一种纯电动车的电机控制器NVH随机变频控制方法与流程

一种纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法
技术领域
1.本发明涉及电动汽车的nvh控制的技术领域，具体为一种纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法。


背景技术：

2.随着电动化进程的推进，电动汽车的nvh(noise，vibration，harshness)即噪声、振动以及平顺性品质越发受到关注，不良的nvh品质会降低驾驶员的主观驾乘体验，且相比于传统内燃机汽车，电动汽车由于其本身的低阻尼、高转速特性，其nvh问题在某些方面相比于内燃机汽车更为突出，尤其是纯电动汽车搭载了电机控制器，里面有着功率开关器件，该器件在纯电动汽车上的使用开关频率一般为5-10khz，高开关频率带来的高频噪声会使人耳不舒服。现有纯电动汽车中电机控制器中抑制igbt开关频率噪声一般采用折频控制，即在电机控制器高频噪声较差的时候采用分段式的igbt的开关频率，避开igbt高频噪声较差区域。在igbt噪声较差的时刻，直接改变开关频率基频存在两个问题：1、直接改变开关频率没有考虑效率，只调高igbt开关频率，电机控制器效率越低，只调低开关频率，则影响这一时间段内的电流波形正弦度。2、因电机控制器生产的一致性差异，噪声不一定在基频处集中，也可能在其他频率段集中，单纯的改变igbt开关频率并不能100％解决igbt高频噪声问题。因此，如何对电机控制器的开关频率进行控制，具有重要的意义。


