一种车用电机控制器母线限流控制方法和相关装置与流程

1.本文件涉及汽车动力驱动技术领域，尤其涉及一种车用电机控制器母线限流控制方法和相关装置。


背景技术：

2.在新能源车辆驱动系统中，车用电机控制器的主要功能是接收整车控制器下发的转矩指令，按照转矩指令要求驱动电机运行。电机驱动系统的供电一般由动力电池提供，动力电池通常配置有自己的电池管理系统，以对动力电池运行的状态进行监控和故障保护。一般情况下，动力电池在不同状态的时候，对电池的放电电流和充电电流会有不同的要求。当电池充/放电电流超过允许值时，会对动力电池造成损害。因此，电池管理系统会将当前允许的最大放电允许电流i
drmax
和最大充电允许电流i
crmax
通过can总线发送给整车控制器，由整车控制器根据需要调整当前转矩指令，确保动力电池的输出电流不会超过允许值。
3.整车控制器为了保证动力电池的输出电流在一定范围内，通常先是根据限流值和当前电压计算出电池的最大放电功率和充电功率，然后乘以效率值得出电机的输出功率范围，最后根据当前转速计算出允许电机输出的最大电动转矩t
pmax
和最大制动转矩t
nmax
并把当前转矩指令限制在这个范围内。由于驱动系统的效率在整个转速和转矩范围内都是变化的，用效率来计算电机的输出功率往往精度不高，很可能仍然会使电池电流超出允许值。
4.目前，发现整车控制器可以对母线电流进行闭环控制，当母线电流超出限制值时自动调整输出转矩指令，使母线电流稳定在允许值。但是整车控制器对母线电流的采集和转矩指令的输出都需要经过can总线来实现，存在较大的时间延迟，会影响控制效果。


技术实现要素：

5.本说明书一个或多个实施例的目的是提供一种车用电机控制器母线限流控制方法和相关装置，以通过电机控制器本身对母线电流进行闭环限流控制，只需要向电机控制器正常发送转矩指令、当前的最大充电电流值和最大放电电流值即可，转矩的调整由电机控制器自己完成，无需依赖整机控制器，从而，在保证输出电流稳定在允许值的前提下，减少时延，提升控制限流效果。
6.为解决上述技术问题，本说明书一个或多个实施例是这样实现的：
7.第一方面，提出了一种车用电机控制器母线限流控制方法，应用于新能源车辆的电机控制器，所述方法包括：
8.接收整车控制器下发的转矩指令，所述转矩指令中至少携带有最大充电电流值和最大放电电流值；
9.根据所述转矩指令中最大充电电流值或最大放电电流值，与当前母线电流值确定当前工作控制状态下的转矩增量，所述工作控制状态为放电电流控制或充电电流控制；
10.在不同工作控制状态下，对所述转矩增量进行限幅处理；
11.基于限幅处理得到的转矩值更新所述转矩指令，并以更新后的转矩指令对电机进
行控制。
12.第二方面，提出了一种车用电机控制器母线限流控制装置，应用于新能源车辆的电机控制器，所述装置包括：
13.接收模块，用于接收整车控制器下发的转矩指令，所述转矩指令中至少携带有最大充电电流值和最大放电电流值；
14.确定模块，用于根据所述转矩指令中最大充电电流值或最大放电电流值，与当前母线电流值确定当前限流控制状态下的转矩增量；
15.处理模块，用于在不同限流控制状态下，基于转速的不同使用所述转矩增量对当前转矩定值进行限幅处理；
16.控制模块，用于基于限幅处理得到的转矩值更新所述转矩指令，并以更新后的转矩指令对电机进行控制。
17.第三方面，提出了一种电机控制器，包括第二方面所述的车用电机控制器母线限流控制装置。
18.第四方面，提出了一种新能源汽车，包括第三方面所述的电机控制器。
19.由以上本说明书一个或多个实施例提供的技术方案可见，通过电机控制器本身对母线电流进行闭环限流控制，只需要向电机控制器正常发送转矩指令、当前的最大充电电流值和最大放电电流值即可，转矩的调整由电机控制器自己完成，无需依赖整机控制器，从而，在保证输出电流稳定在允许值的前提下，减少时延，提升控制限流效果。
附图说明
20.为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对一个或多个实施例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，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本说明书实施例提供的一种车用电机控制器母线限流控制方法的步骤示意图。
22.图2a是为现有技术中的指令信息流向图。
23.图2b是本说明书实施例提供的指令信息流向图。
24.图3是本说明书的一个实施例提供的电机控制器对母线限流策略流程图。
25.图4是本说明书实施例提供的一种车用电机控制器母线限流控制装置的结构示意图。
