轉子磁鏈標定值分別與定子電流值之間呈非線性關系的數據。

3.根據權利要求1所述的一種含路況復現功能的電動汽車永磁同步電機控制系統，其特征在于：所述的MTPA/恒扭矩/MTPV二維表查詢模塊中，定子電流二維表具體為：

在永磁同步電機兩相d-q旋轉坐標系下，構建出以下控制方式：

若低于電機轉折轉速時，采用最大扭矩電流比控制；

若高于電機轉折轉速但定子電流沒達到最大相電流峰值時，采用恒扭矩控制；

若高于電機轉折轉速但定子電流達到了最大相電流峰值時，采用最大扭矩電壓比控制；

三種控制平滑過渡，生成d軸和q軸電流給定值關于電機扭矩和轉速的二維表。