技术实现要素：

3.本发明提供一种纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，解决现有电动汽车的电机控制器的开关频率噪声控制，易造成电机控制器效率和可靠性下降的问题，能减少电机控制器的开关频率噪声，提高电动汽车的nvh性能和安全性。
4.为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
5.一种纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，包括：
6.在电驱动台架模拟整车全油门踏板工况，排除整车中胎噪和风噪的噪音干扰，以获得全油门踏板工况时电驱动系统在igbt基频下nvh的频谱图；
7.根据所述频谱图分析出全油门踏板工况下nvh噪声突出区间，并以所述nvh噪声突出区间作为nvh随机变频的进入条件；
8.根据igbt开关频率的基频对不同的所述nvh噪声突出区间建立相对应的nvh随机变频模型，以对所述nvh噪声突出区间进行随机变频控制，并在噪声不突出区间采用igbt开关频率的基频进行控制。
9.优选的，建立所述nvh随机变频模型，包括：
10.将不同的nvh噪声突出区间标定出不同的nvh随机变频模型k1、k2
……
kn，其中，kn＝t(f
±△
fn)，n为自然数，t为变频周期，取值区间为100us～1s之间，且不同区间对应不同的变频周期，f为igbt开关频率的基频，
△
fn为相应区间频率的变化范围。
11.优选的，建立所述nvh随机变频模型，还包括：
12.采用随机数产生函数生成随机数，并使随机生成的数在基频f处左右对称。
13.优选的，对所述nvh噪声突出区间进行随机变频控制，包括：
14.将igbt开关频率控制在基频f前后对称的随机变化，使随机变频的值处于基频f处呈正太分布，中心点为基频f。
15.优选的，还包括：
16.建立电机转速、输出扭矩与所述nvh噪声突出区间的对应表；
17.获取整车运行时电机的转速和输出扭矩，并通过所述对应表确定相应的所述nvh噪声突出区间，以进行nvh随机变频控制。
18.优选的，还包括：
19.判断是否所述电机转速处于2000～12000rpm，且所述输出扭矩处于0～175nm，如果是，则通过所述对应表确定igbt开关的变频周期和频率的变化范围，以进行nvh随机变频控制，否则，以igbt开关频率的基频进行控制。
20.优选的，所述根据所述频谱图分析出全油门踏板工况下nvh噪声突出区间，包括：
21.当在频谱图中的nvh噪音超过80db时则为nvh噪声突出区间，区间1为n1、区间2为n2、
……
区间n为nn。
22.优选的，所述igbt开关频率的基频为f＝10k，变频周期t＝500us。
23.本发明提供一种纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，通过igbt基频下nvh的频谱图对nvh噪声突出区间建立相对应的nvh随机变频模型，以进行随机变频控制，解决现有电动汽车的电机控制器的开关频率噪声控制，易造成电机控制器效率和可靠性下降的问题，能减少电机控制器的开关频率噪声，提高电动汽车的nvh性能和安全性。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
25.图1为本发明提供的一种纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法示意图。
26.图2为本发明实施例提供的一种纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制逻辑流程图。47
具体实施方式
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
28.针对当前电动汽车的电机控制器的开关频率噪声控制存在效率和可靠性不高的问题，本发明提供一种纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，解决现有电动汽车的电机控制器的开关频率噪声控制，易造成电机控制器效率和可靠性下降的问题，能减少电机控制器的开关频率噪声，提高电动汽车的nvh性能和安全性。
29.如图1所示，一种纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，包括：
30.s1：在电驱动台架模拟整车全油门踏板工况，排除整车中胎噪和风噪的噪音干扰，以获得全油门踏板工况时电驱动系统在igbt基频下nvh的频谱图。
31.s2：根据所述频谱图分析出全油门踏板工况下nvh噪声突出区间，并以所述nvh噪
声突出区间作为nvh随机变频的进入条件。
32.s3：根据igbt开关频率的基频对不同的所述nvh噪声突出区间建立相对应的nvh随机变频模型，以对所述nvh噪声突出区间进行随机变频控制，并在噪声不突出区间采用igbt开关频率的基频进行控制。
33.具体地，通过台架模拟整车全油门踏板工况wot全功率输出工况，整车控制器vcu接收油门踏板指令给电机控制器发扭矩的指令，台架独立通过电机控制器控制电机以当前最大扭矩输出，采集igbt基频下电机控制器nvh的频谱图，获得整车在wot工况下的nvh噪声突出区间n1、n2
……
nn；根据噪声突出区间确定nvh随机变频进入的转速、扭矩或功率条件；在所述不同噪声区间基于台架标定出不同的随机变频模型k1、k2
……
kn；在所述的对应噪声区间n1、n2
……
nn下注入对应的随机变频模型k1、k2
……
kn，对电机进行变频控制。该方法能避免igbt带来的高频噪声，提高电动汽车的nvh性能和安全性。
34.进一步，建立所述nvh随机变频模型，包括：将不同的nvh噪声突出区间标定出不同的nvh随机变频模型k1、k2
……
kn，其中，kn＝t(f
±△
fn)，n为自然数，t为变频周期，取值区间为100us～1s之间，且不同区间对应不同的变频周期，f为igbt开关频率的基频，
△
fn为相应区间频率的变化范围。
35.具体地，不同的随机变频模型k1、k2
……
kn中的模型k，具体k的表达式为kn＝t(f
±△
fn)，不同随机变频模型k中的变频周期t不同，一般可选择的区间为100us～1s之间；在噪音突出的范围内，igbt开关频率在f
±△
f之间随机变化。为保证不影响电机控制器效率，igbt开关频率变化须在基频f前后对称随机变化，中心点为基频f。
36.进一步，建立所述nvh随机变频模型，还包括：采用随机数产生函数生成随机数，并使随机生成的数在基频f处左右对称。
