電機驅動系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電機領域，特別設及一種電機驅動系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 電機是電動車的主要動力來源，目前電動車驅動電機普遍采用永磁電機（PMSM)， 與電勵磁電機相比，永磁電機，特別是稀±永磁電機具有結構簡單，運行可靠；體積小，質量 輕；損耗小，效率高；電機的形狀和尺寸可W靈活多樣等顯著優(yōu)點。目前在電機的驅動方式 上，均采用單一的驅動方式，其不能根據(jù)路況、車輛自身狀況等改變驅動方式，例如對于平 直的路面駕駛者希望獲得更高的車速，而對于坑法的路面，駕駛者希望獲得更大的轉矩，當 電池電量過低時，駕駛者又希望能采用更節(jié)能的驅動方式，W獲得最大的行駛里程，運些要 求在單一驅動方式下是不能實現(xiàn)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明提供了 一種電機驅動系統(tǒng)。
[0004] 一種永磁電機驅動系統(tǒng)，包括：獲取模塊，用于獲取車速V、電機轉子位置0f、轉 矩指令值皆、路況信息和輸入電機的=相電流值ia、ib、ic，所述路況信息至少包括平直路 況、坑法路況和彎道信息；SOC估計模塊，用于獲取動力電池端的電壓Us和電流is信號，根 據(jù)所建立的動力電池的數(shù)學模型，采用安時積分、狀態(tài)觀測器和自適應擴展卡爾曼濾波法 分別估計電池S0C，對估計值進行加權計算，得到動力電池當前的SOC估計值S;選擇模塊， 用于估計值S大于設定的闊值時，當選定路況為平直路況時，選定弱磁驅動方式驅動電機； 當選定路況為坑法路況時，選定直接轉矩驅動方式驅動電機；當判定估計值S小于或等于 設定的闊值時，選定效率最佳驅動方式驅動電機；指令計算模塊，用于分別采用效率最佳驅 動方式、弱磁驅動方式和直接轉矩驅動方式計算電機d軸電流第一指令值/；；和q軸電流第 一指令值<;;彎道補償模塊，用于根據(jù)所述彎道信息計算d軸電流補償值A(；和q軸電流補償 值鳴，根據(jù)所述d軸電流第一指令值《和電流補償值A/;計算d軸電流第二指令值C，根據(jù) 所述q軸電流第一指令值弓:和電流補償值這葛計算q軸電流第二指令值C帶子位置檢測模 塊，用于根據(jù)輸入電機的=相電流值ia、ib、ic計算電機轉子位置0f;電壓矢量調(diào)制模塊， 用于根據(jù)所述第二指令值％、第二指令值C和電機轉子位置0f對逆變器進行脈寬調(diào)制。
[0005] 可選的，還包括存儲模塊，所述存儲模塊與獲取模塊相連，所述存儲模塊內(nèi)預存儲 有多條道路的道路信息，所述獲取模塊根據(jù)車輛所處位置判斷車輛所在道路，從所述存儲 模塊內(nèi)讀取該道路的彎道信息。
[0006] 可選的，所述彎道信息包括彎道長度、彎道曲度、和預定距離內(nèi)彎道的數(shù)量；根據(jù) 獲取到的彎道信息和車輛當前所處的位置確定車輛是否位于彎道上或在進入彎道的預定 的距離內(nèi)或預定時間內(nèi)。
[0007] 可選的，所述轉子位置檢測模塊，根據(jù)下式計算轉子位置0f:
[0008] 0r化+1) =3 0r似-3 0r化-1) + 0r化-2)
[0009] 式中，K代表第K個狀態(tài)值。
[0010] 可選的，所述動力電池的數(shù)學模型為：
陽01引式中，Xk表示電池組的狀態(tài)矢量，yk表示電池端電壓，n為庫倫效率因子，C為總 容量，E。為充滿電狀態(tài)下的開路電壓，R為電池內(nèi)阻，K。、Ki、馬、Ks為電池極化內(nèi)阻，At為 采樣周期，imk為電流測量值，iSk為電流傳感器電流漂移估計值，Wi和W2、Vk為相互獨立的 白噪聲，SOC為電池電量，K代表第K個狀態(tài)值，K= 0、1、2、3、4、5……。
[0014] 可選的，所述SOC估計模塊，用于分別采用安時積分法、狀態(tài)觀測器法和自適應擴 展卡爾曼濾波法分別估計電池SOC值，得到SOC狀態(tài)估計值Sl、S2、S3,然后對Sl、S2、S3進 行加權計算，得到最終的SOC估計值S;
[0015] S=UiSi+U2S2+W3S3(3) 陽016] 其中〇1、〇2、"3為加權系數(shù)，W1+"2+"3二1。
