博客專欄

        EEPW首頁 > 博客 > 主驅電機系統的扭矩估算方案

        主驅電機系統的扭矩估算方案

        發布人:hiraintech 時間:2025-03-17 來源:工程師 發布文章

                主驅電機是電動汽車核心的部件之一,主要作用是產生驅動扭矩或制動扭矩,驅動車輛前進并進行動能回收。主驅電機系統一旦發生故障,可能導致車輛失控、高壓泄露等嚴重后果,直接威脅車內乘客和車外行人的生命安全。因此,主驅電機的功能安全設計是電動汽車實現安全運行的重要一環。2023年11月27號,國標委發布了《GB/T 43254電動汽車用驅動電機系統功能安全要求及試驗方法》,對主驅電機系統的功能安全要求和功能安全驗證、確認方法進行了規定,從標準層面推動主驅電機系統的功能安全落地。預熱截圖高清.png

        GB/T 43254-2023規定的主驅電機系統的安全目標

                從標準中可以看到,扭矩安全是主驅電機系統功能安全的重要組成部分。扭矩安全需要監控主驅電機的實際輸出扭矩,防止主驅電機非預期輸出扭矩,以及輸出扭矩過大或者反向等故障。在主驅電機系統的運行過程中,需要實時估算電機的實際輸出扭矩,并比較其與請求扭矩之間的差值。因此,扭矩估算算法也成為主驅電機扭矩安全的重點。

                目前常用的扭矩估算算法有三種,分別是:電流法、功率法和查表法。下面以永磁同步電機為例,分別介紹三種算法及其優缺點。

        電流法

                電流法是采用定子電流估算永磁同步電機的輸出扭矩,計算公式如式(1)所示。

        微信截圖_20250228144750.png

        te:估算扭矩

        P0:電機極對數,電機參數

        ψf:轉子磁鏈,電機參數

        Ld、Lq:定子d軸同步電感、q軸同步電感,電機參數

        ids、iqs:定子d軸電流、定子q軸電流。變量,定子三相電流(IA、IB、IC)經過Clark變換和Park變換得到

        優點:標定工作量小,需要的信號少,僅需要定子三相電流(IA、IB、IC)和旋變信號(用于計算轉子磁鏈方向,進行Park變換)。

        缺點:依賴于準確的電機參數,有時不容易得到。

                式(1)計算的是電機產生的扭矩,如果需要得到電機輸出軸上的扭矩,還需要考慮由于風阻、摩擦因素造成的摩擦損耗。

        功率法

                功率法是采用定子三相電流、定子三相電壓計算電機消耗的功率,再除以電機的機械轉速得到電機的扭矩,計算公式如式(2)所示。 

        clipbord_1740725965313.png

        te:估算扭矩

        UA、UB、UC:定子三相電壓。變量,采用直流母線電壓和三相占空比重構得到

        IA、IB、IC:定子三相電流。變量,電流傳感器采樣

        ωr:電機機械轉速。變量,基于旋變信號計算得到

        優點:標定工作量小,而且不依賴于電機參數。

        缺點:需要的信號多,需要同時采樣母線電壓、三相電流、三相占空比、旋變信號。在低轉速下,反電動勢小,三相電壓計算誤差大,造成功率法扭矩估算精度下降。

                UAIA+UBIB+UCIC計算的是電機的輸出功率,如果要想得到電機輸出軸上的扭矩,需要考慮電機本身的鐵損、銅損和摩擦損耗。

        查表法

                查表法是直接在測功機上標定定子d軸電流ids、q軸電流iqs和電機輸出扭矩之間的對應關系,得到(ids、iqs)與輸出扭矩之間的映射關系。在電機運行過程中,通過查表得到電機的輸出扭矩。 

        微信截圖_20250228150231.png

        te:估算扭矩

        ids、iqs:定子d軸電流、定子q軸電流

        優點:不依賴于電機參數。

        缺點:標定工作量大,不同工況下,誤差相對較大。

                電流法、功率法、查表法三種扭矩估算算法,各有自身的優點和局限,也可以通過組合應用,提高扭矩估算的精度。在實際項目中,我們可以根據擁有的資源和條件進行選擇,也可以在滿足精度要求的基礎上,選擇成本低、工作量小的方法。功能安全開發的挑戰就在于,在確保安全、滿足需求的前提下,平衡好工程落地的難度和成本。

        了解更多:

                請致電 010-64840808轉6116或發郵件至market_dept@hirain.com(聯系時請說明來自EEPW)

        *博客內容為網友個人發布,僅代表博主個人觀點,如有侵權請聯系工作人員刪除。




        相關推薦

        技術專區

        關閉
        主站蜘蛛池模板: 厦门市| 宁波市| 彰武县| 自贡市| 昭平县| 灌云县| 仁怀市| 辉南县| 东源县| 吴堡县| 红桥区| 南开区| 随州市| 萨迦县| 元阳县| 雅安市| 彝良县| 甘肃省| 仁怀市| 茂名市| 丰县| 玛曲县| 罗平县| 嘉祥县| 绥滨县| 静乐县| 绵阳市| 富阳市| 凤冈县| 抚松县| 云龙县| 河东区| 洞口县| 虎林市| 甘洛县| 阿瓦提县| 武隆县| 留坝县| 德令哈市| 元氏县| 深泽县|