一种基于数据分析的车载永磁同步电机效率拟合方法技术

本发明专利技术提出一种基于数据分析的车载永磁同步电机效率拟合方法，通过数据分析的方法，确定在固定工况下的电机效率与温度的关系，结合工况MAP，用三张表建立电机效率与电机转速、扭矩和温度的关系，可以提高获得电机效率的准确性，在保证计算精度的同时，简化关系式，可应用于车载永磁同步电机的冷却控制和效率优化，输入为电机温度、转速、扭矩，输出为电机效率，使其计算效率高，稳定性好，占用内存小。占用内存小。占用内存小。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据分析的车载永磁同步电机效率拟合方法


[0001]本专利技术涉及电机效率获得
，具体涉及将车载永磁同步电机效率与电机转速、扭矩和电机温度关联的数值拟合技术。

技术介绍

[0002]电机效率是电机的一项重要性能项。在现有技术中，通常是根据固定的电机系统效率二维表来确定电机系统效率，但是目前系统效率二维表仅考虑了电机转速及电机扭矩，未考虑其他因素的影响，因此获取的电机系统效率准确性低。
[0003]专利文献CN202110625517.X公开了一种电机效率MAP曲线获取方法，通过逆向工程软件，直接根据竞品电机供应商提供的电机实测效率MAP图片反求出电机效率MAP曲线，节约成本，并且效率高。但电机效率与电机温度强相关，电机实测效率MAP是在特定的温度下测得的，在实际应用中，电机效率随着工况和温度的变化而变化，所以此方法有一定的局限性。另一份专利文献CN202011345403.1公开了一种电动汽车双电机效率最优控制方法，通过最优控制算法建立最优效率配比MAP。最优效率配比MAP的X轴为整车目标总需求扭矩，最优效率配比MAP的Y轴为车速。此方法仍然是未考虑电机温度对电机效率的影响。
[0004]因此，以上现有技术方法均未将电机效率MAP与电机温度相关联，存在一定局限性，影响获得电机效率的准确性。
[0005]另外，对于车载永磁同步电机，一般车内温度传感器只有一个，由于电机温度分布不均匀，采集的电机绕组温度并不能全面的反应电机的真实温度状态。用此温度计算电机铜损，会带来较大误差。
>[0006]
技术实现思路
：针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于数据分析的车载永磁同步电机效率拟合方法，将电机效率与电机转速、扭矩和电机温度关联起来，以用于水冷和油冷电机冷却控制和效率优化，提高获得电机效率的准确性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供一种电机效率拟合方法，包括以下步骤：步骤1，在设定的电机温度下，实测电机的效率MAP；步骤2，建立电机效率仿真模型，应用实测效率MAP标定模型；步骤3，应用标定后的电机效率仿真模型，计算不同电机温度下的电机效率MAP图。
[0008]步骤4，对不同电机温度下的电机效率MAP图进行数据处理。
[0009]步骤5，固定工况，在确定的转速和扭矩下，用二次多项式拟合电机效率和温度的关系。
[0010]步骤6，将所有工况下，二次多项式的二次项系数，一次项系数和常数项整理为三张数据MAP，X坐标为转速，Y坐标为扭矩，Z坐标为系数。
[0011]本专利技术方法的独特之处在于：通过数据分析的方法，确定了在固定工况下的电机效率与温度的关系，结合工况MAP，用三张表建立了电机效率与电机转速、扭矩和温度的关
系，可以提高获得电机效率的准确性，在保证计算精度的同时，简化关系式，可应用于车载永磁同步电机的冷却控制和效率优化，输入为电机温度、转速、扭矩，输出为电机效率，使其计算效率高，稳定性好，占用内存小。
[0012]本专利技术方法针对现在无论是水冷电机还是油冷电机，均可通过控制电机温度来优化电机效率，为电机性能提升创造新潜力。
[0013]附图说明：图1本专利技术一实施例提供的电机效率拟合方法的流程图；图2不同电机温度下的电机效率MAP；图3数据整理后的表格格式；图4回归分析响应及因子设置；图5回归分析预测模型项添加；图6回归分析结果；图7主效应分析响应及因子设置；图8效率主效应图；图9固定转速、扭矩工况，电机效率与电机温度数据分析表；图10固定转速、扭矩工况，电机效率与电机温度数据分析结果；图11固定转速、扭矩工况，仿真值与拟合值对比；图12A_二次项系数表；图13B_一次项系数表；图14C_常数项系数表。
