專利名稱：一種電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轎車動(dòng)力系統(tǒng)，尤其是新能源汽車的電機(jī)控制系統(tǒng)，具體涉及一種電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法。
背景技術(shù)：
目前，人們?nèi)找嬷匾晫?duì)環(huán)境的保護(hù)和能源的有效、合理使用。因此，高效、節(jié)能、環(huán)保的新能源汽車成為汽車行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)之一?；陔妱?dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能做到低能耗和低排放的目的，極具市場(chǎng)化前景。在轎車中應(yīng)用，受到安裝空間的限制，對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的體積尺寸要求苛刻，因此在新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中一般采用正弦波永磁同步電機(jī)，它具有運(yùn)行可靠、體積小、質(zhì)量 輕、損耗少、效率高以及形狀和尺寸靈活多樣等顯著優(yōu)點(diǎn)。不僅能驅(qū)動(dòng)整車，而且能通過制動(dòng)能量回收對(duì)電池充電。由于國(guó)內(nèi)新能源汽車剛處于起步階段，產(chǎn)品化的過程中仍然存在著一些工程問題需要解決，其中電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)器母線電容剩余高壓瀉放涉及到高壓安全，傳統(tǒng)方式是采用在直流母線電容兩端并聯(lián)功率瀉放電阻實(shí)現(xiàn)電容剩余電量的瀉放，這種方式剩余電量瀉放時(shí)間較長(zhǎng)且增加控制器成本。新能源汽車中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為整車動(dòng)力系統(tǒng)的一部分或者單一的動(dòng)力系統(tǒng)，在整車停止工作，高壓繼電器斷開時(shí)，電機(jī)控制器母線電容仍然有一定的剩余電荷，這部分剩余電荷需要較長(zhǎng)時(shí)間才能完全瀉放，在此過程中如進(jìn)行車輛維修或清洗等操作的時(shí)候可能發(fā)生安全事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新能源汽車電機(jī)控制器高壓母線電容剩余電量的主動(dòng)瀉放方法，通過在電驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中增加主動(dòng)瀉放策略、根據(jù)整車工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)母線電容剩余電量的主動(dòng)瀉放。本發(fā)明采用的主動(dòng)瀉放策略主要通過控制dq軸的同步電流實(shí)現(xiàn)dq軸的同步電流根據(jù)位置傳感器得到轉(zhuǎn)子位置角Θ以及根據(jù)Θ得到此時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速ωP電流傳感器信號(hào)得到三相電流ia、ib、i。，通過三相靜止坐標(biāo)系變兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系得到直軸和交軸電
^il id、iq° °當(dāng)整車鑰匙開關(guān)關(guān)閉同時(shí)整車高壓繼電器狀態(tài)為斷開時(shí)，電機(jī)控制器進(jìn)入主動(dòng)瀉放程序，否則電機(jī)控制器正常工作。計(jì)數(shù)器tl在控制器上電時(shí)初始化為0，當(dāng)電機(jī)控制器進(jìn)入主動(dòng)瀉放程序后，計(jì)數(shù)器tl開始計(jì)數(shù)；將dq軸同步電流id, iq給定值設(shè)為零；當(dāng)計(jì)數(shù)器0=〈tl〈4t時(shí)，切換電機(jī)控制器到扭矩控制模式，根據(jù)當(dāng)前計(jì)數(shù)器tl及圖I中的d軸電流^加載曲線(圖中i和t為標(biāo)定量，實(shí)際值根據(jù)標(biāo)定得到)查出idlim，并使d 軸電流 id=idlim。
