JP7346725B2 - エネルギー変換装置の協調制御方法、コンピュータ可読記憶媒体及び車両 - Google Patents
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Description
本願は、ビーワイディー カンパニー リミテッドが2019年9月25日に提出した、名称「エネルギー変換装置の協調制御方法、装置、記憶媒体及び車両」の中国特許出願第「201910912731.6」号の優先権を主張するものである。
本願は、車両の技術分野に関し、特にエネルギー変換装置の協調制御方法、装置、記憶媒体及び車両に関する。
前記協調制御方法は、
目標加熱パワー、目標駆動パワー及び目標充放電パワーを取得するステップと、
前記目標充放電パワーに基づいて、前記外部の充放電ポートから前記中性線に出力された目標充放電電流を取得し、かつ前記目標充放電電流に基づいて前記モータコイルの第1加熱パワーを取得するステップと、
前記目標駆動パワーに基づいて、モータロータの磁場配向に基づく同期回転座標系における第1横軸電流及び第1直軸電流を取得し、かつ前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流に基づいて前記モータコイルの第2加熱パワーを取得するステップと、
前記第1加熱パワーと前記第2加熱パワーとの和と、前記目標加熱パワーとの間の偏差が予め設定された範囲内にない場合、前記目標駆動パワーに基づいて前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流を目標横軸電流及び目標直軸電流に調整することにより、前記第1加熱パワーと前記第2加熱パワーとの和と、前記目標加熱パワーとの間の偏差を予め設定された範囲内にするステップと、
各相コイルのサンプリング電流値及びモータロータ位置を取得し、かつ前記目標横軸電流、前記目標直軸電流、前記目標充放電電流、前記各相コイルのサンプリング電流値及び前記モータロータ位置に基づいて、前記可逆PWM整流器の各相ブリッジアームのデューティ比を計算するステップと、を含む。
前記協調制御装置は、
目標加熱パワー、目標駆動パワー及び目標充放電パワーを取得するパワー取得モジュールと、
前記目標充放電パワーに基づいて、前記外部の充放電ポートから出力された目標充放電電流を取得し、かつ前記目標充放電電流に基づいて前記モータコイルの第1加熱パワーを取得する第1加熱パワー計算モジュールと、
前記目標駆動パワーに基づいて、モータロータの磁場配向に基づく同期回転座標系における第1横軸電流及び第1直軸電流を取得し、かつ前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流に基づいて前記モータコイルの第2加熱パワーを取得する第2加熱パワー計算モジュールと、
前記第1加熱パワーと前記第2加熱パワーとの和と、前記目標加熱パワーとの間の偏差が予め設定された範囲内にない場合、前記目標駆動パワーに基づいて前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流を目標横軸電流及び目標直軸電流に調整することにより、前記第1加熱パワーと前記第2加熱パワーとの和と、前記目標加熱パワーとの間の偏差を予め設定された範囲内にし、かつ前記第1加熱パワーと前記第2加熱パワーとの和と、前記目標加熱パワーとの間の偏差が予め設定された範囲内にある場合、前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流を目標横軸電流及び目標直軸電流として設定する目標電流取得モジュールと、
各相コイルのサンプリング電流値及びモータロータ位置を取得し、かつ前記目標横軸電流、前記目標直軸電流、前記目標充放電電流、前記各相コイルのサンプリング電流値及び前記モータロータ位置に基づいて、前記可逆PWM整流器の各相ブリッジアームのデューティ比を計算するデューティ比取得モジュールと、を含む。
式中、ia、ib……imは、各相コイルのサンプリング電流値であり、mは、モータの相数である。
外部の充放電ポート104に接続された外部の電源が定電流充放電モードである場合、モータコントローラは、電圧及び電流の二重閉ループ制御を用いてよく、電流指令in*は、充放電電圧指令U*と電圧のサンプリング及び閉ループ制御を行った後の出力量であり、N線の電流inをサンプリングし、電流の閉ループ制御を行う。
外部の充放電ポート104に接続された外部の電源が定電流充放電モードである場合、モータコントローラは、電圧及び電流の二重閉ループ制御を用いてよく、電流指令in*は、充放電電圧指令U*と電圧のサンプリング及び閉ループ制御を行った後の出力量であり、N線の電流inをサンプリングし、電流の閉ループ制御を行う。
