车用永磁同步电机控制策略开发与标定课件.pptx

1、车用永磁同步电机控制策略开发与标车用永磁同步电机控制策略开发与标定定目录一、新能源汽车动力驱动系统中电机工作特点及集成化趋势二、新能源汽车动力系统匹配中电机工作点总体优化原则三、电机工作点动力模式和速度模式电机工作点移动路线四、电机工作点与电压等级、温度、磁场衰退等的map图优化设计 五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线六、电机控制系统标定内容介绍1 高可靠性2 高功率密度3高转矩密度、过载能力强、动 态响应快（TFPM横向磁通力矩电 机）4 高效率5 体积小、6 重量轻、7 低成本8 调速范围宽9 振动小、噪声低等等一、新能源汽车动力驱动系统中电机工作特点及集成化趋势一、新能源

2、汽车动力驱动系统中电机工作特点及集成化趋势驱动系统与变速箱、驱动桥等集成化二、新能源汽车动力系统匹配中电机工作点总体优化原则原则：调节电机额定功率、转速提高电机高效区工作点 改改变电机额定功变电机额定功率率：高效区上下移：高效区上下移动动 改变电机额定转速改变电机额定转速：高效区左右移高效区左右移动动二、新能源汽车动力系统匹配中电机工作点总体优化原则eg:电机工作点的分电机工作点的分析析1不同工况工作点分不同工况工作点分析析2 80%以上效率点统以上效率点统计计3动力系统最高车速等参数匹动力系统最高车速等参数匹配配三、电机工作点动力模式和速度模式电机工作点移动路线1同一转速不同一转速不同同 负

3、载路径（同负载路径（同一一 效率效率）；）；2同一转速不同一转速不同同 负载路径（不负载路径（不同同 一效率一效率）；3同一负载不同一负载不同同 转速路径（同转速路径（同一一 效率效率）；4同一负载不同一负载不同同 转速路径（不转速路径（不同同 一效率一效率）；四、电机工作点与电压等级、温度、磁场衰退等的map图优化设计 额定电压电机系统电动效率map图 最低电压电机系统电动效率map图0204060801001201401000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000转速(r/min)转矩(N.m)系统效率图7070707070707575757575

4、7580808080807080 75808585858585859090909090908585808075020406080100120140200 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000转速(r/min)转矩(N.m)70707070707070757575757575808080808080 758080 75858585858585858590909090907570不同电压电机工作效率不同电压电机工作效率map特性测特性测试试系统效率图四、电机工作点与电压等级、温度、磁场衰退等的map图优化设计20304050607080转矩T/N

5、m02000600080000510152025304000转速n/rpm功率P/kw转矩功率额定电压连续电动工作特性曲额定电压连续电动工作特性曲线线最低电压连续电动工作特性曲最低电压连续电动工作特性曲线线0204060转矩T/Nm20004000转速n/rpm600080000510152025功率P/kw转矩功率连续电动工作特性测连续电动工作特性测试试四、电机工作点与电压等级、温度、磁场衰退等的map图优化设计不同电压电动工作功率特性曲不同电压电动工作功率特性曲线线不同电压电动工作力矩特性曲不同电压电动工作力矩特性曲线线不同电压电动工作功率、力矩特性曲不同电压电动工作功率、力矩特性曲线线四

6、、电机工作点与电压等级、温度、磁场衰退等的map图优化设计永磁电机退磁故障的气隙磁密波永磁电机退磁故障的气隙磁密波形形四、电机工作点与电压等级、温度、磁场衰退等的map图优化设计电机发热量 对于永磁电机来说，转子磁链会随温度变化而变化，而磁链变化 会直接导致电机输出转矩的变化。以某型电机为例，当温度升高40C，转子磁链会下降4%时，电 机标定的精度会下降。因此，将电机温度控制在一定范围内，如652C，对电机标定的精度有很大意义。25 C-35 C-45 C-55 C-65 C-75 C等温度下的效率map五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线系统控制策略设计（油门）系统控制策略设计

7、（油门）驱动控制策略驱动控制策略A策略：为动力性优先策略，该策略下很策略：为动力性优先策略，该策略下很小小的油门开度就能获得较高的电机输出力矩，该的油门开度就能获得较高的电机输出力矩，该车车 的动力性较好，加速和起步较快的动力性较好，加速和起步较快。B策略：是一种线性策略，处于两者之间，策略：是一种线性策略，处于两者之间，线性控制线性控制。C策略：为舒适策略：为舒适性性 优先策略，该策略的动优先策略，该策略的动力力 性较差，但动力输出较平稳，在高速下仍然有性较差，但动力输出较平稳，在高速下仍然有持持 续的动力输出能力，整车行驶过程较平稳，续的动力输出能力，整车行驶过程较平稳，整车整车 舒适性较

