CN111552264A - 电动汽车控制仿真测试平台 - Google Patents

电动汽车控制仿真测试平台 Download PDF

Info

Publication number
CN111552264A
CN111552264A CN202010284516.9A CN202010284516A CN111552264A CN 111552264 A CN111552264 A CN 111552264A CN 202010284516 A CN202010284516 A CN 202010284516A CN 111552264 A CN111552264 A CN 111552264A
Authority
CN
China
Prior art keywords
model
motor
voltage
test platform
simulation test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010284516.9A
Other languages
English (en)
Inventor
王彤
刘忠峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Geely Automobile Research Institute Ningbo Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Geely Automobile Research Institute Ningbo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd, Geely Automobile Research Institute Ningbo Co Ltd filed Critical Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Priority to CN202010284516.9A priority Critical patent/CN111552264A/zh
Publication of CN111552264A publication Critical patent/CN111552264A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

一种电动汽车控制仿真测试平台，包括电机模型、控制器和电池模型，控制器包括控制算法模块、信号生成模块和逆变器模型，控制算法模块用于采集电机模型的转子位置、母线电压和相电流信号，并据此计算电机模型的三相占空比，信号生成模块根据三相占空比计算出对应的控制信号，逆变器模型接收电池模型的输出电压，并根据控制信号将电池模型的输出电压进行调节后得到调整电压输出给电机模型，计算电机模型用于根据输入的调整电压，计算出电机模型的相电流和输出扭矩，并根据输出扭矩计算转子的当前转速和转子位置。本发明的电动汽车控制仿真测试平台，使电动汽车控制仿真测试平台与实际的电机控制模型较为符合，仿真效果较好。