26.图5是本说明书的一个实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的一个或多个实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的一个或多个实施例，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，都应当属于本文件的保护范围。
28.本发明的目的在于提供一种车用电机控制器母线电流闭环限流控制策略。电机控制器接收整车控制器下发的转矩指令、最大充电电流值、最大放电电流值，然后，根据当前母线电流方向选择进行放电电流闭环控制或充电电流闭环控制，具体可以通过pi调节器输出需要调整的转矩增量，接着，对转矩增量进行限幅处理：如果是放电电流闭环控制，将转矩增量限制在零以下；如果是充电电流闭环控制，将转矩增量限制在零以上。最后，将转矩增量叠加到转矩指令上，继续原有的转矩控制程序。该方法可以在电机控制器程序中实现母线电流的闭环限流控制，保证电池的充电电流和放电电流在允许的范围内。
29.实施例一
30.参照图1所示，为本说明书实施例提供的一种车用电机控制器母线限流控制方法的步骤示意图，该方法可以应用于新能源车辆的电机控制器，即图1的执行主体可以是电机控制器或是车用电机控制器母线限流控制装置，主要用于替代整车控制器实现对母线电流的限流控制，保证充电电流和放电电流在允许范围内，以保护动力电池。所述方法可以包括以下步骤：
31.步骤102：接收整车控制器下发的转矩指令，所述转矩指令中至少携带有最大充电电流值或最大放电电流值。
32.步骤104：根据所述转矩指令中最大充电电流值或最大放电电流值，与当前母线电流值确定当前工作控制状态下的转矩增量，所述工作控制状态为放电电流控制或充电电流控制。
33.首先，根据当前母线电流的方向来确定当前工作控制状态是放电电流控制状态还是充电电流控制状态；
34.然后，根据不同工作控制状态计算相应的转矩增量。
35.可选地，步骤104可具体执行为：
36.根据当前母线电流是否大于零，确定电机当前工作控制状态；
37.将所述转矩指令中最大充电电流值或最大放电电流值，与当前母线电流值相减后进行pi运算，计算得到当前工作控制状态下的转矩增量。
38.其中，pi调节器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制运算。
39.步骤106：在不同工作控制状态下，对所述转矩增量进行限幅处理。
40.具体地，在放电电流控制状态下，将转矩增量限制为零以下；在充电电流控制状态下，将转矩增量限制为零以上。
41.可选地，在放电电流控制状态下，如果计算出的转矩增量大于零，则将所述转矩增量调整为零，否则，保持不变；进一步，判断当前转速是否大于零，如果是，则将转矩定值加上转矩增量以得到最终转矩值，否则，将转矩定值减去转矩增量以得到最终转矩值；
42.在充电电流控制状态下，如果计算出的转矩增量小于零，则将所述转矩增量调整为零，否则，保持不变；进一步，判断当前转速是否大于零，如果是，则将则将转矩定值加上转矩增量以得到最终转矩值，否则，将转矩定值减去转矩增量以得到最终转矩值。
43.步骤108：基于限幅处理得到的转矩值更新所述转矩指令，并以更新后的转矩指令对电机进行控制。
44.从而，提高了对动力电池充放电限流控制的精度，确保电池充放电电流在允许范
围内。整车控制器无需增加任何运算，只需要将充电电流和放电电流最大值下发给电机控制器就可以完成对母线电流的限流控制。
45.下面通过具体流程图对上述方案进行说明。
46.首先，参照图2a所示，为现有技术中的指令信息流向图，电池管理系统将确定的放电电流最大值以及充电电流最大值发送给整车控制器后，整车控制器在本地进行母线限流策略，然后，至少基于限流处理后的两个参数构造转矩指令，发送给电机控制器以便于控制电机运行。对比图2b，为本技术中的只能怪信息流向图，电池管理系统将确定的放电电流最大值以及充电电流最大值发送给整车控制器后，整车控制器至少基于这两个参数构造转矩指令，发送给电机控制器，电机控制器在本地进行母线限流处理后，使用更新后的转矩指令控制电机运行。
47.接下来，参照图3所示的电机控制器对母线限流策略流程图。
48.1、判断当前母线电流i
dc
是否大于零，如果大于等于零，则进行母线放电电流闭环控制，如果小于零，则进行母线充电电流闭环控制。
49.2、将当前放电电流最大值或充电电流最大值，与当前母线电流值相减后进行pi运算，计算出需要调整的转矩增量δt。
50.3、在放电电流闭环控制中，若计算出的转矩增量δt大于零，则将其设为零，否则保持不变。当转速ω大于零时，用转矩给定值t加上转矩增量δt得出最终转矩指令值。当转速ω小于零时，用转矩给定值t减去转矩增量δt得出转矩指令值。
51.4、在充电电流闭环控制中，若计算出的转矩增量δt小于零，则将其设为零，否则保持不变。当转速ω大于零时，用转矩给定值t加上转矩增量δt得出最终转矩指令值。当转速ω小于零时，用转矩给定值t减去转矩增量δt得出转矩指令值。
