CN106911275A - 电动汽车永磁同步电机控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车永磁同步电机控制方法及控制系统，当电机转速低于n1时，使电压调制比命令保持为常数，且向逆变桥输出PWM驱动信号；当电机转速升高超过n1时，使电压调制比命令随电机转速升高而下降，直至电机转速到达n2时电压调制比命令下降为零，且向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n2＞n1；当电机转速升高超过n4时，不再向逆变桥输出PWM驱动信号，转而切换至向逆变桥输出三相短路驱动信号，其中n4≥n2；当电机转速下降低于n3时，不再向逆变桥输出三相短路驱动信号，转而切换至向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n4≥n3≥n2；当电机转速下降低于n2时，使电压调制比命令随电机转速下降而升高，直至电机转速到达n1时电压调制比命令恢复至原常数值，且向逆变桥输出PWM驱动信号。

Description

电动汽车永磁同步电机控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及电机驱动技术领域，特别涉及一种电动汽车永磁同步电机控制方法及控制系统。

背景技术

永磁同步电机效率高、功率密度大，是主流的电动汽车驱动电机。

图1是电动汽车永磁同步电机控制系统的一般原理图，该控制系统包括动力电池、电机控制器和永磁同步电机。

动力电池为电机控制器提供直流电源。

电机控制器用于控制永磁同步电机按指令运行。电机控制器包括逆变电路(直流母线电容C0、逆变桥Q1～Q6)、传感器(直流母线电压传感器、电机相电流传感器)和控制电路。电机控制器直流母线连接动力电池，交流端连接永磁同步电机。电机控制器通过逆变桥将直流电逆变为三相交流电，用三相交流电控制永磁同步电机的运行。

永磁同步电机接受电机控制器的控制，同时永磁同步电机上的传感器向电机控制器提供电机转子的转角和转速信号。

电机控制电路通过传感器获取直流母线电压、电机相电流、电机转子转速、电机转子转角信号，通过通讯接口从电机控制器外部获取电机转矩命令。控制电路对以上信号进行处理后产生六个脉宽调制信号(PWM信号)并输出至逆变桥以分别控制六个开关管(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6)动作，从而控制永磁同步电机运行。

图2是电机控制器的控制电路的一般原理图，控制电路包括电压调制比控制单元、电流命令查表或计算单元、abc→dq坐标变换单元、电流控制单元、dq→abc坐标变换单元、占空比计算单元和PWM信号生成单元。

图3是电机控制电路的电压调制比控制单元的一般原理图，电压调制比控制单元可以通过代数运算或者反馈控制的方法输出气隙磁链命令。其中，电压调制比命令m^*一般是一个常数。实际电压调制比m由如下公式定义：

其中U_dc为直流母线电压，u_s为电机相电压幅值，u_d、u_q为实际电机相电压矢量在转子坐标(dq坐标)中的投影值，u_d ^*、u_q ^*为电机相电压命令矢量在转子坐标(dq坐标)中的投影值。由于实际电机相电压和相电压命令几乎相等，而实际相电压不容易检测，相电压命令容易检测，因此可以直接用相电压命令代替实际相电压来计算实际电压调制比。

abc→dq坐标变换单元用于把定子坐标系(abc坐标系)下的电机电流矢量信号(i_a，i_b，i_c)变换为转子坐标系(dq坐标系)下的电流矢量(I_d，I_q)。反之，dq→abc坐标变换单元用于把dq坐标系下的电压命令矢量(u_d ^*，u_q ^*)变换成定子坐标系下的电压命令矢量(u_a ^*，u_b ^*，u_c ^*)。

电流命令查表或计算单元用于根据气隙磁链命令ψ^*、转矩命令T_e ^*查询标定数据表或通过计算的方法得到电机电流命令(I_d ^*，I_q ^*)。

电流控制单元用于根据电流命令(I_d ^*，I_q ^*)、电流反馈值(I_d，I_q)、以及电机转子转速n，对电机电流进行控制，该模块输出电压命令(u_d ^*，u_q ^*)。

占空比计算单元用于根据当前直流母线电压U_dc，把电压命令(u_a ^*，u_b ^*，u_c ^*)计算为逆变桥中六个开关管的PWM信号占空比命令(D_Q1，D_Q2，D_Q3，D_Q4，D_Q5，D_Q6)。

