一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制设备及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制设备，包括：电机控制装置，用于根据目标转矩输出电机转矩、电机转子转角和电机电流；传动系统，与电机控制装置连接，用于根据电机转矩得到电机转速，并将该电机转速发送至电机控制装置反馈控制电机转矩；电流参数调整装置，与电机控制装置连接，用于根据电机转矩、电机转子转角和电机电流生成调整电流，并将调整电流发送至电机控制装置反馈调节电机转矩。与现有技术相比，本发明专利技术传动系统和电流参数调整装置分别通过电机转速和调整电流对电机控制装置进行反馈控制，通过机电耦合的方式最终对车辆动力进行控制，可以对电机转矩进行调整，对车辆的速度控制更加精准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动车动力控制技术，尤其是涉及一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制设备及方法。
技术介绍
集中驱动式纯电动车的动力传动系统有别于传统内燃机车辆。动力系统与传动系统直接耦合，动力电机驱动速度快、转矩响应斜率大，易引发传动系统冲击和扭转振动，使电动车工作时出现纵向抖振现象。车用电机种类包括直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机，其中，永磁同步电机以其体积小、性能好、结构简单、可靠性高、输出转矩大等特点而被广泛的应用。但在实际应用中无论是电机本体还是控制系统与理想情况相比不可避免地存在一定的偏差，因此永磁同步电机的输出转矩的脉动也必然存在。电机参数对动力传动系统扭转振动也有影响。电动车由驱动电机定转子间产生的电磁转矩驱动，转矩的施加将引发轴系冲击，继而在传动系统共振点引发轴系的扭转振动。电磁转矩中电转角的一次项系数定义为电磁刚度，由电机特有的性能决定，电磁刚度将定子和转子联系在一起，使定子和转子以及后续的传动部件组成一个统一的整体。电磁刚度和分支引起的电动车动力传动系统低阶固有频率(0Hz～2Hz)，将导致车辆传动系统在低阶特征频率对应的电机转速和车速下产生共振，引发整车纵向振动。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制设备及方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制设备，包括：电机控制装置，用于根据目标转矩输出电机转矩、电机转子转角和电机电流；传动系统，与电机控制装置连接，用于根据电机转矩得到电机转速，并将该电机转速发送至电机控制装置反馈控制电机转矩；电流参数调整装置，与电机控制装置连接，用于根据电机转矩、电机转子转角和电机电流生成调整电流，并将调整电流发送至电机控制装置反馈调节电机转矩。所述电机控制装置包括：控制策略模块，接收目标转矩，并通过最大转矩电流比控制法将目标转矩转换为二相电流信号；空间矢量调制模块，分别与控制策略模块和电流参数调整装置连接，将二相电流信号和调整电流整合调制为两相电压；逆变器模块，分别与空间矢量调制模块和传送系统连接，用于根据电机转速和两相电压生成电机电流、电机转矩和电机转子转角。所述传动系统包括依次连接的电机转子、转子轴、减差速器、离散轴组和轮胎组。所述减差速器包括依次连接的减差速器输入轴、减差速器中间轴和减差速器输出轴。所述离散轴组包括离散左半轴和离散右半轴，所述轮胎组包括左轮和右轮，所述离散左半轴和离散右半轴的一端均与减差速器连接，另一端分别与左轮和右轮连接。一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制设备的控制方法，包括步骤：A.电机控制装置接收目标转矩，根据目标转矩生成电机转矩、电机转子转角和电机电流，并将电机转矩发送至传动系统，将电机转矩、电机转子转角和电机电流均发送至电流参数调整装置；B.电流参数调整装置根据电机转矩、电机转子转角和电机电流生成调整电流，并将调整电流发送至电机控制装置反馈调节电机转矩；C.传动系统根据电机转矩得到电机转速，并将该电机转速发送至电机控制装置反馈控制电机转矩。所述步骤A在电机电流和电机转速反馈控制的参与下具体包括步骤：A1.控制策略模块接收目标转矩，并通过最大转矩电流比控制法将目标转矩转换为二相电流信号；A2.空间矢量调制模块接收二相电流信号和调整电流，将二相电流信号和调整电流整合调制为两相电压，并将该两相电压发送至逆变器模块；A3.逆变器模块根据电机转速和两相电压生成电机电流、电机转矩和电机转子转角，并将电机电流和电机转子转角发送至电流参数调整装置，将电机转矩分别发送至电流参数调整装置和传动系统。所述步骤A2具体包括步骤：A21.空间矢量调制模块接收二相电流信号和调整电流；A22.二相电流信号和调整电流叠加后得到二相电流信号电压；A23.对二相电流信号电压进行变换和处理后得到两相电压，并将该两相电压发送至逆变器模块。所述步骤A23中对二相电流信号电压进行变换和处理的过程具体为：U2＝U1·T1·T2其中：U2为两相电压，U1为二相电流信号电压，T1为第一变换矩阵，T2为第二变换矩阵；所述第一变换矩阵具体为： T 1 = 2 3 1 0 - 1 / 2 3 / 2 - 1 / 2 - 3 / 2 ]]>所述第二变换矩阵具体为： T 2 = 2 3 cos θ cos ( θ - 2 π / 3 ) cos ( θ + 2 π 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制设备，其特征在于，包括：电机控制装置(1)，用于根据目标转矩输出电机转矩、电机转子转角和电机电流；传动系统(3)，与电机控制装置(1)连接，用于根据电机转矩得到电机转速，并将该电机转速发送至电机控制装置(1)反馈控制电机转矩；电流参数调整装置(2)，与电机控制装置(1)连接，用于根据电机转矩、电机转子转角和电机电流生成调整电流，并将调整电流发送至电机控制装置(1)反馈调节电机转矩。

