专利摘要

一种基于ESO的纯电动汽车母线电容放电系统及方法，该系统主要包括控制器、动力电池、断路器、DC/DC变换器、母线电容、逆变器和三相永磁同步电机。该方法将永磁同步电机绕组作为能量泄放器。该方法将放电过程分为三个阶段，首先在弱磁降压阶段通过在d轴施加一固定电流，使母线电压迅速下降到安全电压，系统进入恒压阶段；在恒压阶段采用ESO对系统放电阶段的总损耗进行观测，并进行前馈补偿，将母线电压稳定在安全电压，当转速降至安全转速以下，进入自由减速阶段，d轴和q轴电流逐渐减小到0；通过上述三个阶段，实现了紧急情况下纯电动汽车驱动系统母线电容安全、快速地放电，避免了母线电压出现浪涌现象，具有鲁棒性强，安全性高。

权利要求

1.一种基于ESO的纯电动汽车母线电容放电系统，其特征在于，包括动力电池、断路器、DC/DC变换器、母线电容、逆变器、永磁同步电机和控制器；所述DC/DC变换器的输入侧接动力电池，DC/DC变换器的输出侧与母线电容、逆变器三者并联；逆变器输出侧接三相永磁同步电机；断路器设置在动力电池的动力输出电路上；

所述的控制器包括：

第一坐标系变换模块，其用于采集永磁同步电机的三相电流并将其进行坐标转换，得到实时测量的d轴电流和q轴电流；

PI控制器模块，其用于根据d轴电流、q轴电流的给定值和实时测量值，根据给定值和实时测量值的误差，计算d轴和q轴对应的需要施加到逆变器的电压值；

第二坐标系变换模块，其用于将PI控制器模块输出的d轴和q轴的电压值转换为α和β坐标系下的电压值；

SVPWM控制模块，其用于根据α和β坐标系下的电压值，采用SVPWM控制算法对逆变器进行控制；

ESO模块，其用于对永磁同步电机的总损耗功率进行观测，并对q轴电流进行前馈补偿；所述的ESO模块表示为：

其中，eP为母线电容能量的估计值和反馈值之间的误差，为母线电容能量的估计值，Pc为母线电容能量的实际值，表示母线电容能量的估计值的导数，为总损耗功率的估计值，是总损耗功率的估计值的导数；β1和β2为增益系数，α1和α2为阶数，δ1和δ2为可调因子，fal(·)表示fal函数，g(ω)是与转速相关的非线性函数；u表示输入值，此处即为q轴电流的给定值；

状态切换模块，其用于控制ESO模块的使能与否。

2.一种基于权利要求1所述的纯电动汽车母线电容放电系统的放电方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据永磁同步电机在dq坐标系下的数学模型，建立基于母线电容存储的系统能量模型，并针对系统能量模型建立基于扩张状态观测器的观测模型；

(2)当发生紧急情况时，断开断路器，进入放电状态，在PI控制器模块对应的d轴和q轴分别给定一固定电流值和状态切换模块切换到第一状态，ESO模块不使能，且并实时获取母线电压值和永磁同步电机转速值；

(3)当母线电压下降到预设的安全电压值时，状态切换模块切换到第二状态，ESO模块使能，由ESO的控制律得到q轴电流的最终给定值，从而将母线电压一直维持在安全电压值，直至永磁同步电机转速值达到预设的安全转速值；

(4)状态切换模块切换到第一状态，ESO模块不使能，且逐渐变为0。

3.根据权利要求2所述的纯电动汽车母线电容放电系统的放电方法，其特征在于，所述的永磁同步电机在dq坐标系下的数学模型，表示为：

其中，id、iq分别是永磁同步电机的d轴电流和q轴电流，vd、vq分别是永磁同步电机的d轴电压和q轴电压，Ld、Lq分别是永磁同步电机的d轴电感和q轴电感，Rs为定子相电阻，ωm是机械角速度，ωe是电气角速度，np是极对数，ψm是永磁体磁链，Bm是摩擦系数，J是永磁同步电机的转动惯量，Te是电磁转矩，C是母线电容值，Pswitch为开关损耗，vdc和idc分别是母线电压和电流。

4.根据权利要求3所述的纯电动汽车母线电容放电系统的放电方法，其特征在于，所述母线电容存储的系统能量模型，表示为：

其中，左侧的Pc代表母线电容的存储能量，右侧第一项表示永磁同步电机输出的电磁功率，右侧第二项表示逆变器的开关损耗功率，右侧第三项表示永磁同步电机的电阻消耗的功率，右侧第四项表示永磁同步电机等效电感上储存的能量。

5.根据权利要求2所述的纯电动汽车母线电容放电系统的放电方法，其特征在于，所述的基于扩张状态观测器的观测模型表示为：

其中，eP为母线电容能量的估计值和反馈值之间的误差，为母线电容能量的估计值，Pc为母线电容能量的实际值，表示母线电容能量的估计值的导数，为总损耗功率的估计值，是总损耗功率的估计值的导数；β1和β2为增益系数，α1和α2为阶数，δ1和δ2为可调因子，fal(·)表示fal函数，g(ω)是与转速相关的非线性函数；u表示输入值，此处即为q轴电流的给定值。

6.根据权利要求5所述的纯电动汽车母线电容放电系统的放电方法，其特征在于，所述的fal函数为：

其中，α表示阶数，δ表示可调因子，sign(·)是符号函数，|·|表示取绝对值。

7.根据权利要求5所述的纯电动汽车母线电容放电系统的放电方法，其特征在于，所述的ESO的控制律如下：

其中，为给定母线安全电压下母线电容的能量，k为比例增益系数，为q轴电流的初始给定值，为母线电容能量的估计值，为总损耗功率的估计值，g(ω)是与转速相关的非线性函数，为q轴电流的最终给定值。

一种基于ESO的纯电动汽车母线电容放电系统及方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。