Claims (17)
- エネルギー変換装置の協調制御方法であって、
前記エネルギー変換装置は、可逆PWM整流器及びモータコイルを含み、前記可逆PWM整流器は、前記モータコイルに接続され、外部の電池の正極端と負極端は、それぞれ前記可逆PWM整流器の第1合流端と第2合流端に接続され、外部の充放電ポートの第1端と第2端は、それぞれ、前記モータコイルから引き出された少なくとも1本の中性線と前記可逆PWM整流器の第2合流端に接続され、
前記協調制御方法は、
目標加熱パワー、目標駆動パワー及び目標充放電パワーを取得するステップと、
前記目標充放電パワーに基づいて、前記外部の充放電ポートから前記中性線に出力された目標充放電電流を取得し、かつ、前記目標充放電電流に基づいて前記モータコイルの第1加熱パワーを取得するステップと、
前記目標駆動パワーに基づいて、モータロータの磁場配向に基づく同期回転座標系における第1横軸電流及び第1直軸電流を取得し、かつ前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流に基づいて前記モータコイルの第2加熱パワーを取得するステップと、
前記第1加熱パワーと前記第2加熱パワーとの和と、前記目標加熱パワーとの間の偏差が予め設定された範囲内にない場合、前記目標駆動パワーに基づいて前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流を目標横軸電流及び目標直軸電流に調整することにより、前記第1加熱パワーと前記第2加熱パワーとの和と、前記目標加熱パワーとの間の偏差を予め設定された範囲内にするステップと、
各相コイルのサンプリング電流値及びモータロータ位置を取得し、かつ、前記目標横軸電流、前記目標直軸電流、前記目標充放電電流、前記各相コイルのサンプリング電流値及び前記モータロータ位置に基づいて、前記可逆PWM整流器の各相ブリッジアームのデューティ比を計算するステップとを含む、エネルギー変換装置の協調制御方法。 - 前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流に基づいて前記モータコイルの第2加熱パワーを取得する前記ステップの後に、
前記第1加熱パワーと前記第2加熱パワーとの和と、前記目標加熱パワーとの間の偏差が予め設定された範囲内にある場合、前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流を目標横軸電流及び目標直軸電流として設定するステップをさらに含む、請求項1に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - 前記目標充放電パワーがゼロである場合、前記目標充放電電流及び前記第1加熱パワーは、ゼロであり、前記協調制御方法は、
目標加熱パワー及び目標駆動パワーを取得するステップと、
前記目標駆動パワーに基づいて、モータロータの磁場配向に基づく同期回転座標系における第1横軸電流及び第1直軸電流を取得し、かつ、前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流に基づいて前記モータコイルの第2加熱パワーを取得するステップと、
前記第2加熱パワーと前記目標加熱パワーとの間の偏差が予め設定された範囲内にない場合、前記目標駆動パワーに基づいて前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流を目標横軸電流及び目標直軸電流に調整することにより、前記第2加熱パワーと前記目標加熱パワーとの間の偏差を予め設定された範囲内にするステップと、
前記第2加熱パワーと前記目標加熱パワーとの間の偏差が予め設定された範囲内にある場合、前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流を目標横軸電流及び目標直軸電流として設定するステップと、
各相コイルのサンプリング電流値及びモータロータ位置を取得し、かつ、前記目標横軸電流、前記目標直軸電流、前記各相コイルのサンプリング電流値及び前記モータロータ位置に基づいて、前記可逆PWM整流器の各相ブリッジアームのデューティ比を計算するステップと、を含み、
あるいは、前記目標加熱パワーがゼロである場合、前記協調制御方法は、
目標充放電パワー及び目標駆動パワーを取得するステップと、
目標充放電パワーに基づいて、前記外部の充放電ポートから前記中性線に出力される目標充放電電流を取得するステップと、
前記目標駆動パワーに基づいて第1横軸電流及び第1直軸電流を取得し、前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流を目標横軸電流及び目標直軸電流として設定するステップと、
