用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法，方法包括以下步骤：预先获取永磁电机在不同工况下的q轴电流与q轴电感之间的拟合函数；检测永磁电机的q轴上的电流，以判断永磁电机当前所处的工况；基于当前所处的工况来选择不同的拟合函数进行q轴电流的计算；根据计算得到q轴电流，电机控制器控制永磁电机发出转矩，以控制永磁电机进行运转。本发明专利技术提供的用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法和系统使得永磁电机能够精确的执行整车控制的转矩命令，确保永磁电机在牵引和制动情况下转矩精度在全范围达到2％以内，电机的驱动功率以及制动功率的监控的数据的准确性提高，并且还提高了整车驾驶的安全性、操作性以及舒适性。

【技术实现步骤摘要】
用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法及系统
本专利技术涉及控制
，具体地说，涉及一种用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法和系统。
技术介绍
永磁同步电机应用于混合动力汽车上，作为混合动力汽车的牵引驱动系统，最核心的功能是响应整车控制器(VCU)的牵引转矩命令以及制动转矩命令，以完成整车向前牵引、向后牵引以及向前制动等整车的基本功能。因此准确的响应整车控制器(VCU)的转矩命令是衡量电驱动系统性能优劣的一个重要指标。目前来说，提高永磁电机转矩精度的常规方法是在实验台架上牵引状态下对电机转矩进行标定，在试验台架的测功机上根据实测转矩推算出电机的q轴电感Lq。然而，要同时确保永磁电机在牵引和制动两种工况下都能达到较高的转矩精度，现有的这些方法还不能满足。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法，所述方法包括以下步骤：预先获取所述永磁电机在不同工况下的q轴电流与q轴电感之间的拟合函数；检测所述永磁电机的q轴上的电流，以判断所述永磁电机当前所处的工况；基于当前所处的工况来选择不同的拟合函数进行q轴电流的计算；根据计算得到q轴电流，电机控制器控制所述永磁电机发出转矩，以控制所述永磁电机进行运转。由于预先获取了拟合函数以及根据工况来计算q轴电流，所以本专利技术提供的方法能够使用拟合函数来同时提高牵引工况以及制动工况下的转矩精度。根据本专利技术的一个实施例，预先获取所述永磁电机在不同工况下的q轴电流与q轴电感之间的拟合函数进一步包括：向测功机发送转速环控制指令，以使所述测功机带动永磁电机工作在恒转矩区；通过电机控制器向所述永磁电机发送多条不同的转矩目标指令，以使所述永磁电机分别在各个转矩环下运行；在所述永磁电机在每个转矩环下稳定运行后，通过测功机检测所述永磁电机此时的实际转矩，并通过电机控制器检测该实际转矩下的d轴、q轴上的电流值和方向，以推算出q轴上的电感值；基于所述电流值和所述电感值并根据所述q轴上的电流的方向拟合出不同工况下的q轴上电流和电感之间的函数关系。根据本专利技术的一个实施例，所述不同的工况包括制动工况和牵引工况，其中在制动工况下，q轴上的电流为负，在牵引工况下，q轴上的电流为正。根据本专利技术的一个实施例，根据所述永磁电机的峰值转矩的大小来发送转矩目标指令，其中多条转矩目标指令中的目标转矩之间的跨度相同。根据本专利技术的一个实施例，通过电机控制器还检测该实际转矩下的d轴上的电流值。根据本专利技术的一个实施例，根据永磁电机的转矩方程来推算出q轴电感，转矩方程为：其中，Tm为电磁转矩；P为电机极对数；Fm为永磁体主磁通，视为常数；Iq为q轴电流；Id为d轴电流；Ld为d轴电感，视为常数；Lq为q轴电感。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的系统，所述系统包括：拟合函数获取单元，其用以预先获取所述永磁电机在不同工况下的q轴电流与q轴电感之间的拟合函数；检测单元，其用以检测所述永磁电机的q轴上的电流，以判断所述永磁电机当前所处的工况；Q轴电流计算单元，其用以基于当前所处的工况来选择不同的拟合函数进行q轴电流的计算；转矩控制单元，其用以根据计算得到q轴电流，电机控制器控制所述永磁电机发出转矩，以控制所述永磁电机进行运转。根据本专利技术的一个实施例，拟合函数获取单元进一步包括：用以向测功机发送转速环控制指令，以使所述测功机带动永磁电机工作在恒转矩区的模块；用以通过电机控制器向所述永磁电机发送多条不同的转矩目标指令，以使所述永磁电机分别在各个转矩环下运行的模块；用以在所述永磁电机在每个转矩环下稳定运行后，通过测功机检测所述永磁电机此时的实际转矩，并通过电机控制器检测该实际转矩下的d轴、q轴上的电流值和方向，以推算出q轴上的电感值的模块；用以基于所述电流值和所述电感值并根据所述q轴上的电流的方向拟合出不同工况下的q轴上电流和电感之间的函数关系的模块。