新能源电机控制技术研究
电机控制器是新能源汽车中的核心部件。新能源汽车应用环境较工业应用环境有很大区别,因此对电机控制的安全性、稳定性、控制效果有更高的提高。
不同于工业级伺服控制,新能源电机控制有其特有的要求和技术难点。高功率密度是新能源电机控制器的发展方向。提高电压利用率是提高功率密度的有效手段。电压重构技术可以使矢量控制中的电压矢量运行在电压六边形的内切圆之外,从而有效提高电压利用率。但同时也会导致电流波形出现畸变,产生噪声和发热等问题。
目前IGBT在线温度可以用模块内的NTC采样,但是NTC跟结并不在一起,之间有热阻,无法反应结温的瞬态变化,需要通过模型进行结温结算。(绿控之前就是简单的通过NTC温度俩进行IGBT过温保护,再多留一些余量。但是他们发现电流突变至峰值的时候,NTC响应太慢,无法实现保护。)
高安全性是新能源电机控制器的要求。随着电机峰值转速的不断提升,高速故障情况下直接关管会带来非预期转矩的问题,主动短路技术是解决这一问题的有效手段。主动短路可以使电机在高速运行且需要进行保护时,迅速消除转矩,进入安全状态。主动短路技术难点在于短路瞬间产生的电流过冲,容易损耗功率器件。
高舒适性是新能源电机在整车应用中的需求。由于悬架、轮胎等弹性体的作用,电机在起步等转矩变化迅速的工况下,转速会发生抖动。从控制上可以通过控制转矩对此转速抖动进行抑制。因此需要对此控制方法进行研究。
电机出厂时都会进行旋变零位自学习,目前自学习的方法是需要电机转起来的。但是一旦电机装到车上,再通过旋转学习零位就不好实现了。高频注入的方法精度没有旋转的方法高,但是不需要电机转,实车上可以更方便。
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