各相コイルのサンプリング電流値及びモータロータ位置を取得し、かつ目標横軸電流、目標直軸電流、目標充放電電流、各相コイルのサンプリング電流値及びモータロータ位置に基づいて、前記可逆PWM整流器の各相ブリッジアームのデューティ比を計算するステップと、を含み、
あるいは、前記目標駆動パワーがゼロである場合、前記協調制御方法は、
目標加熱パワー及び目標充放電パワーを取得するステップと、
前記目標充放電パワーに基づいて、前記外部の充放電ポートから前記中性線に出力された目標充放電電流を取得し、かつ、前記目標充放電電流に基づいて前記モータコイルの第1加熱パワーを取得するステップと、
前記目標加熱パワー及び前記第1加熱パワーに基づいて目標横軸電流及び目標直軸電流を取得するステップと、
各相コイルのサンプリング電流値及びモータロータ位置を取得し、かつ、目標横軸電流、目標直軸電流、目標充放電電流、各相コイルのサンプリング電流値及びモータロータ位置に基づいて、前記可逆PWM整流器の各相ブリッジアームのデューティ比を計算するステップとを含む、請求項1又は2に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - 目標充放電パワーに基づいて、前記外部の充放電ポートから前記中性線に出力された目標充放電電流を取得するステップは、
前記外部の充放電ポートに接続された前記外部の電源の充電モードが定電流充放電モードである場合、前記目標充放電パワーに基づいて前記外部の電源の目標電圧を取得するステップと、
充放電ポートの実際の電圧を取得し、前記目標電圧と前記充放電ポートの実際の電圧に基づいて電圧差を取得するステップと、
前記電圧差に対して閉ループ制御を行って、前記中性線に出力される目標充放電電流を取得するステップとを含むか、
あるいは、前記外部の充放電ポートに接続された前記外部の電源の充電モードが定電圧充放電モードである場合、前記目標充放電パワーに基づいて、前記外部の充放電ポートの電流を、前記外部の充放電ポートから前記中性線に出力された目標充放電電流として取得するステップを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - 目標駆動パワーに基づいて、モータロータの磁場配向に基づく同期回転座標系における第1横軸電流及び第1直軸電流を取得するステップは、
前記目標駆動パワーに基づいて所定のトルク曲線図においてテーブルルックアップを行って第1横軸電流及び第1直軸電流を取得するステップを含む、請求項1~4のいずれか1項に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - 前記目標駆動パワーに基づいて前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流を目標横軸電流及び目標直軸電流に調整することにより、前記第1加熱パワーと前記第2加熱パワーとの和と、前記目標加熱パワーとの間の偏差を予め設定された範囲内にするステップは、
前記第1加熱パワーと前記第2加熱パワーとの和と、前記目標加熱パワーとの間の偏差を予め設定された範囲内にするまで、所定のトルク曲線図においてテーブルルックアップを行って、もう1組の横軸電流及び直軸電流を取得するステップを含む、請求項1~5のいずれか1項に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - 各相コイルのサンプリング電流値及びモータロータ位置を取得し、かつ、目標横軸電流、目標直軸電流、目標充放電電流、各相コイルのサンプリング電流値及びモータロータ位置に基づいて、前記可逆PWM整流器の各相ブリッジアームのデューティ比を計算するステップは、
前記各相コイルのサンプリング電流値に基づいて、モータコイルの同期回転座標系に基づく実際の零軸電流を取得し、かつ前記各相コイルのサンプリング電流値及び前記モータロータ位置に基づいて、各セットの巻線の実際の横軸電流及び実際の直軸電流を取得するステップと、
前記目標横軸電流と前記実際の横軸電流、及び前記目標直軸電流と前記実際の直軸電流に基づいて、それぞれ閉ループ制御を行って直軸基準電圧と横軸基準電圧を取得し、前記直軸基準電圧、横軸基準電圧及び前記モータロータ位置に基づいて、各相ブリッジアームの第1デューティ比を取得するステップと、
前記目標充放電電流及び前記実際の零軸電流に基づいて各相ブリッジアームの電圧調整値を取得し、各相ブリッジアームの電圧調整値に基づいて第2デューティ比を取得するステップと、