PWM信号生成单元用于根据PWM信号占空比命令(D_Q1，D_Q2，D_Q3，D_Q4，D_Q5，D_Q6)产生驱动逆变桥的最终PWM驱动信号。

以上就是现有电动汽车永磁同步电机控制系统的一般工作原理。

以上系统的一个缺点是电机控制器的控制能力会随着电机转速的升高而变弱，当电动汽车因为车轮打滑或车辆下坡而超速时电机就会有失控的可能。一旦电机失控车辆的安全会受到严重威胁，因此需要一种方法保证电机超速后不失控。

现有应对电机超速方法一般是：电机超速不严重时，电机控制器会对最大允许输出的功率进行降额；电机超速严重时，电机控制器将逆变电路中的所有开关管(Q1～Q6)断开，逆变电路进入无控整流状态。

然而，在电机超速状态下切换成无控整流后，电机会输出较大的阻力力矩，而且阻力力矩的大小是完全不受驾驶员控制的，因此不仅会对高速驾驶中的驾驶员产生意料之外的干扰，而且车辆突然减速极易造成追尾事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车永磁同步电机控制方法及控制系统，可对车载永磁同步电机进行超速保护，解决永磁同步电机因超速而失控的问题。

本发明实施例提供一种电动汽车永磁同步电机控制方法，通过电机控制器控制永磁同步电机的运行，电机控制器包括逆变桥和控制电路，逆变桥将直流电逆变为三相交流电并输出至永磁同步电机，逆变桥中包括六个开关管，控制电路生成六个PWM驱动信号输出至逆变桥以分别控制该六个开关管动作，该电动汽车永磁同步电机控制方法包括：

当电机转速低于n1时，控制电路使电压调制比命令保持为常数，且控制电路向逆变桥输出PWM驱动信号；

当电机转速升高超过n1时，控制电路使电压调制比命令随电机转速升高而下降，直至电机转速到达n2时电压调制比命令下降为零，且控制电路向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n2＞n1；

当电机转速升高超过n4时，控制电路不再向逆变桥输出PWM驱动信号，转而切换至向逆变桥输出三相短路驱动信号，其中n4≥n2；

当电机转速下降低于n3时，控制电路不再向逆变桥输出三相短路驱动信号，转而切换至向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n4≥n3≥n2；

当电机转速下降低于n2时，控制电路使电压调制比命令随电机转速下降而升高，直至电机转速到达n1时电压调制比命令恢复至原常数值，且控制电路向逆变桥输出PWM驱动信号。

进一步地，在第一实施例中，n4＞n3＞n2。

进一步地，在第二实施例中，n4＞n2，且n3＝n4。

进一步地，在第三实施例中，n4＞n2，且n3＝n2。

进一步地，在第四实施例中，n4＝n3＝n2。

进一步地，当电机转速超过n2时，控制电路使电压调制比命令维持为零。

进一步地，向逆变桥输出的三相短路驱动信号使逆变桥中上方三个开关管全部断开，下方三个开关管全部导通；或者使逆变桥中上方三个开关管全部导通，下方三个开关管全部断开。

本发明实施例还提供一种电动汽车永磁同步电机控制系统，包括动力电池、电机控制器和永磁同步电机，电机控制器控制永磁同步电机的运行，电机控制器包括逆变桥和控制电路，逆变桥将直流电逆变为三相交流电并输出至永磁同步电机，逆变桥中包括六个开关管，控制电路包括PWM信号生成单元、电压调制比控制单元、短路控制切换单元和三相短路输出单元，PWM信号生成单元生成六个PWM驱动信号输出至逆变桥以分别控制该六个开关管动作，其中：

当电机转速低于n1时，电压调制比控制单元使电压调制比命令保持为常数，且PWM信号生成单元向逆变桥输出PWM驱动信号；

当电机转速升高超过n1时，电压调制比控制单元使电压调制比命令随电机转速升高而下降，直至电机转速到达n2时电压调制比命令下降为零，且PWM信号生成单元向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n2＞n1；

当电机转速升高超过n4时，PWM信号生成单元不再向逆变桥输出PWM驱动信号，转而由短路控制切换单元切换至由三相短路输出单元向逆变桥输出三相短路驱动信号，其中n4≥n2；

