用于确定何时在电动机的运行区域中应用适应性热补偿的方法和系统技术方案

提供了用于在操作电动机的转子时应用适应性热补偿的方法和系统。该方法包括：通过区域确定模块接收转子的扭矩和温度以及电动机的电流和电压的多个参数数据；通过区域确定模块根据参数数据集计算余弦值，确定用于应用适应性热补偿的区域，其中根据恒定扭矩方向矢量和电压限制椭圆矢量计算余弦值，该恒定扭矩方向矢量和电压限制椭圆矢量导出自一个或多个参数数据的函数关系；当电动机在由区域确定模块确定用于适应性热补偿的区域内运行时，通过参考修改模块应用修改值以递增地修改电动机电流。

Method and system for determining when to apply adaptive thermal compensation in the motor operating area

【技术实现步骤摘要】
用于确定何时在电动机的运行区域中应用适应性热补偿的方法和系统

总体涉及同步电动机的转子的运行区域，更具体地涉及用于确定在变化的转子温度和角速度下何时在运行区域中应用热适应性补偿以提高扭矩控制性能的方法和系统。
技术介绍
电动车辆中的推进系统包括永磁同步电动机，其可以以扭矩控制模式运行并且包括包含永磁体和定子的转子部分。转子磁通量的强度决定了磁铁产生的扭矩的大小。由电动机产生的磁体强度或扭矩可能由于许多因素而改变，包括转子运行温度的变化。例如，在较大的角速度下，转子可能无法最佳地运行，因为磁通量可能减少，磁通量可能减少部分是由于较高的转子温度。因此，需要监控角速度和转子温度，确定在操作电动机的区域中，无论电动机接收的直流母线电压如何变化，可以应用电流参考修改的适应性热补偿以改善对转子的扭矩控制。此外，通过随后的详细描述和所附权利要求，结合附图和前述
和技术背景，本专利技术的其他期望特征和特性将变得显而易见。
技术实现思路
公开了一种用于基于运行区域确定何时对电动机应用适应性热补偿的车辆中的方法和系统。在实施例中，提供了一种用于在操作电动机的转子时应用适应性热补偿的方法。该方法包括：通过区域确定模块接收转子的扭矩和温度以及电动机的电流和电压的多个参数数据，该参数数据集包括：转子的参考扭矩、电动机电流的电流测量、电动机的测量电压、转子的角速度测量、以及转子的估计温度；通过区域确定模块根据参数数据集计算余弦值，确定用于应用适应性热补偿的区域，其中根据恒定扭矩方向矢量和电压限制椭圆矢量计算余弦值，该恒定扭矩方向矢量和电压限制椭圆矢量导出自一个或多个参数数据的函数关系；以及，当电动机在由区域确定模块确定的用于适应性热补偿的区域内运行时，通过参考修改模块应用修改值以递增地修改电动机电流。该方法还包括：基于所测量的转子的角速度导出恒定扭矩方向矢量，其中通过函数计算恒定扭矩方向矢量，其中Te是电磁扭矩，并且ieds和ieqs是电动机的同步旋转参考系中的d轴和q轴dq电流。该方法还包括：基于电动机电流测量的d轴电流和q轴电流导出电压限制椭圆矢量，其中电压限制椭圆矢量由函数其中，和其中λeds和λeqs是在所述同步旋转参考系中估算的dq磁链，ωr是所述转子的角速度，ieds和ieqs是所述同步旋转参考系中所述的d轴和q轴dq电流，veds和veqs是所述同步旋转参考系中的电压，Ld和Lq是d轴和q轴感应系数，L矩阵是增益。该方法还包括：通过计算的内积来计算余弦值，其中，Te是通过函数计算的电磁扭矩，其中ieds和ieqs是电动机的同步旋转参考系中的d轴和q轴dq电流，其中‖x‖是矢量的大小，Ld和Lq是d轴和q轴感应系数。该方法还包括：应用第一阈值和第二扭矩阈值，以确定用于热适应的区域，其中第二扭矩阈值大于第一扭矩阈值，其中当扭矩高于第二扭矩阈值时应用d轴电流补偿。当扭矩在第一扭矩阈值和第二扭矩阈值之间时，应用梯度下降补偿。当扭矩低于第一扭矩阈值时，不应用补偿。适应性热补偿包括：d轴电流补偿和梯度下降补偿，该梯度下降补偿用于在操作电动机时实现最佳运行点。在另一个实施例中，提供了一种系统。该系统包括：适应性热补偿确定模块，包括：通过在非瞬时计算机可读介质上编码的编程指令配置的一个或多个处理器，所述适应性热补偿确定模块配置为：接收转子的扭矩和温度以及电流和电压的多个参数数据，其中该参数数据集包括：转子的估计参考扭矩、电动机电流的电流测量、电动机的测量电压、转子的角速度测量和转子的估计温度；根据参数数据集计算余弦值以确定用于应用适应性热补偿的区域，其中根据恒定扭矩方向矢量和电压限制椭圆矢量计算余弦值，该恒定扭矩方向矢量和电压限制椭圆矢量导出自一个或多个参数数据的函数关系；当电动机在由区域确定模块确定用于适应性热补偿的区域内运行时，应用修改值以递增地修改电动机电流。适应性热补偿确定模块配置为：基于转子的测量或估计的角速度导出恒定扭矩方向矢量。适应性热补偿确定模块配置为：基于电动机电流的测量的d轴和q轴导出电压限制椭圆矢量。适应性热补偿确定模块配置为：应用第一阈值和第二扭矩阈值以确定用于热适应的区域，其中第二扭矩阈值大于第一扭矩阈值，其中当扭矩高于第二扭矩阈值时应用d轴电流补偿。适应性热补偿确定模块配置为：当扭矩在第一扭矩阈值和第二扭矩阈值之间时，应用梯度下降补偿。适应性热补偿确定模块配置为：当扭矩低于第一扭矩阈值时不应用补偿。适应性热补偿确定模块配置在区域确定模块和参考修改模块的子模块中。适应性热补偿包括：d轴电流补偿和梯度下降补偿，该梯度下降补偿用于在操作电动机时实现最佳运行点。在又一个实施例中，提供了一种车辆。该车辆包括：电永磁电动机和，区域确定模块，其包括：一个或多个处理器和用编程指令编码的非瞬时计算机可读介质，区域确定模块配置为：接收转子的扭矩和温度以及电流和电压的多个参数数据，其中该参数数据集包括：转子的参考扭矩、电动机电流的电流测量、电动机的测量电压、转子的角速度测量和转子的估计温度；根据参数数据集计算余弦值以确定用于应用适应性热补偿的区域，其中根据恒定扭矩方向矢量和电压限制椭圆矢量计算余弦值，恒定扭矩方向矢量和电压限制椭圆矢量导出自一个或多个参数数据的函数关系；当电动机在由区域确定模块确定用于适应性热补偿的区域内运行时，应用修改值以递增地修改电动机电流。适应性热补偿包括：d轴电流补偿和梯度下降补偿，该梯度下降补偿用于在操作电动机时实现最佳运行点。区域确定模块配置在确定模块和参考修改模块的子模块中。区域确定模块配置为：基于函数导出电磁扭矩，其中，Ld和Lq是d轴和q轴感应系数。提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式描述在具体实施方式中进一步描述的选择概念。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键或根本特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。此外，结合附图和前述
技术介绍
，从随后的详细描述和所附权利要求中，系统和方法的其他期望特征和特性将变得显而易见。附图说明以下将结合以下附图来描述示例性实施例，其中相同的数字表示相同的元件，并且其中：图1是描绘根据实施例的可包括用于转子控制系统的适应性热补偿的示例性车辆的框图；图2是根据实施例的基于同步磁电动机的运行区域的适应性热补偿系统的框图；图3是描绘根据实施例的同步磁电动机的适应性热补偿系统的运行区域的曲线图；图4是描绘根据实施例的在同步磁电动机的适应性热补偿系统的运行期间的方向电流矢量的曲线图；图5A和5B是描绘根据实施例的用于应用同步磁电动机的适应性热补偿系统的区域的曲线图；图6是描绘根据实施例的将适应性热补偿应用于转子控制的示例过程的过程流程图。具体实施方式以下详细描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制应用和用途。此外，非旨在受限制于前述
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技术介绍
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技术实现思路
或以下详细描述中呈现的任何明示或暗示的理论。如本文所使用的，术语“模块”是指任何硬件、软件、固件、电子控制组件、处理逻辑和/或处理器设备，单独地或以任何组合，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、电子电路、处理器(共享、专用或组)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或其他提供所描述的功能的合适的组件。本文可以就功能和/或逻辑块组件和各种处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在操作电动机的转子时应用适应性热补偿的方法，所述方法包括：通过区域确定模块接收所述转子的扭矩和温度以及所述电动机的电流和电压的多个参数数据，所述参数数据集包括：所述转子的参考扭矩、所述电动机的所述电流的电流测量、所述电动机的测量电压、所述转子的测量角速度和所述转子的估计温度；由所述区域确定模块根据所述参数数据集计算余弦值，确定用于应用所述适应性热补偿的区域，其中根据恒定扭矩方向矢量和电压限制椭圆矢量计算所述余弦值，所述恒定扭矩方向矢量和所述电压限制椭圆矢量导出自所述一个或多个参数数据的函数关系；当所述电动机在由所述区域确定模块确定的用于所述适应性热补偿的所述区域内运行时，通过参考修改模块应用修改值以递增地修改所述电动机电流。

