电动汽车在速度控制模式下的调速方法及其电机控制器技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车在速度控制模式下的调速方法及其电机控制器，包括：将电动汽车内电机的当前转速与目标转速作差，并将二者差值经PI调节器调节后得到调节电流；将调节电流的值赋值给在查找电机对应的2D表时所需的转矩指令；根据预设电流转矩关系式计算标幺值形式的电机电流与电机转矩之间的映射系数，并根据映射系数更新2D表的查表步长；根据电机的当前转速和转矩指令从更新后的2D表中查出电机的给定直轴电流分量和给定交轴电流分量；根据给定直轴电流分量和给定交轴电流分量，通过预设矢量控制算法控制电机的电流输出。可见，本申请加快了调速速度；且提高了电动汽车的速度稳定性，从而提高了电动汽车换档时的快捷性和平顺性。

Speed Regulation Method and Motor Controller of Electric Vehicle in Speed Control Mode

The invention discloses a speed regulation method and a motor controller of an electric vehicle in a speed control mode, which includes: the current speed of the motor in the electric vehicle is different from the target speed, and the difference between the two is adjusted by a PI regulator to obtain the regulating current; the value of the regulating current is assigned to the required torque instruction when looking up the corresponding 2D table of the motor; and the preset current-torque relationship is used. The formula calculates the mapping coefficient between motor current and motor torque in the form of standard unitary value, and updates the look-up step of the 2D table according to the mapping coefficient; finds out the given direct axis current component and the given quadrature axis current component of the motor from the updated 2D table according to the current speed and torque instruction of the motor; and calculates the given direct axis current component and the given quadrature axis current component by the preset vector control according to the given direct axis current component and the given quadrature axis current component. The method controls the current output of the motor. It can be seen that the application speeds up the speed regulation and improves the speed stability of the electric vehicle, thereby improving the speed and smoothness of the electric vehicle when shifting gears.

【技术实现步骤摘要】
电动汽车在速度控制模式下的调速方法及其电机控制器
本专利技术涉及电动汽车电机控制领域，特别是涉及一种电动汽车在速度控制模式下的调速方法及其电机控制器。
技术介绍