当电机转速下降低于n3时，三相短路输出单元不再向逆变桥输出三相短路驱动信号，转而由短路控制切换单元切换至由PWM信号生成单元向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n4≥n3≥n2；

当电机转速下降低于n2时，电压调制比控制单元使电压调制比命令随电机转速下降而升高，直至电机转速到达n1时电压调制比命令恢复至原常数值，且PWM信号生成单元向逆变桥输出PWM驱动信号。

进一步地，在第一实施例中，n4＞n3＞n2。

进一步地，在第二实施例中，n4＞n2，且n3＝n4。

进一步地，在第三实施例中，n4＞n2，且n3＝n2。

进一步地，在第四实施例中，n4＝n3＝n2。

进一步地，当电机转速超过n2时，电压调制比控制单元使电压调制比命令维持为零。

进一步地，三相短路输出单元向逆变桥输出的三相短路驱动信号使逆变桥中上方三个开关管全部断开，下方三个开关管全部导通；或者使逆变桥中上方三个开关管全部导通，下方三个开关管全部断开。

本发明实施例提供的电动汽车永磁同步电机控制方法及控制系统，根据电机超速的严重程度不同，控制电路分为三个状态：正常状态(A)、电压调制比下降状态(B)以及三相短路状态(C)，可以实现在电机发生超速时降低被控电机失控的可能，同时保证进入超速和退出超速的过程中电机扭矩变化变得缓慢柔和，不会有扭矩波动或扭矩突变，而且超速时电机只会输出微弱的阻力扭矩，不会对正常驾驶造成干扰。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是电动汽车永磁同步电机控制系统的一般原理图。

图2是电机控制器的控制电路的一般原理图。

图3是电机控制电路中电压调制比控制单元的一般原理图。

图4是本发明实施例中电机控制器的控制电路的原理图。

图5是图4的电机控制电路中电压调制比控制单元的原理图。

图6是本发明第一实施例中电机控制的原理图。

图7是本发明第一实施例中电机控制的逻辑图。

图8是逆变桥处于三相短路状态时的电路原理图(下管全导通上管全断开)。

图9是本发明第二实施例中电机控制的原理图。

图10是本发明第三实施例中电机控制的原理图。

图11是本发明第四实施例中电机控制的原理图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。

本发明实施例提供的电动汽车永磁同步电机控制系统包括动力电池、电机控制器和永磁同步电机(可参图1)。

动力电池为电机控制器提供直流电源。

电机控制器用于控制永磁同步电机按指令运行。电机控制器包括逆变电路(直流母线电容C0、逆变桥Q1～Q6)、传感器(直流母线电压传感器、电机相电流传感器)和控制电路。电机控制器直流母线连接动力电池，交流端连接永磁同步电机。电机控制器通过逆变桥将直流电逆变为三相交流电，用三相交流电控制永磁同步电机的运行。

永磁同步电机接受电机控制器的控制，同时永磁同步电机上的传感器向电机控制器提供电机转子的转角和转速信号。

电机控制电路通过传感器获取直流母线电压、电机相电流、电机转子转速、电机转子转角信号，通过通讯接口从电机控制器外部获取电机转矩命令。控制电路对以上信号进行处理后产生六个脉宽调制信号(PWM信号)并输出至逆变桥以分别控制六个开关管(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6)动作，从而控制永磁同步电机运行。

请参图4与图5，在本发明实施例中，电机控制器的控制电路包括电压调制比控制单元、电流命令查表或计算单元、abc→dq坐标变换单元、电流控制单元、dq→abc坐标变换单元、占空比计算单元和PWM信号生成单元。

本发明实施例的电机控制电路与现有的电机控制电路主要区别在于，本发明实施例的电机控制电路在现有的电机控制电路基础上做了以下三点改进：

一是改进了控制电路中的电压调制比控制单元，使电压调制比命令m^*不再保持常数，而是根据电机转速变化。

二是在控制电路中加入了短路控制切换单元，该短路控制切换单元可根据预定的电机转速条件切换控制电路为PWM驱动信号输出或三相短路驱动信号输出。

三是在控制电路中加入了三相短路输出单元，在控制电路被切换至三相短路驱动信号输出时，该三相短路输出单元用于向逆变桥输出三相短路驱动信号。

请结合图6与图7，本发明实施例提供的电动汽车永磁同步电机的控制原理，是根据电机超速的严重程度不同，控制电路分为三个状态，即：正常状态(A)、电压调制比下降状态(B)以及三相短路状态(C)。

