[发明专利]一种纯电动车动力总成机-电-磁-控联合仿真方法

说明书

本发明公开了一种纯电动车动力总成机‑电‑磁‑控联合仿真的方法，包括步骤：1）搭建电机电磁模型、电机控制策略模型、电机驱动电路模型、机械动力总成三维模型；2）设置各模型间的数据实时交换关系；3)机械‑电磁‑电控同时进行、实时交换数据，实现动力总成机‑电‑磁‑控联合仿真；4)获取所需要的动力总成信号。本发明对现有仿真方法改进，将电磁场、电机齿槽等结构、电机控制策略以及机械动力学特性全面反映到纯电动车动力总成系统模型中，体现更丰富的动态动力学现象，使得联合仿真的结果更贴近实际情况，弥补了现有联合仿真方法将机械与电磁‑电控分开进行，与实际不相符的缺陷。

技术领域

本发明涉及一种纯电动车动力总成联合仿真方法，尤其是涉及一种纯电动车动力总成机-电-磁-控联合仿真方法。

背景技术

当前许多研究热点单独考虑电机控制策略，单纯控制电机的转矩波动范围。单纯的电机控制策略无法体现电机齿槽结构、电机电磁场以及动力总成动力学对动力总成产生的影响。

许多电气方面的研究停留在电机的性能设计，包括效率、结构的设计等。较少考虑电机电磁场与控制策略多物理场耦合，无法得到电机准确的电流、电压、电磁力、转速及电磁转矩。尤其是电机的高频谐波成分被忽略，因此为了弥补该缺点本发明考虑动力总成机-电-磁-控联合仿真。

当前纯电动车动力总成联合仿真模式，通过电机控制策略、电磁联合仿真获得电磁力，机械部分单独运行获得差减器的齿轮系统激励。

该仿真方法将电磁、电控与机械部分分开进行，无法反映电机控制策略对机械部分的影响，这与动力总成实际运行状况不相符，不是真正意义的机-电-磁-控联合仿真。为了克服已有仿真方法的缺陷，本发明提出了一种仿真时机械-电磁-电控同时进行、实时交换数据的联合仿真方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种纯电动车动力总成机械-电磁-电控联合仿真方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种纯电动车动力总成机-电-磁-控联合仿真的方法，包括步骤：

1）搭建电机电磁模型、电机控制策略模型、电机驱动电路模型、机械动力总成三维模型；

2）设置各模型间的数据实时交换关系，其中，电机控制策略模型传递控制信号至电机驱动电路模型，控制电机驱动电路模型工作；

电机驱动电路模型传递电压至电机电磁模型，为电机提供电压激励源；

电机电磁模型传递电信号至电机控制策略模型，从而实时调节电机控制策略模型参数；

电机电磁模型传递电机电磁转矩或转速至机械动力总成，为机械动力总成提供动力，同时机械动力总成作为电磁部分负载。

3)机械-电磁-电控同时进行、实时交换数据，实现动力总成机-电-磁-控联合仿真；

4)获取所需要的动力总成信号。

进一步地，搭建电机电磁模型时，根据需要搭建相应类型电机一维、二维、三维电磁模型，包括永磁同步电机、异步电机。

进一步地，搭建电机电磁模型时，根据电机的定转子尺寸、极对数及材料属性，获得电机模型。

进一步地，搭建电机控制策略模型时，根据不同的电机控制策略算法搭建相应的控制模型。

进一步地，搭建电机控制策略模型过程中，电机控制策略考虑逆变器死区时间对电流的影响。

进一步地，所述步骤1中，搭建电机驱动电路模型，包括直流电源、电阻、电感、逆变器、IGBT、二极管。