當(dāng)計(jì)數(shù)器tl>=4t時(shí)，切換電機(jī)控制器到關(guān)閉模式，停止計(jì)數(shù)器tl計(jì)數(shù)并使tl=4t，dq軸同步電流給定值分別設(shè)為零。電機(jī)控制器完成主動(dòng)瀉放過程，根據(jù)檢測(cè)的直流母線電壓U判斷高壓繼電器是否出現(xiàn)故障U>ul時(shí)Ul可以通過整車標(biāo)定確定)，判斷高壓繼電器存在燒結(jié)的情況，此時(shí)將高壓繼電器故障標(biāo)志位置I并報(bào)給整車控制器，然后電機(jī)控制器斷電；U〈=ul時(shí)電機(jī)控制器斷電；當(dāng)主動(dòng)瀉放程序運(yùn)行過程中，整車鑰匙開關(guān)重新上電時(shí)，退出主動(dòng)瀉放程序，電機(jī)控制器進(jìn)入關(guān)閉模式且計(jì)數(shù)器tl恢復(fù)為O并停止計(jì)數(shù)，控制器進(jìn)入正?？刂瞥绦?。具體技術(shù)方案如下一種電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法，采用如下步驟 (I)整車鑰匙開關(guān)關(guān)閉；(2)整車高壓繼電器狀態(tài)斷開；(3)電機(jī)控制器進(jìn)入主動(dòng)瀉放程序，將高壓母線電容剩余電荷通過電機(jī)繞組發(fā)熱消耗掉。進(jìn)一步地，步驟(3)中所述高壓母線電容為電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器母線電容。進(jìn)一步地，當(dāng)步驟(I)或(2)或(3)未完成，則進(jìn)一步包括步驟(4)否則電機(jī)控制
器正常工作。進(jìn)一步地，步驟(3)的主動(dòng)瀉放程序運(yùn)行過程中，當(dāng)整車鑰匙開關(guān)重新上電時(shí)，則退出主動(dòng)瀉放程序，電機(jī)控制器進(jìn)入關(guān)閉模式。進(jìn)一步地，步驟(3)中所述的主動(dòng)瀉放程序通過控制dq軸的同步電流實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步地，主動(dòng)瀉放程序通過控制dq軸的同步電流實(shí)現(xiàn)采用如下算法車輛正常上電運(yùn)行，計(jì)數(shù)器tl在控制器上電時(shí)初始化為0，此時(shí)主動(dòng)瀉放策略不起作用；當(dāng)整車鑰匙開關(guān)關(guān)閉，同時(shí)整車高壓繼電器狀態(tài)為斷開時(shí)，電機(jī)控制器進(jìn)入主動(dòng)瀉放程序，計(jì)數(shù)器tl開始計(jì)數(shù)；將dq軸同步電流id, i<j給定值設(shè)為零；當(dāng)計(jì)數(shù)器0=〈tl〈4t時(shí)如果O到4t這段計(jì)數(shù)時(shí)間內(nèi)整車鑰匙開關(guān)打開，電機(jī)控制器退出主動(dòng)瀉放程序且進(jìn)入關(guān)閉模式，計(jì)數(shù)器tl恢復(fù)為O并停止計(jì)數(shù)，進(jìn)入正?？刂瞥绦?；如果O到4t這段時(shí)間內(nèi)整車鑰匙開關(guān)沒有打開，電機(jī)控制器到扭矩控制模式，根據(jù)當(dāng)前計(jì)數(shù)器tl及d軸電流id加載曲線查出idlim，并使d軸電流id=idlim ;當(dāng)計(jì)數(shù)器tl>=4t時(shí)切換電機(jī)控制器到關(guān)閉模式,停止計(jì)數(shù)器tl計(jì)數(shù)并使 tl=4t。進(jìn)一步地，d軸電流id加載曲線中的i和t的實(shí)際值根據(jù)標(biāo)定得到。進(jìn)一步地，進(jìn)一步包括下一步算法根據(jù)檢測(cè)的直流母線電壓U判斷高壓繼電器是否出現(xiàn)故障U>ul時(shí)，判斷高壓繼電器存在燒結(jié)的情況，此時(shí)將高壓繼電器故障標(biāo)志位置I并報(bào)給整車控制器，然后電機(jī)控制器斷電；U〈=ul時(shí)電機(jī)控制器斷電；完成整個(gè)主動(dòng)瀉放過程。進(jìn)一步地，當(dāng)主動(dòng)瀉放程序運(yùn)行過程中，整車鑰匙開關(guān)重新上電時(shí)，退出主動(dòng)瀉放程序，電機(jī)控制器進(jìn)入關(guān)閉模式且計(jì)數(shù)器tl恢復(fù)為O并停止計(jì)數(shù)，控制器進(jìn)入正?？刂瞥绦?。進(jìn)一步地，所述電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車采用交流永磁同步電機(jī)，其電磁扭矩為Te, Te =^p[wJq+(Ld -Lq)jdiq]，其中，;^和 iq 為 d，q 軸電流，LjP Lq 為 d，q 軸電感；Fni 為永磁磁鏈，P為電機(jī)極對(duì)數(shù)。與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過增加主動(dòng)瀉放策略，能較快的完成剩余電荷的瀉放，提高整車的安全可靠性。