52.5、根据调整后的转矩指令继续进行转矩控制的运算。
53.通过上述技术方案，电机控制器接收整车控制器下发的转矩指令、最大充电电流值、最大放电电流值，然后，根据当前母线电流方向选择进行放电电流闭环控制或充电电流闭环控制，具体可以通过pi调节器输出需要调整的转矩增量，接着，对转矩增量进行限幅处理：如果是放电电流闭环控制，将转矩增量限制在零以下；如果是充电电流闭环控制，将转矩增量限制在零以上。最后，将转矩增量叠加到转矩指令上，继续原有的转矩控制程序。该方法可以在电机控制器程序中实现母线电流的闭环限流控制，保证电池的充电电流和放电电流在允许的范围内，提高了对动力电池充放电限流控制的精度。
54.实施例二
55.参照图4所示，为本说明书实施例提供的一种车用电机控制器母线限流控制装置，该装置400可以包括：
56.接收模块402，用于接收整车控制器下发的转矩指令，所述转矩指令中至少携带有最大充电电流值和最大放电电流值；
57.确定模块404，用于根据所述转矩指令中最大充电电流值或最大放电电流值，与当前母线电流值确定当前限流控制状态下的转矩增量；
58.处理模块406，用于在不同限流控制状态下，基于转速的不同使用所述转矩增量对当前转矩定值进行限幅处理；
59.控制模块408，用于基于限幅处理得到的转矩值更新所述转矩指令，并以更新后的
转矩指令对电机进行控制。
60.可选地，作为一个实施例，所述确定模块在根据所述转矩指令中最大充电电流值或最大放电电流值，与当前母线电流值确定当前工作控制状态下的转矩增量时，具体用于：根据当前母线电流是否大于零，确定电机当前工作控制状态；将所述转矩指令中最大充电电流值或最大放电电流值，与当前母线电流值相减后进行pi运算，计算得到当前工作控制状态下的转矩增量。
61.在本说明书实施例的一种具体实现方式中，所述处理模块在不同工作控制状态下对所述转矩增量进行限幅处理时，具体用于：在放电电流控制状态下，将转矩增量限制为零以下；在充电电流控制状态下，将转矩增量限制为零以上。
62.在本说明书实施例的再一种具体实现方式中，所述处理模块，具体用于：
63.在放电电流控制状态下，如果计算出的转矩增量大于零，则将所述转矩增量调整为零，否则，保持不变；进一步，判断当前转速是否大于零，如果是，则将转矩定值加上转矩增量以得到最终转矩值，否则，将转矩定值减去转矩增量以得到最终转矩值；
64.在充电电流控制状态下，如果计算出的转矩增量小于零，则将所述转矩增量调整为零，否则，保持不变；进一步，判断当前转速是否大于零，如果是，则将则将转矩定值加上转矩增量以得到最终转矩值，否则，将转矩定值减去转矩增量以得到最终转矩值。
65.通过上述技术方案，电机控制器接收整车控制器下发的转矩指令、最大充电电流值、最大放电电流值，然后，根据当前母线电流方向选择进行放电电流闭环控制或充电电流闭环控制，具体可以通过pi调节器输出需要调整的转矩增量，接着，对转矩增量进行限幅处理：如果是放电电流闭环控制，将转矩增量限制在零以下；如果是充电电流闭环控制，将转矩增量限制在零以上。最后，将转矩增量叠加到转矩指令上，继续原有的转矩控制程序。该方法可以在电机控制器程序中实现母线电流的闭环限流控制，保证电池的充电电流和放电电流在允许的范围内，提高了对动力电池充放电限流控制的精度。
66.实施例三
67.本说明书实施例还提供了一种电机控制器，包括上述任一方案所述的车用电机控制器母线限流控制装置，此外，还可以包括其它现有的装置部分，在此不作赘述。
68.与此同时，本说明书实施例还提供了一种新能源汽车，包括上述所述的电机控制器，此外，还包括构成汽车的其它零部件。
69.实施例四
70.图5是本说明书的一个实施例电子设备的结构示意图。请参考图5，在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(random
‑
access memory，ram)，也可能还包括非易失性存储器(non
‑
volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
71.处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是isa(industry standard architecture，工业标准体系结构)总线、pci(peripheral component interconnect，外设部件互连标准)总线或eisa(extended industry standard architecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的
总线。
72.存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
