CN112422018A - 电驱系统效率标定方法、装置和电动汽车 - Google Patents

电驱系统效率标定方法、装置和电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电驱系统效率标定方法、装置和电动汽车，涉及电机标定领域，该方法应用于电驱系统，该电驱系统包括：逆变器、电机和减速器；首先基于电机的第一转矩和第一转速，确定第一转矩和第一转速对应的若干个交流输入电流，其中，每个交流输入电流均对应一个直流输入电流，然后确定若干个直流输入电流中的最小值为目标效率电流，并生成效率最优表；其中，目标效率电流用于使电驱系统的总损耗最小。该方法对电驱系统进行整体标定，在考虑电驱系统总损耗的前提下确定了更高的效率，实现了提高电驱系统效率的效果。

Description

电驱系统效率标定方法、装置和电动汽车
技术领域
本发明涉及电机标定技术领域，尤其是涉及一种电驱系统效率标定方法、装置和电动汽车。
背景技术
我国电动汽车技术飞速发展，电动汽车领域的电机标定普遍基于最大转矩电流比控制技术(MTPA)，该方法可以实现单位电流下的最大转矩。一般采用现有MTPA方法单独对电机进行效率标定，以获得较大的电机扭矩。目前电动汽车中常用的驱动系统为三合一电驱系统，使用现有MTPA方法对此类电驱系统中的电机单独进行标定，虽然能获得较大的扭矩，但是损耗也比较大，导致电驱系统的效率不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电驱系统效率标定方法、装置和电动汽车，以缓解现有技术中存在的电机标定技术中损耗较大、电驱系统效率不高的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种电驱系统效率标定方法，应用于电驱系统，所述电驱系统包括：逆变器、电机和减速器；该方法包括：
基于所述电机的第一转矩和第一转速，确定所述第一转矩和所述第一转速对应的若干个交流输入电流；
其中，每个所述交流输入电流均对应一个直流输入电流；
确定若干个所述直流输入电流中的最小值为目标效率电流，并生成效率最优表；所述目标效率电流用于使所述电驱系统的总损耗最小。
在一些可能的实施方式中，所述电驱系统的总损耗等于所述逆变器的损耗、所述电机的损耗以及所述减速器的损耗之和。
在一些可能的实施方式中，所述电驱系统的总损耗的计算步骤包括：
基于所述逆变器的输入电流与所述逆变器的输入电压的乘积，确定所述逆变器的输入功率；
根据所述逆变器的输入功率和所述减速器的输出功率的差，确定所述电驱系统的总损耗；
当所述逆变器的输入电流为目标效率电流时，所述电驱系统的总损耗最小，且所述减速器的输出转矩用于为与所述减速器连接的负载提供第一转矩。
在一些可能的实施方式中，所述电驱系统的总损耗在预设条件下与所述逆变器的直流输入电流成正比；所述预设条件包括：所述减速器的输出功率和所述逆变器的输入电压均为恒定值。
在一些可能的实施方式中，基于所述电机的第一转矩和第一转速，确定所述第一转矩和所述第一转速对应的若干个交流输入电流的步骤，包括：
基于所述电机的第一转矩和第一转速，确定所述第一转矩和所述第一转速对应的若干组直轴输入电流和交轴输入电流；
基于若干组所述直轴输入电流和所述交轴输入电流，确定若干个交流输入电流。
在一些可能的实施方式中，确定若干个所述直流输入电流中的最小值为目标效率电流，并生成效率最优表的步骤，包括：
在若干个所述直流输入电流中选取最小的电流值作为目标效率电流；
生成所述目标效率电流的交轴电流和直轴电流；
基于所述目标效率电流、所述目标效率电流的交轴电流和目标效率电流的直轴电流，生成效率最优表。
第二方面，本发明实施例提供了一种电驱系统效率标定装置，该装置包括：
第一确定模块，用于基于电机的第一转矩和第一转速，确定所述第一转矩和所述第一转速对应的若干个交流输入电流；其中，每个所述交流输入电流均对应一个直流输入电流；
第二确定模块，用于确定若干个所述直流输入电流中的最小值为目标效率电流，并生成效率最优表；所述目标效率电流用于使所述电驱系统的总损耗最小。
在一些可能的实施方式中，所述第一确定模块包括：
第一确定子单元，用于基于所述电机的第一转矩和第一转速，确定所述第一转矩和所述第一转速对应的若干组直轴输入电流和交轴输入电流；
第二确定子单元，用于基于若干组所述直轴输入电流和所述交轴输入电流，确定若干个交流输入电流。
