车辆用模块化多相电机的控制方法及其驱动系统、车辆技术方案

本发明专利技术公开了一种车辆用模块化多相电机的控制方法及其驱动系统、车辆，车辆用模块化多相电机包括n个独立多相电机单元，各独立多相电机单元分别由其对应的独立驱动器驱动控制，且各独立驱动器分别由其对应的独立电源供电，各独立多相电机单元、各独立驱动器以及各独立电源分别与车载电脑连接；其中，控制方法包括：车载电脑预置有最优效率算法，根据车辆的功率需求并以满足最优效率算法作为驱动目标，计算所需运行的独立多相电机单元数量及其对应的输出功率；本发明专利技术使得整个驱动系统的效率始终处于较高水平运行状态，达到节约电能的目的，进而提升整车续航里程。进而提升整车续航里程。进而提升整车续航里程。

【技术实现步骤摘要】
车辆用模块化多相电机的控制方法及其驱动系统、车辆


[0001]本专利技术属于电机控制领域，具体涉及了一种车辆用模块化多相电机的控制方法，本专利技术还涉及了该驱动系统所采用的驱动系统及其应用的车辆。

技术介绍

[0002]在电动车辆驱动控制领域中，驱动电机系统拓扑结构多为集中供电型拓扑，其电机受单一驱动器和单一电源(即电池)供电。由于电动车辆的实际运行工况复杂，单电机系统常在低效率区域中运行，导致驾驶里程缩短。此外，电池包集成为一块，体积过大，既限制了整车空间布局的灵活性与底盘的重量配置，而且电池的局部故障会蔓延至整块电池包，扩大故障损失，甚至引发爆炸。集中供电型拓扑系统的容错性能差，其电源、驱动器、电机三者任一发生局部故障均会使系统无法工作，导致车辆失去动力。
[0003]模块化多相电机驱动控制系统因其控制灵活，功率因数高，容错性能强而备受青睐，成为当前国内外大功率推进电机系统发展的重要方向。如公开号为CN104518724A的中国专利，公开了一种十五相电机分通道控制系统及控制方法，首次提出了多相电机分通道控制的方法：十五相推进系统分为三个通道，每个通道的拓扑及电机绕组数量为五相，每个通道包含开关、推进交压器、不控整流器、五相逆变器及五相电机绕组。然而该专利中限定三个五相出力一致，并未完全考虑到每个五相模块的不同温升情况，且专利中提到的供电模式局限于集中供电。又如公开号为CN106787338A的中国专利，公开了一种分布式电池组绕组独立供电的多相电机驱动系统及方法，该系统虽然使用分布式电源供电，但是电机每相绕组单独连接一个供电单元，供电系统冗余；公开号为CN106208894A的中国专利，公开了一种多相电机驱动系统，电机每相绕组单独连接一个H桥功率单元，功率器件冗余。公开号为CN106787338A的中国专利，公开了一种绕组分套式多相电机及其控制方法，电机包括三套电枢绕组，分別为高速绕组、中速绕组和低速绕组。三套电枢绕组的额定功率相同，额定转速不同；三套电枢绕组的中性点各自独立引出；通过主控制器和三个子控制器对电机进行控制，三个子控制器分别为高速控制器、中速控制器和低速控制器，对应控制高速绕组、中速绕组和低速绕组的工作状态，使电机在效率最优状态下带动负载旋转。该系统虽然实现了电机较高效率的运行，但是电机绕组规格不一致，加工难度增大；三套绕组运行工况不一致，导致不同绕组温升状态、寿命相差较大。
[0004]因此，本申请专利技术人基于在本领域的专注研发经验和所累积的理论知识决定提出新的技术方案。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种车辆用模块化多相电机的控制方法及其驱动系统、车辆，使得整个驱动系统的效率始终处于较高水平运行状态，达到节约电能的目的，进而提升整车续航里程。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种车辆用模块化多相电机的控制方法，所述车辆用模块化多相电机包括n个独立多相电机单元，各独立多相电机单元分别由其对应的独立驱动器驱动控制，且各独立驱动器分别由其对应的独立电源供电，各独立多相电机单元、各独立驱动器以及各独立电源分别与车载电脑连接；其中，所述控制方法包括：所述车载电脑预置有最优效率算法，根据所述车辆的功率需求并以满足最优效率算法作为驱动目标，计算所需运行的独立多相电机单元数量及其对应的输出功率。
[0008]优选地，包括以下步骤：
[0009]S10)、所述车载电脑获取所述车辆的功率需求；
[0010]S20)、根据车载电脑中预置的电机效率云图和驱动器效率云图，所述车载电脑计算各独立多相电机单元及其独立驱动器的最优效率运行点，以此作为所述最优效率算法；
[0011]S30)、基于所述最优效率算法，计算所需运行的独立多相电机单元数量及其对应的输出功率，以满足所述车辆的功率需求；
[0012]S40)、将所述车辆的功率需求分配至对应数量的独立多相电机单元，该对应数量的独立多相电机单元执行功率运行工作。
[0013]优选地，在所述步骤S40)中，当计算所需运行的独立多相电机单元数量大于或等于所述独立多相电机单元的数量时，全部独立多相电机单元需要同时运行；当计算所需运行的独立多相电机单元数量小于所述独立多相电机单元的数量时，应至少有一个独立多相电机单元处于空置状态。
