[发明专利]电动汽车的电机驱动器电压解耦方法

说明书

本发明涉及电动汽车安全控制技术领域，提出了一种电动汽车永磁同步电机电压解耦方法，旨在解决驱动电机交直轴电感强耦合导致的超调问题。该方法包括：获取同步电机的三相电流，并转换为d‑q坐标系下的直轴电流i_d和交轴电流i_q；获取同步电机的角速度ω，进行速度闭环PI调节，得到给定电流，对所述给定电流和反馈电流进行电流闭环PI调节，得到稳态电压；利用预先拟合的磁链‑电流表确定出同步电机的直轴磁链ψ_d和交轴磁链ψ_q；根据所述角速度ω和所述直轴磁链ψ_d与所述交轴磁链ψ_q确定出补偿电压；由稳态电压和补偿电压确定输出电压。本发明实现了对同步电机的控制过程的电压解耦，解决了由于同步电机强耦合造成的超调问题，保证了车辆安全。

技术领域

本发明涉及电机驱动控制技术领域，特别涉及一种电动汽车的电机驱动器电压解耦方法。

背景技术

电动汽车的驱动电机一般采用内嵌式交流永磁同步电机，而内嵌式交流永磁同步电机系统是一种非线性，多复杂，强耦合的系统。永磁同步电机的交直轴电感是强耦合的，需要进行解耦控制。在某些特定工况，比如在高速阶段，急加速，急减速，挂空挡滑行发电的时候，永磁同步电机电磁强耦合，控制器电流环比例积分(Proportional Integral,PI)调节困难，很有可能出现超调现象，这时就会使得系统变得不可控，轻者控制器失去动力，更严重出现控制器损坏或车辆失控导致的安全。

电流闭环回路中，反电动势分量仅仅只是通过PI调节器调节，并没有考虑到磁路交叉饱和导致电感Ld和Lq参数的变化，PI调节在电机的电磁分量突然发生变化，电流的转矩分量会产生一个瞬时误差，将导致转矩和转速波形的畸变，从而影响系统的动态性能，没有有效地解决电压耦合因素。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决当前电动汽车电机驱动中，由于驱动电机的非线性，强耦合特性，使得在电机控制中，电流PI调节出现超调现象，使系统变得不可控，轻者控制器失去动力，更严重的是可能出现控制器损坏或车辆失控导致的安全故障等问题。本发明采用以下技术方案以解决上述技术问题：

本申请提供了一种电动汽车电机驱动器的过流保护方法，该方法包括：获取上述永磁同步电机的三相电流，并通过Clarke变换和Park变换，转换为d-q坐标系下的直轴电流i_d和交轴电流i_q；获取上述永磁同步电机的角速度ω；将上述角速度ω进行速度闭环PI调节，得到给定直轴电流和给定交轴电流分别对上述定直轴电流和上述给定交轴电流进行电流闭环PI调节，得到直轴稳态电压和交轴稳态电压利用预先拟合的磁链-电流表确定出上述永磁同步电机的直轴磁链ψ_d和交轴磁链ψ_q；其中，上述磁链-电流表为上述直轴磁链ψ_d和上述交轴磁链ψ_q关于上述直轴电流i_d和上述交轴电流i_q的曲面关系表；根据上述角速度ω和上述直轴磁链ψ_d与上述交轴磁链ψ_q，确定出直轴补偿电压和交轴补偿电压；由上述直轴稳态电压和上述直轴补偿电压确定直轴输出电压U_d，由上述交轴稳态电压和交轴补偿电压，确定交轴输出电压U_q。

进一步地，上述“将上述角速度ω进行速度闭环PI调节，得到给定直轴电流和给定交轴电流”的步骤包括：对上述角速度和给定角速度进行PI调节，得到转速电压信息；根据上述转速电压信息和转矩指令，利用预设转矩-速度表，查表确定直轴电流和给定交轴电流其中，上述转矩指令为VCU控制器输出的指令信息，上述转矩-速度表为转速信息和转矩信息与电流之间的对应函数关系。

进一步地，上述“利用预先拟合的磁链-电流表确定出上述电机的直轴磁链ψ_d和交轴磁链ψ_q”步骤包括通过如下公式确定上述直轴磁链ψ_d和上述交轴磁链ψ_q：