在一些可能的实施方式中，所述第二确定模块包括：
选取单元，用于在若干个所述直流输入电流中选取最小的电流值作为目标效率电流；
生成单元，用于生成所述目标效率电流的交轴电流和直轴电流；
该生成单元，还用于基于所述目标效率电流、所述目标效率电流的交轴电流和目标效率电流的直轴电流，生成效率最优表。
第三方面，本发明实施例提供了一种电动汽车，该电动汽车包括电驱系统，该电驱系统应用上述第一方面中任意一种实施方式所述的电驱系统效率标定方法。
本发明提供了一种电驱系统效率标定方法、装置和电动汽车，该方法应用于电驱系统，该电驱系统包括：逆变器、电机和减速器；首先基于电机的第一转矩和第一转速，确定第一转矩和第一转速对应的若干个交流输入电流，每个交流输入电流均对应一个直流输入电流，然后确定若干个直流输入电流中的最小值为目标效率电流，并生成效率最优表；其中，目标效率电流用于使电驱系统的总损耗最小。该方法对三合一的电驱系统进行整体标定，在考虑电驱系统总损耗的前提下确定更高的效率，缓解了现有电机标定技术中损耗较大、效率不高的问题，实现了提高电驱系统效率的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电驱系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电驱系统效率标定方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种生成效率最优表的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电驱系统效率标定装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
目前，电动汽车领域的电机标定普遍基于最大转矩电流比控制技术(MTPA)，该方法可以实现单位电流下的最大转矩。一般采用现有MTPA方法单独对电机进行效率标定，以获得较大的电机扭矩。目前电动汽车中常用的驱动系统为三合一电驱系统，使用现有MTPA方法对此类电驱系统中的电机单独进行标定，虽然能获得较大的扭矩，但是损耗也比较大，导致电驱系统的效率不高。
基于此，本发明实施例提供了一种电驱系统效率标定方法、装置和电动汽车，以缓解现有技术中存在的电机标定技术中损耗较大、电驱系统效率不高的技术问题。为了便于对本实施例进行理解，结合附图对本发明实施例进行描述。
首先对本发明实施例所公开的一种电驱系统效率标定方法进行详细介绍，该方法应用于图1所示的一种电驱系统，该电驱系统包括：逆变器110、电机120和减速器130，电机120与逆变器110和减速器130分别连接，并且逆变器110连接为该电驱系统供电的直流电源。
其中，直流电源可以是电动汽车的车载电源，例如电池或者蓄电瓶。逆变器110与该直流电源连接，用于将直流电转变成交流电，并输入至电机120。
该电机120可以将电能转化为机械能，从而驱动执行机构的运动。其中，执行机构可以是车轮等负载，即电机120将电能转化为机械能，从而驱动车轮行驶。
减速器130与电机120连接，可以降低转速、增加转矩。上述负载可以与该减速器130连接，该减速器130在电机120和负载之间起匹配转速和传递转矩的作用。
参见图2所示的一种电驱系统效率标定方法的流程图，应用于电驱系统效率标定装置的方法包括以下步骤：
S210：基于电机的第一转矩和第一转速，确定第一转矩和第一转速对应的若干个交流输入电流；
其中，每个交流输入电流均对应一个直流输入电流。
基于电机的第一转矩和第一转速，确定第一转矩和第一转速对应的若干组直轴输入电流和交轴输入电流；
基于若干组直轴输入电流和交轴输入电流，确定若干个交流输入电流。
S220：确定若干个直流输入电流中的最小值为目标效率电流，并生成效率最优表；
其中，目标效率电流用于使电驱系统的总损耗最小。电驱系统的总损耗应该包括逆变器损耗、电机损耗以及减速器损耗，作为一个具体的示例，电驱系统的总损耗等于逆变器的损耗、电机的损耗以及减速器的损耗之和。其中，电机的损耗包括电机铜损和电机铁损。一般来说，电驱系统的总损耗在预设范围之内，也就是说，在保证电驱系统总损耗不会过大的基础上，寻找电机生产同样转矩的转速，该同样转矩即为第一转矩，而该第一转矩对应的第一转速可以是多个，并且每个第一转速均对应一个输入电流。
