一种消除车辆充电中非预期转矩的方法及设备与流程

1.本技术涉及电动汽车领域，尤其涉及一种消除车辆充电中非预期转矩的方法及设备。


背景技术：

2.电动汽车以车载电源为动力，用电机驱动汽车行驶。由于车载电源的续航时间有限，需要对电动汽车的动力电池进行充电。
3.现有技术中，通常在车辆上安装dc/dc变换器，以实现适配不同电压值的充电桩，完成快速充电。但是，在充电时，由于电流流过电机绕组，会在电机端产生感应磁场，电机因而会产生一个较大的电磁转矩，导致电机转动或震动。一方面，可能会影响到车辆的停止状态，造成不可预期的运动，存在安全隐患；另一方面，电机震动不仅会造成电机发热，也会造成电机磨损等问题。
4.因此，电动汽车在充电时电机产生的电磁转矩是非预期的，如何消除车辆在充电时的非预期转矩成为必要。


技术实现要素：

5.本技术提供一种消除车辆充电中非预期转矩的方法及设备，用以消除车辆在充电时的非预期转矩。
6.一方面，本技术提供一种消除车辆充电中非预期转矩的方法，包括：
7.在车辆充电时，实时获取三相驱动电机的转子位置；
8.根据所述转子位置确定永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角；
9.根据所述实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态，以在所述实际夹角的基础上进行电流角度调节后所确定的调整后夹角符合预设夹角条件。
10.可选地，根据所述实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态，包括：
11.若所述实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第一角度范围，则控制所述三相输出端的第一相开关闭合、第二相开关断开以及第三相开关断开，以使充电电流从第一相流入，从第二相以及第三相流出；
12.若所述实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第二角度范围，则控制所述三相输出端的第一相开关断开、第二相开关闭合以及第三相开关断开，以使充电电流从第二相流入，从第一相以及第三相流出；
13.若所述实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第三角度范围，则控制所述三相输出端的第一相开关断开、第二相开关断开以及第三相开关闭合，以使充电电流从第三相流入，从第一相以及第二相流出。
14.可选地，所述第一角度范围为[-30
°
,30
°
]，所述第二角度范围为[90
°
,150
°
]，所述
第三角度范围为[-150
°
,-90
°
]。
[0015]
可选地，在所述根据所述实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态之后，还包括：
[0016]
根据所述实际夹角对应的预设电流矢量调整范围确定第一相下桥臂对应的第一占空比、第二相下桥臂对应的第二占空比以及第三相下桥臂对应的第三占空比，其中，所述三相输入电流分别通过所述第一相下桥臂、所述第二相下桥臂以及所述第三相下桥臂输入；
[0017]
根据所述第一占空比、所述第二占空比以及所述第三占空比确定所述三相输入电流的电流幅值分配状态，以使所述调整后夹角符合所述预设夹角条件。
[0018]
可选地，所述预设夹角条件包括：所述调整后夹角为0
°
或180
°
。
[0019]
第二方面，本技术提供一种消除车辆充电中非预期转矩的装置，包括：
[0020]
获取模块，用于在车辆充电时，实时获取三相驱动电机的转子位置；
[0021]
处理模块，用于根据所述转子位置确定永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角；
[0022]
所述处理模块，还用于根据所述实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态，以在所述实际夹角的基础上进行电流角度调节后所确定的调整后夹角符合预设夹角条件。
[0023]
可选地，所述处理模块，还用于根据所述实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态，包括：
[0024]
若所述实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第一角度范围，则控制所述三相输出端的第一相开关闭合、第二相开关断开以及第三相开关断开，以使充电电流从第一相流入，从第二相以及第三相流出；
[0025]
