本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，特別是涉及一種新能源汽車電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來源(或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動(dòng)力裝置)，綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括純電動(dòng)汽車、增程式電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料電池電動(dòng)汽車、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車、其他新能源汽車等。

純電動(dòng)或混合動(dòng)力汽車中，電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器和高壓蓄電池組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)在整個(gè)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中起著非常重要的作用,驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩的輸出質(zhì)量也直接決定汽車的駕駛體驗(yàn).但由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中硬件限制,如位置傳感器精度,或電機(jī)本體制造過程中由于制造工藝的限制,往往導(dǎo)致逆變器輸出電流不平衡,或者有較大的諧波存在,最終導(dǎo)致電機(jī)扭矩波動(dòng),影響駕駛體驗(yàn).

目前，針對(duì)新能源汽車的車用電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)問題,往往是針對(duì)特定電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)形成原因而指定特定的補(bǔ)償方法；例如，由于位置傳感器的精度導(dǎo)致位置誤差,使得輸出電流在某些工況下出現(xiàn)巨大的不平衡.針對(duì)該問題常規(guī)的做法是標(biāo)定出位置誤差,并將傳感器采樣值加以補(bǔ)償；該補(bǔ)償方法有著較大的局限性,每一套電機(jī)和傳感器組合的位置誤差都是不同的,因此需要將每一套設(shè)備都花大量時(shí)間標(biāo)定誤差表格,這對(duì)量產(chǎn)產(chǎn)品來說并不實(shí)用,且該補(bǔ)償方法只能解決位置傳感器精度導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波動(dòng),如果是其他原因如電機(jī)三相阻抗不平衡導(dǎo)致的電流不平衡,則該補(bǔ)償方法無法適用，無法實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于各種電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)產(chǎn)生原因的新能源汽車轉(zhuǎn)矩電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)補(bǔ)償方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的新能源汽車電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)補(bǔ)償方法，包括：

第一步，將電機(jī)三相電流在N次諧波可轉(zhuǎn)為直流量的坐標(biāo)系下進(jìn)行電流低通濾波

，獲得電機(jī)N次電流諧波分量，N為零或正整數(shù)，低通濾波的帶寬為電機(jī)基波頻率的二十分之一至十分之一；

第二步，將N次電流諧波分量以0為參考進(jìn)行PI控制，獲得N次電流諧波分量在其可轉(zhuǎn)為直流量的坐標(biāo)系下的預(yù)電流補(bǔ)償量；

第三步，將預(yù)電流補(bǔ)償量經(jīng)過坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換到dq坐標(biāo)系下獲得電機(jī)電流環(huán)真實(shí)補(bǔ)償量；

將以上獲得的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量迭加到正常電流環(huán)PI輸出的電壓中消除N次電流諧波產(chǎn)生的電機(jī)扭矩波動(dòng)。

當(dāng)N＝0時(shí)，采用以下步驟：

第一步，在alpha-beta坐標(biāo)系下進(jìn)行電流低通濾波，獲得0次電流諧波分量；

第二步，將0次電流諧波分量以0為參考進(jìn)行PI控制，獲得0次電流諧波分量在alpha-beta坐標(biāo)系下的預(yù)電流補(bǔ)償量；

第三步，0次電流諧波分量在alpha-beta坐標(biāo)系下的預(yù)電流補(bǔ)償量轉(zhuǎn)換到dq坐標(biāo)系下，獲得0次電流諧波分量的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量；

將以上獲得的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量迭加到正常電流環(huán)PI輸出的電壓中消除0次電流諧波產(chǎn)生的電機(jī)扭矩波動(dòng)。