各相ブリッジアームの第1デューティ比及び前記各相ブリッジアームの第2デューティ比に基づいて、各相ブリッジアームのデューティ比を計算するステップとを含む、請求項4に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - 前記各相コイルのサンプリング電流値に基づいて、同期回転座標系に基づく実際の零軸電流を取得するステップは、
式中、ioは、実際の零軸電流であり、ia、ib……imは、各相コイルのサンプリング電流値であり、mは、モータの相数である、請求項7に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - 前記各相コイルのサンプリング電流値及び前記モータロータ位置に基づいて実際の横軸電流及び実際の直軸電流を取得するステップは、
前記各相コイルのサンプリング電流値に対してclark座標変換を行って静止座標系における電流値を得るステップと、
前記静止座標系における電流値及び前記モータロータ位置に基づいてpark座標変換を行って実際の横軸電流及び実際の直軸電流を得るステップとを含む、請求項7又は8に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - 前記目標横軸電流と前記実際の横軸電流、及び前記目標直軸電流と前記実際の直軸電流に基づいて、それぞれ閉ループ制御を行って直軸基準電圧と横軸基準電圧を取得するステップは、
前記目標横軸電流と前記実際の横軸電流に対して演算を行って横軸電流差を得て、かつ、前記目標直軸電流と前記実際の直軸電流に対して演算を行って直軸電流差を得るステップと、
前記横軸電流差と前記直軸電流差に対してそれぞれ閉ループ制御を行って横軸基準電圧及び直軸基準電圧を得るステップと、を含み、
前記直軸基準電圧、横軸基準電圧及び前記モータロータ位置に基づいて、各相ブリッジアームの第1デューティ比を取得するステップは、
前記横軸基準電圧、直軸基準電圧及び前記モータロータ位置に対して逆park座標変換を行って静止座標系における電圧を得るステップと、
前記静止座標系における電圧に対して空間ベクトル変調変換を行って各相ブリッジアームの第1デューティ比を得るステップとを含む、請求項7~9のいずれか1項に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - 前記目標充放電電流及び前記モータコイルの実際の零軸電流に基づいて各相ブリッジアームの電圧調整値を取得するステップは、
前記目標充放電電流及びモータの相数に基づいてモータコイルの目標零軸電流を計算するステップと、
前記モータコイルの実際の零軸電流と前記モータコイルの目標零軸電流に対して演算を行い、さらにPID制御を行って、各相ブリッジアームの電圧調整値を得るステップと、を含み、
各相ブリッジアームの電圧調整値に基づいて第2デューティ比を取得するステップは、
前記電圧調整値及び前記第1合流端と前記第2合流端の間の電圧を変調して第2デューティ比を得るステップを含む、請求項7~10のいずれか1項に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - 目標横軸電流、前記目標直軸電流、前記目標充放電電流、前記各相コイルのサンプリング電流値及び前記モータロータ位置に基づいて、前記可逆PWM整流器の各相ブリッジアームのデューティ比を計算するステップは、
前記目標横軸電流、前記目標直軸電流、前記モータロータ位置及び前記目標充放電電流に基づいて各相コイルの目標電流値を取得するステップと、
前記各相コイルのサンプリング電流値及び前記各相コイルの目標電流値に基づいて各相ブリッジアームの基準電圧を取得するステップと、
各相ブリッジアームの基準電圧に基づいて各相ブリッジアームのデューティ比を取得するステップとを含む、請求項4に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - 前記目標横軸電流、前記目標直軸電流、前記モータロータ位置及び前記目標充放電電流に基づいて各相コイルの目標電流値を取得するステップは、
前記目標充放電電流を線形に変化させて各セットの巻線の目標零軸電流を取得し、前記目標横軸電流、前記目標直軸電流、前記モータロータ位置及び前記目標零軸電流に基づいて逆park及び逆clark座標変換を行って各相コイルの目標電流値を取得するステップを含む、請求項12に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - 前記目標横軸電流、前記目標直軸電流、前記目標充放電電流、前記各相コイルのサンプリング電流値及び前記モータロータ位置に基づいて、前記可逆PWM整流器の各相ブリッジアームのデューティ比を計算するステップは、
前記目標横軸電流、前記目標直軸電流及び前記モータロータ位置に基づいてモータの静止座標系における目標α軸電流及び目標β軸電流を取得するステップと、