若所述实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第二角度范围，则控制所述三相输出端的第一相开关断开、第二相开关闭合以及第三相开关断开，以使充电电流从第二相流入，从第一相以及第三相流出；
[0026]
若所述实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第三角度范围，则控制所述三相输出端的第一相开关断开、第二相开关断开以及第三相开关闭合，以使充电电流从第三相流入，从第一相以及第二相流出。
[0027]
可选地，所述第一角度范围为[-30
°
,30
°
]，所述第二角度范围为[90
°
,150
°
]，所述第三角度范围为[-150
°
,-90
°
]。
[0028]
可选地，所述处理模块，还用于在所述根据所述实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态之后：
[0029]
根据所述实际夹角对应的预设电流矢量调整范围确定第一相下桥臂对应的第一占空比、第二相下桥臂对应的第二占空比以及第三相下桥臂对应的第三占空比，其中，所述三相输入电流分别通过所述第一相下桥臂、所述第二相下桥臂以及所述第三相下桥臂输入；
[0030]
根据所述第一占空比、所述第二占空比以及所述第三占空比确定所述三相输入电流的电流幅值分配状态，以使所述调整后夹角符合所述预设夹角条件。
[0031]
可选地，所述预设夹角条件包括：所述调整后夹角为0
°
或180
°
。
[0032]
第三方面，本技术还提供一种车辆，包括：三相驱动电机以及控制器；
[0033]
所述三相驱动电机通过引线与接触器连接至外部充电桩；
[0034]
所述三相驱动电机的第一相输出端上设置有第一相开关、第二相输出端上设置有第二相开关以及第三相输出端上设置有第三相开关；
[0035]
在车辆充电时，所述控制器，用于实时获取三相驱动电机的转子位置；
[0036]
所述控制器，还用于根据所述转子位置确定永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角；
[0037]
所述控制器，还用于根据所述实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态，以在所述实际夹角的基础上进行电流角度调节后所确定的调整后夹角符合预设夹角条件。
[0038]
可选地，所述控制器，还用于根据所述实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态，包括：
[0039]
若所述实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第一角度范围，则控制所述三相输出端的第一相开关闭合、第二相开关断开以及第三相开关断开，以使充电电流从第一相流入，从第二相以及第三相流出；
[0040]
若所述实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第二角度范围，则控制所述三相输出端的第一相开关断开、第二相开关闭合以及第三相开关断开，以使充电电流从第二相流入，从第一相以及第三相流出；
[0041]
若所述实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第三角度范围，则控制所述三相输出端的第一相开关断开、第二相开关断开以及第三相开关闭合，以使充电电流从第三相流入，从第一相以及第二相流出。
[0042]
可选地，所述第一角度范围为[-30
°
,30
°
]，所述第二角度范围为[90
°
,150
°
]，所述第三角度范围为[-150
°
,-90
°
]。
[0043]
可选地，所述控制器，还用于在所述根据所述实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态之后：
[0044]
根据所述实际夹角对应的预设电流矢量调整范围确定第一相下桥臂对应的第一占空比、第二相下桥臂对应的第二占空比以及第三相下桥臂对应的第三占空比，其中，所述三相输入电流分别通过所述第一相下桥臂、所述第二相下桥臂以及所述第三相下桥臂输入；
[0045]
根据所述第一占空比、所述第二占空比以及所述第三占空比确定所述三相输入电流的电流幅值分配状态，以使所述调整后夹角符合所述预设夹角条件。
[0046]
可选地，所述预设夹角条件包括：所述调整后夹角为0
°
或180
°
。
[0047]
第四方面，本技术提供一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；
[0048]
所述存储器存储计算机执行指令；
[0049]
所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如上所述的消除车辆充电中非预期转矩的方法。