根据电驱系统的输入功率和输出功率计算电驱系统总损耗的公式如下：P(总损耗)＝Pin(dc)-Pout(Gear)；其中，Pin(dc)表示逆变器的第一输入功率，Pout(Gear)表示减速器的第一输出功率。
在一些实施方式中，参见图3，上述步骤S220中确定若干个直流输入电流中的最小值为目标效率电流，并生成效率最优表的步骤，包括：
步骤S310：在若干个直流输入电流中选取最小的电流值作为目标效率电流；
步骤S320：生成目标效率电流的交轴电流和直轴电流；
步骤S330：基于目标效率电流、目标效率电流的交轴电流和目标效率电流的直轴电流，生成效率最优表。
在一些实施方式中，电驱系统的总损耗的计算步骤包括：
步骤(A)：基于逆变器的输入电流与逆变器的输入电压的乘积，确定逆变器的输入功率；
步骤(B)：根据逆变器的输入功率和减速器的输出功率的差，确定电驱系统的总损耗；
步骤(C)：当逆变器的输入电流为目标效率电流时，电驱系统的总损耗最小，且减速器的输出转矩用于为与减速器连接的负载提供第一转矩。
其中，电驱系统的总损耗在预设条件下与逆变器的直流输入电流成正比；预设条件包括：减速器的输出功率和逆变器的输入电压均为恒定值。
作为一个具体的示例，逆变器的第一输入功率等于第一输入电流与第一输入电压的乘积，即Pin(dc)＝Udc*Idc；其中，Pin(dc)表示逆变器的第一输入功率，Udc表示第一输入电压，Idc表示第一输入电流。第一输入电压和第一输入电流由直流电源提供。
电驱系统的总损耗在第二预设条件下与逆变器的输入电流成正比；第二预设条件为：减速器的第一输出功率和逆变器的第一输入电压均为恒定值。也就是说，在减速器的输出功率以及直流电源提供的电压恒定不变的情况下，第一输入电流Idc越小，电驱系统的总损耗越小。
本发明实施例提供了一种电驱系统效率标定方法，该方法应用于电驱系统，该电驱系统包括：逆变器、电机和减速器；首先基于电机的第一转矩和第一转速，确定第一转矩和第一转速对应的若干个交流输入电流，每个交流输入电流均对应一个直流输入电流，然后确定若干个直流输入电流中的最小值为目标效率电流，并生成效率最优表；其中，目标效率电流用于使电驱系统的总损耗最小。该方法对三合一的电驱系统进行整体标定，在考虑电驱系统总损耗的前提下确定更高的效率，缓解了现有电机标定技术中只考虑电机铜损未计算电驱系统总损耗，以及效率不高的问题，实现了提高电驱系统效率的效果。
本发明实施例还提供了一种电驱系统效率标定装置，参照图4所示，该装置包括：
第一确定模块410，用于基于电机的第一转矩和第一转速，确定第一转矩和第一转速对应的若干个交流输入电流；
在一些实施方式中，第一确定模块410包括：第一确定子单元，用于基于电机的第一转矩和第一转速，确定第一转矩和第一转速对应的若干组直轴输入电流和交轴输入电流；第二确定子单元，用于基于若干组直轴输入电流和交轴输入电流，确定若干个交流输入电流。
其中，每个交流输入电流均对应一个直流输入电流；
第二确定模块420，用于确定若干个直流输入电流中的最小值为目标效率电流，并生成效率最优表；目标效率电流用于使电驱系统的总损耗最小。
其中，电驱系统的总损耗等于逆变器的损耗、电机的损耗以及减速器的损耗之和。
在一些实施方式中，电驱系统的总损耗的计算步骤包括：基于逆变器的输入电流与逆变器的输入电压的乘积，确定逆变器的输入功率；根据逆变器的输入功率和减速器的输出功率的差，确定电驱系统的总损耗；当逆变器的输入电流为目标效率电流时，电驱系统的总损耗最小，且减速器的输出转矩用于为与减速器连接的负载提供第一转矩。
其中，电驱系统的总损耗在预设条件下与逆变器的直流输入电流成正比；预设条件包括：减速器的输出功率和逆变器的输入电压均为恒定值。
在一些实施方式中，第二确定模块包括：选取单元，用于在若干个直流输入电流中选取最小的电流值作为目标效率电流；生成单元，用于生成目标效率电流的交轴电流和直轴电流；该生成单元，还用于基于目标效率电流、目标效率电流的交轴电流和目标效率电流的直轴电流，生成效率最优表。
本申请实施例还提供了一种电动汽车，该电动汽车包括电驱系统，该电驱系统应用上述任意一种实施方式所述的电驱系统效率标定方法。
本发明实施例提供了一种电驱系统效率标定方法、装置和电动汽车，该方法应用于电驱系统，该电驱系统包括：逆变器、电机和减速器；首先基于电机的第一转矩和第一转速，确定第一转矩和第一转速对应的若干个交流输入电流，每个交流输入电流均对应一个直流输入电流，然后确定若干个直流输入电流中的最小值为目标效率电流，并生成效率最优表；其中，目标效率电流用于使电驱系统的总损耗最小。该方法对三合一的电驱系统进行整体标定，在考虑电驱系统总损耗的前提下确定更高的效率，缓解了现有电机标定技术中损耗较大、效率不高的问题，实现了提高电驱系统效率的效果。
