CN109305051A - 电机的控制方法、动力机构、电动车辆及可读存储介质 - Google Patents

电机的控制方法、动力机构、电动车辆及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电机的控制方法、动力机构、电动车辆及可读存储介质，其中，电机的控制方法包括：接收调整扭矩指令，所述调整扭矩指令包括目标扭矩；根据预设扭矩和标准功率映射表查询与所述目标扭矩对应的控制功率器的标准功率；根据所述标准功率，计算得到调整相电流和调整相电压，所述调整相电流和所述调整相电压的乘积等于或小于所述标准功率；调整所述控制功率器开关频率，以按照所述调整相电流和调整相电压控制所述电机。本发明可减小现有的功率控制器由于电流和电压周期性波动导致发热的技术问题。

Description

电机的控制方法、动力机构、电动车辆及可读存储介质
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种电机的控制方法、动力机构、电动车辆及可读存储介质。
背景技术
纯电动汽车行驶过程中，整车控制器根据当前的车速和加速踏板开度计算出当前车辆所需扭矩请求，控制功率器根据扭矩请求功率控制器的输入电流和输入电压，以控制电机做出所需功率的功。当采用MOS管作为功率控制器时，通过开关频率实现将直流电转变为交流电，进而驱动电机进行运转。功率器件进行开关过程中，由于电流和电压周期性波动，造成输出功率成周期性的过载波动，进而造成输出不稳定，引起功率控制器产生不必要的热量。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电机的控制方法、动力机构、电动车辆及可读存储介质，旨在解决现有的功率控制器由于电流和电压周期性波动导致发热的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种电机的控制方法，包括：
接收调整扭矩指令，所述调整扭矩指令包括目标扭矩；
根据预设扭矩和标准功率映射表查询与所述目标扭矩对应的控制功率器的标准功率；
根据所述标准功率，计算得到调整相电流和调整相电压，所述调整相电流和所述调整相电压的乘积等于或小于所述标准功率；
调整所述控制功率器开关频率，以按照所述调整相电流和调整相电压控制所述电机。
优选地，所述根据预设扭矩和标准功率映射表查询所述目标扭矩对应的标准功率的步骤之前，还包括：
根据预设相电流相电压表，查询所述目标扭矩对应的预设相电压和预设相电流；
根据所述预设相电压和所述预设相电流的乘积，计算得到所述目标扭矩对应的所述标准功率。
优选地，所述接收调整扭矩指令的步骤之前，还包括：
获取所述车辆的当前车速和所述车辆的加速踏板开度；
根据所述当前车速和所述加速踏板开度计算得到扭矩，并生成所述调整扭矩指令。
优选地，所述根据所述标准功率，计算得到调整相电流和调整相电压的步骤包括：
获取电机参数，并根据所述电机参数和所述标准功率得到理想电压，设置所述调整相电压等于所述理想电压；
根据所述调整相电压的周期变化，调整所述控制功率器的输入电流，使得所述输出电流和所述调整相电压的乘积小于或等于所述标准功率，设置所述调整相电流为所述输出电流。
优选地，所述调整所述控制功率器开关频率，以按照所述调整相电流和调整相电压控制所述电机的步骤之后，包括：
检测所述控制功率器的输出电压是否等于所述调整相电压；
若所述调整相电压不等于所述输出电压，则计算所述调整相电压和所述输出电压的差值；
根据所述差值调整所述输入电压。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种动力机构，包括多个功率控制器、以及电机、存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如前述的电机的控制方法的步骤。
优选地，所述功率控制器为MOS管，所述MOS管的输出电压和的输出电流的乘积小于或等于所述标准功率。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电动车辆，包括动力电池、以及如前述动力机构，所述动力机构包括功率控制器、电机、存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如前述的电机的控制方法的步骤。
优选地，所述功率控制器为MOS管，所述MOS管的输出电压和的输出电流的乘积小于或等于所述标准功率。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述的电机的控制方法的步骤。
