[發(fā)明專利]含路況復(fù)現(xiàn)功能的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110203386.6
• 申請(qǐng)日: 2021-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN112865639B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊歡;盧倚平;陳宇;羅皓澤;徐航;朱明磊;程沖;李武華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);上汽大眾汽車有限公司
• 主分類號(hào): H02P21/00
• 分類號(hào): H02P21/00;H02P21/22;H02P21/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種含路況復(fù)現(xiàn)功能的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)。包括MTPA/恒扭矩/MTPV二維表查詢模塊，接收扭矩指令和轉(zhuǎn)速指令以及電動(dòng)汽車中車載蓄電池輸出的直流電壓指令通過含路況復(fù)現(xiàn)功能的永磁同步電機(jī)控制方法建立的定子電流二維表查詢，實(shí)時(shí)輸出定子電流指令；進(jìn)而通過定子電流PI閉環(huán)控制和空間矢量脈寬調(diào)制得到電機(jī)三相電壓信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車路譜工況復(fù)現(xiàn)功能。本發(fā)明在利用MTPA、恒扭矩、MTPV三種電機(jī)控制模式平滑過渡生成二維表時(shí)考慮了電機(jī)參數(shù)與電流間的關(guān)系，在減小計(jì)算量的同時(shí)提高了電機(jī)控制精度，達(dá)到電動(dòng)汽車路況實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的目的，從而避免了繁瑣的汽車測(cè)試臺(tái)架建設(shè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域的一種電機(jī)控制系統(tǒng)和方法，尤其是涉及一種含路況復(fù)現(xiàn)功能的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

目前用于電動(dòng)汽車油耗/疲勞性能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)路譜工況主要分為三種：新標(biāo)歐洲循環(huán)測(cè)試(New European Driving Cycle,NEDC)、全球輕型汽車測(cè)試循環(huán)(World Light-duty Vehicle Test Cycle,WLTC)和中國輕型汽車行駛工況(China Light-duty VehicleTest Cycle,CLTC)。電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)上述油耗/疲勞性能測(cè)試中極其關(guān)鍵的一環(huán)，而不同的路譜工況之間存在巨大差異性，同一路譜工況下也存在一定的波動(dòng)性和不確定性，汽車廠商需要針對(duì)不同路譜工況特性搭建不同的含真實(shí)電控系統(tǒng)的汽車測(cè)試臺(tái)架，臺(tái)架建設(shè)和測(cè)試周期較長(zhǎng)，亟需建立一個(gè)具備各種非平穩(wěn)路譜工況復(fù)現(xiàn)功能的電動(dòng)汽車電機(jī)準(zhǔn)在線控制系統(tǒng)，將電動(dòng)汽車路譜工況信息實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)翻譯成電機(jī)控制信息，為電動(dòng)汽車路譜工況的準(zhǔn)在線測(cè)試提供新思路。

為使電動(dòng)汽車有更好的動(dòng)力性能，通常汽車廠商要求電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能為電機(jī)提供更寬的調(diào)速范圍及更大的輸出扭矩。而采用弱磁控制技術(shù)能夠更有效利用磁阻扭矩，從而獲得更大的輸出扭矩，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的寬調(diào)速范圍，被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)中。目前在實(shí)際工程應(yīng)用中，為了避免實(shí)時(shí)計(jì)算給電動(dòng)汽車控制器MCU造成較大的負(fù)擔(dān)，通常采用前饋弱磁查表法來加快計(jì)算速度，減少計(jì)算量。

在已公開的專利中，CN110311611B和CN111769772A采用的是前饋弱磁查表法，其基本思想是采用二維查表法，在電機(jī)運(yùn)行過程中，根據(jù)給定扭矩和轉(zhuǎn)速，實(shí)時(shí)查詢交、直軸電流值與給定扭矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系表來獲取給定交、直軸電流值指令，并利用定子電壓值和極限電壓值的比較得到直軸電流修正值。這種方法減少了實(shí)時(shí)運(yùn)算，大幅度減少了控制器MCU負(fù)擔(dān)，在工程上被廣泛運(yùn)用，但二維表建立時(shí)沒有考慮到電機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)電機(jī)參數(shù)會(huì)隨著電流的變化而變化，采用額定電機(jī)參數(shù)值會(huì)造成電機(jī)控制精度下降或控制系統(tǒng)失穩(wěn)；且電動(dòng)汽車在跑路譜工況時(shí)車載蓄電池輸出的直流電壓并不是一個(gè)恒定值，而是會(huì)隨著行駛時(shí)間慢慢降低，采用恒定的車載蓄電池直流電壓值將難以實(shí)現(xiàn)對(duì)路譜工況精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)。

綜上所述，汽車廠商利用含真實(shí)電控系統(tǒng)的汽車測(cè)試臺(tái)架去跑標(biāo)準(zhǔn)路譜工況存在建設(shè)周期長(zhǎng)、測(cè)試成本高的問題；實(shí)際工程應(yīng)用中汽車電控系統(tǒng)廣泛使用的前饋弱磁查表法只考慮額定電機(jī)參數(shù)和恒定車載電池直流電壓，存在控制系統(tǒng)易失穩(wěn)以及難以實(shí)現(xiàn)對(duì)路譜工況精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在問題，本發(fā)明的目的是提供一種含路況復(fù)現(xiàn)功能的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)和方法，在建立二維表時(shí)將時(shí)變電機(jī)參數(shù)考慮進(jìn)去，在不同車載蓄電池直流電壓下都能將非平穩(wěn)路譜工況實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)，避免了繁瑣的汽車測(cè)試臺(tái)架建設(shè)過程，為電動(dòng)汽車路譜工況的準(zhǔn)在線測(cè)試提供新思路。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是包括：

電動(dòng)汽車路譜工況模塊，用于實(shí)時(shí)接收汽車行駛數(shù)據(jù)和測(cè)量的路面坡度數(shù)據(jù)，通過汽車動(dòng)力學(xué)模型實(shí)時(shí)翻譯電動(dòng)汽車路譜工況，實(shí)時(shí)輸出扭矩指令T_{e_given}和轉(zhuǎn)速指令ω_{e_given}并發(fā)送到MTPA/恒扭矩/MTPV二維表查詢模塊；