本发明专利技术公开了一种轮毂电机驱动的电动汽车轮毂侧电磁减震控制方法，包括以下步骤：电信号采集：信号采集电路将采集到的电信号发送至核心控制单元，核心控制单元根据电信号计算得到轮毂电机的磁场磁链信号；FFT分析：使用FFT快速傅里叶变换法对电机磁链进行分析；双闭环控制：外闭环控制为核心控制单元以零幅值作为输入量以步骤S2中标定的幅值作为外闭环控制信号计算出补偿绕组的补偿电流期望值，内闭环控制为核心控制单元以补偿电流期望值作为输入量以信号采集电路采集的补偿绕组的实时电流为内闭环控制信号输出PWM驱动信号给驱动桥臂；磁场补偿与振动消除：补偿绕组获得补偿电流后激发出补偿磁场，消除轮毂电机的电磁扭矩脉动现象。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电动汽车，尤其是一种轮毂电机驱动的电动汽车轮毂侧电磁减震控制方法。
技术介绍
轮毂电机是一种内定子、外转子形式的电机，其动力、传动和制动装置都整合在轮毂内，因此将电动车辆的机械部件大大简化，与传统集中驱动形式相比，独立的轮边/轮毂驱动形式具有独特的性能优势，如良好的机动性，简化的传动机构，极高的传动效率，较高的车身内部空间利用率以及良好的动力学性能等。但由于常规轮边驱动电动车的轮毂电机和车轮刚性相连，其质量构成整车的非簧载质量，使整车簧载质量和非簧载质量之比过小，不利于悬架系统的调校，影响了整车的垂向性能。当车辆重载或者高速通过路况差的路面时，路面对车轮的冲击与振动通过轮毂电机直接传递到悬架，使得行驶平顺性和车体稳定性变差。为了改善车辆轮毂电机垂向振动带来的不利影响，提高车辆行驶平顺性，国内外相关生产厂商主要从悬架材质轻量化、电机本体动态阻尼吸收、主动/半主动悬架等方面解决轮毂驱动电动汽车的垂向负效应。目前，较成熟的技术方案是在车架悬挂侧对轮毂电机及悬挂整体结构采取减震措施。然而，在车架悬挂侧采取减震措施后，车辆行驶平顺性和车体稳定性虽然得到了改善，但是，当车体重量的垂向载荷施加到轴承上时，轴承的形变会引起轮毂电机内定子和外转子偏心，使垂直方向上的气隙磁场发生畸变，由于轴承具有较强的刚度，轴承的物理形变非常小，由偏心引起的机械振动可以忽略不计，但磁场对定转子之间的气隙距离较敏感，较小的偏心距会引起较大的磁密变化，造成轮毂电机产生电磁扭矩脉动现象，从而影响切线方向上的电磁转矩。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种轮毂电机驱动的电动汽车轮毂侧电磁减震控制方法，可以消除轮毂电机的电磁扭矩脉动现象。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种轮毂电机驱动的电动汽车轮毂侧电磁减震控制方法，通过轮毂电机电磁减震装置进行控制，所述轮毂电机电磁减震装置包括轮毂电机、信号采集电路、核心控制单元和驱动电路，所述轮毂电机具有内定子，所述内定子上设有补偿绕组，所述驱动电路具有驱动桥臂，所述驱动桥臂与补偿绕组电连接，所述信号采集电路和驱动电路分别与核心控制单元相连，减震控制方法包括以下步骤：电信号采集：信号采集电路采集轮毂电机的实时电压、电流以及补偿绕组的实时电流并将采集到的电信号发送至核心控制单元，核心控制单元根据电信号计算得到轮毂电机的磁场磁链信号；S1FFT分析：使用FFT快速傅里叶变换法对电机磁链进行分析，按频率抽取磁场波形中与汽车车轮转速有关的频率成分，并对其幅值进行标定；S2双闭环控制：包括外闭环控制和内闭环控制，外闭环控制为核心控制单元以零幅值作为输入量以步骤S2中标定的幅值作为外闭环控制信号计算出补偿绕组的补偿电流期望值，内闭环控制为核心控制单元以补偿电流期望值作为输入量以信号采集电路采集的补偿绕组的实时电流为内闭环控制信号输出PWM驱动信号给驱动桥臂，对补偿绕组的补偿电流进行闭环控制；S3磁场补偿与振动消除：补偿绕组获得补偿电流后激发出补偿磁场，补偿磁场与轮毂电机的畸变磁场叠加实现畸变磁场的补偿。