圖I為本發(fā)明d軸電流id加載曲線圖2為主動(dòng)瀉放策略流程圖
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實(shí)施方式中的一種優(yōu)選實(shí)施例。 新能源汽車電機(jī)控制器高壓母線電容剩余電荷瀉放策略根據(jù)圖I中的d軸電流id加載曲線和圖2中的主動(dòng)瀉放策略來實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)方法如下車輛正常上電運(yùn)行情況下計(jì)數(shù)器tl初始化為0，主動(dòng)瀉放策略不起作用；當(dāng)整車鑰匙開關(guān)關(guān)閉同時(shí)整車高壓繼電器狀態(tài)為斷開時(shí)，電機(jī)控制器進(jìn)入主動(dòng)瀉放程序。將dq軸同步電流id, iq給定值設(shè)為零；當(dāng)電機(jī)控制器進(jìn)入主動(dòng)瀉放程序后，計(jì)數(shù)器tl開始計(jì)數(shù)；當(dāng)計(jì)數(shù)器0=〈tl〈4t時(shí)，如果O到4t這段計(jì)數(shù)時(shí)間內(nèi)整車鑰匙開關(guān)打開，電機(jī)控制器退出主動(dòng)瀉放程序且進(jìn)入關(guān)閉模式，計(jì)數(shù)器tl恢復(fù)為O并停止計(jì)數(shù)，進(jìn)入正常控制程序；如果O到4t這段時(shí)間內(nèi)整車鑰匙開關(guān)沒有打開，電機(jī)控制器到扭矩控制模式，根據(jù)當(dāng)前計(jì)數(shù)器tl及圖I中的d軸電流id加載曲線(圖中i為電流量安培和t為時(shí)間量毫秒，這兩個(gè)為標(biāo)定量，實(shí)際值根據(jù)標(biāo)定得到)查出idlim,并使d軸電流id=idlim ；當(dāng)計(jì)數(shù)器tl>=4t時(shí)，切換電機(jī)控制器到關(guān)閉模式，停止計(jì)數(shù)器tl計(jì)數(shù)并使tl=4t，dq軸同步電流給定值分別設(shè)為零，；根據(jù)檢測(cè)的直流母線電壓U判斷高壓繼電器是否出現(xiàn)故障U>ul時(shí)Ul可以通過整車標(biāo)定確定)，判斷高壓繼電器存在燒結(jié)的情況，此時(shí)將高壓繼電器故障標(biāo)志位置I并報(bào)給整車控制器，然后電機(jī)控制器斷電；U〈=ul時(shí)電機(jī)控制器斷電；完成整個(gè)主動(dòng)瀉放過程。本新能源汽車采用的交流永磁同步電機(jī)的電磁扭矩Te可以用下式表示Te 4//,,,/,, + (Ld-L ) ,/ Iid, iqd, q 軸電流；Ld, Lq d，q 軸電感；￥m永磁磁鏈；P電機(jī)極對(duì)數(shù)。在電磁扭矩公式中扭矩包括兩部分第一部分扭矩分量I. 5p ￥ffliq主要是受永磁磁鏈和q軸電流iq的影響，與d軸電流id沒有直接關(guān)系；第二部分扭矩分量I. 5p (Ld-Lq)idiq是電機(jī)的磁阻扭矩，主要由dq軸的電感分量差值Ld-Lq和idiq作用產(chǎn)生。dq軸的同步電流可以根據(jù)位置、三相電流的測(cè)量值根據(jù)永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)方程計(jì)算得到。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法，其特征在于，采用如下步驟 (1)整車鑰匙開關(guān)關(guān)閉； (2)整車高壓繼電器狀態(tài)斷開； (3)電機(jī)控制器進(jìn)入主動(dòng)瀉放程序，將高壓母線電容剩余電荷通過電機(jī)繞組發(fā)熱消耗掉。
2.如權(quán)利要求I所述的電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法，其特征在于，步驟(3)中所述高壓母線電容為電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器母線電容。