目前，电动汽车在正常行驶时，其电机控制器一般工作在转矩控制模式下。具体地，请参照图1，图1为现有技术中的一种电动汽车在转矩控制模式下的调速原理图。由图1可知，电机控制器根据电机的当前转速n及整车控制器的转矩指令，通过查转速-转矩2D表(为了提高电机效率，电机控制器的生产厂商会提前对电机外特性进行标定，其充分利用电机的最大转矩电流比，生成以转速、转矩为自变量，以电流为因变量的对应表格，简称为2D表)的方式确定电机的给定直轴电流分量Idref和给定交轴电流分量Iqref；然后根据查表所得的给定直轴电流分量Idref和给定交轴电流分量Iqref，通过矢量控制算法控制电机的电流输出。然而，电动汽车在换挡、定速巡航等特殊行驶情况下，其电机控制器一般工作在速度控制模式下。具体地，请参照图2，图2为现有技术中的一种电动汽车在速度控制模式下的调速原理图。由图2可知，电机控制器通过速度环PI(proportion-integral，比例积分)调节器确定给定交轴电流分量Iqref，然后根据调节所得的给定交轴电流分量Iqref及给定直轴电流分量(置0)，通过矢量控制算法控制电机的电流输出。由于速度环PI调节器的输出值为电流标幺值(标幺值，即perunit，简称pu，通常进行Q格式的处理，比如Q12的格式处理，即pu*212)，其与电机的实际转矩之间不存在像2D表上的一一对应关系，所以速度控制模式一般不采用查2D表的方式输出电流指令，因此不能充分利用电机的磁阻转矩，导致电机不能以最大动力输出转矩，从而使调速速度变慢，调速时间变长。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电动汽车在速度控制模式下的调速方法及其电机控制器，加快了调速速度；且提高了电动汽车的速度稳定性，从而提高了电动汽车换档时的快捷性和平顺性。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电动汽车在速度控制模式下的调速方法，应用于电动汽车的电机控制器，包括：将所述电动汽车内电机的当前转速与目标转速作差，并将二者差值经比例积分PI调节器调节后得到调节电流；将所述调节电流的值赋值给在查找所述电机对应的2D表时所需的转矩指令；根据预设电流转矩关系式计算标幺值形式的电机电流与电机转矩之间的映射系数，并根据所述映射系数更新所述2D表的查表步长；根据所述电机的当前转速和所述转矩指令从更新后的2D表中查出所述电机的给定直轴电流分量和给定交轴电流分量；根据所述给定直轴电流分量和所述给定交轴电流分量，通过预设矢量控制算法控制所述电机的电流输出，以使所述电机的当前转速跟踪所述目标转速。优选地，所述预设电流转矩关系式具体为：映射系数＝所述电机的峰值电流对应的标幺值÷所述电机的峰值转矩。优选地，所述根据所述映射系数更新所述2D表的查表步长的过程具体为：将所述映射系数四舍五入后取整，并将所述2D表中转矩行的每个转矩值乘以取整后的映射系数，以更新所述2D表的查表步长。优选地，所述根据所述给定直轴电流分量和所述给定交轴电流分量，通过预设矢量控制算法控制所述电机的电流输出的过程具体为：获取所述电机在dq两相旋转坐标系下的直轴电流分量Id及交轴电流分量Iq，并将所述给定直轴电流分量Idref、所述给定交轴电流分量Iqref对应与Id、Iq作差；将两个差值分别经PI调节后对应得到直轴电压分量Ud及交轴电压分量Uq；根据所述电机的当前转速求取坐标系变换角度θ，并根据θ将Ud、Uq从dq两相旋转坐标系变换至αβ两相静止坐标系，得到α轴电压分量Uα、β轴电压分量Uβ；将Uα、Uβ经空间矢量脉宽调制SVPWM调制后，控制与所述电机连接的三相逆变器中开关的开通状态，以控制所述电机的电流输出。优选地，所述获取所述电机在dq两相旋转坐标系下的直轴电流分量Id及交轴电流分量Iq的过程具体为：将所述电机的三相交流电流经Clark变换后再经Park变换，以获取所述电机在dq两相旋转坐标系下的直轴电流分量Id及交轴电流分量Iq。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种电动汽车的电机控制器，包括：PI调节单元，用于将电动汽车内电机的当前转速与目标转速作差，并将二者差值经PI调节器调节后得到调节电流；转矩虚拟单元，用于将所述调节电流的值赋值给在查找所述电机对应的2D表时所需的转矩指令；表格更新单元，用于根据预设电流转矩关系式计算标幺值形式的电机电流与电机转矩之间的映射系数，并根据所述映射系数更新所述2D表的查表步长；表格查找单元，用于根据所述电机的当前转速和所述转矩指令从更新后的2D表中查出所述电机的给定直轴电流分量和给定交轴电流分量；矢量控制单元，用于根据所述给定直轴电流分量和所述给定交轴电流分量，通过预设矢量控制算法控制所述电机的电流输出，以使所述电机的当前转速跟踪所述目标转速。优选地，所述预设电流转矩关系式具体为：映射系数＝所述电机的峰值电流对应的标幺值÷所述电机的峰值转矩。优选地，所述表格更新单元包括：系数计算子单元，用于根据预设电流转矩关系式计算标幺值形式的电机电流与电机转矩之间的映射系数；步长更新子单元，用于将所述映射系数四舍五入后取整，并将所述2D表中转矩行的每个转矩值乘以取整后的映射系数，以更新所述2D表的查表步长。