[0050]
第五方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，该计算机执行指令被处理器执行时用于实现如如上所述消除车辆充电中非预期转矩的方法。
[0051]
第六方面，本技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述消除车辆充电中非预期转矩的方法。
[0052]
本技术提供的消除车辆充电中非预期转矩的方法及设备，通过在车辆充电时，实时获取三相驱动电机的转子位置，并根据转子位置确定永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角，再根据实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态，以在实际夹角的基础上进行电流角度调节后所确定的调整后夹角符合预设夹角条件。其中，通过实时获取三相驱动电机的转子位置，不仅为控制三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态提供数据参考，也可实时监控转子位置，便于根据电机转子的实际位置随时调整控制参数，使得无论电机转子处于哪个位置，均可实现充电转矩始终为零，达到消除充电转矩的目的。并且，三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态可调，在保证充电效率的情况下实现转矩为零，提高了充电效率。进一步，消除电机充电转矩也避免了车辆充电时电机的转动或震动，杜绝了充电安全隐患，也保护电机减少磨损。
附图说明
[0053]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
[0054]
图1为本技术实施例提供的消除车辆充电中非预期转矩方法的流程示意图；
[0055]
图2为本技术实施例提供的充电模式简化电路拓扑图；
[0056]
图3a为本技术实施例提供的第一种情况下的调整电流矢量角度θ与各相电流的对应关系示意图；
[0057]
图3b为本技术实施例提供的第二种情况下的调整电流矢量角度θ与各相电流的对应关系示意图；
[0058]
图3c为本技术实施例提供的第三种情况下的调整电流矢量角度θ与各相电流的对应关系示意图；
[0059]
图3d为本技术实施例提供的第四种情况下的调整电流矢量角度θ与各相电流的对应关系示意图；
[0060]
图3e为本技术实施例提供的第五种情况下的调整电流矢量角度θ与各相电流的对应关系示意图；
[0061]
图3f为本技术实施例提供的第六种情况下的调整电流矢量角度θ与各相电流的对应关系示意图；
[0062]
图4为本技术实施例提供的消除车辆充电中非预期转矩方法的效果图；
[0063]
图5为本技术实施例提供的消除车辆充电中非预期转矩的装置的结构示意图；
[0064]
图6为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
[0065]
通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
[0066]
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0067]
本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0068]
随着能源危机和环境污染问题不断加剧，电动汽车因其清洁、节能的显著优势，成为世界各国都倍加重视的新兴产业，在全球范围内得到持续快速发展。但是，有别于传统燃油汽车，电动汽车需要及时充电以为汽车提供动力源。在车辆静止充电时，由于电流流过电机绕组，会在电机端产生感应磁场，因而会产生一个较大的电磁转矩，导致电机转动或震动，影响车辆的停止状态或造成电机磨损等问题。
[0069]
因此，考虑到上述问题，本技术提出一种消除车辆充电中非预期转矩的方法。首先，永磁同步电机在工作时，三相电流通入永磁同步电机的三相对称绕组中，转矩的计算公式可以表示为：
[0070][0071]
其中，p为电机极对数；为电机永磁体磁链，β为永磁体磁链与电流矢量的实际夹角，ld为电机d轴电感分量，lq为电机q轴电感分量，is为充电时的实际输入电流。
[0072]
当充电电流按照单相进入，双相并联输出时，电流矢量位置为固定值，而车辆停车时永磁体磁链位置由当前的转子位置决定，可能在[0
°
，360
°
]的任意范围内，这样就导致充电时额外转矩的产生。
[0073]