37.进一步，对所述nvh噪声突出区间进行随机变频控制，包括：将igbt开关频率控制在基频f前后对称的随机变化，使随机变频的值处于基频f处呈正太分布，中心点为基频f。
38.该方法还包括：
39.建立电机转速、输出扭矩与所述nvh噪声突出区间的对应表。
40.获取整车运行时的电机转速和输出扭矩，并通过所述对应表确定相应的所述nvh噪声突出区间，以进行nvh随机变频控制。
41.在实际应用中，通过台架实验标定nvh噪声突出区间相对应的电机转速和输出扭矩，并形成一一相应的对应表，在整车运行时根据获取的电机转速和输出扭矩，并通过所述对应表查表得到对应的nvh噪声突出区间，进而得到相应的随机变频模型，以进行nvh随机变频控制。
42.该方法还包括：判断是否所述电机转速处于2000～12000rpm，且所述输出扭矩处于0～175nm，如果是，则通过所述对应表确定igbt开关的变频周期和频率的变化范围，以进行nvh随机变频控制，否则，以igbt开关频率的基频进行控制。
43.进一步，所述根据所述频谱图分析出全油门踏板工况下nvh噪声突出区间，包括：当在频谱图中的nvh噪音超过80db时则为nvh噪声突出区间，区间1为n1、区间2为n2、
……
区间n为nn。
44.更进一步，所述igbt开关频率的基频为f＝10k，变频周期t＝500us。
45.在一实施例中，在台架将电机从0-最高转速模拟全油门拉一遍，获得nvh频谱图，
从中找出nvh声压级较高的点注入随机变频模型，对于随机变频模型的控制逻辑如图2所示，在整车运行时，通过电机转速和扭矩判断车辆的nvh噪声是否处于低频范围，如果是，则采用igbt开关频率的基频进行控制，如果否，则查表得到igbt开关频率的变频周期，并以基频f为中心进行限幅处理，进而根据nvh随机变频模型进行随机变频控制，可通过对igbt开关频率设置标志位置，实现不同的igbt开关频率设置，并由pwm波驱动igbt以上述的开关频率进行工作。
46.可见，本发明提供一种纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，通过igbt基频下nvh的频谱图对nvh噪声突出区间建立相对应的nvh随机变频模型，以进行随机变频控制，解决现有电动汽车的电机控制器的开关频率噪声控制，易造成电机控制器效率和可靠性下降的问题，能减少电机控制器的开关频率噪声，提高电动汽车的nvh性能和安全性。
47.以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，其特征在于，包括：在电驱动台架模拟整车全油门踏板工况，排除整车中胎噪和风噪的噪音干扰，以获得全油门踏板工况时电驱动系统在igbt基频下nvh的频谱图；根据所述频谱图分析出全油门踏板工况下nvh噪声突出区间，并以所述nvh噪声突出区间作为nvh随机变频的进入条件；根据igbt开关频率的基频对不同的所述nvh噪声突出区间建立相对应的nvh随机变频模型，以对所述nvh噪声突出区间进行随机变频控制，并在噪声不突出区间采用igbt开关频率的基频进行控制。2.根据权利要求1所述的纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，其特征在于，建立所述nvh随机变频模型，包括：将不同的nvh噪声突出区间标定出不同的nvh随机变频模型k1、k2
……
kn，其中，kn＝t(f
±△
fn)，n为自然数，t为变频周期，取值区间为100us～1s之间，且不同区间对应不同的变频周期，f为igbt开关频率的基频，
△
fn为相应区间频率的变化范围。3.根据权利要求2所述的纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，其特征在于，建立所述nvh随机变频模型，还包括：采用随机数产生函数生成随机数，并使随机生成的数在基频f处左右对称。4.根据权利要求3所述的纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，其特征在于，对所述nvh噪声突出区间进行随机变频控制，包括：将igbt开关频率控制在基频f前后对称的随机变化，使随机变频的值处于基频f处呈正太分布，中心点为基频f。5.根据权利要求4所述的纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，其特征在于，还包括：建立电机转速、输出扭矩与所述nvh噪声突出区间的对应表；获取整车运行时电机的转速和输出扭矩，并通过所述对应表确定相应的所述nvh噪声突出区间，以进行nvh随机变频控制。6.根据权利要求5所述的纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，其特征在于，还包括：判断是否所述电机转速处于2000～12000rpm，且所述输出扭矩处于0～175nm，如果是，则通过所述对应表确定igbt开关的变频周期和频率的变化范围，以进行nvh随机变频控制，否则，以igbt开关频率的基频进行控制。7.根据权利要求6所述的纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，其特征在于，所述根据所述频谱图分析出全油门踏板工况下nvh噪声突出区间，包括：当在频谱图中的nvh噪音超过80db时则为nvh噪声突出区间，区间1为n1、区间2为n2、
……
区间n为nn。8.根据权利要求7所述的纯电动车的电机控制器nvh随机变频控制方法，其特征在于，所述igbt开关频率的基频为f＝10k，变频周期t＝500us。

技术总结
本发明提供一种纯电动车的电机控制器NVH随机变频控制方法，包括：在电驱动台架模拟整车全油门踏板工况，排除整车中胎噪和风噪的噪音干扰，以获得全油门踏板工况时电驱动系统在IGBT基频下NVH的频谱图；根据所述频谱图分析出全油门踏板工况下NVH噪声突出区间，并以所述NVH噪声突出区间作为NVH随机变频的进入条件；根据IGBT开关频率的基频对不同的所述NVH噪声突出区间建立相对应的NVH随机变频模型，以对所述NVH噪声突出区间进行随机变频控制，并在噪声不突出区间采用IGBT开关频率的基频进行控制。本发明能减少电机控制器的开关频率噪声，提高电动汽车的NVH性能和安全性。提高电动汽车的NVH性能和安全性。提高电动汽车的NVH性能和安全性。


技术研发人员：黄子 李大伟 王文科 王维 倪志军 张光跃
受保护的技术使用者：安徽江淮汽车集团股份有限公司
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/6/27