一种电机水泵的功率控制方法、介质、控制器和系统与流程

本发明属于电机水泵的功率控制，具体涉及一种电机水泵的功率控制方法、介质、控制器和系统。

背景技术：

1、电机水泵不同于传统的机械水泵，机械水泵通过发动机和皮带机构驱动叶轮旋转，电机水泵则通过电机直接驱动叶轮旋转。在电动汽车中，电机水泵是热管理系统中的核心部件，冷却液的输送需要依赖电机水泵。电机水泵的额定功率工作点是由管道或管道系统的性能曲线和水泵的性能曲线两者的交点来决定的。

2、理想情况下，给定管道系统中电机水泵的额定工作点保持稳定，根据电机水泵的功率计算公式就能计算出额定功率下的转速，只要工作转速不超此点，电机水泵的实际功率就不会超出额定功率。

3、但现实情况下，由于管道系统为非理想状态、存在观测误差等因素，按照理想情况下的控制策略，存在超过额定功率运行的安全隐患，以及水泵能力发挥不足的缺陷。

技术实现思路

1、本申请提供了一种电机水泵的功率控制方法，以解决相关技术问题。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种电机水泵的功率控制方法，包括以下步骤：

4、根据参考转速和参考功率计算额定功率所对应的限功率转速；

5、判断所述限功率转速是否满足外部需求转速；

6、若是，控制电机水泵输出外部需求转速；

7、若否，根据电机水泵的当前功率与额定功率之间的误差对所述限功率转速进行修正，得到安全转速，控制电机水泵输出所述安全转速。

8、本发明并不直接输出与额定功率对应的限功率转速：当限功率转速能够满足外部需求转速(大于等于外部需求转速)时，输出外部需求转速既能满足外部需求，又不会超过额定功率运行，保证了电机水泵运行的安全性；当限功率转速不能够满足外部需求转速时，根据电机水泵的当前功率与额定功率之间的误差对所述限功率转速进行修正，修正后的安全转速使电机水泵能更加准确的运行在额定功率，充分发挥电机水泵能力。

9、进一步的，所述限功率转速的计算公式如下：

10、

11、式中，nrate表示限功率转速，nref表示参考转速，prate表示额定功率，pref表示参考功率。

12、本发明的限功率转速计算公式所需参数简单、容易获取，并且通用性强，无需针对具体的电机水泵进行相关参数标定，如比例系数、叶轮直径。

13、进一步的，获取所述参考功率的步骤包括：

14、判断电机水泵的当前转速和当前功率是否稳定；

15、若否，则读取参考功率的历史存储值来计算所述限功率转速；

16、若是，则将当前功率赋值给参考功率对参考功率进行一次更新。

17、本发明能够在前转速和当前功率不稳定时保证参考功率的顺利获取，能够在当前转速和当前转速稳定时，提高参考功率的准确性。

18、进一步的，还包括以下步骤：

19、更新所述参考功率后，判断所述参考功率相对于管道或管道系统的温度-功率曲线上当前温度所对应的功率的偏差量是否超过阈值；

20、若否，则读取一次更新后的参考功率来计算所述限功率转速；

21、若是，则在所述温度-功率曲线上获取当前温度所对应的功率，并赋值给所述参考功率进行二次更新，读取二次更新后的参考功率。

22、当处于额定工作点时，电机水泵的输出功率等于阻力功率，而管道或管道系统的阻力功率会随温度发生变化，进而导致电机水泵的额定功率工作点的偏移，本发明考虑到温度的影响，对参考功率进行二次更新，克服了工作点偏移带来的不利后果。

23、进一步的，根据电机水泵的电流和电压计算所述当前功率。

24、本发明结合电机水泵的工作原理，采用电流和电压来计算电机水泵的当前功率，简单快速、准确。

25、进一步的，所述参考转速为实时测量的当前转速。采用转速传感器即可实现参考转速的采集。

26、进一步的，根据电机水泵的当前功率与额定功率之间的误差对所述限功率转速进行pi控制。

27、本发明采用pi控制来修正限功率转速，响应快速、输出稳定，通过调整控制参数就能提高控制精度。

28、进一步的，所述安全转速的计算公式如下：

29、nsafe＝nrate+kp*(pmeas-prate)+ki*∫0t(pmeas-prate)dt

30、式中，nsafe表示安全转速，nrate表示限功率转速，pmeas表示当前功率，prate表示额定功率，kp表示比例增益项的控制参数，ki表示积分增益项的控制参数。

31、进一步的，为不同管路设置相应的参考功率；根据水阀信号选择当前管路所对应的参考功率。

32、本发明为不同管路设置相应的参考功率，可对不同工作模式进行针对性控制，提高控制精度，并具有良好的扩展性。

33、进一步的，根据电机水泵的工作电压来匹配相应的额定功率。

34、本发明根据电机水泵的工作电压来匹配相应的额定功率，适用于不同型号的热管理总成以及不同规格功率的电机水泵的功率控制，具有良好的通用性。

35、本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现上述的电机水泵的功率控制方法。

36、本发明还提供一种控制器，包括上述的计算机可读存储介质。

37、本发明还提供一种电机水泵的功率控制系统，包括上述的控制器，还包括传感器组件，所述传感器组件用于采集参考转速和参考功率。

38、本发明针对不同外部需求转速输出限功率转速或修正后的限功率转速，既能保证电机水泵的安全运行，又能充分发挥电机水泵的能力。本发明所需参数简单且易于获取，可适用于不同水阀工作模式和不同规格的电机水泵的功率控制。

1.一种电机水泵的功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电机水泵的功率控制方法，其特征在于，所述限功率转速的计算公式如下：

3.根据权利要求1或2所述的电机水泵的功率控制方法，其特征在于，获取所述参考功率的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的电机水泵的功率控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

5.根据权利要求3所述的电机水泵的功率控制方法，其特征在于，根据电机水泵的电流和电压计算所述当前功率。

6.根据权利要求1或2所述的电机水泵的功率控制方法，其特征在于，所述参考转速为实时测量的当前转速。

7.根据权利要求1所述的电机水泵的功率控制方法，其特征在于，根据电机水泵的当前功率与额定功率之间的误差对所述限功率转速进行pi控制。

8.根据权利要求7所述的电机水泵的功率控制方法，其特征在于，所述安全转速的计算公式如下：

9.根据权利要求1所述的电机水泵的功率控制方法，其特征在于，为不同管路设置相应的参考功率；根据水阀信号选择当前管路所对应的参考功率。

10.根据权利要求1所述的电机水泵的功率控制方法，其特征在于，根据电机水泵的工作电压来匹配相应的额定功率。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1至10任一所述的电机水泵的功率控制方法。

12.一种控制器，其特征在于，包括如权利要求11所述的计算机可读存储介质。

13.一种电机水泵的功率控制系统，其特征在于，包括如权利要求12所述的控制器，还包括传感器组件，所述传感器组件用于采集参考转速和参考功率。