状态(A)：系统上电后初始状态为(A)。电机转速低于n1时控制电路处于状态(A)。当电机转速低于n1时，电压调制比命令m^*为常数，经过控制电路的电压调制比控制单元控制，实际电压调制比m被控制为常数。控制电路对系统的当前各种信号(如直流母线电压、电机相电流、电机转子转速、电机转子转角信号、电机转矩命令)进行处理后，由PWM信号生成单元最终生成六个PWM驱动信号并向逆变桥输出，以分别控制逆变桥中的六个开关管(Q1～Q6)动作。根据六个开关管导通/断开的动作及持续时间，逆变桥可将动力电池的直流电逆变为所需的三相交流电并输出至驱动永磁同步电机运行。

需要指出的是，在系统尚未进入弱磁控制前的低速段，系统的实际电压调制比m会比电压调制比命令m^*低(即m<m^*)，这是本领域技术人员众所周知的知识。而电机在较高转速时，系统进入弱磁控制状态，实际电压调制比m会跟踪电压调制比命令m^*。

状态(B)：在状态(A)下电机转速升高超过n1时，或者在状态(C)下电机转速下降低于n3时，控制电路进入状态(B)。在状态(B)下，控制电路的电压调制比控制单元使电压调制比命令m^*随电机转速成函数关系，电机转速n越高，电压调制比命令m^*越低，直至电机转速到达n2时电压调制比命令m^*下降为零，并在电机转速超过n2后保持电压调制比命令m^*为零，其中n2＞n1。在状态(B)下，控制电路也是由PWM信号生成单元最终生成六个PWM驱动信号并向逆变桥输出，以分别控制逆变桥中的六个开关管(Q1～Q6)动作。

状态(C)：在状态(B)下电机转速升高超过n4时，控制电路进入状态(C)。在电机转速升高到达n4时，短路控制切换单元对控制电路的输出进行切换，将控制电路向逆变桥的输出由原来输出PWM驱动信号切换至向逆变桥输出三相短路驱动信号(如图4所示)，使逆变桥进入三相短路状态，即此时PWM信号生成单元不再向逆变桥中的六个开关管输出PWM驱动信号，转而由三相短路输出单元向逆变桥中的六个开关管输出三相短路驱动信号使逆变桥三相短路。三相短路输出单元向逆变桥输出的三相短路驱动信号具体可使逆变桥中上方三个开关管(Q1、Q3、Q5)全部断开，下方三个开关管(Q2、Q4、Q6)全部导通(如图8所示)；或者使逆变桥中上方三个开关管(Q1、Q3、Q5)全部导通，下方三个开关管(Q2、Q4、Q6)全部断开(图未示)。在本实施例中，三相短路驱动信号可以预设在电机控制器中，在状态(C)下，由三相短路输出单元向逆变桥输出该预设的三相短路驱动信号即可使逆变桥进入三相短路状态。

在状态(C)下电机转速下降至低于n3时，控制电路退出状态(C)并进入状态(B)。在电机转速下降到达n3时，短路控制切换单元对控制电路的输出进行再次切换，将控制电路向逆变桥的输出由输出三相短路驱动信号(状态C)切换至向逆变桥输出PWM驱动信号(状态B)，使逆变桥退出三相短路状态，即此时三相短路输出单元不再向逆变桥中的六个开关管输出三相短路驱动信号，转而由PWM信号生成单元向逆变桥中的六个开关管输出PWM驱动信号使逆变桥退出三相短路。

另外，在状态(C)下，电压调制比命令m^*不影响对逆变桥的输出，因此电压调制比命令m^*可以是任意值。但是，从系统简洁性考虑，这时让电压调制比命令m^*为零是一个优选的方案。也即是说，优选地，当电机转速超过n2时，电压调制比控制单元使电压调制比命令维持为零(如图6所示)。