【技术特征摘要】
2018.03.19 US 15/9248231.一种在操作电动机的转子时应用适应性热补偿的方法，所述方法包括：通过区域确定模块接收所述转子的扭矩和温度以及所述电动机的电流和电压的多个参数数据，所述参数数据集包括：所述转子的参考扭矩、所述电动机的所述电流的电流测量、所述电动机的测量电压、所述转子的测量角速度和所述转子的估计温度；由所述区域确定模块根据所述参数数据集计算余弦值，确定用于应用所述适应性热补偿的区域，其中根据恒定扭矩方向矢量和电压限制椭圆矢量计算所述余弦值，所述恒定扭矩方向矢量和所述电压限制椭圆矢量导出自所述一个或多个参数数据的函数关系；当所述电动机在由所述区域确定模块确定的用于所述适应性热补偿的所述区域内运行时，通过参考修改模块应用修改值以递增地修改所述电动机电流。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述测量的所述转子的角速度导出所述恒定扭矩方向矢量，其中通过函数计算所述恒定扭矩方向矢量，其中Te是电磁扭矩，并且ieds和ieqs是所述电动机的同步旋转参考系中的d轴和q轴dq电流。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：基于所述电动机的所述电流的实施测量的d轴电流和q轴电流导出所述电压限制椭圆矢量，其中所述电压限制椭圆矢量由函数其中和其中λeds和λeqs是在所述同步旋转参考系中估算的dq磁链，ωr是所述转子的角速度，ieds和ieqs是所述同步旋转参考系中所述的d轴和q轴dq电流，veds和veqs是所述同步旋转参考系中的电压，Ld和Lq是d轴和q轴感应系数，L矩阵是增益。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：通过计算的内积来计算所述余弦值，其中Te是由函数计算的电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·柳，S·巴拉尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US