[发明专利]一种电动汽车控制器主动热控制方法及其应用系统

说明书

本发明公开了一种电动汽车控制器主动热控制方法，包括模糊控制器、电机矢量控制系统、DSP28035处理器、驱动电路、温度采集电路、电流采集电路、电压采集电路、SCI通信、上位机、三相逆变器，温度检测电路的输出与DSP28035处理器的AD管脚相连，DSP28035处理器通过SCI通信与上位机连接，通过温度采集电路，DSP28035处理器实时测得控制器的实际温度，并将实时温度值传递给基于软件形式实现的控制器温度闭环模糊控制器，计算得到合理的电机矢量控制系统中的转矩电流的最大限定值，从而实现对控制器温度主动热管理。本发明解决了现有电动汽车控制器温度保护过于保守、电动汽车带载能力低的问题，有效减少过热引起的电动汽车控制器故障发生率，同时提高电动汽车带载能力。

技术领域

本发明属于动汽车电机控制技术，具体涉及一种控制器主动热控制方法及其应用系统。

背景技术

随着电力电子技术的发展，MOSFET、IGBT等功率器件在电动汽车控制领域得到了广泛的运用。其封装尺寸逐渐减小，但功率等级和热流密度要求却逐步提高，易发生因高温引起的各种失效故障，从而影响电机控制器的使用寿命和可靠性。因此，有必要通过实时采集控制器的工作温度，实现相应的主动热控制和过热保护，提高其运行可靠性和更好的驾驶体验。

传统工业用电机不同，在爬坡、越障等工况下需要电机能够在短时间内快速提高出力，以获得优良的驾驶体验，即需要电动汽车感应电机具有启动转矩大，瞬时出力能力，同时，也要求控制器和电机要具有较高功率密度等级。但是，大转矩运行需要电动汽车控制器输出更大的电流，从而使电机温度上升迅速，控制器中的功率器件发热严重为其可靠运行带来安全隐患。为了防止因电机温度过高而造成电机损坏、控制器中的功率器件因温度过高而导致热击穿等情况发生，在现有的电动汽车控制器热保护中，通常会设置一个温度保护点，一旦反馈得到的温度超过这个设定值，就会让电流降半额运行，以防止电机热过载。然而，现有的温度保护措施通常是被动式保护，对于温度的保护比较保守。现有的控制器温度保护中，温度传感器的探头都是放置于控制器的外壳内壁，并没有直接放置在放热最严重的功率板上，这就导致所测得到温度不能够准确反映当前功率器件工作时的外壳温度，从而不能精确快速的对电动汽车控制器中的得功率器件进行过温保护。同时，现有的温度闭环采用的都是传统的PI控制器，不能满足电动汽车越障瞬时输出大转矩的需求，一旦控制器的温度超过阈值时，传统的PI控制器响应速度较慢，从而不能完全的保证电动汽车控制器的温度迅速的降低到阈值以下，为电动汽车控制器的可靠运行带来安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制器主动热控制方法及其应用系统，解决了现有电动汽车控制器热保护方法下功率器件输出能力过于保守的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种电动汽车控制器主动热控制方法，控制方法步骤如下：

步骤1、DSP处理器根据温度采集电路、电流采集电路、电压采集电路实时反馈的信号，输出6路PWM电压驱动信号，经过驱动电路对驱动信号进行功率放大，输出给三相逆变器；

步骤2、电机矢量控制系统中的Clark变换和Park变换将异步电机的两相定子电流ia、ib转换成两相旋转坐标系下的电流iq、id；磁链观测器根据iq、id和异步电机的转速n计算得到磁场定向角θ；根据SVPWM算法计算得到三相逆变器中U、V、W三相上下桥臂的切换时间Ta、Tb、Tc，通过控制三相逆变器输出三相电流ia、ib、ic驱动异步电机；

步骤3、模糊控制器根据反馈得到的三相逆变器的温度，计算得到q轴电流的限定值L_lim，对q轴电流闭环进行限制。

所述步骤3中，模糊控制器的输入为温度采集电路采集的三相逆变器实时的温度值，通过与设定的温度阈值的比较计算得到误差量E以及误差变化率EC,输出经过模糊逻辑算法判定，在当前误差量和误差变化率下，转矩电流的最大的限定值I_lim。