3.如權(quán)利要求I或2所述的電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法，其特征在于，當(dāng)步驟 (I)或(2)或(3)未完成，則進(jìn)一步包括步驟 (4)否則電機(jī)控制器正常工作。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法，其特征在于，步驟(3)的主動(dòng)瀉放程序運(yùn)行過程中，當(dāng)整車鑰匙開關(guān)重新上電時(shí)，則退出主動(dòng)瀉放程序，電機(jī)控制器進(jìn)入關(guān)閉模式。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法，其特征在于，步驟(3)中所述的主動(dòng)瀉放程序通過控制dq軸的同步電流實(shí)現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求5所述的電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法，其特征在于，主動(dòng)瀉放程序通過控制dq軸的同步電流實(shí)現(xiàn)采用如下算法 車輛正常上電運(yùn)行，計(jì)數(shù)器tl在控制器上電時(shí)初始化為O，此時(shí)主動(dòng)瀉放策略不起作用； 當(dāng)整車鑰匙開關(guān)關(guān)閉，同時(shí)整車高壓繼電器狀態(tài)為斷開時(shí)，電機(jī)控制器進(jìn)入主動(dòng)瀉放程序，計(jì)數(shù)器tl開始計(jì)數(shù)； 將dq軸同步電流id, iq給定值設(shè)為零； 當(dāng)計(jì)數(shù)器0=〈tl〈4t時(shí)如果O到4t這段計(jì)數(shù)時(shí)間內(nèi)整車鑰匙開關(guān)打開，電機(jī)控制器退出主動(dòng)瀉放程序且進(jìn)入關(guān)閉模式，計(jì)數(shù)器tl恢復(fù)為O并停止計(jì)數(shù)，進(jìn)入正常控制程序；如果O到4t這段時(shí)間內(nèi)整車鑰匙開關(guān)沒有打開，電機(jī)控制器到扭矩控制模式，根據(jù)當(dāng)前計(jì)數(shù)器tl及d軸電流id加載曲線查出idlim,并使d軸電流id=idlim ； 當(dāng)計(jì)數(shù)器tl>=4t時(shí)切換電機(jī)控制器到關(guān)閉模式，停止計(jì)數(shù)器tl計(jì)數(shù)并使tl=4t。
7.如權(quán)利要求6所述的電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法，其特征在于，d軸電流id加載曲線中的i和t的實(shí)際值根據(jù)標(biāo)定得到。
8.如權(quán)利要求6或7所述的電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法，其特征在于，進(jìn)一步包括下一步算法根據(jù)檢測(cè)的直流母線電壓U判斷高壓繼電器是否出現(xiàn)故障U>ul時(shí)，判斷高壓繼電器存在燒結(jié)的情況，此時(shí)將高壓繼電器故障標(biāo)志位置I并報(bào)給整車控制器，然后電機(jī)控制器斷電；U〈=ul時(shí)電機(jī)控制器斷電；完成整個(gè)主動(dòng)瀉放過程。
9.如權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法，其特征在于，當(dāng)主動(dòng)瀉放程序運(yùn)行過程中，整車鑰匙開關(guān)重新上電時(shí)，退出主動(dòng)瀉放程序，電機(jī)控制器進(jìn)入關(guān)閉模式且計(jì)數(shù)器tl恢復(fù)為O并停止計(jì)數(shù)，控制器進(jìn)入正?？刂瞥绦?。
10.如權(quán)利要求2-9中任一項(xiàng)所述的電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法，其特征在于，所述電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車采用交流永磁同步電機(jī)，其電磁扭矩為??；，Te =^pIwJ,, +(/ -Αι)',',ι(ι]，其中，Id和i<!為山q軸電流，Ld和Lq為d，q軸電感；Vni為永 磁磁鏈，P為電機(jī)極對(duì)數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電機(jī)控制器高壓母線電容瀉放方法，當(dāng)整車鑰匙開關(guān)關(guān)閉同時(shí)整車高壓繼電器狀態(tài)為斷開時(shí)，電機(jī)控制器進(jìn)入主動(dòng)瀉放程序，將電容剩余電荷通過電機(jī)繞組發(fā)熱消耗掉，否則電機(jī)控制器正常工作。通過增加主動(dòng)瀉放策略，能較快的完成剩余電荷的瀉放，提高整車的安全可靠性。
文檔編號(hào)B60L15/00GK102941815SQ20121040495
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者羅曉, 林偉義, 陳立沖, 王瑛, 蔡交明 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司