當(dāng)N＝5時(shí)，采用以下步驟：

第一步，在-5ω坐標(biāo)系下進(jìn)行電流低通濾波，獲得5次電流諧波分量；

第二步，將5次電流諧波分量以0為參考進(jìn)行PI控制，獲得5次電流諧波分量在-5ω坐標(biāo)系下的預(yù)電流補(bǔ)償量；

第三步，5次電流諧波分量在-5ω坐標(biāo)系下的預(yù)電流補(bǔ)償量轉(zhuǎn)換到dq坐標(biāo)系下，獲得5次電流諧波分量的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量；

將以上獲得的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量迭加到正常電流環(huán)PI輸出的電壓中消除5次電流諧波產(chǎn)生的電機(jī)扭矩波動(dòng)。

當(dāng)N＝7時(shí)，采用以下步驟：

第一步，在7ω坐標(biāo)系下進(jìn)行電流低通濾波，獲得7次電流諧波分量；

第二步，將7次電流諧波分量以0為參考進(jìn)行PI控制，獲得7次電流諧波分量在7ω坐標(biāo)系下的預(yù)電流補(bǔ)償量；

第三步，7次電流諧波分量在7ω坐標(biāo)系下的預(yù)電流補(bǔ)償量轉(zhuǎn)換到dq坐標(biāo)系下，獲得7次電流諧波分量的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量。

將以上獲得的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量迭加到正常電流環(huán)PI輸出的電壓中消除7次電流諧波產(chǎn)生的電機(jī)扭矩波動(dòng)。

新能源汽車電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的主要原因是諧波的出現(xiàn)，如角度誤差會(huì)導(dǎo)致某些零次電流分量。電機(jī)本體設(shè)計(jì)原因?qū)е鲁霈F(xiàn)最多的是5次和7次諧波,本申請(qǐng)進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑砭褪翘崛〕鲋C波分量,并將其控制為0。

相對(duì)于新能源汽車電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)補(bǔ)償方法，本申請(qǐng)的優(yōu)勢(shì)在于通用性及實(shí)用性。如上背景技術(shù)中所記載，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的因素很多?，F(xiàn)有新能源汽車電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)補(bǔ)償方法是針對(duì)特定電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)形成原因而指定特定的補(bǔ)償方法，具有很大的局限性。電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)產(chǎn)生的原因歸根結(jié)底是由于諧波的出現(xiàn)，因此本申請(qǐng)并不考慮導(dǎo)致諧波出現(xiàn)的具體原因是什么，只需將導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的諧波因素提出來并加以控制即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的補(bǔ)償。因?yàn)樵撋暾?qǐng)的方法區(qū)別于傳統(tǒng)的標(biāo)定補(bǔ)償方法，完全能由自動(dòng)控制方法(軟件硬件結(jié)合)實(shí)現(xiàn)，因此具有很強(qiáng)的實(shí)用性，不需要花大量的時(shí)間制作標(biāo)定補(bǔ)償表格，提高了電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)補(bǔ)償?shù)男省?/p>

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1是本發(fā)明0次電流諧波分量提取的原理圖。

圖2是本發(fā)明電路補(bǔ)償量注入結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的新能源汽車電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)補(bǔ)償方法，如圖1所示，包括：

第一步，將三相電流在N次諧波可體現(xiàn)為直流量的坐標(biāo)系dqN下進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到IsdN、IsqN，該電流通過Low Pass Filter進(jìn)行低通濾波，獲得電機(jī)N次電流諧波分量IdZeroFilN、IqZeroFilN，N為零或正整數(shù)，低通濾波的帶寬為電機(jī)基波頻率的二十分之一至十分之一；

第二步，將N次電流諧波分量IdZeroFilN、IqZeroFilN以0為參考進(jìn)行PI控制，獲得預(yù)電流補(bǔ)償量VdZeroN、VqZeroN；

第三步，將預(yù)電流補(bǔ)償量VdZeroN、VqZeroN經(jīng)過dqN－dq坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換到dq坐標(biāo)系下獲得電機(jī)電流環(huán)真實(shí)補(bǔ)償量VdCompN、VqCompN；

