[发明专利]电动车驱动用IPM电机的控制方法

说明书

一、所属技术领域

本发明主要是关于电动汽车用IPM永磁同步电机的驱动控制方法，以大 转矩输出，宽范围调速，高效率运行作为最终目标对电机进行控制。

二、背景技术

发展电动汽车是解决石油资源危机及日益严重的环境污染问题的有效途 径。与内燃机汽车相比，电动汽车具有可以使城市空气和噪声污染显著降低、 能源利用更加合理、广泛等显著优点。其中电力驱动系统是电动汽车的心脏， 是提高电动汽车的驱动性能、一次充电行驶里程及可靠性的根本保证。尤其 是在目前蓄电池技术未取得突破的背景下，出色的电驱动系统是保证电动汽 车续行里程、使之实用化的关键。

电动汽车需要运行于较宽的负载和速度范围，以及复杂的路况下，其驱 动用电动机的运行工况非常恶劣，不仅表现在路面、气候及大幅度变化的交 通状况，更重要的是由于电动汽车用电动机靠蓄电池这种有限能量电源供电， 而蓄电池的电压变化范围大，特别是当电压降至临界值时的实际容量受到极 大的限制，上述因素严重影响着电动汽车用电动机系统的整体性能。电动汽 车用电动机系统的开发必须综合考虑上述因素，保证系统性能优异、高效和 可靠。因此，与其它方面的应用相比，电动汽车驱动用电机及其控制系统必 须满足如下的特殊要求：

1)要有足够的瞬时功率和较宽调速范围。低速运行应能够提供足够大的 转矩，以满足电动车在运行中的起动、爬坡等要求；能够在高转速下正常运 行，以满足汽车高速行驶及超车的需求。

2)在整个运行过程中必须具有较高的效率，以提高电动车一次充电行驶 里程数，满足电动车长时间、长距离行驶的要求。

3)要有较强的过载能力、快速的动态响应及良好的起动加速性能。目的 是适应路面变化及频繁起动和刹车等复杂运行工况。

4)较高可靠性、功率密度、转矩密度，以满足整车要求，且成本低。

5)操纵性能符合司机驾驶习惯，运行平稳，乘坐舒适，电气系统故障保 护措施完善。

三、发明内容

由于电动车用电驱动系统的特殊要求，以及现有技术存在的缺陷和不足， 本发明所提供的方法所要解决的技术问题是：

1)为了使电动车在起步时IPM电机能够输出较大的转矩，基于霍尔位 置传感器对电机的转子位置进行检测，提出并采用了“先粗定位，再扫描” 的方法对电机转子初始位置进行准确检测，实现电机在最大转矩电流比控制 策略下的最大转矩起动。

2)为了使电动车在运行时IPM电机仍能够输出较大的转矩，电机运行 后对转子位置及转速算法进行准确校正与改进，在额定转速以下运行时采用 最大转矩电流比控制，高速运行时采用了弱磁控制方法，使电机在高速运行 时仍能输出较大的转矩。实现电机在低、中、高速的最大转矩输出控制。

3)传统的弱磁电流计算公式复杂，且受电机参数影响较大，实现起来会 有很大的困难。本发明采用了直流电压反馈的弱磁控制算法，它无需增加任 何硬件，相对来说简洁、直观，系统开支少，对电机参数的依赖性较小，更 具实用性

四、附图说明

图1为电机矢量控制原理框图；

图2每一区域扫描转子初始位置示意图；

图3IPM电机工作特性图；

图4为电机弱磁控制原理框图；

图5为电机驱动控制系统结构图；

五、具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细描述。