为消除电机在充电过程中的转矩，实现零转矩充电，可通过控制充电时电机绕组仅有零序电流，这种方法虽然可以保证电机不产生转矩，但对电机电感利用率很低，充电效率较低，需要增加额外的硬件提升充电效率。而根据公式(1)可知，在充电电流大小固定不变的情况下，电磁转矩的幅值由永磁体磁链与电流矢量的实际夹角β决定。也即，当sin函数的数值为0时，可实现转矩te为0，实现零转矩充电。
[0074]
因此，本技术提出通过实时获取电机的转子位置，并确定永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角以及预设电流矢量调整范围，控制三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态，以选取转矩更小的电流矢量，在满足充电功率要求的基础上实现充电时电机端的电磁转矩为零，达到消除车辆充电中非预期转矩的目的。
[0075]
下面以具体地实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本技术的实施例进行描述。
[0076]
本技术提供的消除车辆充电中非预期转矩的方法，应用于电动汽车充电时。图1为
本技术实施例提供的消除车辆充电中非预期转矩方法的流程示意图，本实施例的执行主体可以为车辆充电控制系统，如图1所示，本实施例提供的消除车辆充电中非预期转矩的方法包括：
[0077]
s101、在车辆充电时，实时获取三相驱动电机的转子位置。
[0078]
具体地，在车辆停车充电时，车辆永磁体磁链位置由当前的转子位置决定，通过检测获取电机的转子位置，可确定车辆永磁体磁链位置，同时可根据当前转子位置计算当前充电电流矢量。可为后续控制提供数据参考，另外，通过实时检测可达到监控转子位置的目的，便于根据电机转子的实际位置随时调整控制参数，以使转矩为零，消除非预期转矩。
[0079]
其中，本技术实施例对于如何实时获取电机转子的位置不做限制。例如，可以通过位置传感器来获取转子位置。
[0080]
s102、根据转子位置确定永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角。
[0081]
具体地，在充电电流大小固定的情况下，通过实时检测获取电机的转子位置后，可确定车辆永磁体磁链位置和当前充电电流矢量，从而确定永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角β。
[0082]
例如，以电机永磁体磁链所在位置和方向为d轴，在电机转子上建立d-q坐标系，该坐标系随转子同步转动，则永磁体磁链位置和当前充电电流矢量之间的实际夹角β即为当前充电电流矢量与d轴之间的夹角。当根据需求确定充电功率后，充电电流矢量is的大小方向均固定，而d轴随转子的位置发生变化，因此，可以通过转子的位置确定永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角β。
[0083]
s103、根据实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态，以在实际夹角的基础上进行电流角度调节后所确定的调整后夹角符合预设夹角条件。
[0084]
具体地，根据上述确定的永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角β以及预设电流矢量调整范围，可以确定三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态，以确保调整后的夹角符合预设夹角条件，以保证充电转矩为零。
[0085]
由于充电电流矢量is的大小和方向均固定，且与a相所在直线重合，若以a相与转子d轴重合的位置为起始位置，以逆时针方向为转子d轴正方向，则随着转子的位置变化，永磁体磁链与电流矢量的实际夹角β可能在[0
°
，360
°
]任意范围内变化。
[0086]
若调整前永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角为β，调整电流矢量与a相夹角为θ，则调整后的永磁体磁链与充电电流矢量的夹角即为(β+θ)，也即调整后的电流矢量产生的转矩计算公式为：
[0087][0088]
式(2)中，若要保证充电转矩为零，要保证sin(β+θ)和sin(2β+2θ)的数值为零，根据sin函数的特性，当角度为0
°
或180
°
时sin函数的值为零。
[0089]
因此，预设夹角条件包括：调整后夹角为0
°
或180
°
。
[0090]
可选地，根据实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态，包括：
[0091]
若实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第一角度范围，则控制三相输出端的第一相开关闭合、第二相开关断开以及第三相开关断开，以使充电电流从第一相流入，从
