[发明专利]一种电动汽车交流驱动电机输出扭矩的估计方法

权利要求书

1.一种电动汽车交流驱动电机输出扭矩的估计方法，其特征在于，包括步骤：

1)首先标定电机在某一电压V_base下的电动和发电外特性；

2)根据标定的电机外特性通过试验标定方法获得电机在该电压下的电动转矩-转速特性和发电转矩-转速特性；

3)根据电机转矩-转速特性的测试点数目和电机相电流与电机实际输出扭矩之间的数值关系，选择合适的电机相电流与电机实际输出扭矩的关系方程阶数，采用极值优化算法进行拟合，分别计算得到电动和发电转矩-转速特性中单个转速测试点上的相电流-输出扭矩一维表，以及所有转速测试点上的相电流-输出扭矩一维表的集合，即相电流-输出扭矩二维表；

4)根据电机转速、电机相电流、电机工作状态查询相电流-输出扭矩二维表得到驱动电机初始输出扭矩T₁，根据电机转速和直流母线电压确定输出扭矩补偿值ΔT，根据初始输出扭矩T₁和输出扭矩补偿值ΔT得到驱动电机最终输出扭矩T_act，T_act＝T₁+ΔT。

2.根据权利要求1所述的电动汽车交流驱动电机输出扭矩的估计方法，其特征在于，步骤1中通过试验标定方法或者电磁仿真计算方法标定电机在某一电压V_base下的电动和发电外特性。

3.根据权利要求1所述的电动汽车交流驱动电机输出扭矩的估计方法，其特征在于，步骤2获得电机电动转矩-转速特性和发电转矩-转速特性的过程中，转矩-转速特性的转速测试点在驱动电机系统工作转速范围内以固定的转速测试步长确定，转矩-转速特性的扭矩测试点在每个转速测试点上以固定的扭矩测试步长确定；转矩-转速特性的测量参数至少包括直流母线电压、电机转速、电机扭矩指令、相电流、电机实际输出扭矩。

4.根据权利要求3所述的电动汽车交流驱动电机输出扭矩的估计方法，其特征在于，步骤3中选择电机相电流与电机实际输出扭矩的关系方程阶数为λ，采用极值优化算法进行拟合的步骤包括：

(3-1)设λ次方程为：y＝ax^λ+bx^λ-1+…cx+d，其中x为相电流，单位A，y为电机实际输出扭矩，单位Nm；

(3-2)根据电动和发电转矩-转速特性中单个转速测试点上的相电流和电机实际输出扭矩数据，求解出电动和发电转矩-转速特性中单个转速测试点上的a、b…c、d值；

(3-3)根据确定的a、b…c、d值，求解出0≤x≤电机最大相电流范围内以nA为步进的y值，得出电动和发电转矩-转速特性中单个转速测试点上的相电流-输出扭矩一维表；

(3-4)重复步骤(3-2)和(3-3)，得到电动和发电转矩-转速特性中所有转速测试点上的相电流-输出扭矩一维表的集合，该集合为相电流-输出扭矩二维表；其中根据电动转矩-转速特性计算得到电动相电流-输出扭矩二维表，根据发电转矩-转速特性计算得到发电相电流-输出扭矩二维表。

5.根据权利要求3所述的电动汽车交流驱动电机输出扭矩的估计方法，其特征在于，步骤4中所述电机工作状态包括电动、发电和空转三种状态，电机工作状态根据电机直流母线值的正负和大小来判断，直流母线值为正且大于电流第一阈值表示电动状态，直流母线值为负且小于电流第二阈值表示发电状态，直流母线值小于等于第一阈值且大于等于第二阈值时表示空转状态；电机工作状态判断为空转状态时，初始输出扭矩T₁和输出扭矩补偿值ΔT均为0；电机工作状态判断为电动状态时，初始输出扭矩T₁的符号为正；电机工作状态判断为发电状态时，初始输出扭矩T₁的符号为负。

6.根据权利要求5所述的电动汽车交流驱动电机输出扭矩的估计方法，其特征在于，根据电机转速和直流母线电压确定输出扭矩补偿值ΔT时，如果电机转速小于等于转速阈值时，所述输出扭矩补偿值ΔT等于0。