8、好舒适性较好。整整 车车 驱驱 动动 力力 矩矩五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线驾驶踏板到电机力矩的基本控制关驾驶踏板到电机力矩的基本控制关系系整整 车车 驱驱 动动 力力 矩矩整车整车五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线控制器与控制器与动动电 温力驱动系统的架构力驱动系统的架构机工作点与电压等级、度、磁场衰退等的map图五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线系统控制策略设计系统控制策略设计转矩给定策转矩给定策略略电机转速信号电机转速信号电池组电池组SOC选择控制模式选择控制模式加速踏板输出电压信号加速踏板输出电压信号查表当前转速的最大转矩查表当前转

9、速的最大转矩换算为踏板行程系数换算为踏板行程系数计算电机驱动转矩负荷系数计算电机驱动转矩负荷系数计算需求转矩计算需求转矩发送转矩发送转矩跳转其他部分跳转其他部分整车驱动控制策略的核心整车驱动控制策略的核心是是 根据驾驶员动作分析其驾驶意图根据驾驶员动作分析其驾驶意图,并综合考虑动力电池等状态，并综合考虑动力电池等状态，计计 算驾驶员对电机的期望转矩，算驾驶员对电机的期望转矩，然然 后向电机驱动系统发出指令后向电机驱动系统发出指令。整整 车车 驱驱 动动 力力 矩矩五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线Vc u 协协 调调 制制 动动 能能 量量 回回 收收五、电机工常用控制策略介绍

10、及AUTOSAR开发路线五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线M T P A五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线D T C五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线专专 用用 芯芯 片片五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线 死 区 补 偿五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线DTC五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线利用 相关 性求 两个 交流 信号 的相 差五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线 1 硬件各端

11、口输入测试、上位机 2 电流标定实验、上位机 3 can通信测试 4 电机参数（1 通入直流电（三相导通）测：定子电阻 2 通入单相交流（与三相堵转类似）测：定子漏感、转 子漏感、转子电阻 3 额定f三相空载试验：互感）5 控制算法（V/F SPWM）五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线电机参数测试试验 1 通入直流电（三相导通）测：定子电阻 2 通入单相交流（与三相堵转类似）测：定子漏感、转子漏感、转子电阻 3 额定f三相空载试验：互感五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开

12、发路线五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线 应用开发工具库 CCP UDS OBD Bootloader CALIBRATION TASK SCHEDULER VARIABLES五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线Cpu底层库五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线常 用 功 能 单 元 库五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线电机矢量电机矢量autosar框框图图五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线电机控制策略部分电机控制策略部分SWC结构框结构框图图五、电机工常用控制策略介绍及

13、AUTOSAR开发路线Low Level DriverHighTec 编译器五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线Low Level Driver增加SWC举例：1 SOC满时，下长坡的控制：2 制动系统失效时的电机制动控制五、电机工常用控制策略介绍及AUTOSAR开发路线增加SWC举例：配合VCU或TCU、ESC等进 行车身稳定性控制（VCU+ABS+MCU）六、电机控制系统标定内容介绍测 试 台 动 力 部 分 结 构 原 理 图六、电机控制系统标定内容介绍电机试验台架电机试验台架:动力驱动电机的参数获动力驱动电机的参数获取取六、电机控制系统标定内容介绍43电 力 测 功 机

14、测 试 界 面六、电机控制系统标定内容介绍Advisor电机端 输出力矩给定工况仿真电机端输出的力矩作为测试功机的给定仿真电机端输出的力矩作为测试功机的给定力力该测试可以该测试可以提提跟踪阻力矩，被测电机跟踪该阻力矩，被测电机跟踪该阻力矩矩 供可靠性供可靠性400h测测试试瞬瞬 态态 阻阻 力力 模模 拟拟 分分 析析 实实 例例六、电机控制系统标定内容介绍标定主要内容标定主要内容：1 1 电机基本参数电机基本参数(LRU)2 2 电机基本算法调试电机基本算法调试（FOCDTCMTPA）3 3 整车基本工况调试整车基本工况调试(驱动、制动、电机工作驱动、制动、电机工作点点 移动轨迹移动轨迹)六、电机控制系统标定内容介绍 部分电机配置及监控参数六、电机控制系统标定内容介绍