第二相以及第三相流出；
[0092]
若实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第二角度范围，则控制三相输出端的第一相开关断开、第二相开关闭合以及第三相开关断开，以使充电电流从第二相流入，从第一相以及第三相流出；
[0093]
若实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第三角度范围，则控制三相输出端的第一相开关断开、第二相开关断开以及第三相开关闭合，以使充电电流从第三相流入，从第一相以及第二相流出。
[0094]
其中，第一角度范围为[-30
°
,30
°
]，第二角度范围为[90
°
,150
°
]，第三角度范围为[-150
°
,-90
°
]。
[0095]
具体地，如图2所示，图2为本技术实施例提供的充电模式简化电路拓扑图。充电电机的三相输出端经过引线与接触器连接至外部充电桩，实际充电时根据控制需求进行连接端的切换。开关ka、kb、kc分别控制充电桩输入与a相绕组、b相绕组、c相绕组的连接，通过控制ka、kb、kc的闭合与断开状态控制电流的输入与输出。
[0096]
为了控制sin(β+θ)和sin(2β+2θ)均为零，达到无论转子角度为多少度，转矩始终为零的目的，本技术预设了3个电流矢量调整范围。
[0097]
当永磁体磁链与电流矢量的实际夹角β属于[0
°
，30
°
]或[150
°
，210
°
]或[330
°
，0
°
]时，对应的预设电流矢量调整范围属于第一角度范围[-30
°
，30
°
]，可实现sin(β+θ)和sin(2β+2θ)均为零。此时，控制三相输出端的第一相a相开关ka闭合，控制第二相b相开关kb以及第三相c相开关kc断开，以使充电电流从第一相a相流入，从第二相b相以及第三相c相流出。
[0098]
当永磁体磁链与电流矢量的实际夹角β属于[30
°
，90
°
]或[210
°
，270
°
]时，对应的预设电流矢量调整范围属于第二角度范围[90
°
，150
°
]，可实现sin(β+θ)和sin(2β+2θ)均为零。此时，控制三相输出端的第一相a相开关ka断开，控制第二相b相开关kb闭合，以及控制第三相c相开关kc断开，以使充电电流从第二相b相流入，从第一相a相以及第三相c相流出。
[0099]
当永磁体磁链与电流矢量的实际夹角β属于[90
°
，150
°
]或[270
°
，330
°
]时，对应的预设电流矢量调整范围属于第三角度范围[-150
°
，-90
°
]，可实现sin(β+θ)和sin(2β+2θ)均为零。此时，控制三相输出端的第一相a相开关ka和第二相b相开关kb断开，以及控制第三相c相开关kc闭合，以使充电电流从第三相c相流入，从第一相a相以及第二相b相流出。
[0100]
进一步，为了满足充电功率要求，使输入电流不变，同时保证调整角度θ满足调整后的永磁体磁链与充电电流矢量的夹角(β+θ)达到零转矩需求，在根据实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态之后，还包括：
[0101]
根据实际夹角对应的预设电流矢量调整范围确定第一相下桥臂对应的第一占空比、第二相下桥臂对应的第二占空比以及第三相下桥臂对应的第三占空比，其中，三相输入电流分别通过第一相下桥臂、第二相下桥臂以及第三相下桥臂输入；
[0102]
根据第一占空比、第二占空比以及第三占空比确定三相输入电流的电流幅值分配状态，以使调整后夹角符合预设夹角条件。
[0103]
具体地，车辆的充电功率可在充电前进行设置或选择，为保证充电的稳定性和效率，要保持充电时的实际输入线电流is值不变，同时控制调整角度θ满足调整后的永磁体磁链与充电电流矢量的夹角(β+θ)达到零转矩需求，使调整后夹角(β+θ)符合预设夹角条件。
[0104]
其中，充电时的实际输入电流is的计算公式可表示为：
[0105]is
＝k1·
ia+k2·
ib+k3·
icꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0106]
式(3)中，k1为第一相a相下桥臂对应的第一占空比，k2为第二相b相下桥臂对应的第二占空比，k3为第三相c相下桥臂对应的第三占空比，其中，k1、k2、k3的取值范围为[-1,1]；ia为第一相a相电流，ib为第二相b相电流，ic为第三相c相电流。
[0107]
其中，k值的正负代表了电流的流入与流出方向，若k值为正，则表示电流从该相流入，若k值为负，则表示电流从该相流出。
[0108]
因此，可以通过改变a相、b相与c相对应下桥臂的占空比k1、k2、k3来实现ia、ib和ic电流幅值的分配，以调整电流矢量角度θ，使调整后的夹角符合预设夹角条件。也即，使调整后的夹角(β+θ)为0