本专利技术的有益之处在于，由于预先获取了永磁电机在不同工况下的q轴电流与q轴电感之间的拟合函数以及将牵引工况以及制动工况区分开来，分别计算两种工况下的q轴电感校正值，因此使得永磁电机能够精确的执行整车控制的转矩命令，确保永磁电机在牵引和制动情况下转矩精度在全范围达到2％以内，电机的驱动功率以及制动功率的监控的数据的准确性也有所提高，并且还提高了整车驾驶的安全性、操作性以及舒适性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1显示了根据本专利技术的一个实施例的用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法流程图图2显示了根据本专利技术的一个实施例的一种永磁电机标定试验台示意图；图3显示了根据本专利技术的一个实施例的获取q轴电感参数流程图；图4显示了根据本专利技术的一个实施例的牵引制动综合考虑的q轴电流Iq计算软件流程图；图5显示了一种标定方法的转矩精度数据图；以及图6显示了根据本专利技术的一个实施例的标定方法的转矩精度数据图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本专利技术实施例作进一步地详细说明。常规的转矩标定方法是在牵引工况下进行的标定，该方法可以提高永磁电机在向前牵引工况下的转矩精度。然而，这种标定方法忽略了q轴电流Iq的正负性对q轴电感Lq的不同影响，这种标定方法势必造成Iq为负电流时(即向前制动工况下)的转矩精度无法达到向前牵引工况的转矩精度，甚至出现较大偏差。另外，制动转矩的偏差在整车没有安装转矩传感器的情况下，造成整车的制动能量和制动转矩的监控会很困难。同时制动转矩的偏差会造成驾驶员在制动时整车出现某一段制动无力，某一段又制动太强的情况，这些不利状况不仅大大的降低了整车驾驶人员的驾驶体验，甚至会对整车行驶的安全造成威胁。因此提高永磁电机转矩精度，也是提高整车安全性的一个重要指标。然而，常规的转矩标定方法只能够保证牵引工况下的转矩精度，但是无法兼顾制动工况下的转矩精度。因此，本专利技术提出了一种用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法和系统。本专利技术通过判断永磁电机当下工况，即分别在牵引和制动工况下采用不同的q轴电感值来计算当前的q轴电流，这种方法能够保证永磁电机在牵引和制动的工况下都能达到较好的转矩精度。图1显示了根据本专利技术的一个实施例的用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法流程图。首先，在步骤S101中，预先获取永磁电机在不同工况下的q轴电流与q轴电感之间的拟合函数。一般来说，获取拟合函数首先需要测量永磁电机在不同情况下的各种参数。然后在不同条件下重复多次测量，通过多次测量后的数据进行归纳以及整理。最后通过归纳以及整理获取q轴电流以及q轴电感之间的拟合函数。然后，在步骤S102中，检测永磁电机的q轴上的电流，以判断永磁电机当前所处的工况。一般来说，可以用电机控制器来测量永磁电机q轴上的电流。其中，当q轴电流为正时，则永磁电机当前处于牵引工况；当q轴电流为负时，则永磁电机当前处于制动工况。接着，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：预先获取所述永磁电机在不同工况下的q轴电流与q轴电感之间的拟合函数；检测所述永磁电机的q轴上的电流，以判断所述永磁电机当前所处的工况；基于当前所处的工况来选择不同的拟合函数进行q轴电流的计算；根据计算得到q轴电流，电机控制器控制所述永磁电机发出转矩，以控制所述永磁电机进行运转。

【技术特征摘要】
1.一种用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：预先获取所述永磁电机在不同工况下的q轴电流与q轴电感之间的拟合函数；检测所述永磁电机的q轴上的电流，以判断所述永磁电机当前所处的工况；基于当前所处的工况来选择不同的拟合函数进行q轴电流的计算；根据计算得到q轴电流，电机控制器控制所述永磁电机发出转矩，以控制所述永磁电机进行运转。2.如权利要求1所述的用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法，其特征在于，预先获取所述永磁电机在不同工况下的q轴电流与q轴电感之间的拟合函数进一步包括：向测功机发送转速环控制指令，以使所述测功机带动永磁电机工作在恒转矩区；通过电机控制器向所述永磁电机发送多条不同的转矩目标指令，以使所述永磁电机分别在各个转矩环下运行；在所述永磁电机在每个转矩环下稳定运行后，通过测功机检测所述永磁电机此时的实际转矩，并通过电机控制器检测该实际转矩下的d轴、q轴上的电流值和方向，以推算出q轴上的电感值；基于所述电流值和所述电感值并根据所述q轴上的电流的方向拟合出不同工况下的q轴上电流和电感之间的函数关系。3.如权利要求1所述的用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法，其特征在于，所述不同的工况包括制动工况和牵引工况，其中在制动工况下，q轴上的电流为负，在牵引工况下，q轴上的电流为正。4.如权利要求2所述的用于提高不同工况下永磁电机的转矩精度的方法，其特征在于，根据所述永磁电机的峰值转矩的大小来发送转矩目标指令，其中多条转矩目标指令中的目标转矩之间的跨度相同。5.如权利要求2所述的用于提高不同工况下永磁电机的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：易慧斌，陈慧民，杨洪波，王文明，石高峰，凌岳伦，谭淼，梁松，丁文，姚超，周志康，
申请(专利权)人：湖南中车时代电动汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43