[0014]具体实施方式：为了使本方法的内容更容易被清楚地理解，下面结合附图和具体实施例，对本方法做进一步详细的说明：参见图1，在本专利技术一实施例中，电机效率拟合方法的流程包括以下步骤：步骤1，在设定的电机温度下，实测电机的效率MAP。
[0015]本步骤中，是按照相应的电机试验规范，在80至100℃的电机温度下，进行电机效率MAP测试，得到一定温度边界下的电机效率实测MAP结果。这里，温度边界选取80至100℃是基于行业对标，并结合电机常用温度范围而设定。
[0016]步骤2，建立电机效率仿真模型，应用实测效率MAP标定模型。
[0017]本步骤是用于标定电机效率仿真模型。
[0018]应用ANSYSMotor
‑
CAD商业软件搭建电机效率仿真模型，输入电机参数，建立电机效率仿真模型。然后应用实测效率MAP标定模型，使在试验边界下，仿真结果与实测结果相吻合。
[0019]步骤3，应用标定后的电机效率仿真模型，计算电机效率仿真模型MAP图。
[0020]本步骤是计算不同温度下的电机效率MAP仿真值。应用标定后的电机效率仿真模型，输入不同电机温度，包括电机绕组温度、铁芯温度，两者温度有一定关系。电机温度范围可在20℃到180℃之间，每隔20℃计算一张MAP图，最终计算得到不同电机温度下的九张电机效率MAP图，如图2所示。
[0021]本专利技术在计算不同温度下电机效率值时，应用了ANSYSMotor
‑
CAD商业软件搭建
电机效率仿真模型，并应用试验数据对仿真模型进行标定，采用的温度是电机的平均温度。
[0022]步骤4，对不同电机温度下的电机效率MAP图进行数据处理。
[0023]将步骤3中得到的九张电机效率MAP图进行数据处理。
[0024]首先，通过编程，将所有数据整理成如图3所示格式的表格。表格共有四列数据，分别是电机温度、转速、扭矩和电机效率。将数据导入数据处理软件Minitab，进行数据分析。
[0025]在Minitab软件中，将电机效率设为响应，电机温度、转速、扭矩设为因子变量，做回归分析，如图4所示。添加预测模型中的项，包括三阶及以下的所有项，如图5所示。经过回归分析，得到如图6所示的回归模型。R2大于85%模型精度满足要求。但回归方程太复杂，包括三阶项，才能满足精度需求。在电机运行过程中，瞬态工况，扭矩和转速都会有波动，三阶项对系统的稳定性不利。若系统可接受三阶项，可直接使用此回归方程。
[0026]在Minitab软件中，电机效率设为响应，电机温度、转速、扭矩设为因子变量，做主效应分析，如图7所示。查看电机效率与电机温度、转速、扭矩的主效应图，如图8所示。电机效率与电机温度的关系近似线性，电机效率与电机扭矩和转速的关系为非线性。根据主效应分析结果，如果能够解耦扭矩和转速对电机效率的影响，电机效率与电机温度的关系式将简单明了。
[0027]步骤5，固定工况，在确定的转速和扭矩下，用二次多项式拟合电机效率和温度的关系。
[0028]本步骤是确定单个固定工况算法，固定转速和扭矩，建立电机效率与温度的关系。
[0029]通过确定的转速和扭矩，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据分析的车载永磁同步电机效率拟合方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在设定的电机温度下，实测电机的效率MAP；步骤2，建立电机效率仿真模型，应用实测效率MAP标定模型；步骤3，应用标定后的电机效率仿真模型，计算不同电机温度下的电机效率MAP图；步骤4，对不同电机温度下的所述电机效率MAP图进行数据处理；步骤5，固定工况，在确定的转速和扭矩下，用二次多项式拟合电机效率和温度的关系；步骤6，将所有工况下，二次多项式的二次项系数，一次项系数和常数项整理为三张数据MAP，X坐标为转速，Y坐标为扭矩，Z坐标为系数。2.根据权利要求1所述的基于数据分析的车载永磁同步电机效率拟合方法，其特征在于，所述步骤1温度设定为80～100℃。3.根据权利要求1所述的基于数据分析的车载永磁同步电机效率拟合方法，其特征在于，所述步骤2中，应用实测效率MAP标定模型，使在试验边界下，仿真结果与实测结果相吻合。4.根据权利要求1所述的基于数据分析的车载永磁同步电机效率拟合方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧，尹秀婷，郑建军，王利，吕鑫，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：