°
或180
°
，以使转矩为零，达到消除车辆充电中非预期转矩的目的。
[0109]
其中，由于sin0
°
、sin180
°
均等于零，在控制时，优选角度较小的。例如，当永磁体磁链与电流矢量的实际夹角β为90
°
时，调整电流矢量角度θ为-90
°
，或者调整电流矢量角度θ为+90
°
均可实现sin值为零，优选调整电流矢量角度θ为-90
°
控制。
[0110]
示例性地，图3a为本技术实施例提供的第一种情况下的调整电流矢量角度θ与各相电流的对应关系示意图；图3b为本技术实施例提供的第二种情况下的调整电流矢量角度θ与各相电流的对应关系示意图。
[0111]
当永磁体磁链与电流矢量的实际夹角β为90
°
时，若调整电流矢量角度θ为-90
°
，对应的预设电流矢量调整范围属于第三角度范围[-150
°
,-90
°
]。此时，控制开关kc闭合，ka以及kb断开，使充电电流从c相流入，从a相以及b相流出，此时k3＝1，若控制k1＝0，k2＝-1，则ia＝0，ib＝-ic，即可实现合成的电流矢量is与a相夹角θ为-90
°
，如图3a所示。
[0112]
若调整电流矢量角度θ为+90
°
，对应的预设电流矢量调整范围属于第二角度范围[90
°
,150
°
]。此时，控制开关kb闭合，ka以及kc断开，使充电电流从b相流入，从a相以及c相流出，此时k2＝1，若控制k1＝0，k3＝-1，则ia＝0，ic＝-ib，即可实现合成的电流矢量is与a相夹角θ为90
°
，如图3b所示。
[0113]
也即，当永磁体磁链与电流矢量的实际夹角β为90
°
时，上述两种控制方法均可实现转矩为零，优先选择调整电流矢量角度θ为-90
°
。
[0114]
示例性地，图3c为本技术实施例提供的第三种情况下的调整电流矢量角度θ与各相电流的对应关系示意图；图3d为本技术实施例提供的第四种情况下的调整电流矢量角度θ与各相电流的对应关系示意图。
[0115]
当永磁体磁链与电流矢量的实际夹角β为30
°
时，调整角度-30
°
可实现转矩为零，对应的预设电流矢量调整范围属于第一角度范围[-30
°
,30
°
]。此时，控制开关ka闭合，kb以及kc断开，使充电电流从a相流入，从b相以及c相流出，此时k1＝1，若控制k2＝-1，k3＝0，则ib＝-ia，ic＝0，即可实现合成的电流矢量is与a相夹角θ为-30
°
，如图3c所示。
[0116]
当永磁体磁链与电流矢量的实际夹角β为0
°
或180
°
时，由充电产生的电磁转矩已经为零，虽然无需调整角度，但是为保证输入电流不变，且其对应的预设电流矢量调整范围属于第一角度范围[-30
°
,30
°
]。仍需控制开关ka闭合，kb以及kc断开，使充电电流从a相流入，从b相以及c相流出，此时k1＝1，若控制k2＝-0.5，k3＝-0.5，则ib＝ic＝-0.5ia，即可实现合成的电流矢量is与a相夹角θ为0
°
，如图3d所示。
[0117]
示例性地，图3e为本技术实施例提供的第五种情况下的调整电流矢量角度θ与各相电流的对应关系示意图；图3f为本技术实施例提供的第六种情况下的调整电流矢量角度
θ与各相电流的对应关系示意图。
[0118]
当永磁体磁链与电流矢量的实际夹角β为60
°
时，调整角度120
°
可实现转矩为零，对应的预设电流矢量调整范围属于第二角度范围[90
°
,150
°
]。此时，控制开关kb闭合，ka以及kc断开，使充电电流从b相流入，从a相以及c相流出，此时k2＝1，若控制k1＝-0.5，k3＝-0.5，则ia＝ic＝-0.5ib，即可实现合成的电流矢量is与a相夹角θ为120
°
，如图3e所示。
[0119]
当永磁体磁链与电流矢量的实际夹角β为120
°
时，调整角度-120
°
可实现转矩为零，对应的预设电流矢量调整范围属于第三角度范围[-150
°
,-90
°
]。此时，控制开关kc闭合，ka以及kb断开，使充电电流从c相流入，从a相以及b相流出，此时k3＝1，若控制k1＝-0.5，k2＝-0.5，则ia＝ib＝-0.5ic，即可实现合成的电流矢量is与a相夹角θ为-120
°
，如图3f所示。
[0120]
上述k1、k2、k3的取值仅作为示例，通过调整k1、k2、k3的值，可改变电流在a相，b相与c相的分配比例，本技术对第一占空比k1、第二占空比k2以及第三占空比k3的确定以及三相输入电流的电流幅值分配不做限制，只需调整电流矢量与a相的夹角以使转矩为零即可。
[0121]
在实际应用中，可提前将转子位置、实际夹角、三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态的对应关系设置好，录入车辆充电控制系统，在充电时直接根据获取到的三相驱动电机的转子位置选择合适的控制方案。