S4进一步的，所述步骤S1中核心控制单元计算得到轮毂电机的磁场磁链信号的计算公式为：ψ＝∫(u-Rsi)·dt，其中，ψ为轮毂电机磁链，u为轮毂电机绕组端电压，i为轮毂电机绕组线电流，Rs为轮毂电机绕组相电阻。进一步的，所述步骤S3的双闭环控制为双PID闭环控制，所述核心控制单元将零幅值与步骤S2中标定的幅值进行差分运算后通过PI调节器输出补偿绕组的补偿电流期望值，对补偿绕组的补偿电流期望值进行闭环控制；核心控制单元再将补偿绕组的补偿电流期望值与补偿绕组的实时电流进行差分运算后通过带带限幅功能的PI调节器输出驱动桥臂所需的PWM占空比信号，对补偿绕组的补偿电流进行闭环控制。进一步的，所述补偿绕组为两组相互并联且匝数相同的单相线圈，所述内定子包括定子铁芯，所述定子铁芯在垂直方向上设有两组定子槽，每组定子槽中嵌套一组单相线圈，两组单相线圈同向设置。进一步的，所述信号采集电路包括采集轮毂电机电压的电压传感器、采集轮毂电机电流和补偿绕组电流的电流传感器以及调理电路，所述调理电路将电压传感器和电流传感器的采集信号经过调理后输出至核心控制单元。进一步的，所述驱动电路具有三相桥臂，所述轮毂电机具有三相进线端，所述三相桥臂对应连接轮毂电机的三相进线端，所述核心控制单元连接三相桥臂输出三路PWM驱动信号控制轮毂电机的转速和扭矩。进一步的，所述轮毂电机电磁减震装置还包括车载电源，所述车载电源包括蓄电池组和电源变换器，所述蓄电池组通过直流母线连接驱动电路输出高压直流电，所述电源变换器连接驱动电路的直流母线将高压直流电转换为低压直流电，电源变换器的输出端连接信号采集电路、核心控制单元和驱动电路。进一步的，所述轮毂电机还包括外转子、轴承、电机轴和端盖，所述端盖与外转子固定连接，所述内定子与电机轴固定连接，所述端盖上设有轴承，所述电机轴与轴承配合连接。进一步的，所述驱动桥臂采用IGBT或MOSFET作为开关器件。进一步的，所述信号采集电路、核心控制单元和驱动电路集成为一体形成电机控制器。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过信号采集电路采集轮毂电机的实时电压、电流以及补偿绕组的实时电流，再通过FFT分析提取磁场波形中与汽车车轮转速有关的频率成分的幅值，核心控制单元以信号采集电路采集实现对补偿绕组的补偿电流进行双闭环控制，根据震动状态不同对补偿电流进行精确的动态调整，使补偿绕组激发出精确的补偿磁场，该补偿磁场与轮毂电机因轴承形变形成的畸变磁场叠加，实现轮毂电机畸变磁场的实时补偿，使轮毂电机周向磁密的分布更均匀，从而减小转矩脉动，改善电动车辆的垂向特性，提高了车辆行驶的平顺性。本专利技术的具体技术效果将在具体实施方式中予以进一步说明。附图说明以下结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步描述：图1是本专利技术一种轮毂电机驱动的电动汽车轮毂侧电磁减震控制方法中轮毂电机一种视角的剖视图；图2是本专利技术一种轮毂电机驱动的电动汽车轮毂侧电磁减震控制方法中轮毂电机另一种视角的剖视图；图3是本专利技术一种轮毂电机驱动的电动汽车轮毂侧电磁减震控制方法中轮毂电机电磁减震装置的电气连接图；图4是本专利技术一种轮毂电机驱动的电动汽车轮毂侧电磁减震控制方法中轮毂电机电磁减震装置的结构流程图；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轮毂电机驱动的电动汽车轮毂侧电磁减震控制方法，其特征在于，通过轮毂电机电磁减震装置进行控制，所述