永磁同步电机母线电流实时估算方法、系统、装置及介质与流程

本发明涉及电机控制技术领域，具体地，涉及一种纯电动汽车的永磁同步电机母线电流实时估算方法、系统、装置及介质。

背景技术：

在纯电动汽车中，驱动电机的母线电流是一个与车辆的安全运行、效率计算等相关的重要参量，需要实时地监测并且发送给整车控制器。传统的采样霍尔电流传感器来采集母线电流的方法增加了成本，并且传感器可能在工作中损坏，影响电动汽车的安全性和可靠性。所以，使用软件估算的方法，既可以降低成本，也可以提高系统的可靠性。目前行业内也有使用一个pwm周期内的相电流采样值和作用时间占比做权系数的加权平均估算母线电流，这种方法依赖相电流传感器的采样频率和精度，并且需要对估算值进行电流采样延时补偿和效率补偿。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种永磁同步电机母线电流实时估算方法、系统、装置及介质。

为了解决上述技术问题，本发明汽车永磁同步电机母线电流实时估算方法，包括：步骤1，获取永磁同步电机的转速s、转矩t、系统输入功率p0及母线电压u，并形成离线数据表；

步骤2，通过三阶最小二乘拟合计算，获取系数向量k；

步骤3，获取估算系统输入功率p，p满足：

p＝f(k,s,t)＝(k0,k1,......k9)*(1,s,t,s*t，s²，t²，s³，s²*t，s*t²，s³)^t；

其中，拟合函数f(k,s,t)满足使目标函数最小；

其中，i为离线数据表所在行的行数、n为离线数据表的总行数，pi为第i行的估算系统输入功率p，si为第i行的转速，ti为第i行的转矩；

步骤4，获取估算母线电流i，估算母线电流i满足：i＝p/u。

优选地，步骤2中，通过三阶最小二乘拟合计算，获取系数向量k，k满足：

其中,k＝(k0,k1,…k9)，x1为转速s，x1为转矩t，y为系统输入功率p0。

一种永磁同步电机母线电流实时估算系统，包括：

采集模块，用于获取永磁同步电机的转速s、转矩t、系统输入功率p0及母线电压u，并形成离线数据表；

计算模块，用于通过三阶最小二乘拟合计算，获取系数向量k；

拟合模块，用于获取估算系统输入功率p；

估算模块，用于获取估算母线电流i。

一种永磁同步电机母线电流实时估算装置，包括：存储有永磁同步电机母线电流实时估算程序的存储器及用于运行永磁同步电机母线电流实时估算程序的处理器，永磁同步电机母线电流实时估算程序配置为实现永磁同步电机母线电流实时估算方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有永磁同步电机母线电流实时估算程序，永磁同步电机母线电流实时估算程序被处理器执行时实现永磁同步电机母线电流实时估算方法的步骤。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

在不适用霍尔电流传感器或其他硬件器件、并且不占用主控芯片adc采样通道、不依赖相电流采样的前提下，使用软件能够实时估算出电流母线的值，用来作为车辆安全运行的参量，实时发送给整车控制器。在不依赖硬件和保证估算目标准确性的前提下，降低成本，提高可靠性。

附图说明

图1为本发明永磁同步电机母线电流实时估算方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在新能源纯电动汽车运行时，在不适用霍尔电流传感器或其他硬件器件、并且不占用主控芯片adc采样通道、不依赖相电流采样的前提下，使用软件能够实时估算出电流母线的值，用来作为车辆安全运行的参量，实时发送给整车控制器。在不依赖硬件和保证估算目标准确性的前提下，降低成本，提高可靠性。

如图1所示，本发明永磁同步电机母线电流实时估算方法，实测得到覆盖全转速范围的数据样本包括转速s、转矩t、系统输入功率p0等。假设这些数据满足函数原型：f(k,s,t),其中k为待定系数向量。定义目标函数：

求解待定系数向量值k使得目标函数j取得最小值，也即拟合出k可以由s、t得到估算系统输入功率p，进而由估算系统输入功率p和母线电压u得到估算的母线电流i。具体步骤如下：

电机从0～峰值转速每100rpm作为一个测试点，再以间隔10nm从零到峰值功率使用功率分析仪得到转速、转矩和输入功率以及母线电压等数据表。电机从0～峰值转速每100rpm作为一个测试点，再以间隔10nm从零到峰值功率使用功率分析仪得到转速、转矩和输入功率以及母线电压等数据表。

根据1实测的数据样本进行多变量函数的三阶最小二乘拟合，得到拟合系数向量k，

y＝k0+k1*x1+k2*x2+k3*x1*x2+k4*x1^2+k5*x2^2

+k6*x1^3+k7*x1^2*x2+k8*x1*x2^2+k9*x2^3

上式中，x1＝s，x2＝t，y＝p。

根据得到的系数向量k可以得到估算输入功率的拟合公式：

p＝(k0,k1,......k9)*(1,s,t,s*t，s²，t²，s³，s²*t，s*t²，s³)^t

可以得到实时估算的输入功率p的值，再根据当前的实测母线电压u，便可以得到当前的估算母线电流：i＝p/u。

根据离线数据拟合得到的参数，在线计算得到系统实时的母线电流，在测试条件下(台架)，与实测母线电流进行对比分析估算精度。

本发明还提供了一种永磁同步电机母线电流实时估算系统，包括：采集模块，用于获取永磁同步电机的转速s、转矩t、系统输入功率p0及母线电压u，并形成离线数据表；

计算模块，用于通过三阶最小二乘拟合计算，获取系数向量k；

拟合模块，用于获取估算系统输入功率p；

估算模块，获取估算母线电流i。

本发明还提供了一种永磁同步电机母线电流实时估算装置，包括：存储有永磁同步电机母线电流实时估算程序的存储器及用于运行永磁同步电机母线电流实时估算程序的处理器，永磁同步电机母线电流实时估算程序配置为实现永磁同步电机母线电流实时估算方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有永磁同步电机母线电流实时估算程序，永磁同步电机母线电流实时估算程序被处理器执行时实现永磁同步电机母线电流实时估算方法的步骤。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。