Projektet är avslutat

Sensorless control in EV and HEV applications

I ett givarlöst styrsystem ersätts maskinens sensor av en estimeringsalgoritm. Det gör systemet mindre känsligt för miljöfaktorer och störningar, samtidigt som produktionskostnaden minskar. Men vilka begränsningar har givarlös reglering i hybridfordon, och hur kan metoden förbättras? Doktoranden Shuang Zhao försöker besvara frågorna i sitt forskningsprojekt.

– Det här ämnet har utforskats under ganska lång tid, men mycket återstår att göra, säger handledaren Mats Leksell. Forskningen har som mål att utesluta sensorer så långt det är möjligt, vilket skulle sänka produktionskostnaden för alla fordonstyper. Det gör projektet väldigt intressant för fordonsindustrin.

Shuang Zhao och hans kollegor utvecklar en metod för att möjliggöra givarlös styrning av ett PMSynRel (Permanent Magnet Synkron Reluktans) drivsystem som som kan arbeta så väl med låg hastighet som med högt vridmoment.

– Tidigt i arbetet lade vi fram en metod för befintliga PMSynRel maskiner, som kan ge uteffekt av vridmomentet vid låg hastighet vid sensorfri drift, berättar Shuang Zhao.

Forskarna studerar också oscillationer  i drivlinan (resonans i drivlinan orsakad av elasticitet och glapp). För att göra studien har man byggt upp en modell i labbet.

The experimental set-up
Ovan: I labbuppställningen är två maskiner kopplade via en momentomvandlare. Till vänster syns PMSynRel-prototypen som tagits fram vid institutionen.

– Vi har bevisat att vår labuppställning kan imitera drivlinans resonans i de hybridfordon som finns på marknaden, säger Shuan Zhao. Med hjälp av den kan vi komma fram till ett designförfarande som optimerar givarlös styrning och finna dess begränsningar. Jag tror att den här modelleringsmetoden kan vara intressant för både akademi och industri.

– Vi samarbetar med Volvo Cars i det här projektet, tillägger Mats Leksell. De ställs bland annat inför oscilleringsproblem i sina elfordon, därför har forskningen kunnat användas direkt i fordonsindustrin samtidigt som vi ökat vår kunskapsbas.

Shuang Zhao försvarade sin avhandling i januari 2014.

Läs mer: Givarlös reglering för minskade kostnader och förbättrad tillförlitlighet >>

Ladda ner rapporten: Sensorless control in EV and HEV applications (145 kB)

Publikationer

Doctoral thesis >>

Shuang Zhao, S. Haghbin, Oskar Wallmark, Mats Leksell, S. Lundmark and O. Carlson Transient modeling of an integrated charger for a plug-in hybrid electric vehiclein Proc. 14th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE’11), 2011

Shuang Zhao, O. Wallmark, and M. Leksell, Analysis of a deeply saturated sensorless PMSynRel drive for an automotive application in Proc. 14th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE’11), 2011

Shuang Zhao, O. Wallmark Torque dynamics in sensorless PMSM drives in 20th International Conference on Electrical Machines (ICEM), 2012

Shafigh Nategh, Oskar Wallmark, Mats Leksell and Shuang Zhao Thermal Analysis of a PMaSRM Using Partial FEA and Lumped Parameter Modeling IEEE Transactions on Energy Conversion, 2012

Saeid Haghbin, K. Kashif, Shuang Zhao, M. Alakula, S. Lundmark, O. Carlson An Integrated 20-kW Motor Drive and Isolated Battery Charger for Plug-In Vehicles IEEE Transactions on Power Electronics, 2013

Shuang Zhao, Anders Lasson, O. Wallmark and M. Leksell Off-Vehicle Evaluation of Active Oscillation Damping Schemes IEEE Energy Conversion Congress & Expo (ECCE), 2013

Shuang Zhao, O. Wallmark and M. Leksell, Low-Speed Sensorless Control with Reduced Copper Losses for Saturated PMSynRel Machines accepted by IEEE Transactions on Energy Conversion

Relaterade projekt

Visa alla projekt