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【科研進(jìn)展】山東先進(jìn)院提出一種用于電動(dòng)汽車電機(jī)控制器的角度位置補(bǔ)償方法

時(shí)間：2021-04-01 來源：

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)電動(dòng)汽車采用的是功耗較低但制造成本相對(duì)較高的永磁同步電機(jī)，如比亞迪、北汽新能源、吉利汽車等。其中，車輛的舒適性一定程度上受到電機(jī)扭矩波動(dòng)的影響，而電機(jī)扭矩的精度則依賴于位置傳感器的信號(hào)質(zhì)量。

△ 電動(dòng)汽車橫剖面

為此，山東先進(jìn)院電動(dòng)汽車研究中心提出了一種用于電動(dòng)汽車的車載高速永磁同步電機(jī)的針對(duì)位置傳感器的角度補(bǔ)償方法。中心副主任邵壯介紹，該方法可以提高位置精度，保證電機(jī)扭矩精度，從而進(jìn)一步提高車輛的穩(wěn)定性和舒適性。

位置傳感器的偏差通常出現(xiàn)在哪些方面？

“一種是在實(shí)際電機(jī)生產(chǎn)過程中，安裝位置傳感器時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏差，這種偏差一般在測(cè)試臺(tái)架上通過微調(diào)來進(jìn)行校正?！鄙蹓呀榻B，“另外一類偏差是在實(shí)際電機(jī)控制器中因角度解碼芯片產(chǎn)生延遲，以及程序算法帶來的延時(shí)所導(dǎo)致的。這類偏差在電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)明顯，需要考慮從控制算法、芯片運(yùn)算能力等方面綜合補(bǔ)償該角度值。”

△ 永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

基于以上偏差現(xiàn)象，邵壯團(tuán)隊(duì)通過分析電機(jī)物理模型，深度剖析了永磁同步電機(jī)的控制算法原理，對(duì)PWM（脈沖寬度調(diào)制）的中斷時(shí)序圖進(jìn)行細(xì)化拆分，分析出了實(shí)際芯片的運(yùn)行時(shí)序，通過5個(gè)步驟，找到了PWM信號(hào)的真實(shí)執(zhí)行時(shí)間點(diǎn)，進(jìn)而總結(jié)并提出了轉(zhuǎn)子角度補(bǔ)償?shù)木唧w實(shí)施方法，可以另轉(zhuǎn)子位置傳感器的讀取數(shù)據(jù)更精確。

△ PWM（脈沖寬度調(diào)制）

據(jù)介紹，現(xiàn)在通常的電機(jī)控制程序中并沒有對(duì)因芯片采樣導(dǎo)致的角度誤差進(jìn)行補(bǔ)償。本方法中，芯片傳遞給逆變單元的控制指令中的位置信息是當(dāng)前的實(shí)際位置，不再是上一個(gè)半PWM周期采集到的位置，從而得到更高的控制精度。

經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，利用此角度補(bǔ)償方法，電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速、扭矩運(yùn)行區(qū)間內(nèi)，其扭矩精度均得到了一定程度上的改善。尤其是在電機(jī)高轉(zhuǎn)速情況下，采用該補(bǔ)償方法后電機(jī)的扭矩平順性更好，增強(qiáng)了電機(jī)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性，從而可以提高車輛的穩(wěn)定性和舒適性。

來源：山東中科先進(jìn)技術(shù)研究院

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