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轉(zhuǎn)矩波動補償方法。

背景技術(shù)：

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

純電動或混合動力汽車中，電力驅(qū)動系統(tǒng)主要由驅(qū)動電機、電機控制器和高壓蓄電池組成。驅(qū)動電機在整個電力驅(qū)動系統(tǒng)中起著非常重要的作用,驅(qū)動電機扭矩的輸出質(zhì)量也直接決定汽車的駕駛體驗.但由于電機驅(qū)動系統(tǒng)中硬件限制,如位置傳感器精度,或電機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)致電機扭矩波動,影響駕駛體驗.

目前，針對新能源汽車的車用電機轉(zhuǎn)矩波動問題,往往是針對特定電機轉(zhuǎn)矩波動形成原因而指定特定的補償方法；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.針對該問題常規(guī)的做法是標定出位置誤差,并將傳感器采樣值加以補償；該補償方法有著較大的局限性,每一套電機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)備都花大量時間標定誤差表格,這對量產(chǎn)產(chǎn)品來說并不實用,且該補償方法只能解決位置傳感器精度導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波動,如果是其他原因如電機三相阻抗不平衡導(dǎo)致的電流不平衡,則該補償方法無法適用，無法實現(xiàn)補償。

技術(shù)實現(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轉(zhuǎn)矩波動產(chǎn)生原因的新能源汽車轉(zhuǎn)矩電機轉(zhuǎn)矩波動補償方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的新能源汽車電機轉(zhuǎn)矩波動補償方法，包括：

第一步，將電機三相電流在N次諧波可轉(zhuǎn)為直流量的坐標系下進行電流低通濾波

，獲得電機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)為直流量的坐標系下的預(yù)電流補償量；

第三步，將預(yù)電流補償量經(jīng)過坐標變換，轉(zhuǎn)換到dq坐標系下獲得電機電流環(huán)真實補償量；

將以上獲得的電機電流環(huán)補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)生的電機扭矩波動。

當(dāng)N＝0時，采用以下步驟：

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

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

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

將以上獲得的電機電流環(huán)補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)生的電機扭矩波動。

當(dāng)N＝5時，采用以下步驟：

第一步，在-5ω坐標系下進行電流低通濾波，獲得5次電流諧波分量；

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

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

將以上獲得的電機電流環(huán)補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)生的電機扭矩波動。

當(dāng)N＝7時，采用以下步驟：

第一步，在7ω坐標系下進行電流低通濾波，獲得7次電流諧波分量；

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

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

將以上獲得的電機電流環(huán)補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)生的電機扭矩波動。

新能源汽車電機轉(zhuǎn)矩波動的主要原因是諧波的出現(xiàn)，如角度誤差會導(dǎo)致某些零次電流分量。電機本體設(shè)計原因?qū)е鲁霈F(xiàn)最多的是5次和7次諧波,本申請進行電機轉(zhuǎn)矩波動補償?shù)脑砭褪翘崛〕鲋C波分量,并將其控制為0。

相對于新能源汽車電機轉(zhuǎn)矩波動補償方法，本申請的優(yōu)勢在于通用性及實用性。如上背景技術(shù)中所記載，導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)矩波動的因素很多?，F(xiàn)有新能源汽車電機轉(zhuǎn)矩波動補償方法是針對特定電機轉(zhuǎn)矩波動形成原因而指定特定的補償方法，具有很大的局限性。電機轉(zhuǎn)矩波動產(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)矩波動的諧波因素提出來并加以控制即可實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)矩波動的補償。因為該申請的方法區(qū)別于傳統(tǒng)的標定補償方法，完全能由自動控制方法(軟件硬件結(jié)合)實現(xiàn)，因此具有很強的實用性，不需要花大量的時間制作標定補償表格，提高了電機轉(zhuǎn)矩波動補償?shù)男省?/p>

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

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)明電路補償量注入結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供的新能源汽車電機轉(zhuǎn)矩波動補償方法，如圖1所示，包括：

第一步，將三相電流在N次諧波可體現(xiàn)為直流量的坐標系dqN下進行坐標變換，得到IsdN、IsqN，該電流通過Low Pass Filter進行低通濾波，獲得電機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為參考進行PI控制，獲得預(yù)電流補償量VdZeroN、VqZeroN；

第三步，將預(yù)電流補償量VdZeroN、VqZeroN經(jīng)過dqN－dq坐標變換，轉(zhuǎn)換到dq坐標系下獲得電機電流環(huán)真實補償量VdCompN、VqCompN；

將以上獲得的電機電流環(huán)補償量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)生的電機扭矩波動。

當(dāng)N＝0時，采用以下步驟：

第一步，將三相電流在alpha-beta坐標系下進行電流低通濾波，獲得0次電流諧波分量；0次電流就是相對于靜止坐標系來說,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坐標系下的預(yù)電流補償量；

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

將以上獲得的電機電流環(huán)補償量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)生的電機扭矩波動。

當(dāng)N＝5時，采用以下步驟：

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

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

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

將以上獲得的電機電流環(huán)補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)生的電機扭矩波動。

當(dāng)N＝7時，采用以下步驟：

第一步，將三相電流在7ω坐標系下進行電流低通濾波，獲得7次電流諧波分量；

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

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

將以上獲得的電機電流環(huán)補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)生的電機扭矩波動。

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得到對應(yīng)的電流需求IsdDes和IsqDes，與真實的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)真實補償量后，迭加到正常電流環(huán)PI輸出的UsdDes和UsqDes中，經(jīng)過Park反變換后進行SVPWM調(diào)制，得到六路逆變器IGBT開關(guān)信號。其中Isd、Isq是將三相電流經(jīng)過Clarke/Park坐標變換得到的，坐標變換時使用的角度信號均由角度傳感器Position Sensor獲得。

以上通過具體實施方式和實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(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，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。