[发明专利]一种轮毂电机控制器及控制方法

说明书

本发明公开了一种轮毂电机控制器及控制方法。过程为：实时监测车轮轮速V、轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度T_C、轮毂电机线圈温度和电机控制器温度超过设定温度的时间t，将监测的信息分别与设定的车轮轮速、轮毂电机线圈温度、电机控制器温度、时间和车轮转矩进行比较判断，根据判断结果的不同采用低转速高载波频率拟似直流方波控制电机或高转速正弦波控制电机。本发明通过实时监测车辆的各种信息，将监测的信息与设定值进行比较判断，根据判断结果的不同采用低转速高载波频率拟似直流方波控制与高转速正弦波控制的交替复合控制方法，从而满足越野车在低速时输出大扭矩，在高速时平稳运转的需求。

技术领域

本发明属于无铁芯永磁同步电机控制技术领域，具体涉及一种轮毂电机控制器及控制方法。

背景技术

电能作为一种新型清洁能源，将成为未来能源发展的必然趋势，电动汽车也将必然取代传统的燃油汽车成为新时代的交通方式。与传统汽车相比，采用分布式驱动结构的电动轮汽车，可以省去复杂笨重的变速箱、传动轴以及差速器等传动系统，显著降低整车质量且分布更加均衡，高传动效率，节约能源，同时便于实现低底板汽车的设计，方便乘客乘坐，并且可以利用电机再生制动同时回收各车轮的制动能量，提高电动越野车的续驶里程。更显著的优点是电机控制比发动机控制更为准确，响应及时迅速，因此可以实现多个车轮单独控制，比传统车辆更容易实现ABS/TCS/ESP等复杂的车辆动力学控制。同时，越野汽车行驶的路面比较复杂，常常需要在泥泞与松软路面上行驶，特别是需要具备一定的越障能力，从而在低速状态下，要输出很大的扭矩。

与其他种类的电机相比，永磁同步电机结构简单、损耗小、效率高、体积小、重量轻，具有相对较好的性能，更容易实现轮毂电机的设计。其中，轴向磁通无铁芯永磁同步电机，没有齿槽转矩、过载能力极强、轴向尺寸短、重量轻、结构紧凑，特别适合布置在车轮内部。但是由于电机本身没有铁芯，定子绕组电感很小，定子绕组电流不能连续，导致电机会产生转矩波动，从而使得传统的控制策略不能满足此类电机的控制要求。

永磁同步电机的控制可分为方波驱动和正弦波驱动两种。前者的电磁转矩由电流基波和谐波产生，出力较大，控制和结构简单，启动和调速方便；但存在转矩脉动，超高速运行因弱磁调速困难而难以实现。后者电机运转平稳，转矩脉动小，超高速运转时，可采用矢量控制等方法进行弱磁调速；但启动和调速实现复杂，系统的稳定性、启动以及低速时的转矩动态响应有待提高。单纯用方波驱动或正弦波驱动无法适应越野车既需要在低速时输出大扭矩，又要在高速时平稳运转的需求。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种轮毂电机控制器及控制方法。

本发明采用的技术方案是：一种轮毂电机控制方法，实时监测车轮轮速V、轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度T_C、轮毂电机线圈温度和电机控制器温度超过设定温度的时间t，将监测的车轮轮速V、轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度T_C、时间t和给定转矩M分别与设定的车轮轮速、轮毂电机线圈温度、电机控制器温度、时间和车轮转矩进行比较判断，根据判断结果的不同采用低转速高载波频率拟似直流方波控制电机或高转速正弦波控制电机或反馈监测数据至整车控制器。

进一步地，比较判断的过程为：按照车轮轮速V、给定转矩M、轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度T_C的顺序，根据车轮轮速V大小的不同，选择设定的不同的车轮转矩、轮毂电机线圈温度、电机控制器温度和时间，将给定转矩M、监测的轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度T_C、时间t分别与选择的车轮转矩、轮毂电机线圈温度、电机控制器温度和时间进行比较判断；