[发明专利]一种车用永磁同步电机增程器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车用增程器，尤其是永磁同步电机增程器的控制方法。

背景技术

随着世界上石油资源的日益紧缺和国家对于环保的日益重视，电动汽车受到越来越多的重视。但是目前市场上的电动汽车多采用蓄电池作为动力源，受限于电池技术的发展，电动汽车的行驶里程数一直不能够达到人们的预期，而且电动汽车的蓄电池寿命也因为经常性深度放电而大大减少。

车用增程器能够直接接入车辆的动力系统，作为辅助动力源，通过发动机带动发电机发电，在车辆电池电量不足时为整车提供电能，可以延长电动汽车的行驶里程。当前，车用增程器有多种解决方案，但是仍然存在问题，如：某些增程器产品仅采用恒定的发电功率输出，不能最大限度地利用发动机和发电机的容量；另外一些增程器控制方法需要检测电池剩余电量，并且需要检测车辆油门踏板或者刹车踏板的行程实现对驾驶员驾驶意图判断，由此决定增程器的工作模式，如专利号CN102616148A所述增程器控制需要准确检测电池剩余电量和汽车踏板的行程。但是电池剩余电量难以准确判断，而且油门踏板或者刹车踏板行程检测需要专用踏板，或者对车辆现有踏板进行改装，从而增加了硬件成本和技术复杂性。

发明内容

本发明的目的是提供一种车用永磁同步电机增程器控制方法，通过检测母线电压和电流能够判断电池状态和驾驶员驾驶意图，从而决定永磁同步电机增程器的工作模式，可在确保车辆动力性的前提下提高燃油利用率，延长车辆行驶里程，并能防止蓄电池过充与过放电。

为了实现上述目的，本发明采用如图1所示的增程器8，包括：增程控制器1、发动机模块2、转子位置检测3、永磁同步电机4、电流检测1～451～54、电机控制器6、电压检测7组成。发动机模块2的发动机22和永磁同步电机4机械连接；永磁同步电机4的三相交流侧和电机控制器6的三相交流侧电气连接；电机控制器6的直流侧电气连接到车辆动力系统的母线。

永磁同步电机4是起动/发电一体电机，在需要增程器工作时，首先作为起动电机，用于起动发动机22；当发动机转速达到发电设定转速时，永磁同步电机4作为发电机输出功率，发动机和永磁同步电机的转速保持恒定转速n。

本发明提供的增程器控制方法，是通过检测母线电压U_dc、电流值I_load及其变化量，控制增程器分别工作于起动模式、增压模式、弱磁模式、回馈模式、停机模式。其中：

当母线电压U_dc小于U_dcmin，负载电流I_load高于I_loadmax，并且这种状态持续T₁时间，则电池电量不足，增程器进入起动模式。

增程器处于工作状态时，当负载电流I_load大于I_loadmin、小于I_loadmax，并且I_load随时间的增加率小于ΔI_load时，则整车处于车速比较平稳的状态，增程器工作在升压模式。

增程器处于工作状态时，当负载电流I_load大于I_loadmax，并且I_load随时间的增加率大于ΔI_load时，则整车处于加速或者爬坡状态，增程器工作在弱磁模式。

增程器处于工作状态时，当负载电流I_load小于0时，则整车处于回馈模式，增程器进入回馈模式。

增程器处于升压模式时，当母线电压U_dc高于U_dcmax，电池电流I_b小于I_bmin，并且这种状态持续T₂时间时，则电池的剩余电量较多，进入停机模式关闭增程器。

增程器在不同工作模式下的控制方法如下：

增程器处于起动模式时：增程控制器1利用转速给定n^*、d轴电流给定I_d^*=0作为给定量和永磁同步电机4实际转速n、实际d轴电流I_d、实际q轴电流I_q作为反馈量的转速电流双闭环控制策略，输出矢量控制信号，通过电机控制器6控制永磁同步电机4作为起动电机带动发动机转速到达发动机怠速n，此时增程控制器1给发动机模块2起动信号，发动机22开始工作，继而带动永磁同步电机4发电。