本申请实施例所提供的电驱系统效率标定装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本申请实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。本申请实施例提供的电驱系统效率标定装置与上述实施例提供的电驱系统效率标定方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电驱系统效率标定方法，其特征在于，应用于电驱系统，所述电驱系统包括：逆变器、电机和减速器；
基于所述电机的第一转矩和第一转速，确定所述第一转矩和所述第一转速对应的若干个交流输入电流；其中，每个所述交流输入电流均对应一个直流输入电流；
确定若干个所述直流输入电流中的最小值为目标效率电流，并生成效率最优表；所述目标效率电流用于使所述电驱系统的总损耗最小。
2.根据权利要求1所述的电驱系统效率标定方法，其特征在于，所述电驱系统的总损耗等于所述逆变器的损耗、所述电机的损耗以及所述减速器的损耗之和。
3.根据权利要求2所述的电驱系统效率标定方法，其特征在于，所述电驱系统的总损耗的计算步骤包括：
基于所述逆变器的输入电流与所述逆变器的输入电压的乘积，确定所述逆变器的输入功率；
根据所述逆变器的输入功率和所述减速器的输出功率的差，确定所述电驱系统的总损耗；
当所述逆变器的输入电流为目标效率电流时，所述电驱系统的总损耗最小，且所述减速器的输出转矩用于为与所述减速器连接的负载提供第一转矩。
4.根据权利要求3所述的电驱系统效率标定方法，其特征在于，所述电驱系统的总损耗在预设条件下与所述逆变器的直流输入电流成正比；所述预设条件包括：所述减速器的输出功率和所述逆变器的输入电压均为恒定值。
5.根据权利要求1所述的电驱系统效率标定方法，其特征在于，基于所述电机的第一转矩和第一转速，确定所述第一转矩和所述第一转速对应的若干个交流输入电流的步骤，包括：
基于所述电机的第一转矩和第一转速，确定所述第一转矩和所述第一转速对应的若干组直轴输入电流和交轴输入电流；
基于若干组所述直轴输入电流和所述交轴输入电流，确定若干个交流输入电流。
6.根据权利要求1所述的电驱系统效率标定方法，其特征在于，确定若干个所述直流输入电流中的最小值为目标效率电流，并生成效率最优表的步骤，包括：
在若干个所述直流输入电流中选取最小的电流值作为目标效率电流；
生成所述目标效率电流的交轴电流和直轴电流；
基于所述目标效率电流、所述目标效率电流的交轴电流和目标效率电流的直轴电流，生成效率最优表。
7.一种电驱系统效率标定装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于基于电机的第一转矩和第一转速，确定所述第一转矩和所述第一转速对应的若干个交流输入电流；
其中，每个所述交流输入电流均对应一个直流输入电流；
第二确定模块，用于确定若干个所述直流输入电流中的最小值为目标效率电流，并生成效率最优表；所述目标效率电流用于使所述电驱系统的总损耗最小。
8.根据权利要求7所述的电驱系统效率标定装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：
第一确定子单元，用于基于所述电机的第一转矩和第一转速，确定所述第一转矩和所述第一转速对应的若干组直轴输入电流和交轴输入电流；
第二确定子单元，用于基于若干组所述直轴输入电流和所述交轴输入电流，确定若干个交流输入电流。
9.根据权利要求7所述的电驱系统效率标定装置，其特征在于，所述第二确定模块包括：
选取单元，用于在若干个所述直流输入电流中选取最小的电流值作为目标效率电流；
生成单元，用于生成所述目标效率电流的交轴电流和直轴电流；
所述生成单元，还用于基于所述目标效率电流、所述目标效率电流的交轴电流和目标效率电流的直轴电流，生成效率最优表。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括电驱系统，所述电驱系统应用如权利要求1-6任意一项所述的电驱系统效率标定方法。
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