Description

电动汽车控制仿真测试平台
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，特别是涉及一种电动汽车控制仿真测试平台。
背景技术
随着混合动力汽车和纯电动汽车的不断发展、传统能源的逐渐消耗以及环境的恶化，新能源汽车已经逐渐走进人们的生活，成为重要的交通工具之一，在人们的工作和生活中扮演着越来越重要的角色。新能源汽车的安全性和可靠性就必须得到可靠的保障。
电机使新能源汽车的核心部件，其工作的可靠性、稳定性直接影响驾驶员的驾驶感受。随着人们对电机控制器性能的要求不断提高，电机控制需要不断改进算法来满足需求。传统的台架验证必不可少，但也存在中间变量观测不便、观测数据采样速率低、成本高等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种与实际模型较为符合、仿真效果较好的电动汽车控制仿真测试平台。
本发明提供一种电动汽车控制仿真测试平台，包括电机模型、控制器和电池模型，所述控制器包括控制算法模块、信号生成模块和逆变器模型，所述电机模型、所述控制算法模块、所述信号生成模块和所述逆变器模型依次首尾相接，所述电池模型连接于所述逆变器模型，所述控制算法模块用于采集所述电机模型的转子位置、母线电压和相电流信号，并据此计算所述电机模型的三相占空比，所述信号生成模块接收所述控制算法模块输出的三相占空比计算出对应的控制信号，并输出给所述逆变器模型，所述逆变器模型接收所述电池模型的输出电压，并根据所述控制信号将所述电池模型的所述输出电压进行调节后得到调整电压输出给所述电机模型，所述计算电机模型用于根据输入的所述调整电压，计算出所述电机模型的相电流和输出扭矩，并根据所述输出扭矩计算转子的当前转速和转子位置。
在其中一实施例中，所述电机模型的电磁模型为：
Figure BDA0002448003350000021
其中，Ld、Lq分别为所述电机模型的d轴电感和q轴电感，R为电机定子电阻，id、iq分别为定子d轴电流和q轴电流，Vd、Vq分别为d轴电压和q轴电压，ωm为所述电机模型的机械角速度，ωe为所述电机模型的电角速度，λpm为永磁磁链，P为电机极对数，Te为电磁扭矩。在其中一实施例中，所述电机模型的机械模型为：
Figure BDA0002448003350000022
其中，J为电机模型的转动惯量，F为转动摩擦力系数，θm为机械角度，Tf为轴端静摩擦力，Te为电磁转矩，ωm1为机械角速度。
在其中一实施例中，所述控制器的底层包括死区时间，所述信号生成模块生成的控制信号包括死区时间。
在其中一实施例中，所述控制器中设有延时模块，用于对数据采样、数据计算和执行进行延时。
在其中一实施例中，所述逆变器模型具体为：
Figure BDA0002448003350000023
Figure BDA0002448003350000031
其中，v为射极电压，Vf为前馈电压，G为门极电压，Vth为门限电压，i为射极电流，Ron为导通电阻，Goff为关断电。
在其中一实施例中，所述逆变器模型包括死区时间设置模块和窄脉冲抑制模块，用于对输入的信息进行死区时间设置和窄脉冲抑制。
在其中一实施例中，所述电池模型输出恒定电压，且其输出电压可实时调节。
在其中一实施例中，所述控制信号为脉冲宽度调制信号。
本发明提供的电动汽车控制仿真测试平台，通过电机模型参数随电流变化，使电动汽车控制仿真测试平台与实际的电机控制模型较为符合，仿真效果较好。
附图说明
图1为本发明一实施例的电动汽车控制仿真测试平台的结构框图。
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方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1所示，本发明一实施例的电动汽车控制仿真测试平台包括电机模型11、控制器12和电池模型19，控制器12包括控制算法模块13、信号生成模块15和逆变器模型17。电机模型11、控制算法模块13、信号生成模块15和逆变器模型17依次首尾相接，电池模型19连接于逆变器模型17。控制算法模块13用于采集电机模型11的转子位置、母线电压和相电流信号，并据此计算电机模型11的三相占空比。信号生成模块15接收控制算法模块13输出的三相占空比计算出对应的控制信号，并输出给逆变器模型17。逆变器模型17接收电池模型19的输出电压，并根据控制信号将电池模型19的输出电压进行调节后得到调整电压输出给电机模型11。计算电机模型11用于根据输入的调整电压，计算出电机模型11的相电流和输出扭矩，并根据输出扭矩计算转子的当前转速和转子位置。具体地，控制信号可为PWM信号(脉冲宽度调制信号)，可以理解，控制信号也可为其他形式的控制信号。
本实施例中，电机模型11的电磁模型为：
Figure BDA0002448003350000041
其中，Ld、Lq分别为电机模型11的d轴电感和q轴电感，R为电机定子电阻，id、iq分别为定子d轴电流和q轴电流，Vd、Vq分别为d轴电压和q轴电压，ωm为电机模型机械角速度，ωe为电机模型电角速度，λpm为永磁磁链，P为电机极对数，Te为电磁扭矩。
Ld、Lq、R和λpm根据id、iq确定，其关系可通过实际测试或仿真得到，Ld、Lq、R和λpm每个计算周期需根据id、iq查表更新。
本实施例中，电机模型11的机械模型为：
Figure BDA0002448003350000042
其中，J为电机模型11的转动惯量，F为转动摩擦力系数，θm为机械角度，Tf为轴端静摩擦力，Te为电磁转矩，ωm1为机械角速度。
本实施例中，控制器12为一个控制电机模型11的实体电路。
本实施例中，控制器12的底层包括死区时间，信号生成模块15生成的控制信号包括一个死区时间，以保证绝缘栅双极型晶体管不会直通。具体地，死区时间可加在上桥。通过将信号生成模块15设置成与控制器12底层算法一致的死区时间，可保证仿真中的死区补偿的算法。
本实施例中，控制器12中设有延时模块，用于对数据采样、数据计算和执行进行延时。这是由于实际的控制器在数据的处理过程中有延时，通过设置延时模块可保证仿真的准确性。
本实施例中，逆变器模型17具体为：
Figure BDA0002448003350000051
其中，v为射极电压，Vf为前馈电压，G为门极电压，Vth为门限电压，i为射极电流，Ron为导通电阻，Goff为关断电导。
本实施例中，逆变器模型17包括死区时间设置模块和窄脉冲抑制模块，用于对输入的信息进行死区时间设置和窄脉冲抑制。通过设置死区时间设置模块和窄脉冲抑制模块，保证了仿真测试中的死区补偿和窄脉冲抑制的算法，以及一些谐波抑制的算法。
本实施例中，电池模型19输出恒定电压，且其输出电压可根据需要实时调节。
本发明的电动汽车控制仿真测试平台，通过电机模型参数随电流变化，使电动汽车控制仿真测试平台与实际的电机控制模型较为符合，仿真效果较好。
以上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 (9)

