[發明專利]用于運行具有永磁勵磁的同步電機的機動車的方法和機動車

在審

• 申請號: 202010952029.5
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112491261A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: T·格拉斯爾
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M1/32;H02P27/08;H02P25/024;B60L3/00;B60L15/20
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 汪勤;吳鵬

一種用于在機動車外源驅動期間運行機動車的方法，其包括具有繞組的永磁勵磁的同步電機作為動力機器，同步電機通過具有在中間電路中的開關裝置和電容器的變流器連接到車載電網上且開關裝置能通過連接到車載電網上的控制裝置操控，同步電機在外源驅動期間作為發電機運行，在超過中間電路中的電壓的第一閾值時，提供通過同步電機產生且在電容器中存儲的能量以用于運行控制裝置和開關裝置，在超過中間電路中的電壓的第二閾值時，操控開關裝置以使同步電機的繞組短路，在低于中間電路中的電壓的第三閾值的情況下，在存在主動短路的情況下，為結束短路而操控開關裝置，將第三閾值選擇為高于第一閾值并高于為了維持開關裝置的開關狀態所需的最小電壓。

技術領域

本發明涉及一種用于在機動車的外源驅動期間運行機動車的方法，所述機動車包括具有繞組的永磁勵磁的同步電機作為動力機器，其中，同步電機通過具有在中間電路中的開關裝置和電容器的變流器連接到機動車的車載電網上并且該開關裝置能通過連接到車載電網上的控制裝置操控，其中

-永磁勵磁的同步電機在外源驅動期間作為發電機運行，

-在超過中間電路中的電壓的第一閾值時，提供通過同步電機產生的并且在電容器中存儲的能量以用于運行控制裝置和開關裝置，和

-在超過中間電路中的電壓的第二閾值時，操控開關裝置以使同步電機的繞組短路。

此外，本發明還涉及一種機動車。

背景技術

現代的電動車經常使用永磁勵磁的同步電機(PSM)作為動力機器。永磁勵磁的同步電機在定子或轉子中具有永磁，其中，對應的繞組則布置在轉子或定子中。如果利用永磁勵磁的同步電機——特別是在牽引過程期間——外源驅動機動車，則可能出現問題。在具有永磁勵磁的同步電機的機動車、特別是電動車的這種牽引過程中，同步電機通常以發電機模式、即作為發電機運行，從而通過繞組將電流饋入到配屬于同步電機的變流器的高壓中間電路中。

出于安全原因，在斷開高壓電池(HV電池)時，在中間電路中產生的電壓應該被保持得低，因此通常使用變流器(脈沖逆變器)的功率開關，以便引起短路，特別也就是說繞組本身的短路或者至接地電位的短路。這種短路也被稱為主動短路(AKS)，特別是在功率開關的驅動器必須在其持續時間內被供給能量之后。因此，為了操控變流器的開關裝置的功率開關，需要能量供給，特別是在機動車的車載電網的低壓部分中，由所述低壓部分運行配屬于開關裝置的控制裝置以及通常也運行功率開關的驅動器。

為了在機動車的車載電網中缺少能量供給的情況下、例如在連接斷裂和/或有意地切斷電池的情況下仍然確保能量供給，提出使用由同步電機作為發電機產生的能量，以便引起短路。具體地因此可以提出，當同步電機將能量饋入到車載電網中時，可以立即激活變流器的開關裝置，以便引起短路。然而，隨后不再有能量被饋入到中間電路中，因此該中間電路放電。在此，短路一直被保持激活，直到中間電路電壓下降到下述的程度，使得電壓供給裝置、特別也就是說功率開關的至少一個驅動器不再能夠提供用于主動短路的能量。然后中間電路的電容器開始重新充電，并且周期重新開始。

由于通過永磁勵磁的同步電機的充電運行和通過開關裝置的電壓供給的放電運行的持續交替，得到用于電壓供給和變流器的所屬的操控電子裝置的脈沖運行，在此以控制裝置的形式。在此要注意，每次需要特定的啟動時間，直至可以在功率開關的驅動器上提供穩定的電壓供給以用于激活短路。特別是首先必須提供足夠的啟動電壓，以便例如直流電壓轉換器(DC/DC轉換器)可以給車載電網的低壓部分提供來自高壓車載電網的電能；必須使控制裝置投入運行，特別也就是說控制器被不斷提高功率，必須確定當前的外源驅動狀態并且必須生成和轉換相應的控制命令。為了能夠將最終確定中間電路中的電壓升高到多高的啟動時間保持得盡可能低，目前需要對控制裝置和開關裝置進行專門的設計，所述控制裝置和開關裝置應當能夠在中間電路中的極其低的電壓的情況下實現快速啟動。這使得設計變得困難并且因此提高了機動車中的成本和結構空間。