[0014]优选地，所述步骤S40)基于最优分配算法进行分配，其中，所述最优分配算法包括：基于各独立多相电机单元的实时温度及其对应独立电源的实时荷电量，以取得各独立多相电机单元的温升均衡及其对应独立电源的荷电量均衡作为控制目标进行最优分配计算。
[0015]优选地，在所述最优分配算法中，将温度更低且其对应独立电源的荷电量更高的独立多相电机单元优先作为功率输出模块进行运行，将温度更高且其对应独立电源的荷电量较低的独立多相电机单元设置为空置状态。
[0016]优选地，考虑到随着运行时间的增加，处于运行状态中的独立多相电机单元温度升高，且其对应独立电源的荷电量下降，其中，在所述最优分配算法中，所述车载电脑根据各独立多相电机单元的实时温度及其对应独立电源的实时荷电量，评估处于运行状态中的独立多相电机单元与剩余处于空置状态的独立多相电机单元，所述最优分配算法将1个或多个处于空置状态的独立多相电机单元切入运行状态，以代替其对应数量的处于运行状态的独立多相电机单元。
[0017]优选地，将处于运行状态的独立多相电机单元功率输出设置为高电平信号，将处于空置状态的独立多相电机单元功率输出设置为低电平信号，使得全部独立多相电机单元的功率输出状态以脉冲宽度调制的规律分布。
[0018]优选地，一种车辆用模块化多相电机的驱动系统，所述驱动系统包括车辆用模块化多相电机，所述车辆用模块化多相电机包括n个独立多相电机单元，各独立多相电机单元分别由其对应的独立驱动器驱动控制，且各独立驱动器分别由其对应的独立电源供电，各独立多相电机单元、各独立驱动器以及各独立电源分别与车载电脑连接；其中，所述驱动系统采用如上所述的控制方法。
[0019]优选地，所述车辆用模块化多相电机采用分数槽集中绕组式电机，所述独立多相电机单元为独立三相电机单元或独立五相电机单元或独立其他多相电机单元；所述车载电脑分别实时采集各独立多相电机单元的实时温度及其对应独立电源的实时荷电量。
[0020]优选地，一种车辆，采用如上所述的驱动系统。
[0021]本申请通过在车载电脑预置最优效率算法，根据车辆的功率需求并以满足最优效率算法作为驱动目标，计算所需运行的独立多相电机单元数量及其对应的输出功率，该对应数量的独立多相电机单元执行功率运行工作，使得车辆用模块化多相电机保持在高效区运行，不工作的单元电机直接切为空置状态而不产生驱动器损耗，从而使得整个驱动系统的效率始终处于较高水平运行状态，达到节约电能的目的，进而提升整车续航里程；而且本申请特别依据最优分配算法提出了呈脉冲宽度调制的规律分布控制方式，不仅确保了独立电源、独立驱动器与其对应独立多相电机单元三者之间的均衡性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆用模块化多相电机的控制方法，其特征在于，所述车辆用模块化多相电机包括n个独立多相电机单元，各独立多相电机单元分别由其对应的独立驱动器驱动控制，且各独立驱动器分别由其对应的独立电源供电，各独立多相电机单元、各独立驱动器以及各独立电源分别与车载电脑连接；其中，所述控制方法包括：所述车载电脑预置有最优效率算法，根据所述车辆的功率需求并以满足最优效率算法作为驱动目标，计算所需运行的独立多相电机单元数量及其对应的输出功率。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S10)、所述车载电脑获取所述车辆的功率需求；S20)、根据车载电脑中预置的电机效率云图和驱动器效率云图，所述车载电脑计算各独立多相电机单元及其独立驱动器的最优效率运行点，以此作为所述最优效率算法；S30)、基于所述最优效率算法，计算所需运行的独立多相电机单元数量及其对应的输出功率，以满足所述车辆的功率需求；S40)、将所述车辆的功率需求分配至对应数量的独立多相电机单元，该对应数量的独立多相电机单元执行功率运行工作。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤S40)中，当计算所需运行的独立多相电机单元数量大于或等于所述独立多相电机单元的数量时，全部独立多相电机单元需要同时运行；当计算所需运行的独立多相电机单元数量小于所述独立多相电机单元的数量时，应至少有一个独立多相电机单元处于空置状态。4.根据权利要求2或3所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S40)基于最优分配算法进行分配，其中，所述最优分配算法包括：基于各独立多相电机单元的实时温度及其对应独立电源的实时荷电量，以取得各独立多相电机单元的温升均衡及其对应独立电源的荷电量均衡作为控制目标进行最优分配计算。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在所述最优分配算法中，将温度更低且其...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜言柱，李玉刚，胡宜豹，胡金龙，李升，刘亚军，周建华，周维，张力，王伟，王庆，王景瑜，薛静宇，刘竹园，周乃发，
申请(专利权)人：江苏聚磁电驱动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：