[發(fā)明專利]用于控制車輛的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110249115.0
• 申請(qǐng)日: 2011-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN102570938A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 庾太一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02P6/04
• 分類號(hào): H02P6/04;H02M7/5387
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于控制車輛的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及一種通過(guò)使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量和轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的熱量的總和最小化來(lái)改善燃料經(jīng)濟(jì)性的用于控制車輛的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近來(lái)，由于能量枯竭和環(huán)境污染，諸如混合動(dòng)力車和電動(dòng)車之類的環(huán)境友好型車輛已經(jīng)吸引越來(lái)越多的關(guān)注。環(huán)境友好型車輛典型地包括使用來(lái)自電池的電力產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)，并且永磁同步電動(dòng)機(jī)主要被用作所述電動(dòng)機(jī)。

永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)具有高功率/高效率特性并且被廣泛用于工業(yè)應(yīng)用。PMSM的用途已經(jīng)拓寬到環(huán)境友好型車輛的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

因?yàn)椴还苋剂舷渲惺Ｓ嗟娜剂狭咳绾?，發(fā)動(dòng)機(jī)都能夠受到控制(廣泛用作常規(guī)車輛的驅(qū)動(dòng)裝置的汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī))，所以燃料箱中剩余的燃料量不直接作為控制發(fā)動(dòng)機(jī)的控制變量起作用。另外，因?yàn)槭褂蒙逃秒娮鳛檩斎牍β实挠来磐诫妱?dòng)機(jī)使用從變電站(sub-station)供應(yīng)的商用電，所以輸入電壓非常穩(wěn)定。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，輸入電壓的變化不會(huì)大大影響控制器的控制和永磁同步電動(dòng)機(jī)的速度或轉(zhuǎn)矩。

然而，永磁同步電動(dòng)機(jī)接收主要來(lái)自安裝在車輛中的供電裝置(例如，電池)的輸入電壓。因?yàn)榘惭b在車輛中的供電裝置具有有限的大小和容量，所以輸出電壓根據(jù)供電裝置的充電狀態(tài)而變化。因此，供電裝置的充電狀態(tài)會(huì)直接影響永磁同步電動(dòng)機(jī)的控制器，并且因此改變電動(dòng)機(jī)的控制狀態(tài)。應(yīng)用于控制器的輸入電壓的變化會(huì)直接影響應(yīng)用于逆變器中的逆變模塊和永磁同步電動(dòng)機(jī)的電氣線圈的電流和電壓，從而據(jù)此改變熱生成量。因此，在永磁同步電動(dòng)機(jī)中可能會(huì)產(chǎn)生大于所需熱生成量的熱量。

使用永磁同步電動(dòng)機(jī)作為功率源的車輛中的電動(dòng)機(jī)和控制器處產(chǎn)生的熱量的增加會(huì)影響冷卻負(fù)擔(dān)并使車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性降低。因此，使電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的熱生成量最小化是非常重要的。

本背景技術(shù)部分中公開的上述信息只是為了增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景的理解，并且因此可能包含不構(gòu)成在該國(guó)對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的做出是致力于提供一種用于控制車輛的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，其具有使電動(dòng)機(jī)和控制在環(huán)境友好型車輛中用作動(dòng)力源的電動(dòng)機(jī)的控制器處產(chǎn)生的熱量最小化的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于控制車輛的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)可以包括：配置成供應(yīng)DC電力的電源；配置成選擇性地接收電源的DC電力并將其轉(zhuǎn)換成逆變器輸入電壓的轉(zhuǎn)換器；配置成選擇性地將電源連接到轉(zhuǎn)換器的繼電器模塊；配置成接收來(lái)自轉(zhuǎn)換器的逆變器輸入電壓，將逆變器輸入電壓轉(zhuǎn)換成三相AC電流，并將三相AC電流供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)的逆變器模塊；以及配置成控制轉(zhuǎn)換器、繼電器模塊和逆變器模塊的操作的控制器；更具體地，控制器執(zhí)行最小熱生成量控制使得使由于弱磁控制而產(chǎn)生的熱量和由于轉(zhuǎn)換器對(duì)弱磁控制的抑制而產(chǎn)生的熱量的總和最小化的逆變器輸入電壓被輸入到逆變器模塊。

逆變器輸入電壓可以根據(jù)與第一和第二軸的電流相關(guān)的第一特征值和與轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換特性相關(guān)的第二特征值來(lái)計(jì)算。當(dāng)將要確保最大電壓或最小電壓、控制電動(dòng)機(jī)以最大轉(zhuǎn)矩工作、或者將要確保充電狀態(tài)(SOC)時(shí)，可以不執(zhí)行最小熱生成量控制。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于控制車輛的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)可以包括配置成將電源的DC電力轉(zhuǎn)換成逆變器輸入電壓的轉(zhuǎn)換器，配置成將轉(zhuǎn)換器的逆變器輸入電壓轉(zhuǎn)換成三相AC電流并將所述AC電流供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)的逆變器模塊，以及配置成控制轉(zhuǎn)換器和逆變器模塊的操作的控制器，其中控制器執(zhí)行產(chǎn)生方向與電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的磁通量的方向相反的磁通量的弱磁控制，并抑制弱磁控制以便減小由弱磁控制產(chǎn)生的熱量。更具體地，控制器執(zhí)行最小熱生成量控制使得使由于弱磁控制而產(chǎn)生的熱量和由于抑制弱磁控制而產(chǎn)生的熱量的總和最小化的逆變器輸入電壓被輸入到逆變器模塊。

逆變器輸入電壓可以根據(jù)與第一和第二軸的電流相關(guān)的第一特征值和與轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換特性相關(guān)的第二特征值來(lái)計(jì)算。當(dāng)將要確保最大電壓或最小電壓、控制電動(dòng)機(jī)以最大轉(zhuǎn)矩工作、或者將要確保充電狀態(tài)(SOC)時(shí)，可以不執(zhí)行最小熱生成量控制。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的用于控制車輛的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)的示意圖。

圖2是使用根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的用于控制車輛的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的方法的流程圖。

圖3是示出與弱磁控制的執(zhí)行程度相應(yīng)的熱生成量的圖。

圖4是示出與弱磁控制的抑制相應(yīng)的熱生成量的圖。

圖5是示出與電壓的轉(zhuǎn)換相應(yīng)的熱生成量的圖。