[发明专利]一种电动汽车轮毂电机智能复合控制器

说明书

本发明公开汽车驱动控制领域中的一种电动汽车轮毂电机智能复合控制器，由优化控制器、线性控制器、能量控制器、自校正控制器和转矩PI模块组成，毂电机系统的输入是电压u，输出的是实际转角和实际电流；优化控制器以实际转角、实际电流、参考电流和参考转角为输入，以电压u₁为输出；自校正控制器以实际转角和参考转角为输入，以电压u₂为输出，转矩PI模块输出转矩g，能量控制器以实际转角、实际电流和转矩g为输入，以节能电压为输出；线性控制器以实际转角、实际电流、节能电压、转矩g为输入，以电压u₃为输出，电压u＝u₁+u₂+u₃；优化控制器在较短时间内达到角度和电流设定值，自校正控制器实现参数的最优化，线性控制器与能量控制器联合作用，提高控制精度。

技术领域

本发明属于汽车驱动控制领域，特别涉及一种用于电动汽车的轮毂电机控制器。

背景技术

轮毂电机将驱动、传动和制动装置都整合到轮毂内，省略了离合器、变速器、传动轴、差速器、分动器等传动部件，动力控制由硬连接改为软连接，通过电控技术，实现了电动轮的无级变速，传动效率大大提高，实现多种复杂驱动方式，灵活应对恶劣路面条件，底盘结构极大简化，整车总布置和车身造型涉及自由度增加，同时能够轻松实现制动能量回收，不同于传统内燃机汽车和单电机集中驱动的电动汽车。

汽车的车轮由于经常需要处在大负荷低速爬长坡的工况下，电机又放在狭小的车轮内，容易出现冷却不足导致电机过热，另外制动也会导致电机过热而退磁。在不影响电机使用效率的情况下，采用水冷的方法进行散热，将硅钢片放置在刹车盘内进行防护，使得制动产生的热量层层隔离，温度达不到电极材料退磁温度。然而轮毂电机对汽车存在极大的先天性弊端即增大了簧下质量，同时也增加了轮毂的转动惯量，车辆的操控性能很不好。如果簧上质量和簧下质量按同比例增长时，整车性能就会受到影响。

永磁同步电动机具有结构简单，体积小、重量轻、损耗小、效率高、功率因数高等优点，相对于直流电机来讲，它没有换向器和电刷，所以更便于维护；相对于异步电机而言，结构比较简单，定子电流和定子电阻损耗减小，且转子参数可测，控制性能好，所以永磁同步电机是轮毂电机的不错选择。

发明内容

本发明的目的是针对电动汽车轮毂电机技术当前存在的电机过热导致退磁影响整车性能、簧下质量增加以及控制效果不好的缺陷，提供了一种能有效改进轮毂电机各项性能指标的智能复合控制器，使车轮驱动对整车行驶各项控制性能指标在最佳范围之内，能够实现更快的动态响应速度、更高的稳态追踪精度。

本发明一种电动汽车轮毂电机智能复合控制器采用的技术方案是：其由优化控制器、线性控制器、能量控制器、自校正控制器和转矩PI模块组成，串接在轮毂电机系统的输入端和输出端之间，轮毂电机系统的输入是控制电压u，输出的是实际转角θ和实际电流i_d、i_q；所述的优化控制器以实际转角θ、实际电流i_d、i_q、参考电流和参考转角θ^*为输入，以控制电压u₁为输出；所述的自校正控制器以实际转角θ和参考转角θ^*为输入，以控制电压u₂为输出；采用转矩检测模块检测轮毂电机系统的实际转矩F，参考转矩F^*和实际转矩F相比较得到转矩误差e_F，转矩误差e_F输入到所述的的转矩PI模块中，转矩PI模块输出转矩g：所述的能量控制器以实际转角θ、实际电流i_d、i_q和转矩g为输入，以节能电压z为输出；所述的线性控制器以实际转角θ、实际电流i_d、i_q、节能电压z、转矩g为输入，以控制电压u₃为输出；所述的控制电压u＝u₁+u₂+u₃。