1.一种电动汽车控制仿真测试平台，其特征在于，包括电机模型(11)、控制器(12)和电池模型(19)，所述控制器(12)包括控制算法模块(13)、信号生成模块(15)和逆变器模型(17)，所述电机模型(11)、所述控制算法模块(13)、所述信号生成模块(15)和所述逆变器模型(17)依次首尾相接，所述电池模型(19)连接于所述逆变器模型(17)，所述控制算法模块(13)用于采集所述电机模型(11)的转子位置、母线电压和相电流信号，并据此计算所述电机模型(11)的三相占空比，所述信号生成模块(15)接收所述控制算法模块(13)输出的三相占空比计算出对应的控制信号，并输出给所述逆变器模型(17)，所述逆变器模型(17)接收所述电池模型(19)的输出电压，并根据所述控制信号将所述电池模型(19)的所述输出电压进行调节后得到调整电压输出给所述电机模型(11)，所述计算电机模型(11)用于根据输入的所述调整电压，计算出所述电机模型(11)的相电流和输出扭矩，并根据所述输出扭矩计算转子的当前转速和转子位置。
2.如权利要求1所述的电动汽车控制仿真测试平台，其特征在于，所述电机模型(11)的电磁模型为：
Figure FDA0002448003340000011
其中，Ld、Lq分别为所述电机模型(11)的d轴电感和q轴电感，R为电机定子电阻，id、iq分别为定子d轴电流和q轴电流，Vd、Vq分别为d轴电压和q轴电压，ωm为所述电机模型的机械角速度，ωe为所述电机模型的电角速度，λpm为永磁磁链，P为电机极对数，Te为电磁扭矩。
3.如权利要求1或2所述的电动汽车控制仿真测试平台，其特征在于，所述电机模型(11)的机械模型为：
Figure FDA0002448003340000021
其中，J为电机模型(11)的转动惯量，F为转动摩擦力系数，θm为机械角度，Tf为轴端静摩擦力，Te为电磁转矩，ωm1为机械角速度。
4.如权利要求1所述的电动汽车控制仿真测试平台，其特征在于，所述控制器(12)的底层包括死区时间，所述信号生成模块(15)生成的控制信号包括死区时间。
5.如权利要求1所述的电动汽车控制仿真测试平台，其特征在于，所述控制器(12)中设有延时模块，用于对数据采样、数据计算和执行进行延时。
6.如权利要求1所述的电动汽车控制仿真测试平台，其特征在于，所述逆变器模型(17)具体为：
Figure FDA0002448003340000022
其中，v为射极电压，Vf为前馈电压，G为门极电压，Vth为门限电压，i为射极电流，Ron为导通电阻，Goff为关断电导。
7.如权利要求4或6所述的电动汽车控制仿真测试平台，其特征在于，所述逆变器模型(17)包括死区时间设置模块和窄脉冲抑制模块，用于对输入的信息进行死区时间设置和窄脉冲抑制。
8.如权利要求1所述的电动汽车控制仿真测试平台，其特征在于，所述电池模型(19)输出恒定电压，且其输出电压可实时调节。
9.如权利要求1所述的电动汽车控制仿真测试平台，其特征在于，所述控制信号为脉冲宽度调制信号。
CN202010284516.9A 2020-04-13 2020-04-13 电动汽车控制仿真测试平台 Pending CN111552264A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010284516.9A CN111552264A (zh) 2020-04-13 2020-04-13 电动汽车控制仿真测试平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010284516.9A CN111552264A (zh) 2020-04-13 2020-04-13 电动汽车控制仿真测试平台

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111552264A true CN111552264A (zh) 2020-08-18