[0122]
本技术实施例提供的消除车辆充电中非预期转矩的方法，通过在车辆充电时，实时获取三相驱动电机的转子位置，并根据转子位置确定永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角，再根据实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态，以在实际夹角的基础上进行电流角度调节后所确定的调整后夹角符合预设夹角条件。其中，通过实时获取三相驱动电机的转子位置，不仅为控制三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态提供数据参考，也可实时监控转子位置，便于根据电机转子的实际位置随时调整控制参数，使得无论电机转子处于哪个位置，均可实现充电转矩始终为零，达到消除充电转矩的目的。并且，三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态可调，在保证充电效率的情况下实现转矩为零，提高了充电效率。进一步，消除电机充电转矩也避免了车辆充电时电机的转动或震动，杜绝了充电安全隐患，也保护电机减少磨损。
[0123]
图4为本技术实施例提供的消除车辆充电中非预期转矩方法的效果图，如图4所示，横轴为永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角，纵轴为电机转矩，曲线a为未优化前的电机转矩，直线b为优化后的电机转矩。由图可知，结合合适的硬件回路拓扑并加入本技术消除车辆充电中非预期转矩方法后，可以实现完全消除充电过程中产生的非预期转矩。
[0124]
下述为本技术装置实施例，可以用于执行本技术方法实施例。对于本技术装置实施例中未披露的细节，请参照本技术方法实施例。
[0125]
图5为本技术实施例提供的消除车辆充电中非预期转矩的装置的结构示意图，如图5所示，本实施例的消除车辆充电中非预期转矩的装置500包括：获取模块501、处理模块502。
[0126]
其中，获取模块501，用于在车辆充电时，实时获取三相驱动电机的转子位置。
[0127]
处理模块502，用于根据转子位置确定永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角。
[0128]
处理模块502，还用于根据实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态，以在实际夹角的基础上进行电流角度
调节后所确定的调整后夹角符合预设夹角条件。
[0129]
其中，预设夹角条件包括：调整后夹角为0
°
或180
°
。
[0130]
可选地，处理模块502，还用于根据实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态，包括：
[0131]
若实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第一角度范围，则控制三相输出端的第一相开关闭合、第二相开关断开以及第三相开关断开，以使充电电流从第一相流入，从第二相以及第三相流出；
[0132]
若实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第二角度范围，则控制三相输出端的第一相开关断开、第二相开关闭合以及第三相开关断开，以使充电电流从第二相流入，从第一相以及第三相流出；
[0133]
若实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第三角度范围，则控制三相输出端的第一相开关断开、第二相开关断开以及第三相开关闭合，以使充电电流从第三相流入，从第一相以及第二相流出。
[0134]
其中，第一角度范围为[-30
°
,30
°
]，第二角度范围为[90
°
,150
°
]，第三角度范围为[-150
°
,-90
°
]。
[0135]
可选地，处理模块502，还用于在根据实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态之后，
[0136]
根据实际夹角对应的预设电流矢量调整范围确定第一相下桥臂对应的第一占空比、第二相下桥臂对应的第二占空比以及第三相下桥臂对应的第三占空比，其中，三相输入电流分别通过第一相下桥臂、第二相下桥臂以及第三相下桥臂输入；
[0137]
根据第一占空比、第二占空比以及第三占空比确定三相输入电流的电流幅值分配状态，以使调整后夹角符合预设夹角条件。
[0138]
本实施例提供的消除车辆充电中非预期转矩的装置，可用于执行上述实施例的消除车辆充电中非预期转矩的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
