[发明专利]一种电动汽车电机驱动用Z源逆变器升降压控制方法

说明书

本发明涉及逆变器领域。本发明为一种电动汽车Z源逆变器升降压控制方法，通过采集信息，确定所需的电机线电压参考值，判定系统是否加入了直通信号，得出对应的调制系数参考值和直通占空比参考值，然后步进调整调制系数和直通占空比，直到达到最优的调制信号使系统达到最优，解决的是电动汽车蓄电池供电电压不稳定而现有升压解决方案能量转换效率低，影响电机驱动系统性能，或没有按电动汽车不同工况下对电压需求调控，逆变器损耗大的问题，根据车辆不同运行工况下对驱动系统交流输出电压的需求不同，利用准Z源逆变器可以升降压，提供符合运行工况的电压需求的最优控制方法，使驱动系统的性能和效率得到最优调控。

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种电动汽车电机驱动用Z源逆变器升降压控制方法。

背景技术

电动汽车驱动电机的调速范围很宽，要求电机的供电电压宽范围变化。而且当电动汽车处于频繁启动、加速和超车等工况下蓄电池会瞬间大电流放电，导致电池输出端电压(驱动系统输入电压)会急剧波动，以及电池端电压也会随着电池剩余电量的减少而下降，因此蓄电池供电电压的波动及逐渐下降给电机驱动系统带来巨大挑战，并会恶化电动汽车的运行性能。为了解决这些问题，目前主要有两种方案，一是在电池和逆变器之间加入额外的DC-DC升压变换器，二是采用双向Z源变换器来调节驱动系统输出电压。但是，方案一存在两级结构使得能量转换效率低，同时为了防止逆变桥上下桥臂出现“直通”损坏功率模块，通常加入死区时间，这又会导致输出电流发生畸变，影响电动汽车驱动性能；方案二中电动汽车在不同工况下对直流母线电压的需求不同，没有给出车辆不同运行工况与Z源变换器输出电压之间的调控关系，也没有给出如何实现升降压的最优控制方法，会使得电流纹波幅值增大，器件电压电流应力大，逆变器损耗大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本发明提供一种电动汽车电机驱动用Z源逆变器升降压控制方法，根据电动汽车的运行工况动态调整逆变器交流输出电压，提供一种Z源逆变器的最优升降压控制方法，实现电机驱动系统的高性能、高效率运行。

(二)技术方案

基于上述的技术问题，本发明提供一种电动汽车电机驱动用Z源逆变器升降压控制方法，所述方法包含以下步骤：

S1、实时监控采集电机线电压实际值U_real、电机转速、电池电压U_in，确定所需的电机线电压参考值U_ref；

S2、判定系统是否加入了直通信号，得到对应的调制系数参考值m_ref和直通占空比参考值D_ref；

S3、步进调整调制系数m和直通占空比D，使m和D分别趋近于m_ref和D_ref；

S4、将得到的m和D，以及采集的电机电流作为SVPWM控制器的输入量，根据U＝GU_in得到调控后的电机线电压U。

进一步的，步骤S2包含以下步骤：

S2.1、计算得到升压因数实际值G_real和升压因数参考值G_ref，分别为G_real＝U_real/U_in，G_ref＝U_ref/U_in；

S2.2、比较是否G_ref≤G₀，若结果为是，则系统不需要加入直通信号，此时的m_ref和D_ref，分别为D_ref＝0；

S2.3、若S2.2的结果为否，则系统需要加入直通信号，此时的m_ref和D_ref，分别为