[发明专利]一种纯电动车的动力系统及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及轿车动力系统，具体涉及一种纯电动车的动力系统及其运行方 法。

背景技术

目前，人们日益重视对环境的保护和能源的有效、合理使用。因此，高效、 节能、环保的纯电动汽车成为汽车行业发展趋势之一。纯电动驱动系统能做到 低能耗和零排放的目的，极具市场化前景。在轿车中应用，受到安装空间的限 制，对电机驱动系统的体积尺寸要求苛刻，而在现有技术中，无法实现对电驱 动系统的控制和保护，从而也就无法确保纯电动轿车电驱动系统的正常可靠运 行，同时保证驾驶的舒适性。

发明内容

本发明的目的在于一种纯电动车的动力系统及其运作方法，包括交流永磁 同步电机PMSM和电机控制系统，其中，电机控制系统采用数字信号处理数字信 号处理(Digital Signal Processing)DSP芯片；通过整车控制器控制动力系 统在禁止模式、零扭矩模式、速度模式、扭矩模式、报警模式、故障模式共六 种模式之间控制转换。

在纯电动汽车驱动系统中一般采用正弦波永磁同步电机，它具有运行可靠、 体积小、质量轻、损耗少、效率高以及形状和尺寸灵活多样等显著优点，不仅 能驱动整车，而且能通过制动能量回收对电池充电，在本纯电动轿车电机控制 系统中，采用Ti公司的DSP芯片，将DSP的高速运算能力与面向电机的高效控 制能力集于一体。为了保证纯电动车电机驱动系统的正常可靠运行，采用了六 种运行工作模式。

具体技术方案如下：

一种纯电动车的动力系统，包括交流永磁同步电机PMSM和电机控制系统， 其中，电机控制系统采用数字信号处理数字信号处理(Digital Signal Processing)DSP芯片。

所述交流永磁同步电机可以进行正常扭矩驱动、低速行进、再生制动能量 回收、提供驱动电源。

电机控制系统进行控制从而实现所述正常扭矩驱动、低速行进、再生制动 能量回收、提供驱动电源。

所述交流永磁同步电机具有六种运行模式，分别为：禁止、零扭矩、速度、 扭矩、故障和报警模式。

整车控制器对所述六种运行模式进行控制并进行控制转换。

一种纯电动车的动力系统的运行方法，其特征在于，通过整车控制器控制 动力系统在禁止模式、零扭矩模式、速度模式、扭矩模式、报警模式、故障模 式共六种模式之间控制转换。

在禁止模式下，PWM门驱动输出和逆变器是禁止的，故障均被清除；当检测 到的电流小于标定限制，控制系统清除电流硬件闭锁；当检测到的温度在标定 的范围内，清除过温硬件闭锁；电机控制系统正常上电后首先进入禁止模式。

零扭矩模式为速度模式和扭矩模式的转换过渡模式，在零扭矩模式下，逆 变器正常工作，电机被控制提供零扭矩输出，在高速时，需要电机绕组中的弱 磁电流以压制反电动势。

在速度模式下，车辆处于低速运行状态，主要用于档位处于前进档，电子 油门为零时的车辆起步；电机控制系统控制环调节电机扭矩以达到使电机运行 在指定的速度，该扭矩不能变为负值，当电机被驱动到比要求速度更高的转速， 控制扭矩被钳制为零。

在扭矩模式下，当整车正常驱动，电机运行在该模式，该模式提供驱动扭 矩和再生制动功能，扭矩控制是电机矢量控制的核心部分，对电机需求扭矩指 令来自整车控制器的CAN信息；当电机控制系统得到的电机扭矩超过电机提供 最大扭矩，该扭矩指令被钳制为最大扭矩值；为抵消反电动势对电机的影响， 能达到需求的扭矩，在高速时应用弱磁控制，电机控制系统控制环调节扭矩保 持到指令值。

在报警模式下，逆变器正常工作，当电机控制系统检测到电机定子和逆变 器温度在一限定范围内时扭矩被限制在一定的范围内。

在故障模式下，逆变器和PWM门驱动均被禁止。

当发生传感器故障、门驱动故障、逆变器故障、过温故障、过压故障、过 流故障中的一项或几项，电机控制系统进入故障模式，进入故障模式后必须通 过对电机控制系统复位来实现对故障的清除。

电机当前模式下，初始化所有的输入输出，初始化CAN通信，电机控制系 统进入禁止模式。

禁止模式下，当整车控制器检测整车状态正常，和/或电机控制系统检测电 机系统状态正常，和/或整车控制器允许逆变器正常工作且请求进入零扭矩模 式，和/或档位处于空档，则进入零扭矩模式。