由此可见，本发明实施例提供了一种电动汽车永磁同步电机控制方法，通过电机控制器控制永磁同步电机的运行，电机控制器包括逆变桥和控制电路，逆变桥将直流电逆变为三相交流电并输出至永磁同步电机，逆变桥中包括六个开关管，控制电路生成六个PWM驱动信号输出至逆变桥以分别控制该六个开关管动作，其中该电动汽车永磁同步电机控制方法包括：

当电机转速低于n1时，控制电路使电压调制比命令保持为常数，且控制电路向逆变桥输出PWM驱动信号；

当电机转速升高超过n1时，控制电路使电压调制比命令随电机转速升高而下降，直至电机转速到达n2时电压调制比命令下降为零，且控制电路向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n2＞n1；

当电机转速升高超过n4时，控制电路不再向逆变桥输出PWM驱动信号，转而切换至向逆变桥输出三相短路驱动信号，其中n4≥n2；

当电机转速下降低于n3时，控制电路不再向逆变桥输出三相短路驱动信号，转而切换至向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n4≥n3≥n2；

当电机转速下降低于n2时，控制电路使电压调制比命令随电机转速下降而升高，直至电机转速到达n1时电压调制比命令恢复至原常数值，且控制电路向逆变桥输出PWM驱动信号。

在图6所示的第一实施例中，n4＞n3＞n2。即在第一实施例中，当电机转速升高到达n4时，控制电路切换至向逆变桥输出三相短路驱动信号，使逆变桥进入三相短路状态，而在电机转速未到达n4时控制电路一直保持向逆变桥输出PWM驱动信号。当电机转速开始下降时，并不是在电机转速下降到低于n4时即立刻使逆变桥退出三相短路状态，而是在电机转速下降至低于n3时，才使逆变桥退出三相短路状态并返回PWM驱动信号输出状态。这实际上就是对两种状态的切换转速做了滞环比较处理，以防止两种状态在临界转速附近因为速度干扰而频繁切换，带来可能的负面影响，因此第一实施例是优选的。

在图9所示的第二实施例中，n4＞n2，且n3＝n4。即在第二实施例中，当电机转速升高到达n4时，控制电路切换至向逆变桥输出三相短路驱动信号，使逆变桥进入三相短路状态，而在电机转速未到达n4时控制电路一直保持向逆变桥输出PWM驱动信号。当电机转速开始下降至低于n4(n3＝n4)时，使逆变桥退出三相短路状态并返回PWM驱动信号输出状态。在本实施例中n3＝n4，因此是在相同电机转速(n4)下使逆变桥进入三相短路状态和退出三相短路状态(转速升高至超过n4时进入三相短路状态，转速下降至低于n4时退出三相短路状态)。此时状态(B)和状态(C)之间的切换没有采用滞环方式，因此在临界切换转速时有可能会有状态频繁切换的问题，但是在实现上会比第一实施例简单。

在图10所示的第三实施例中，n4＞n2，且n3＝n2。即在第三实施例中，当电机转速升高到达n4时，控制电路切换至向逆变桥输出三相短路驱动信号，使逆变桥进入三相短路状态，而在电机转速未到达n4时控制电路一直保持向逆变桥输出PWM驱动信号。当电机转速开始下降时，并不是在电机转速下降到低于n4时即立刻使逆变桥退出三相短路状态，而是在电机转速下降至低于n2(n3＝n2)时，才使逆变桥退出三相短路状态并返回PWM驱动信号输出状态。即在本实施例中，是在不同电机转速下使逆变桥进入三相短路状态和退出三相短路状态(n4时进入三相短路状态，n2时退出三相短路状态)，当逆变桥退出三相短路状态时，电机转速处于n2。采用该方案时，由于电机电流控制滞后的影响，状态切换时电机电流可能存在一定程度的波动，导致输出转矩也随之波动，因此不是优选的方案，但是实现上比第一实施例简单。

在图11所示的第四实施例中，n4＝n3＝n2。即在第四实施例中，当电机转速升高到达n2时，控制电路即切换至向逆变桥输出三相短路驱动信号，使逆变桥进入三相短路状态，而在电机转速未到达n2时控制电路一直保持向逆变桥输出PWM驱动信号。当电机转速开始下降至低于n2(n3＝n2)时，使逆变桥退出三相短路状态并返回PWM驱动信号输出状态。在本实施例中n4＝n3＝n2，因此是在相同电机转速(n2)下使逆变桥进入三相短路状态和退出三相短路状态(转速升高至超过n2时进入三相短路状态，转速下降至低于n2时退出三相短路状态)。该方案实际是第二、第三实施例的特例情况，具有上述两个方案的缺点，但是实现上也最简单。

