[发明专利]电动汽车电池故障时抑制电机控制器母线电压上升的方法

权利要求书

1.一种电动汽车电池故障时抑制电机控制器母线电压上升系统，其特征在于，包括：锁相环模块、D-Q电流给定调整模块、PARK变换模块，其中：D-Q电流给定调整模块与锁相环模块相连并根据锁相环模块输出的电机角度补偿值，输岀调整后的d轴指令电流和q轴指令电流与反馈的d、q轴实际电流进行PI闭环运算得到d、q轴输岀电压；且母线电压闭环PI调节输出的补偿角度与由电机位置传感器检测到的电机位置相加得到补偿后的电机角度值，并将该补偿后的电机角度值输入至PARK变换模块对反馈电流进行PARK变换，该锁相环模块包括：PI调节器、补偿后电机角度值计算器；

所述的锁相环模块采用母线电压闭环PI调节器对母线电压进行闭环控制，实现电机角度调整前相位θ₁和电机位置调整后相位θ₂间相位的锁定，相位的锁定过程通过PI调节器实现，当电机控制器的中间直流母线电压Udc持续大于基准电压Uref时，表明能量是从电机侧流向母线电容器侧，锁相环在相位锁定过程中，PI调节器输出正值△θ，与补偿前电机角度值θ1进行求和，得到补偿后电机角度值θ₂；

所述的抑制电机控制器母线电压上升，通过以下方式实现：进行D-Q轴电流给定调整计算，通过D-Q轴电流给定调整计算器通过公式Id_ref_new＝Id_ref_old*cos(△θ)和Iq_ref_new＝(-1)*Id_ref_old*sin(△θ)计算出调整后的d轴和q轴的电流给定值，其中：Id_ref_old为零转矩控制策略下，将q轴电流指令值设为零，d轴电流指令值根据当前的转速进行查表确定得到；对比调整前后的d轴电流指令值和q轴电流指令值，可以发现电流幅值未发生变化，d轴电流指令绝对值变小，q轴电流从0变为一个正值；即电流指令矢量角q轴方向移动，有利于增大电动转矩，从而使电能量方向为从母线电容器往电机方向流动，从而抑制母线电压的上升；进行CLARK变换，由三相电流I_U、I_V、I_W得到I_α和I_β；进行PARK变换，PARK变换器根据锁相环模块输出的补偿后电机角度值θ₂，和Iα和I_β进行PARK变换，得到d轴实际电流和q轴实际电流，其中PARK变换是指：I_D＝I_α*cos(θ₂)+I_β*sin(θ₂)，I_Q＝Iβ*cos(θ₂)-I_α*sin(θ₂)；通过d轴电流PI调节器和q轴电流PI调节器分别对d轴电流和q轴电流进行闭环控制，输出电压U_d和U_q；反PARK变换，对U_d和U_q进行反PARK变化得到U_α和U_β；进行SVPWM，该模块实现空间电压矢量变换，将信号U_α和U_β转换为IGBT模块需要的六路IGBT驱动信号；同时在模块中实现将六路IGBT驱动信号的频率由10K提高为20K，从而提高IGBT开关损耗，达到抑制母线电压上升的目的。

2.一种根据权利要求1所述系统的电动汽车电池故障时抑制电机控制器母线电压上升的方法，其特征在于，根据实时检测电机控制器母线电容电压的上升或下降的变换趋势和速度，判断电机侧能量和母线电容器侧能量的平衡状态，当二者能量失衡且有功功率是由电机侧流向母线电容器时，执行抑制策略，依次通过提高IGBT的脉冲宽度调制开关频率，由锁相环模块输出电机角度补偿值供D-Q电流给定调整模块使用，锁相环模块同时输出补偿后电机角度值供PARK变换模块使用，最后通过D-Q电流给定调整模块输出的d轴电流指令值和q轴电流指令值，联合PARK变换模块输出d轴电流实际值和q轴电流实际值进行d轴电流和q轴电流闭环控制，从而实现对电机d轴电流和q轴电流进行大小和方向上的实时调整，实现抑制电机控制器母线电容器电压的上升；

所述的抑制策略是在零转矩控制策略的基础上进行锁相环策略。