轮毂电机电磁减震装置包括轮毂电机、信号采集电路、核心控制单元和驱动电路，所述轮毂电机具有内定子，所述内定子上设有补偿绕组，所述驱动电路具有驱动桥臂，所述驱动桥臂与补偿绕组电连接，所述信号采集电路和驱动电路分别与核心控制单元相连，减震控制方法包括以下步骤：步骤S1，电信号采集：信号采集电路采集轮毂电机的实时电压、电流以及补偿绕组的实时电流并将采集到的电信号发送至核心控制单元，核心控制单元根据电信号计算得到轮毂电机的磁场磁链信号；步骤S2，FFT分析：使用FFT快速傅里叶变换法对电机磁链进行分析，按频率抽取磁场波形中与汽车车轮转速有关的频率成分，并对其幅值进行标定；步骤S3，双闭环控制：包括外闭环控制和内闭环控制，外闭环控制为核心控制单元以零幅值作为输入量以步骤S2中标定的幅值作为外闭环控制信号计算出补偿绕组的补偿电流期望值，内闭环控制为核心控制单元以补偿电流期望值作为输入量以信号采集电路采集的补偿绕组的实时电流为内闭环控制信号输出PWM驱动信号给驱动桥臂，对补偿绕组的补偿电流进行闭环控制；步骤S4，磁场补偿与振动消除：补偿绕组获得补偿电流后激发出补偿磁场，补偿磁场与轮毂电机的畸变磁场叠加实现畸变磁场的补偿。...
【技术特征摘要】
1.一种轮毂电机驱动的电动汽车轮毂侧电磁减震控制方法，其特征在于，
通过轮毂电机电磁减震装置进行控制，所述轮毂电机电磁减震装置包括轮毂电
机、信号采集电路、核心控制单元和驱动电路，所述轮毂电机具有内定子，所
述内定子上设有补偿绕组，所述驱动电路具有驱动桥臂，所述驱动桥臂与补偿
绕组电连接，所述信号采集电路和驱动电路分别与核心控制单元相连，减震控
制方法包括以下步骤：
步骤S1，电信号采集：信号采集电路采集轮毂电机的实时电压、电流以及
补偿绕组的实时电流并将采集到的电信号发送至核心控制单元，核心控制单元
根据电信号计算得到轮毂电机的磁场磁链信号；
步骤S2，FFT分析：使用FFT快速傅里叶变换法对电机磁链进行分析，按
频率抽取磁场波形中与汽车车轮转速有关的频率成分，并对其幅值进行标定；
步骤S3，双闭环控制：包括外闭环控制和内闭环控制，外闭环控制为核心
控制单元以零幅值作为输入量以步骤S2中标定的幅值作为外闭环控制信号计算
出补偿绕组的补偿电流期望值，内闭环控制为核心控制单元以补偿电流期望值
作为输入量以信号采集电路采集的补偿绕组的实时电流为内闭环控制信号输出
PWM驱动信号给驱动桥臂，对补偿绕组的补偿电流进行闭环控制；
步骤S4，磁场补偿与振动消除：补偿绕组获得补偿电流后激发出补偿磁场，
补偿磁场与轮毂电机的畸变磁场叠加实现畸变磁场的补偿。
2.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动的电动汽车轮毂侧电磁减震控
制方法，其特征在于，所述步骤S1中核心控制单元计算得到轮毂电机的磁场磁
链信号的计算公式为：ψ＝∫(u-Rsi)·dt，其中，ψ为轮毂电机磁链，u为轮毂电
机绕组端电压，i为轮毂电机绕组线电流，Rs为轮毂电机绕组相电阻。
3.根据权利要求2所述的一种轮毂电机驱动的电动汽车轮毂侧电磁减震控
\t制方法，其特征在于，所述步骤S3的双闭环控制为双PID闭环控制，所述核心
控制单元将零幅值与步骤S2中标定的幅值进行差分运算后通过PI调节器输出
补偿绕组的补偿电流期望值，对补偿绕组的补偿电流期望值进行闭环控制；核
心控制单元再将补偿绕组的补偿电流期望值与补偿绕组的实时电流进行差分运
算后通过带...
【专利技术属性】
技术研发人员：王子辉，张震宇，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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