將以上獲得的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量VdCompN、VqCompN迭加到正常電流環(huán)PI輸出的電 壓中消除N次電流諧波產(chǎn)生的電機(jī)扭矩波動(dòng)。

當(dāng)N＝0時(shí)，采用以下步驟：

第一步，將三相電流在alpha-beta坐標(biāo)系下進(jìn)行電流低通濾波，獲得0次電流諧波分量；0次電流就是相對(duì)于靜止坐標(biāo)系來說,頻率為0；

第二步，將0次電流諧波分量以0為參考進(jìn)行PI控制，PI控制器的輸出VdZero和VqZero，即是0次電流諧波分量在alpha-beta坐標(biāo)系下的預(yù)電流補(bǔ)償量；

第三步，0次電流諧波分量在alpha-beta坐標(biāo)系下的預(yù)電流補(bǔ)償量VdZero和VqZero轉(zhuǎn)換到dq坐標(biāo)系下，獲得0次電流諧波分量的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量UsdDes和UsqDes；

將以上獲得的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量UsdDes和UsqDes迭加到正常電流環(huán)PI輸出的電壓中消除0次電流諧波產(chǎn)生的電機(jī)扭矩波動(dòng)。

當(dāng)N＝5時(shí)，采用以下步驟：

第一步，將三相電流在-5ω坐標(biāo)系下進(jìn)行電流低通濾波，獲得5次電流諧波分量；根據(jù)傅里葉分解，5次諧波即相對(duì)靜止坐標(biāo)系以5倍基波頻率順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，5次諧波在-5ω坐標(biāo)系下體現(xiàn)為直流量；

第二步，將5次電流諧波分量以0為參考進(jìn)行PI控制，獲得5次電流諧波分量在-5ω坐標(biāo)系下的預(yù)電流補(bǔ)償量；

第三步，5次電流諧波分量在-5ω坐標(biāo)系下的預(yù)電流補(bǔ)償量轉(zhuǎn)換到dq坐標(biāo)系下，獲得5次電流諧波分量的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量。

將以上獲得的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量迭加到正常電流環(huán)PI輸出的電壓中消除5次電流諧波產(chǎn)生的電機(jī)扭矩波動(dòng)。

當(dāng)N＝7時(shí)，采用以下步驟：

第一步，將三相電流在7ω坐標(biāo)系下進(jìn)行電流低通濾波，獲得7次電流諧波分量；

第二步，將7次電流諧波分量以0為參考進(jìn)行PI控制，獲得7次電流諧波分量在7ω坐標(biāo)系下的預(yù)電流補(bǔ)償量；

第三步，7次電流諧波分量在7ω坐標(biāo)系下的預(yù)電流補(bǔ)償量轉(zhuǎn)換到dq坐標(biāo)系下，獲得7次電流諧波分量的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量；

將以上獲得的電機(jī)電流環(huán)補(bǔ)償量迭加到正常電流環(huán)PI輸出的電壓中消除7次電流諧波產(chǎn)生的電機(jī)扭矩波動(dòng)。

如圖2所示，扭矩需求TrqDes經(jīng)過扭矩到電流分配模塊Calculate Current based on Torque得到對(duì)應(yīng)的電流需求IsdDes和IsqDes，與真實(shí)的Isd和Isq電流之差輸入電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器，當(dāng)?shù)玫揭陨螻次電流環(huán)真實(shí)補(bǔ)償量后，迭加到正常電流環(huán)PI輸出的UsdDes和UsqDes中，經(jīng)過Park反變換后進(jìn)行SVPWM調(diào)制，得到六路逆變器IGBT開關(guān)信號(hào)。其中Isd、Isq是將三相電流經(jīng)過Clarke/Park坐標(biāo)變換得到的，坐標(biāo)變換時(shí)使用的角度信號(hào)均由角度傳感器Position Sensor獲得。

以上通過具體實(shí)施方式和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。