[发明专利]电热约束下电动汽车的最优效率控制方法、控制器及系统

权利要求书

1.一种电动汽车电热约束下电动系统的最优效率控制方法，其特征在于，包括：

获取电动汽车的电机的总损耗P_{loss_total}以及逆变器在非直通状态下的总损耗P_{nom_total}和在直通状态下的总损耗P_{sh_total}，并根据P_{loss_total}、P_{nom_total}、P_{sh_total}值和直轴电流i_d获取电动系统总损耗最小时的直轴电流计算模型；

测量电机的电流、电压、转速以及逆变器中开关器件的电流、电压，以获取电动系统在不同工况下的P_{loss_total}、P_{nom_total}、P_{sh_total}值；

获取电动系统的热状态观测模型，并测量电机外壳与逆变器散热器的温度，结合电动系统损耗值以获取电动系统中逆变器开关器件和电机绕组的实时温度；

根据开关器件和电机绕组的实时温度与预设温度的差值，获取电动系统的电流限制幅值；再结合不同工况下的P_{loss_total}、P_{nom_total}、P_{sh_total}值以及电动系统总损耗最小时的直轴电流计算模型获取电动系统总损耗最小时所对应的直轴电流i_d^*；并利用数值分析法获取电动系统总损耗最小时逆变器的直通占空比、电机电压和直流母线电压；

将电机的电流进行坐标变换以获取该电机的直轴电流i_d；

根据直轴电流i_d与所述直轴电流i_d^*计算电机的直轴电压与交轴电压，并对所述直轴电压与交轴电压进行动静坐标变换以获取电机的静态电压参考值；

根据逆变器中开关器件的实时温度与预设温度的差值，获取逆变器中开关器件的开关频率；

根据电动系统总损耗最小时逆变器的直通占空比、静态电压参考值以及逆变器中开关器件的开关频率获取逆变器的调制信号。

2.根据权利要求1所述的最优效率控制方法，其特征在于，所述电动系统总损耗最小时的直轴电流计算模型为：

式中，i_d,0为预先设定的直轴电流初值；i_d^*为当前工况下电动系统总损耗最小时所对应的直轴电流i_d^*；di_d,op为在预先设定的直轴电流初值的情况下总损耗最小时所对应的直轴电流的差值。

3.根据权利要求1所述的最优效率控制方法，其特征在于，所述获取电动汽车的电机的总损耗P_{loss_total}以及逆变器在非直通状态下的总损耗P_{nom_total}和在直通状态下的总损耗P_{sh_total}，并根据P_{loss_total}、P_{nom_total}、P_{sh_total}值和直轴电流i_d来完善电动系统总损耗最小时的直轴电流计算模型的步骤中包括：

根据逆变器中开关器件与电机绕组的实时温度计算电动系统允许损耗的最大值；具体实施采用以下公式获取电动系统允许损耗的最大值：

式中，c^*为电机、开关器件等效热阻网络电容值；τ_c1为电机、开关器件等效热时间常数；T_lim为电机、开关器件的温度限值；T_meas代表电机、开关器件实时温度测量值,P₀为电机绕组损耗或逆变器损耗。

4.根据权利要求1所述的最优效率控制方法，其特征在于，所述根据逆变器中开关器件的实时温度与预设温度的差值，获取逆变器中开关器件的开关频率的步骤中采用滞环控制获取逆变器中开关器件的开关频率。