本发明实施例提出的一种电机的控制方法、动力机构、电动车辆及可读存储介质，通过计算使得所述调整相电流和所述调整相电压的乘积等于或小于所述标准功率，并通过调整所述控制功率器开关频率，以按照所述调整相电流和调整相电压控制所述电机，从而改变控制功率器输出周期性的大于标准功率为周期性的小于标准功率，减小了控制功率器发热，同时增加了电能的利用率。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的动力机构结构示意图；
图2为本发明电机的控制方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明电机的控制方法一实施例的原理示意图；
图4为本发明电机的控制方法第二实施例的流程示意图；
图5为本发明电机的控制方法第三实施例的流程示意图；
图6为本发明电机的控制方法第四实施例的流程示意图；
图7为本发明电机的控制方法第五实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的智能移动终端结构示意图。
本发明实施例中的动力机构用于电动车辆中。
如图1所示，该电动车辆可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002，电机1003，存储器1004，控制功率器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。存储器1004可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1004可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。处理器1001控制所述控制功率器将直流电转为交流电，并将该交流电用于电机1003运转，电机1003驱动车轮转动。可选地，动力机构还可以包括驱动轴、从动轴、悬挂、避震器等等。其中，传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器，在此不再赘述。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的智能移动终端结构并不构成对智能移动终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1004中可以包括操作***和实现本发明电机的控制方法的计算机程序。
在图1所示的智能移动终端中，处理器1001可以用于调用存储器1004中存储的计算机程序时，并执行以下操作：
接收调整扭矩指令，所述调整扭矩指令包括目标扭矩；
根据预设扭矩和标准功率映射表查询与所述目标扭矩对应的控制功率器的标准功率；
根据所述标准功率，计算得到调整相电流和调整相电压，所述调整相电流和所述调整相电压的乘积等于或小于所述标准功率；
调整所述控制功率器开关频率，以按照所述调整相电流和调整相电压控制所述电机。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1004中存储的计算机程序时，还执行以下操作：
所述根据预设扭矩和标准功率映射表查询所述目标扭矩对应的标准功率的步骤之前，还包括：
根据预设相电流相电压表，查询所述目标扭矩对应的预设相电压和预设相电流；
根据所述预设相电压和所述预设相电流的乘积，计算得到所述目标扭矩对应的所述标准功率。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1004中存储的计算机程序时，还执行以下操作：
所述接收调整扭矩指令的步骤之前，还包括：
获取所述车辆的当前车速和所述车辆的加速踏板开度；
根据所述当前车速和所述加速踏板开度计算得到扭矩，并生成所述调整扭矩指令。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1004中存储的计算机程序时，还执行以下操作：
所述根据所述标准功率，计算得到调整相电流和调整相电压的步骤包括：
获取电机参数，并根据所述电机参数和所述标准功率得到理想电压，设置所述调整相电压等于所述理想电压；
根据所述调整相电压的周期变化，调整所述控制功率器的输入电流，使得所述输出电流和所述调整相电压的乘积小于或等于所述标准功率，设置所述调整相电流为所述输出电流。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1004中存储的计算机程序时，还执行以下操作：
所述调整所述控制功率器开关频率，以按照所述调整相电流和调整相电压控制所述电机的步骤之后，包括：
检测所述控制功率器的输出电压是否等于所述调整相电压；
若所述调整相电压不等于所述输出电压，则计算所述调整相电压和所述输出电压的差值；
根据所述差值调整所述输入电压。
本发明动力机构的具体实施例与下述电机的控制方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
参照图2，图2为本发明电机的控制方法第一实施例的流程示意图。
本发明第一实施例提供一种电机的控制方法，所述电机的控制方法包括：