[0139]
需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。
[0140]
此外，本技术还提供一种车辆，包括：三相驱动电机以及控制器；三相驱动电机通过引线与接触器连接至外部充电桩；三相驱动电机的第一相输出端上设置有第一相开关、第二相输出端上设置有第二相开关以及第三相输出端上设置有第三相开关。
[0141]
在车辆充电时，控制器，用于实时获取三相驱动电机的转子位置。
[0142]
控制器，还用于根据转子位置确定永磁体磁链与充电电流矢量的实际夹角。
[0143]
控制器，还用于根据实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态以及三相输入电流的电流幅值分配状态，以在实际夹角的基础上进行电流角度调节后所确定的调整后夹角符合预设夹角条件。
[0144]
其中，预设夹角条件包括：调整后夹角为0
°
或180
°
。
[0145]
可选地，控制器，还用于根据实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态，包括：
[0146]
若实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第一角度范围，则控制三相输出端的第一相开关闭合、第二相开关断开以及第三相开关断开，以使充电电流从第一相流入，从第二相以及第三相流出；
[0147]
若实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第二角度范围，则控制三相输出端的第一相开关断开、第二相开关闭合以及第三相开关断开，以使充电电流从第二相流入，从第一相以及第三相流出；
[0148]
若实际夹角对应的预设电流矢量调整范围属于第三角度范围，则控制三相输出端的第一相开关断开、第二相开关断开以及第三相开关闭合，以使充电电流从第三相流入，从第一相以及第二相流出。
[0149]
其中，第一角度范围为[-30
°
,30
°
]，第二角度范围为[90
°
,150
°
]，第三角度范围为[-150
°
,-90
°
]。
[0150]
可选地，控制器，还用于在根据实际夹角以及预设电流矢量调整范围确定三相输出端的开关状态之后，
[0151]
根据实际夹角对应的预设电流矢量调整范围确定第一相下桥臂对应的第一占空比、第二相下桥臂对应的第二占空比以及第三相下桥臂对应的第三占空比，其中，三相输入电流分别通过第一相下桥臂、第二相下桥臂以及第三相下桥臂输入；
[0152]
根据第一占空比、第二占空比以及第三占空比确定三相输入电流的电流幅值分配状态，以使调整后夹角符合预设夹角条件。
[0153]
本实施例提供的车辆，可用于执行上述实施例的消除车辆充电中非预期转矩的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
[0154]
图6为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图，如图6所示，该电子设备600，包括：处理器601以及与处理器通信连接的存储器602。
[0155]
其中，存储器602存储计算机执行指令；处理器601执行存储器602存储的计算机执行指令，以实现如前述任一项的消除车辆充电中非预期转矩的方法。
[0156]
在上述电子设备的具体实现中，应理解，处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)等。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。结合本技术实施例所公开的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
[0157]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，该计算机执行指令被处理器执行时用于实现如前述任一项的消除车辆充电中非预期转矩的方法。
[0158]
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0159]
本技术实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如前述任一项的消除车辆充电中非预期转矩的方法。
[0160]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
[0161]
应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求书来限制。