另一方面，本发明实施例提供了一种电动汽车永磁同步电机控制系统，包括动力电池、电机控制器和永磁同步电机，电机控制器控制永磁同步电机的运行，电机控制器包括逆变桥和控制电路，逆变桥将直流电逆变为三相交流电并输出至永磁同步电机，逆变桥中包括六个开关管，控制电路包括PWM信号生成单元、电压调制比控制单元、短路控制切换单元和三相短路输出单元，PWM信号生成单元生成六个PWM驱动信号输出至逆变桥以分别控制该六个开关管动作，其中：

当电机转速低于n1时，电压调制比控制单元使电压调制比命令保持为常数，且PWM信号生成单元向逆变桥输出PWM驱动信号；

当电机转速升高超过n1时，电压调制比控制单元使电压调制比命令随电机转速升高而下降，直至电机转速到达n2时电压调制比命令下降为零，且PWM信号生成单元向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n2＞n1；

当电机转速升高超过n4时，PWM信号生成单元不再向逆变桥输出PWM驱动信号，转而由短路控制切换单元切换至由三相短路输出单元向逆变桥输出三相短路驱动信号，其中n4≥n2；

当电机转速下降低于n3时，三相短路输出单元不再向逆变桥输出三相短路驱动信号，转而由短路控制切换单元切换至由PWM信号生成单元向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n4≥n3≥n2；

当电机转速下降低于n2时，电压调制比控制单元使电压调制比命令随电机转速下降而升高，直至电机转速到达n1时电压调制比命令恢复至原常数值，且PWM信号生成单元向逆变桥输出PWM驱动信号。

上述装置实施例提供的电动汽车永磁同步电机控制系统与上述方法实施例提供的电动汽车永磁同步电机控制方法属于同一构思，其具体实现过程可参见上述方法实施例，这里不再赘述。

在上述实施例中，根据电机超速的严重程度不同，控制电路分为三个状态：正常状态(A)、电压调制比下降状态(B)以及三相短路状态(C)。

首先，在状态(B)下，通过降低稳态电压调制比，为电机电流的瞬态控制流出足够大的电压余量，保证电机控制的稳定性。

其次，当逆变桥被三相短路，或电压调制比为零时，电机电流会自然稳定在短路电流，不会失控发散，而且此时电机输出的扭矩是一个很小的阻力扭矩。

再次，由于逆变桥电压调制比为零时的电机运行状态和逆变桥三相短路情况下的电机运行状态几乎完全等效，因此当电机转速为n4时把电机控制器从状态(B)(电压调制比命令＝0)切换到状态(C)(三相短路输出)的过程中，电机电流几乎不存在波动，不会造成电机输出扭矩的波动，切换过程将非常平顺柔和。同样，当电机转速为n3时把电机控制器从状态(C)(三相短路输出)切换到状态(B)(电压调制比命令＝0)的过程中，电机转矩也几乎不会波动。

由此，本发明实施例可以在电机发生超速时降低被控电机失控的可能，同时保证进入超速和退出超速的过程中电机扭矩变化变得缓慢柔和，不会有扭矩波动或扭矩突变，而且严重超速时(转速大于n2)电机只会输出微弱的阻力扭矩，不会对正常驾驶造成干扰。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器、磁盘或光盘等。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (14)

1.一种电动汽车永磁同步电机控制方法，通过电机控制器控制永磁同步电机的运行，电机控制器包括逆变桥和控制电路，逆变桥将直流电逆变为三相交流电并输出至永磁同步电机，逆变桥中包括六个开关管，控制电路生成六个PWM驱动信号输出至逆变桥以分别控制该六个开关管动作，其特征在于，该电动汽车永磁同步电机控制方法包括：

当电机转速低于n1时，控制电路使电压调制比命令保持为常数，且控制电路向逆变桥输出PWM驱动信号；

当电机转速升高超过n1时，控制电路使电压调制比命令随电机转速升高而下降，直至电机转速到达n2时电压调制比命令下降为零，且控制电路向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n2＞n1；

