电动汽车电机力矩输出精度

amazinghit

大家觉得在电动汽车应用中，是否要求电机输出的力矩精度很高，还是一般精度就可以，也就是说差个几牛米都没问题。

zhouwei_bit

我觉得转矩控制精度要达到很高应该也不难吧，都是闭环控制

bauhinia

回复 1# amazinghit

相对于卷绕机械张力控制的场合，虽然电机都是转矩控制模式，但要求要低很多，因为汽车是人来驾驶，对误差敏感度低。我觉得20%误差范围内就可以。

amazinghit

谢谢解答！
这个要求这么低？
那就说从电动汽车控制的角度，如果VCU给100牛米，电机系统输出80牛米也可以喽？

二楼说的可是力矩闭环？一般可是没有力矩传感器的，还是说一般都是估计输出力矩构成的力矩闭环控制？

wozhongh

误差肯定是越小越好，楼上说的20%的误差太夸张了，那样功率输出会不能满足要求的

ryu

谢谢解答！
这个要求这么低？
那就说从电动汽车控制的角度，如果VCU给100牛米，电机系统输出80牛米也可以 ...
amazinghit 发表于 2011-7-15 19:54

                               
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力矩闭环怎么闭啊

amazinghit

回复 6# ryu


我也想知道楼上是怎么闭环的，当然通过一些方法估计出电机输出的力矩，再反馈闭环算是一种方法。不过一般文章提到的所谓力矩估计就是通过电机参数计算的，从控制的角度称不上估计，只是一个公式计算。高档点的就是把和电机力矩有关的电机参数进一步的在线估计，如电感、磁链，然后再应用于电机力矩的计算，再闭环。

ryu

回复 7# amazinghit

我认为电流环用电流反馈，然后控制电压
速度环用速度反馈，然后控制电流或转矩
力矩环这个如果用估算的话，我觉得太依赖电机的参数

kyj8619

电动汽车用电动机及控制器都是需要在Test Bench上精确标定匹配的。

bauhinia

回复 4# amazinghit

正负10%算精度很好了，关键在于电机参数具有时变性（如随温度），即使提前标定好，在电机长时间运行时也难保证控制性能。
一般不用力矩传感器信号反馈构成转矩闭环，而是通过电机模型计算得到电磁转矩，把转矩估计值构成闭环。
其实最大转矩、功率满足整车性能要求的情况下，输出转矩误差大一些应该看不出。

bauhinia

回复 8# ryu

如果不是速度控制模式，而是转矩控制模式，要让输出转矩符合指令转矩，不可避免地需要估计转矩从而构成转矩闭环，因此受到电机参数影响也是必然的。

bauhinia

回复 7# amazinghit

以异步电机为例，估计电机电磁转矩的方法有很多，比如根据转子磁场定向后的解耦电流及激磁电感计算，或是根据定子磁链矢量和定子电流矢量计算，这些方法的前提都需要估算磁链（前一种方法至少需要计算出转子磁链相位信息；后一种方法需要估算定子磁链的幅值和相位），而磁链的估算可以基于电机数学模型结合一些控制理论的方法来完成。

bauhinia

回复 2# zhouwei_bit

某一个工作点通过标定达到高精度不难，所有工作点都达到高精度，很难。

amazinghit

回复 12# bauhinia


您讲的还比较专业。汽车确实最后是由驾驶员来闭环的，驾驶员敏感的是加速度等结果，而不是真实的力矩数值是多少，这么说电动汽车在力矩控制的角度，精度差不多就可以了，没有必要使之输出精度很高了呀？

可是，如果对于使用2个或四个轮毂电机驱动的汽车，力矩输出精度是不是要求要很高呢。

bauhinia

回复 14# amazinghit

在转矩精度不是太差的情况下，我认为轮毂电机驱动和中置电机驱动方式对转矩精度都不太敏感，因为电机转矩产生汽车的驱动力，差一个固定比例系数（设中置驱动方式为固定速比），电机转矩误差最后都归结到汽车驱动力的误差，这个误差按比例算应该一样的。
但不敏感的前提是爬坡、最高速、加速时间一些极限条件要满足，所以也不能差太多。

amazinghit

回复 15# bauhinia

就我所知道的一个产品，当然不是轮毂电机。力矩精度在100Nm以内是+-5，100以上是5%。其实我是想找一个研究的方向……如果说力矩精度不是问题……那就不必研究了……研究了也是没有实际意义的。

bauhinia

回复 16# amazinghit

正负5%应该相当不错了，看长时间运行能否保持。在某些转矩控制应用中，如印刷机、印染机、拉丝机等，转矩精度和转矩波动指标还是要求较高的。在汽车场合我感觉只要司机驾驶有以前发动机的感觉就够了，输出转矩差一点确实不太敏感，况且加速踏板角度（指令）本身也一直在变。国标里也没有转矩精度的要求。

zhouwei_bit

回复 4# amazinghit
我的意思就是电流闭环，电机里头转矩不是跟电流是正比关系的吗？不知道对不对

zhouwei_bit

回复 16# amazinghit
如果是纯电动车的话，转矩精度没有太大意义，只要能满足动力性要求就行了，但如果是混合动力汽车，那还是有意义的，因为混合动力的控制跟转矩的精度有很大关系

amazinghit

回复 18# zhouwei_bit

对于电动汽车的电机，具有凸极效应的PMSM，电流和力矩的关系，从方程来讲，首先不是正比关系。是非线性的。其次，电机参数是不确定的，很多参数会随温度、电流大小等发生变化，所以难以保证力矩闭环，所以才有很多人在研究电机参数估计问题。

对于某些文章仅仅通过固定的电感、电阻和永磁磁链计算力矩用于力矩闭环的方法，这个力矩只是一个公式计算，不是这些文章中称呼的estimator。而且不准确。

正如您和前面的人所说，力矩精度可能对于单电机驱动的纯电动车没有太大意义。