前記各相コイルのサンプリング電流値に基づいて各セットの巻線の実際の零軸電流を取得し、かつ前記各相コイルのサンプリング電流値に基づいてモータの静止座標系における実際のα軸電流及び実際のβ軸電流を取得するステップと、
目標α軸電流、目標β軸電流、実際のα軸電流及び実際のβ軸電流に基づいてモータコイルの静止座標系における基準電圧を取得するステップと、
前記静止座標系における基準電圧に対して空間ベクトルパルス幅変調変換を行って各相ブリッジアームの第1デューティ比を得るステップと、
前記目標充放電電流及び前記実際の零軸電流に基づいて各相ブリッジアームの電圧調整値を取得し、前記電圧調整値及び前記第1合流端と前記第2合流端の間の電圧を変調して第2デューティ比を得るステップと、
各相ブリッジアームの第1デューティ比及び前記各相ブリッジアームの第2デューティ比に基づいて、各相ブリッジアームのデューティ比を計算して取得するステップとを含む、請求項4に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - 前記目標駆動パワーが第1目標駆動パワーから第2目標駆動パワーに変換される場合、前記第1目標駆動パワーに対応する目標横軸電流及び目標直軸電流に基づいて合成電流ベクトル振幅値を取得するステップと、
所定のトルク曲線図における原点を円心とし、かつ前記合成電流ベクトル振幅値を半径とする円と、前記第2目標駆動パワーに対応するトルク曲線とで形成された第1交点座標及び第2交点座標を取得するステップと、
前記第1交点座標と前記目標横軸電流及び前記目標直軸電流で形成された座標点との間の第1距離、並びに前記第2交点座標と前記目標横軸電流及び前記目標直軸電流で形成された座標点との間の第2距離をそれぞれ取得するステップと、
前記第1距離と第2距離のうちの小さい値に対応する交点座標を前記第2目標駆動パワーの目標直軸電流及び目標横軸電流として決定するステップと、をさらに含む、請求項1~14のいずれか1項に記載のエネルギー変換装置の協調制御方法。 - コンピュータプログラムが記憶されているコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータプログラムが、プロセッサにより実行されると、請求項1~15のいずれか1項に記載の方法のステップを実現する、コンピュータ可読記憶媒体。
- エネルギー変換装置の協調制御装置を含み、
前記エネルギー変換装置は、可逆PWM整流器及びモータコイルを含み、前記可逆PWM整流器は、前記モータコイルに接続され、外部の電池の正極端と負極端は、それぞれ前記可逆PWM整流器の第1合流端と第2合流端に接続され、外部の充放電ポートの第1端と第2端は、それぞれ、前記モータコイルから引き出された少なくとも1本の中性線と前記可逆PWM整流器の第2合流端に接続され、
前記協調制御装置は、
目標加熱パワー、目標駆動パワー及び目標充放電パワーを取得するパワー取得モジュールと、
前記目標充放電パワーに基づいて、前記外部の充放電ポートから出力された目標充放電電流を取得し、かつ、前記目標充放電電流に基づいて前記モータコイルの第1加熱パワーを取得する第1加熱パワー計算モジュールと、
前記目標駆動パワーに基づいて、モータロータの磁場配向に基づく同期回転座標系における第1横軸電流及び第1直軸電流を取得し、かつ、前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流に基づいて前記モータコイルの第2加熱パワーを取得する第2加熱パワー計算モジュールと、
前記第1加熱パワーと前記第2加熱パワーとの和と、前記目標加熱パワーとの間の偏差が予め設定された範囲内にない場合、前記目標駆動パワーに基づいて前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流を目標横軸電流及び目標直軸電流に調整することにより、前記第1加熱パワーと前記第2加熱パワーとの和と、前記目標加熱パワーとの間の偏差を予め設定された範囲内にし、かつ、前記第1加熱パワーと前記第2加熱パワーとの和と、前記目標加熱パワーとの間の偏差が予め設定された範囲内にある場合、前記第1横軸電流及び前記第1直軸電流を目標横軸電流及び目標直軸電流として設定する目標電流取得モジュールと、
各相コイルのサンプリング電流値及びモータロータ位置を取得し、かつ、前記目標横軸電流、前記目標直軸電流、前記目標充放電電流、前記各相コイルのサンプリング電流値及び前記モータロータ位置に基づいて、前記可逆PWM整流器の各相ブリッジアームのデューティ比を計算するデューティ比取得モジュールとを含む、車両。
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