[0017] 可選的，還包括計時模塊，所述計時模塊與選擇模塊連接，當判定估計值S小于或 等于設定的闊值時，計時模塊開始計時，當計時時長T大于設定的時長TO后，選擇模塊選定 效率最佳驅動方式驅動電機。
[0018] 可選的，還包括弱磁驅動模塊，所述弱磁驅動模塊包括函數(shù)發(fā)生器FGl和FG2,函 數(shù)發(fā)生器FGl和FG2的輸入端與獲取模塊相連，函數(shù)發(fā)生器FGl的輸出端與第一加法器相 連，第一加法器的輸出端與電流調(diào)節(jié)器相連，電流調(diào)節(jié)器通過第二加法器與限幅器相連，所 述限幅器還與函數(shù)發(fā)生器FG2的輸出端相連。
[0019] 可選的，還包效率最佳驅動模塊，所述效率最佳驅動模塊按下式計算d軸電流第 一指令值這和q軸電流第一指令值;
[0022] 式中，化表示電機每相產(chǎn)生的電磁功率，COf為電機轉速，4 :表示鐵忍磁鏈，Ls表 示定子電感。
[0023] 可選的，所述彎道補償模塊，按下式計算d軸電流第二指令值這和q軸電流第二指 令值C;
[00對式中氏4、1^,4、1^^、1(^、為比例系數(shù)^表示彎道長度，5表示彎道曲度，即彎道偏離直 道的角度。
[0026] 本發(fā)明的有益效果是：通過精確的數(shù)學模型，采用多種方法估計SOC值，獲得了更 加精準的SOC值，為電動車的操控提供了準確的依據(jù)；采用無傳感器技術檢測轉子位置，降 低了成本；綜合考慮了路面狀況和電池信息，根據(jù)不同的路面狀況實時調(diào)整車輛的驅動方 式，使得車輛操控性得W提高；考慮了彎道對電機驅動所帶來的影響，在遇到彎道后調(diào)整電 機勵磁電流和轉矩電流，從而保證了轉彎過程中車輛的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明電機驅動系統(tǒng)的結構圖；
[0028] 圖2是弱磁驅動框圖；
[0029] 圖3是PMSM等效電路圖。
【具體實施方式】
[0030] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明 的【具體實施方式】做詳細的說明，使本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全 部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā) 明的主旨。
[0031] 請參閱圖1，為了使得電機能更好的驅動車輛，使得車輛在不同路況下都能給駕駛 者提供更好的操控/乘坐感受，本發(fā)明首先根據(jù)動力電池的電量（SOC)決定車輛的驅動模 式，當選定路況為平直路況時，選定弱磁驅動方式驅動電機；當選定路況為坑法路況時，選 定直接轉矩驅動方式驅動電機；當判定估計值S小于或等于設定的闊值時，選定效率最佳 驅動方式驅動電機，根據(jù)彎道信息調(diào)整車輛PMSM電機的驅動方式，從而提高了車輛的操控 性、乘坐的舒適性。
[0032] 獲取模塊，用于獲取車速V、電機轉子位置0f、轉矩指令值7、路況信息和輸入電 機的=相電流值ia、ib、ic，所述路況信息至少包括平直路況、坑法路況和彎道信息。
[0033] 具體而言，可W采用電流傳感器分別測量逆變器輸出的S相電流ia、ib、ic，車速 V的檢測有多種方式，可W根據(jù)油口踏板的踩下量來計算轉矩指令值冷，上述運些信息的 獲取均為現(xiàn)有技術，不再寶述。
[0034] 對于一些路況如濕滑路況、平直路況、坑法路況等，駕駛員通過觀察即可容易的 了解到，通過選擇按鍵便可W將相應的路況信息發(fā)送至車輛控制系統(tǒng)，運些按鍵可W包括 濕滑、坑法、平直、積雪等等，本發(fā)明中平直路況指的是在一定距離內(nèi)沒有彎道，且路面無起 伏，路面平整，例如2KM內(nèi)，運種路況適于車輛高速行駛。坑法路況指的是，路面存在多處 凸起與凹陷，路面不平整，運種路況不宜高速行駛，其要求車輛輸出較大轉矩W克服路面的 凸起與凹陷。對于彎道信息駕駛員無法通過觀察獲得，彎道信息可W包括彎道長度、彎道曲 度、和預定距離內(nèi)彎道的數(shù)量，例如在2千米之內(nèi)彎道的數(shù)量。彎道長度、曲度、和數(shù)量與電 機驅動方式息息相關，其影響著車輛的操控性和乘坐的舒適感。例如較大的曲度則需要低 車速和高扭矩。
[0035] 為此，本發(fā)明設置有存儲模塊，其預存儲多條道路的路況信息，獲取模塊