73.处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成车用电机控制器母线限流控制装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：
74.接收整车控制器下发的转矩指令，所述转矩指令中至少携带有最大充电电流值和最大放电电流值；
75.根据所述转矩指令中最大充电电流值或最大放电电流值，与当前母线电流值确定当前工作控制状态下的转矩增量，所述工作控制状态为放电电流控制或充电电流控制；
76.在不同工作控制状态下，对所述转矩增量进行限幅处理；
77.基于限幅处理得到的转矩值更新所述转矩指令，并以更新后的转矩指令对电机进行控制。
78.上述如本说明书图1所示实施例揭示的装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本说明书一个或多个实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本说明书一个或多个实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
79.该电子设备还可执行图1的方法，并实现相应装置在图1所示实施例的功能，本说明书实施例在此不再赘述。
80.当然，除了软件实现方式之外，本说明书实施例的电子设备并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
81.通过上述技术方案，电机控制器接收整车控制器下发的转矩指令、最大充电电流值、最大放电电流值，然后，根据当前母线电流方向选择进行放电电流闭环控制或充电电流闭环控制，具体可以通过pi调节器输出需要调整的转矩增量，接着，对转矩增量进行限幅处理：如果是放电电流闭环控制，将转矩增量限制在零以下；如果是充电电流闭环控制，将转矩增量限制在零以上。最后，将转矩增量叠加到转矩指令上，继续原有的转矩控制程序。该方法可以在电机控制器程序中实现母线电流的闭环限流控制，保证电池的充电电流和放电电流在允许的范围内，提高了对动力电池充放电限流控制的精度。
82.实施例四
83.本说明书实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的便携式电子设备执行时，能够使该便携式电子设备执行图1所示实施例的方法，并具体用于执行以下方法：
84.接收整车控制器下发的转矩指令，所述转矩指令中至少携带有最大充电电流值和最大放电电流值；
85.根据所述转矩指令中最大充电电流值或最大放电电流值，与当前母线电流值确定当前工作控制状态下的转矩增量，所述工作控制状态为放电电流控制或充电电流控制；
86.在不同工作控制状态下，对所述转矩增量进行限幅处理；
87.基于限幅处理得到的转矩值更新所述转矩指令，并以更新后的转矩指令对电机进行控制。
88.通过上述技术方案，电机控制器接收整车控制器下发的转矩指令、最大充电电流值、最大放电电流值，然后，根据当前母线电流方向选择进行放电电流闭环控制或充电电流闭环控制，具体可以通过pi调节器输出需要调整的转矩增量，接着，对转矩增量进行限幅处理：如果是放电电流闭环控制，将转矩增量限制在零以下；如果是充电电流闭环控制，将转矩增量限制在零以上。最后，将转矩增量叠加到转矩指令上，继续原有的转矩控制程序。该方法可以在电机控制器程序中实现母线电流的闭环限流控制，保证电池的充电电流和放电电流在允许的范围内，提高了对动力电池充放电限流控制的精度。
89.总之，以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的保护范围之内。
90.上述一个或多个实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
91.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd
‑
rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
92.还需要说明的是，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、商品或者设备不仅包括那些要素，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、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要
素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
93.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
94.上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。