步骤S100，接收调整扭矩指令，所述调整扭矩指令包括目标扭矩；
具体地，纯电动车辆在行驶过程中，整车控制器根据当前的车速和加速踏板开度计算出当前车辆所需扭矩，根据所述所需扭矩生成调整扭矩指令，再将所述调整扭矩指令发送至动力机构，动力机构中的处理器接收所述调整扭矩指令，并根据所述调整扭矩指令控制相应的部件进行运作。
步骤S200，根据预设扭矩和标准功率映射表查询与所述目标扭矩对应的控制功率器的标准功率；
预设扭矩和标准功率映射表为本领域技术人员预先设置的数据表，其中包括各个扭矩对应的标准功率。在本实施中控制功率器为MOS管，MOS管是金属(metal)-氧化物(oxide)-半导体(semiconductor)场效应晶体管，通过控制MOS管的开关实现将直流电转变为交流电，进而驱动电机进行运转。
步骤S300，根据所述标准功率，计算得到调整相电流和调整相电压，所述调整相电流和所述调整相电压的乘积等于或小于所述标准功率；
一般地，控制功率器的厂家根据控制功率器的相关参数预先规定了各个扭矩对应的相电压和相电流。该相电压通常情况下均不是最高电压利用率的电压值，即比最高电压利用率的理想相电压值低，从而使得相电流也比最高相电压利用率时大，造成动力机构效率偏低。调整相电压即为满足标准功率的情况下，最高电压利用率对应的电压，调整相电流为工具标准功率和调整相电压计算得到。具体地，调整相电流I*调整相电压U＝标准功率P。
步骤S400，调整所述控制功率器开关频率，以按照所述调整相电流和调整相电压控制所述电机。
请参阅图3，其中图3a为预设相电压和预设相电流的示意图，预设相电压U1和预设相电流I1为控制功率器的厂家预先设定，预设相电压U1和预设相电流I1乘积为功率P1；图3b为调整相电压U2和调整相电流I2的示意图,调整相电压U2和调整相电流I2的乘积为功率P2。控制功率器进行开关过程中，由于电流I1和电压U1周期性波动，造成功率P1产生周期性的过载波动，即电流I1和电压U1的乘积周期性的大于标准功率的现象，在图3a中表现为凸出的波峰。调整所述控制功率器开关频率，从而使得控制功率器的输出电流和输出电压分别与调整相电流I2和调整相电压U2相等，从而使得控制功率器以等于或小于所述标准功率P2来控制电机，在图3b中表现为凸出的波谷，即周期性的小于标准功率，短时间的小于标准功率控制电机运动不会造成动力机构动力不足，反而能减小控制功率器的发热现象。
在本实施例中，通过计算使得所述调整相电流和所述调整相电压的乘积等于或小于所述标准功率，并通过调整所述控制功率器开关频率，以按照所述调整相电流和调整相电压控制所述电机，从而改变控制功率器输出周期性的大于标准功率为周期性的小于标准功率，减小了控制功率器发热，同时增加了电能的利用率。
进一步地，参照图4，本发明第二实施例提供一种电机的控制方法，基于上述实施例，所述步骤S200之前，还包括：
步骤S500，根据预设相电流相电压表，查询所述目标扭矩对应的预设相电压和预设相电流；
预设相电流相电压表为本领域技术人员预先设置的数据表，一般地，预设相电流相电压表为控制功率器的厂家根据控制功率器的相关参数进行设定，预设相电流相电压表中规定了各个扭矩对应的相电压和相电流。
步骤S600，根据所述预设相电压和所述预设相电流的乘积，计算得到所述目标扭矩对应的所述标准功率。
进一步地，参照图5，本发明第三实施例提供一种电机的控制方法，基于上述实施例，所述步骤S100之前，还包括：
步骤S700，获取所述车辆的当前车速和所述车辆的加速踏板开度；
步骤S800，根据所述当前车速和所述加速踏板开度计算得到扭矩，并生成所述调整扭矩指令。
具体地，当前车数即为电机的转数，可以通过二维数据表查询电机转速和加速踏板对应的扭矩系数，其中的二维数据表中记录着电机转速、加速踏板开度和输出扭矩系数之间的对应关系，在确定了电机转速和加速踏板开度后，可以直接准确的获得与之对应的输出扭矩系数。也可以预存算法在存储器中，由处理器更加预设公式进行计算得到。根据***中电机的最大允许扭矩、电池的最大放电功率和最大充电功率等因素确定***最大可用扭矩，输出扭矩系数与***最大可用扭矩相乘即可确定所需扭矩，生成所述调整扭矩指令。
进一步地，参照图6，本发明第四实施例提供一种电机的控制方法，基于上述实施例，所述步骤S300包括：
步骤S310，获取电机参数，并根据所述电机参数和所述标准功率得到理想电压，设置所述调整相电压等于所述理想电压；
具体地，所述电机参数为电机的转速、电机线束的电阻和电感、电机转子磁链等，根据电机参数和标准功率可计算得到理想电压，即最高电压利用率的电压值
步骤S320，根据所述调整相电压的周期变化，调整所述控制功率器的输入电流，使得所述输出电流和所述调整相电压的乘积小于或等于所述标准功率，设置所述调整相电流为所述输出电流。