优选地，所述矢量控制单元包括：差值求取子单元，用于获取所述电机在dq两相旋转坐标系下的直轴电流分量Id及交轴电流分量Iq，并将所述给定直轴电流分量Idref、所述给定交轴电流分量Iqref对应与Id、Iq作差；PI调节子单元，用于将两个差值分别经PI调节后对应得到直轴电压分量Ud及交轴电压分量Uq；坐标转换子单元，用于根据所述电机的当前转速求取坐标系变换角度θ，并根据θ将Ud、Uq从dq两相旋转坐标系变换至αβ两相静止坐标系，得到α轴电压分量Uα、β轴电压分量Uβ；电流控制子单元，用于将Uα、Uβ经空间矢量脉宽调制SVPWM调制后，控制与所述电机连接的三相逆变器中开关的开通状态，以控制所述电机的电流输出。优选地，所述差值求取子单元具体用于将所述电机的三相交流电流经Clark变换后再经Park变换，以获取所述电机在dq两相旋转坐标系下的直轴电流分量Id及交轴电流分量Iq，并将所述给定直轴电流分量Idref、所述给定交轴电流分量Iqref对应与Id、Iq作差。本专利技术提供了一种电动汽车在速度控制模式下的调速方法，应用于电动汽车的电机控制器，包括：将电动汽车内电机的当前转速与目标转速作差，并将二者差值经PI调节器调节后得到调节电流；将调节电流的值赋值给在查找电机对应的2D表时所需的转矩指令；根据预设电流转矩关系式计算标幺值形式的电机电流与电机转矩之间的映射系数，并根据映射系数更新2D表的查表步长；根据电机的当前转速和转矩指令从更新后的2D表中查出电机的给定直轴电流分量和给定交轴电流分量；根据给定直轴电流分量和给定交轴电流分量，通过预设矢量控制算法控制电机的电流输出，以使电机的当前转速跟踪目标转速。可见，本申请的电动汽车在速度控制模式下可以采用查2D表的方式输出电流指令，因此可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车在速度控制模式下的调速方法，其特征在于，应用于电动汽车的电机控制器，包括：将所述电动汽车内电机的当前转速与目标转速作差，并将二者差值经比例积分PI调节器调节后得到调节电流；将所述调节电流的值赋值给在查找所述电机对应的2D表时所需的转矩指令；根据预设电流转矩关系式计算标幺值形式的电机电流与电机转矩之间的映射系数，并根据所述映射系数更新所述2D表的查表步长；根据所述电机的当前转速和所述转矩指令从更新后的2D表中查出所述电机的给定直轴电流分量和给定交轴电流分量；根据所述给定直轴电流分量和所述给定交轴电流分量，通过预设矢量控制算法控制所述电机的电流输出，以使所述电机的当前转速跟踪所述目标转速。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车在速度控制模式下的调速方法，其特征在于，应用于电动汽车的电机控制器，包括：将所述电动汽车内电机的当前转速与目标转速作差，并将二者差值经比例积分PI调节器调节后得到调节电流；将所述调节电流的值赋值给在查找所述电机对应的2D表时所需的转矩指令；根据预设电流转矩关系式计算标幺值形式的电机电流与电机转矩之间的映射系数，并根据所述映射系数更新所述2D表的查表步长；根据所述电机的当前转速和所述转矩指令从更新后的2D表中查出所述电机的给定直轴电流分量和给定交轴电流分量；根据所述给定直轴电流分量和所述给定交轴电流分量，通过预设矢量控制算法控制所述电机的电流输出，以使所述电机的当前转速跟踪所述目标转速。2.如权利要求1所述的电动汽车在速度控制模式下的调速方法，其特征在于，所述预设电流转矩关系式具体为：映射系数＝所述电机的峰值电流对应的标幺值÷所述电机的峰值转矩。3.如权利要求2所述的电动汽车在速度控制模式下的调速方法，其特征在于，所述根据所述映射系数更新所述2D表的查表步长的过程具体为：将所述映射系数四舍五入后取整，并将所述2D表中转矩行的每个转矩值乘以取整后的映射系数，以更新所述2D表的查表步长。4.如权利要求1所述的电动汽车在速度控制模式下的调速方法，其特征在于，所述根据所述给定直轴电流分量和所述给定交轴电流分量，通过预设矢量控制算法控制所述电机的电流输出的过程具体为：获取所述电机在dq两相旋转坐标系下的直轴电流分量Id及交轴电流分量Iq，并将所述给定直轴电流分量Idref、所述给定交轴电流分量Iqref对应与Id、Iq作差；将两个差值分别经PI调节后对应得到直轴电压分量Ud及交轴电压分量Uq；根据所述电机的当前转速求取坐标系变换角度θ，并根据θ将Ud、Uq从dq两相旋转坐标系变换至αβ两相静止坐标系，得到α轴电压分量Uα、β轴电压分量Uβ；将Uα、Uβ经空间矢量脉宽调制SVPWM调制后，控制与所述电机连接的三相逆变器中开关的开通状态，以控制所述电机的电流输出。5.如权利要求4所述的电动汽车在速度控制模式下的调速方法，其特征在于，所述获取所述电机在dq两相旋转坐标系下的直轴电流分量Id及交轴电流分量Iq的过程具体为：将所述电机的三相交流电流经Clark变换后再经Park变换，以获取所述电机在dq两相旋转坐标系下的直轴电流分量Id及交轴电流分量Iq。6.一种电动汽车的电机控制器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：童维勇，殷江洪，
申请(专利权)人：深圳市英威腾电动汽车驱动技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44