[发明专利]永磁同步电动机驱动器的电池电流限制

说明书

描述了用于控制诸如永磁同步电动机(PMSM)驱动器或电动机控制系统的电机的操作的技术方案，以限制电池电流并保护电池免受来自PMSM驱动器的过大放电电流或充电电流的影响。系统和方法采用用于PMSM的扭矩控制算法，其在最大扭矩电流比(MTPA)操作和最大扭矩电压比(MTPV)操作中的每个操作期间生成电流命令时，使用电池电流限制约束。在PMSM驱动系统的MTPA和MTPV操作区域中的每个中执行扭矩搜索操作，直到在给定的电池电流限制约束下获得电流命令，同时在所有PMSM操作区域中保持最大的电压利用率。

技术领域

本申请总体上涉及用于控制诸如永磁同步电动机(PMSM)驱动器或电动机控制系统的电机的操作的方法和系统。更具体地，本申请涉及用于限制PMSM驱动器中的电池电流以保护电池免受来自PMSM驱动器的过大的放电电流或充电电流影响的方法和系统。在电动助力转向(EPS)系统中提供示例实施例。

背景技术

现代电动助力转向(EPS)系统采用基于永磁同步电动机(PMSM)的电驱动器，该驱动器向驾驶员提供扭矩辅助。车辆电池通常用作EPS系统的电源。由于车辆中的多个电子系统消耗车辆电池的电能，因此每个系统必须主动管理从电池汲取或供应回电池的电能(或电流)。随着电动汽车的出现和普及，现在通过适当管理电流和电压来保护电池变得更加重要。

发明内容

根据一个或多个示例实施例，提供了电动机控制系统、方法以及包括PMSM和电动机控制系统的系统，上述系统和方法中的每个被配置为通过以下限制供应电流和再生电流：确定扭矩命令，所述扭矩命令限制在电动机的最大扭矩内；使用扭矩命令执行最大扭矩电流比(MTPA)计算，以确定用于电动机控制的电流命令；以及生成系统的估算的电池电流值。在系统的估算的电池电流值超过指定的电池电流限制值的情况下，MTPA计算确定减小的扭矩命令。

根据示例实施例的方案，使用减小的扭矩命令重复MTPA计算，以确定更新的电流命令。

根据示例实施例的方案，提供了电动机控制系统、方法以及包括PMSM和电动机控制系统的系统，其被配置为迭代地确定减小的扭矩命令，并且使用减小的扭矩命令执行MTPA计算以确定更新的电流命令，直到满足指定的电池电流限制值为止。

根据示例实施例的方案，提供了电动机控制系统、方法以及包括PMSM和电动机控制系统的系统，其被配置为执行最大扭矩电压比(MTPV)计算以：确定电动机电压是否超过指定的最大DC链路电压；以及在电动机电压不超过指定的最大DC链路电压的情况下，确定更新的电流命令。

根据示例实施例的方案，MTPV计算使用来自MTPA计算的电流命令，以确定用于电动机控制的更新的电流命令，其中，用于系统的估算的电池电流值不超过指定的电池电流限制值。

根据示例实施例的方案，在MTPV计算确定电动机电压超过指定的最大DC链路电压的情况下，迭代地执行MTPV计算，以确定满足电池电流限制条件和最大电压利用条件的修改后的扭矩命令并且更新电流命令。在系统的估算的电池电流值未超过指定的电池电流限制值的情况下，满足电池电流限制条件，当MTPV计算确定用于PMSM控制的更新电流命令时，满足最大电压利用条件，其中所述更新电流命令在PMSM电压实质上等于指定的最大DC链路电压的情况下，产生最大转矩命令。

通过以下结合附图的描述，这些以及其他优点和特征将变得更加明显。

附图说明

在说明书的结论处，在权利要求书中特别指出并明确要求保护本公开的主题。从以下结合附图的详细描述中，本公开的前述和其他特征以及优点是显而易见的，其中：

图1描绘了根据本公开的方案的EPS系统的示例实施例的框图；

图2描绘了根据本公开的方案的用于PMSM的示例扭矩控制算法的框图；

图3描绘了PMSM驱动器中的操作区域；以及