[发明专利]一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机及控制方法

权利要求书

1.一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机，其特征在于，包括轮毂电机轮胎（1）、轮毂电机（2）、微控制器模块（3）、PWM发生器（4）、电池组（5）、驱动电路（6），结构上采用两个外侧定子（7）、永磁体（8）、一个中间转子（9）、轴承（10）、轴（11）和电机外壳（12）；

所述电池组（5）连接驱动电路（6），为驱动电路（5）供电；电动汽车的微控制器（3）与无线通信模块连接，同时微控制器接有用于检测永磁无铁芯轮毂电机中定子电流的电流检测模块、用于检测永磁无铁芯轮毂电机母线电压模块和用于检测永磁无铁芯轮毂电机转速的转速检测模块，以及用于检测永磁无铁芯轮毂电机内外部温度的温度检测模块和用于手动设置参数的参数设置模块；结构上电机外壳、轴和轴承均采用铝合金，永磁体（8）采用粘接方式固定在电机中间转子（9）上，并与电动汽车轴（11）连接，随着汽车轮胎一起转动；

两个外侧定子（7）通过注塑工艺固定在电机外壳上，不随轮胎转动；

其中所述永磁无铁芯轮毂电机控制的方法为：

第一步，系统程序主要包括转速检测显示程序、PI控制算法程序及PWM信号产生程序，转速检测显示程序实现对电机实际转速的测量,并利用显示器实时显示出来，本方案主电结构通常采用H桥，通过PWM方式调速控制；

第二步，对高速计数器、PWM信号发生器和PID参数表进行初始化，然后设置定时中断,并启动定时器开始定时，接下来判断电机的转动方向,若正转,则判断正转高速计数器是否发生中断,否则判断反转高速计数器是否发生中断，速计数器一旦发生中断,立即读取定时器的当前值,作为计算转速的时间值，之后判断是否发生定时中断,若是则执行定时中断程序,定时中断程序主要工作为定时器清零、高速计数器清零并重新启动、计算转速、转速标准化、执行PID指令、输出值转换及执行PWM指令,继而输出PWM控制信号,否则继续判断是否发生中断；

第三步，转速的检测主要是通过光电编码器和微控制器的高速计数功能来实现的，光电编码器和电机同轴连接,电机每转1圈,光电编码器A,B两路就产生一定数量的相位互差90°的正交脉冲，为此选择高速计数器为A,B两路正交计数工作方式，为使高速计数器正确工作,首先应向高速计数器的控制字节写入控制字,利用高速计数器的定义指令为所用的高速计数器选定工作模式,写入高速计数器的设定值,把当前值清零,采用当前值等于设定值的中断事件,建立中断连接,然后启动高速计数器，同时启动定时器,当高速计数器的当前值等于设定值时,产生中断,并同时把定时器的当前值读出来,作为产生所设定脉冲数的时间,从而可计算出转速；

第四步，通过电压、电流模块采集左右轮的电流i与电压v，通过上述编码器获得转速v和转子位置信息；

第五步，转速设定值为v_ref，将转弯内轮速度v1 设定为参考速度，外轮速度设定为v2=v_ref*（R+W/2）/(R-W/2),R是转向半径，W是车身宽度；

第六步，经过PI调节将得到的速度误差作为电流环设定值，通过clarke变换得到静止坐标系电流信号，再通过park变换变为旋转坐标电流信号；

第七步，经过控制器调节变为电压参考信号u_ref最后经过park逆变换作为SVPWM的控制信号，产生驱动信号控制功率部分。

2.如权利要求1所述的永磁无铁芯轮毂电机的控制方法，其特征在于针对永磁无铁芯轮毂电机（2）采用差速控制算法（3）实现原地转弯，减小转弯半径。