当电机转速升高超过n4时，控制电路不再向逆变桥输出PWM驱动信号，转而切换至向逆变桥输出三相短路驱动信号，其中n4≥n2；

当电机转速下降低于n3时，控制电路不再向逆变桥输出三相短路驱动信号，转而切换至向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n4≥n3≥n2；

当电机转速下降低于n2时，控制电路使电压调制比命令随电机转速下降而升高，直至电机转速到达n1时电压调制比命令恢复至原常数值，且控制电路向逆变桥输出PWM驱动信号。

2.根据权利要求1所述的电动汽车永磁同步电机控制方法，其特征在于：n4＞n3＞n2。

3.根据权利要求1所述的电动汽车永磁同步电机控制方法，其特征在于：n4＞n2，且n3＝n4。

4.根据权利要求1所述的电动汽车永磁同步电机控制方法，其特征在于：n4＞n2，且n3＝n2。

5.根据权利要求1所述的电动汽车永磁同步电机控制方法，其特征在于：n4＝n3＝n2。

6.根据权利要求1所述的电动汽车永磁同步电机控制方法，其特征在于：当电机转速超过n2时，控制电路使电压调制比命令维持为零。

7.根据权利要求1所述的电动汽车永磁同步电机控制方法，其特征在于：向逆变桥输出的三相短路驱动信号使逆变桥中上方三个开关管全部断开，下方三个开关管全部导通；或者使逆变桥中上方三个开关管全部导通，下方三个开关管全部断开。

8.一种电动汽车永磁同步电机控制系统，包括动力电池、电机控制器和永磁同步电机，电机控制器控制永磁同步电机的运行，电机控制器包括逆变桥和控制电路，逆变桥将直流电逆变为三相交流电并输出至永磁同步电机，逆变桥中包括六个开关管，控制电路包括PWM信号生成单元，PWM信号生成单元生成六个PWM驱动信号输出至逆变桥以分别控制该六个开关管动作，其特征在于，控制电路还包括电压调制比控制单元、短路控制切换单元和三相短路输出单元，其中：

当电机转速低于n1时，电压调制比控制单元使电压调制比命令保持为常数，且PWM信号生成单元向逆变桥输出PWM驱动信号；

当电机转速升高超过n1时，电压调制比控制单元使电压调制比命令随电机转速升高而下降，直至电机转速到达n2时电压调制比命令下降为零，且PWM信号生成单元向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n2＞n1；

当电机转速升高超过n4时，PWM信号生成单元不再向逆变桥输出PWM驱动信号，转而由短路控制切换单元切换至由三相短路输出单元向逆变桥输出三相短路驱动信号，其中n4≥n2；

当电机转速下降低于n3时，三相短路输出单元不再向逆变桥输出三相短路驱动信号，转而由短路控制切换单元切换至由PWM信号生成单元向逆变桥输出PWM驱动信号，其中n4≥n3≥n2；

当电机转速下降低于n2时，电压调制比控制单元使电压调制比命令随电机转速下降而升高，直至电机转速到达n1时电压调制比命令恢复至原常数值，且PWM信号生成单元向逆变桥输出PWM驱动信号。

9.根据权利要求8所述的电动汽车永磁同步电机控制系统，其特征在于：n4＞n3＞n2。

10.根据权利要求8所述的电动汽车永磁同步电机控制系统，其特征在于：n4＞n2，且n3＝n4。

11.根据权利要求8所述的电动汽车永磁同步电机控制系统，其特征在于：n4＞n2，且n3＝n2。

12.根据权利要求8所述的电动汽车永磁同步电机控制系统，其特征在于：n4＝n3＝n2。

13.根据权利要求8所述的电动汽车永磁同步电机控制系统，其特征在于：当电机转速超过n2时，电压调制比控制单元使电压调制比命令维持为零。

14.根据权利要求8所述的电动汽车永磁同步电机控制系统，其特征在于：三相短路输出单元向逆变桥输出的三相短路驱动信号使逆变桥中上方三个开关管全部断开，下方三个开关管全部导通；或者使逆变桥中上方三个开关管全部导通，下方三个开关管全部断开。