[发明专利]电动汽车电机全运行区利用最优电流查找表的控制方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车电机全运行区利用最优电流查找表的控制方法。测量不同电流幅值和转子位置参数下的电机堵转时的电压和转矩参数，再处理获得磁链，由磁链和转矩建立先验数据表；利用先验数据表通过拟合方式得到磁链和转矩关于电流幅值和转子位置的拟合式；由拟合式建立电动汽车电机全运行区的最优电流查找表，通过最优电流查找表实时控制电动汽车电机以最优电流运行。本发明用于轮毂电机的电动汽车或其他拥有堵转装置的汽车，能够在电机安装到汽车后获得最优电流查找表，将电机安装到车辆后对每辆车的每台电机进行最优电流查找表的快速处理和控制。

技术领域

本发明涉及电机控制领域的一种电动汽车电机电流控制方法，特别是涉及一种应用于拥有堵转装置的电动汽车用电机的全运行区利用最优电流查找表的控制方法。

背景技术

永磁同步电机拥有结构简单、功率密度大、调速范围宽等优点，被广泛应用在电动汽车领域。为了改善控制性能，提高电机的运行效率，通常在电机基速以下采用最大转矩电流比控制（Maximum Torque per Ampere，MTPA），在电机基速以上采用弱磁控制，以提高单位定子电流下的转矩输出能力。考虑到永磁同步电机参数受到温度、运行工况等因素的影响，会产生非线性变化，因此不同工况下交、直轴电流的最优分配是极为重要的。电机最优电流给定方法分为离线方法和在线方法。

当电机运行在基速以下，MTPA控制方法实现相同输出转矩下铜耗最小。目前用于实现MTPA控制下的电流给定的在线方法有公式法、参数辨识法、高频信号注入法等方法。

随着电机转速上升，电机运行进入弱磁区。受到电压极限的限制，上述MTPA控制下的电流给定的在线方法不再适用，需要额外控制弱磁电流。目前实现弱磁控制下电流给定的在线方法，有电压反馈法，模型计算法等。

离线法将离线实验测得的电感参数或电流给定值存储在控制器中，在电机运行过程中进行精确检索。

查表法是通常使用的离线方法，具有考虑电机参数非线性，控制过程简单，鲁棒性强，能够同时兼顾MTPA电流和弱磁电流给定的优点，被广泛利用在永磁电机的高性能控制中。

传统的查表法通过穷举电机的各个工况，来得到电机的不同运行区的精确电流给定，需要花费大量时间。此外就离线测量法而言，不仅需要额外的测量台架提供被测电机速度工况，同时由于MTPA区和弱磁区的电流标定方法不同，在标定弱磁区与MTPA区临界转速附近的给定电流时可能会出现电流失控现象。近年来，有学者提出了在测量堵转电机电感和转矩参数后计算查找表的方法。该方法在堵转工况下，将电机直接连接在电压源，借助电机引出的中性点，测量电机磁链和转矩数据，从而计算给定电流 (IEEE Electrific.Mag., vol. 5, no.4, pp. 53-61, 2017年12月)。但是该方法具有需要引出电机中性点，且容易受到温度影响的缺点，在实际应用中局限性较大。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的局限性，提供了一种适用于电动汽车电机全运行区最优电流查找表计算的方法。

本发明方法只需要电机运行于堵转和非堵转两个负载工况，电机堵转时测量该转子位置下磁链和转矩，非堵转时只用于旋转电机至指定位置进行下一个位置角下的测量，无需要求电机速度。

如图1和图2所示，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

1）测量不同电流幅值和转子位置参数下的电机堵转时的电压和转矩参数，再处理获得磁链，由磁链和转矩建立先验数据表；

2）利用先验数据表通过拟合方式得到磁链和转矩关于电流幅值和转子位置的拟合式；

3）由拟合式建立电动汽车电机全运行区的最优电流查找表，通过最优电流查找表实时控制电动汽车电机以最优电流运行。