【技术特征摘要】
1.一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制设备，其特征在于，包括：
电机控制装置(1)，用于根据目标转矩输出电机转矩、电机转子转角和电机电
流；
传动系统(3)，与电机控制装置(1)连接，用于根据电机转矩得到电机转速，
并将该电机转速发送至电机控制装置(1)反馈控制电机转矩；
电流参数调整装置(2)，与电机控制装置(1)连接，用于根据电机转矩、电
机转子转角和电机电流生成调整电流，并将调整电流发送至电机控制装置(1)反
馈调节电机转矩。
2.根据权利要求1所述的一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制设备，其
特征在于，所述电机控制装置(1)包括：
控制策略模块(11)，接收目标转矩，并通过最大转矩电流比控制法将目标转
矩转换为二相电流信号；
空间矢量调制模块(12)，分别与控制策略模块(11)和电流参数调整装置(2)
连接，将二相电流信号和调整电流整合调制为两相电压；
逆变器模块(13)，分别与空间矢量调制模块(12)和传送系统(3)连接，用
于根据电机转速和两相电压生成电机电流、电机转矩和电机转子转角。
3.根据权利要求1所述的一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制设备，其
特征在于，所述传动系统(3)包括依次连接的电机转子(31)、转子轴(32)、减
差速器、离散轴组和轮胎组。
4.根据权利要求3所述的一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制设备，其
特征在于，所述减差速器包括依次连接的减差速器输入轴(33)、减差速器中间轴
(34)和减差速器输出轴(35)。
5.根据权利要求3所述的一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制设备，其
特征在于，所述离散轴组包括离散左半轴(36)和离散右半轴(37)，所述轮胎组
包括左轮(38)和右轮(39)，所述离散左半轴(36)和离散右半轴(37)的一端
均与减差速器连接，另一端分别与左轮(38)和右轮(39)连接。
6.一种如权利要求2所述的纯电动车动力传动系统机电耦合控制设备的控制

\t方法，其特征在于，包括步骤：
A.电机控制装置(1)接收目标转矩，根据目标转矩生成电机转矩、电机转
子转角和电机电流，并将电机转矩发送至传动系统(3)，将电机转矩、电机转子转
角和电机电流均发送至电流参数调整装置(2)；
B.电流参数调整装置(2)根据电机转矩、电机转子转角和电机电流生成调
整电流，并将调整电流发送至电机控制装置(1)反馈调节电机转矩；
C.传动系统(3)根据电机转矩得到电机转速，并将该电机转速发送至电机
控制装置(1)反馈控制电机转矩。
7.根据权利要求6所述的一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制方法，其
特征在于，所述步骤A在电机电流和电机转速反馈控制的参与下具体包括步骤：
A1.控制策略模块(11)接收目标转矩，并通过最大转矩电流比控制法将目
标转矩转换为二相电流信号；
A2.空间矢量调制模块(12)接收二相电流信号和调整电流，将二相电流信
号和调整电流整合调制为两相电压，并将该两相电压发送至逆变器模块(13)；
A3.逆变器模块(13)根据电机转速和两相电压生成电机电流、电机转矩和
电机转子转角，并将电机电流和电机转子转角发送至电流参数调整装置(2)，将电
机转矩分别发送至电流参数调整装置(2)和传动系统(3)。
8.根据权利要求7所述的一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制方法，其
特征在于，所述步骤A2具体包括步骤：
A21.空间矢量调制模块(12)接收二相电流信号和调整电流；
A22.二相电流信号和调整电流叠加后得到二相电流信号电压；
A23.对二相电流信号电压进行变换和处理后得到两相电压，并将该两相电压
发送至逆变器模块(13)。
9.根据权利要求8所述的一种纯电动车动力传动系统机电耦合控制方法，其
特征在于，所述步骤A23中对二相电流信号电压进行变换和处理的过程具体为：
U2＝U1·T1·T2其中：U2为两相电压，U1为二相电流信号电压，T1为第一变换矩阵，T2为第
二变换矩阵；
所述第一变换矩阵具体为：
T 1 = 2 3 1 0 - 1 / 2 3 / 2 - 1 / 2 - 3 / 2 ]]>所述第二变换矩阵具体为：
T 2 = 2 3 cos θ cos ( θ - 2 π / 3 ) cos ( θ + 2 π ...

【专利技术属性】
技术研发人员：于蓬，章桐，陈诗阳，张涛，李京，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31