Family

ID=72004383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010284516.9A Pending CN111552264A (zh) 2020-04-13 2020-04-13 电动汽车控制仿真测试平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111552264A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6242873B1 (en) * 2000-01-31 2001-06-05 Azure Dynamics Inc. Method and apparatus for adaptive hybrid vehicle control
CN103472391A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 清华大学 一种永磁同步电机的功率模拟方法
CN204086979U (zh) * 2014-07-04 2015-01-07 清华大学苏州汽车研究院（吴江） 一种电动汽车电机控制器硬件在环测试系统
CN205301987U (zh) * 2015-11-23 2016-06-08 北汽福田汽车股份有限公司 一种电动车电机控制器硬件在环测试系统
CN106026834A (zh) * 2016-07-29 2016-10-12 扬州大学 一种永磁同步电机的无速度传感器控制方法
CN108988726A (zh) * 2018-08-31 2018-12-11 中科芯集成电路股份有限公司 一种永磁同步电机的mtpa控制方法
CN109635484A (zh) * 2018-12-24 2019-04-16 河北工程大学 基于多学科优化的混合动力车辆动力系统优化测试方法
US20190299967A1 (en) * 2016-06-08 2019-10-03 Nissan Motor Co., Ltd. Method for controlling hybrid vehicle and device for controlling hybrid vehicle
WO2020016502A1 (fr) * 2018-07-16 2020-01-23 Renault S.A.S. Procédé de pilotage d'un groupe motopropulseur hybride d'un véhicule automobile

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6242873B1 (en) * 2000-01-31 2001-06-05 Azure Dynamics Inc. Method and apparatus for adaptive hybrid vehicle control
CN103472391A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 清华大学 一种永磁同步电机的功率模拟方法
CN204086979U (zh) * 2014-07-04 2015-01-07 清华大学苏州汽车研究院（吴江） 一种电动汽车电机控制器硬件在环测试系统
CN205301987U (zh) * 2015-11-23 2016-06-08 北汽福田汽车股份有限公司 一种电动车电机控制器硬件在环测试系统
US20190299967A1 (en) * 2016-06-08 2019-10-03 Nissan Motor Co., Ltd. Method for controlling hybrid vehicle and device for controlling hybrid vehicle
CN106026834A (zh) * 2016-07-29 2016-10-12 扬州大学 一种永磁同步电机的无速度传感器控制方法
WO2020016502A1 (fr) * 2018-07-16 2020-01-23 Renault S.A.S. Procédé de pilotage d'un groupe motopropulseur hybride d'un véhicule automobile
CN108988726A (zh) * 2018-08-31 2018-12-11 中科芯集成电路股份有限公司 一种永磁同步电机的mtpa控制方法
CN109635484A (zh) * 2018-12-24 2019-04-16 河北工程大学 基于多学科优化的混合动力车辆动力系统优化测试方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王俊兰: "纯电动汽车整车建模仿真研究", 《计算机仿真》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103607155B (zh) 基于旋转电流矢量的永磁同步电机无位置传感器控制方法
JP3972124B2 (ja) 同期電動機の速度制御装置
JP3695342B2 (ja) 電動機の制御装置
JP3755424B2 (ja) 交流電動機の駆動制御装置
CN101396976B (zh) 一种混合动力汽车中电机控制方法及装置
JP5823055B2 (ja) モータ制御装置およびモータ制御方法
CN104052344B (zh) 旋转电机控制装置和电动助力转向设备
CN108377115B (zh) 内置式永磁同步电机基速区与弱磁区的平滑切换控制方法
JP2007525137A (ja) 交流機械用の位置センサレス制御アルゴリズム
CN107306101B (zh) 旋转电机的控制装置
JP2006353091A (ja) 車両用の埋め込み永久磁石同期機のオンライン最小銅損制御
CN106788049B (zh) 基于级联滑模观测器的无速度传感器转矩控制系统及方法
CN111966080B (zh) 一种基于传递函数的永磁同步电机及其机械负载的模拟系统及控制方法
JP2006280141A (ja) ハイブリッド車両用モータの定数検出装置およびハイブリッド車両用モータの制御装置
Trancho et al. Sensorless control strategy for light-duty EVs and efficiency loss evaluation of high frequency injection under standardized urban driving cycles
CN103269199A (zh) 一种电动汽车感应电机转矩电流给定装置
JP5845115B2 (ja) モータ制御装置
US9211806B2 (en) Methods, systems and apparatus for generating voltage commands used to control operation of a permanent magnet machine
CN108696230B (zh) 驱动装置和驱动系统
US20230155529A1 (en) Synchronous machine control device, synchronous machine control method, and electric vehicle
JP2002320397A (ja) モータ回転子の位置推定装置、位置推定方法およびプログラム
JP4637616B2 (ja) ブラシレスｄｃモータの制御装置
CN111552264A (zh) 电动汽车控制仿真测试平台
JP4581470B2 (ja) インバータ試験装置
KR101203977B1 (ko) 전기 자동차의 모터 제어 장치 및 모터 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200818