由于调整相电压呈周期性变化，为保证标准功率不变，相应的调整相电流呈周期性变化。请参照图3b，一般地，电流上升，电压下降；电流下降，电压上升，理想情况下，电压U2下降时，电流I2保持不变，电压U2下降至预设最低数值时，即图3b中L1虚线部分，控制电流I2瞬时上升，以保证在低电压时，通过高电流维持以标准功率输出，即所述输出电流和所述调整相电压的乘积等于所述标准功率；电压U2下降时，电流I2保持不变的时间段内，所述输出电流I2和所述调整相电压U2的乘积小于所述标准功率。电压U2自最低数值上升时，控制电流I2瞬时下降，即图3b中L2虚线部分，所述输出电流I2和所述调整相电压U2的乘积小于所述标准功率。电压U2上升时，电流I2保持不变的时间段内，所述输出电流I2和所述调整相电压U2的乘积小于所述标准功率。
进一步地，参照图7，本发明第五实施例提供一种电机的控制方法，基于上述实施例，所述步骤S400之后包括：
步骤S410，检测所述控制功率器的输出电压是否等于所述调整相电压；
步骤S420，若所述调整相电压不等于所述输出电压，则计算所述调整相电压和所述输出电压的差值；
步骤S430，根据所述差值调整所述输入电压。
优选地，根据预先设立的预设差值阈值，以确定该差值是否大于预设差值阈值，从而相对应的调整输出电压变化周期。如该差值在可承受范围内，则不调整输入电压。
此外，本发明实施例还提出一种电动车辆，其特征在于，包括动力电池、以及如前述动力机构，所述动力机构包括功率控制器、电机、存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述的电机的控制方法的步骤。
进一步地，所述功率控制器为MOS管，所述MOS管的输出电压和的输出电流的乘积小于或等于所述标准功率。
本发明电动车辆的具体实施例与上述电机的控制方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
此外，本发明实施例还提出一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的电机的控制方法。
本发明可读存储介质的具体实施例与上述电机的控制方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电机的控制方法，其特征在于，包括：
接收调整扭矩指令，所述调整扭矩指令包括目标扭矩；
根据预设扭矩和标准功率映射表查询与所述目标扭矩对应的控制功率器的标准功率；
根据所述标准功率，计算得到调整相电流和调整相电压，所述调整相电流和所述调整相电压的乘积等于或小于所述标准功率；
调整所述控制功率器开关频率，以按照所述调整相电流和调整相电压控制所述电机。
2.如权利要求1所述的电机的控制方法，其特征在于，所述根据预设扭矩和标准功率映射表查询所述目标扭矩对应的标准功率的步骤之前，还包括：
根据预设相电流相电压表，查询所述目标扭矩对应的预设相电压和预设相电流；
根据所述预设相电压和所述预设相电流的乘积，计算得到所述目标扭矩对应的所述标准功率。
3.如权利要求1所述的电机的控制方法，其特征在于，所述接收调整扭矩指令的步骤之前，还包括：
获取所述车辆的当前车速和所述车辆的加速踏板开度；
根据所述当前车速和所述加速踏板开度计算得到扭矩，并生成所述调整扭矩指令。
4.如权利要求1所述的电机的控制方法，其特征在于，所述根据所述标准功率，计算得到调整相电流和调整相电压的步骤包括：
获取电机参数，并根据所述电机参数和所述标准功率得到理想电压，设置所述调整相电压等于所述理想电压；
根据所述调整相电压的周期变化，调整所述控制功率器的输入电流，使得所述输出电流和所述调整相电压的乘积小于或等于所述标准功率，设置所述调整相电流为所述输出电流。
5.如权利要求1所述的电机的控制方法，其特征在于，所述调整所述控制功率器开关频率，以按照所述调整相电流和调整相电压控制所述电机的步骤之后，包括：
检测所述控制功率器的输出电压是否等于所述调整相电压；
若所述调整相电压不等于所述输出电压，则计算所述调整相电压和所述输出电压的差值；
根据所述差值调整所述输入电压。
6.一种动力机构，其特征在于，包括多个功率控制器、以及电机、存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的电机的控制方法的步骤。
7.如权利要求6所述的动力机构，其特征在于，所述功率控制器为MOS管，所述MOS管的输出电压和的输出电流的乘积小于或等于所述标准功率。
8.一种电动车辆，其特征在于，包括动力电池、以及如权利要求6或7中任一项所述动力机构。
9.如权利要求8所述的电动车辆，其特征在于，所述功率控制器为MOS管，所述MOS管的输出电压和的输出电流的乘积小于或等于所述标准功率。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的电机的控制方法的步骤。
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