具有脉宽调制切换的动态控制的电驱动组件制造技术

本发明专利技术涉及具有脉宽调制切换的动态控制的电驱动组件。一种电驱动系统，包括可充电能量存储单元、功率逆变器、电动马达和控制器，该控制器具有处理器和其上记录有指令的、有形的、非瞬时存储器。可充电能量存储单元和电动马达之间的电力的传输由脉宽调制（PWM）切换频率管控。控制器被配置为部分地基于PWM类型、PWM切换频率方式和逆变器直流电压来确定当前切换频率。PWM标量是部分地基于当前切换频率和控制参考频率最大值所确定的。控制器被配置为传送命令信号，以部分基于PWM标量来调节电力的传输，PWM切换频率与PWM标量和控制参考频率的乘积成比例。率的乘积成比例。率的乘积成比例。

【技术实现步骤摘要】
具有脉宽调制切换的动态控制的电驱动组件


[0001]本公开大体涉及电驱动系统中脉宽调制切换的控制以及包括其的电动车辆。

技术介绍

[0002]在近几年中，纯电动车辆和混合电动车辆的使用有所增加，诸如例如电池电动车辆、增程式电动车辆、插电式混合电动车辆和燃料电池单元混合电动车辆。许多电动车辆采用可充电牵引电池组来存储和供应用于操作车辆动力总成中的一个或多个牵引马达所必需的动力。每个牵引马达（其可以具有多相交流（AC）电动发电机单元的性质）的操作和控制可以通过采用功率逆变器模块来实现，该功率逆变器模块使用从电动车辆中的控制单元输出的脉宽调制（PWM）控制信号将电池生成的直流（DC）电力变换成驱动马达的AC电力。每个多相AC电动发电机单元的马达绕组可以耦合到功率逆变器模块的逆变器子模块，每个逆变器子模块采用一对开关，并且该对开关以互补的方式打开和闭合，以执行快速切换功能，从而将DC电力转换成AC电力，并且反之亦然。

技术实现思路

[0003]本文公开了一种电驱动系统，包括可充电能量存储单元、可操作地连接到可充电能量存储单元的功率逆变器和可操作地连接到功率逆变器的电动马达。控制器与功率逆变器通信。可充电能量存储单元和电动马达之间的电力的传输由脉宽调制（PWM）切换频率管控。控制器具有处理器和有形的、非暂时性的存储器，指令记录在该存储器上。
[0004]处理器对指令的执行使得控制器部分地基于PWM类型、PWM切换频率方式和逆变器直流电压来确定当前切换频率。PWM标量是部分地基于当前切换频率和控制参考频率最大值所确定的。控制器的操作至少部分地由控制参考频率所定义。控制器被配置为传送命令信号以部分地基于PWM标量调节电力的传输。PWM切换频率与PWM标量和控制参考频率的乘积成比例。
[0005]当前切换频率可以部分地基于逆变器冷却剂温度以及是驱动扭矩还是再生扭矩处于操作中。指令可以动态地被执行，使得PWM标量随时间变化。获得PWM标量可以包括获得作为当前切换频率和频率跨度之和的扩展PWM切换频率。通过除以控制参考频率最大值获得扩展PWM切换频率的比值。PWM标量被设置为大于或等于该比值的最小整数，以使PWM标量等于CEILING（比值）。
[0006]确定当前切换频率可以包括经由控制器确定具有多个PWM区域的PWM区域布局，所述多个PWM区域布置在针对电动马达校准的扭矩
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速度曲线中。经由控制器基于电动马达的速度和扭矩从扭矩
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速度曲线中的PWM区域布局获得指定的PWM区域，电动马达的速度和扭矩部分地是基于扭矩命令。确定当前切换频率可以包括经由控制器根据指定的PWM区域选择PWM类型，以及经由控制器根据指定的PWM区域选择PWM切换频率方式。
[0007]PWM切换频率方式可以从PWM切换频率方式的预定义列表中选择，PWM切换频率方式的预定义列表包括恒定脉冲比切换方式、恒定切换频率切换方式和带有可选择切换频率
阵列的查找表（LUT）。PWM类型可以从PWM类型的预定义列表中选择，PWM类型的预定义列表包括不连续PWM（DPWM）技术、零矢量调制（ZVM）技术和空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术。当PWM类型是空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术并且当前切换频率大于阈值SVPWM切换频率时，控制器可以被编程为在将PWM类型更新为SVPWM技术之前将当前切换频率设置为阈值SVPWM切换频率。
[0008]当PWM类型是不连续PWM（DPWM）技术时，控制器可以被编程为防止从DPWM技术切换到空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术，直到当前切换频率低于阈值SVPWM切换频率。当六步操作（six
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step operation）被激活时，控制器可以被编程为改写控制参考频率和PWM切换频率。控制器可以被编程为在控制参考频率最大值处并入滞环。
[0009]本文公开了一种操作电驱动系统的方法，该电驱动系统具有可充电能量存储单元、电动马达、功率逆变器和具有处理器和有形的、非暂时性存储器的控制器。该方法包括经由功率逆变器，通过脉宽调制（PWM）切换频率来调节可充电能量存储单元和电动马达之间的电力的传输。当前切换频率是经由控制器部分地基于PWM类型、PWM切换频率方式和逆变器直流电压所确定，控制器的操作至少部分地由控制参考频率来定义。PWM标量是经由控制器部分地基于当前切换频率和控制参考频率最大值所获得。该方法包括经由控制器传送命令信号至功率逆变器，以部分地基于PWM标量来调节电力的传输，PWM切换频率与PWM标量和控制参考频率的乘积成比例。
[0010]当PWM类型是DPWM技术时，该方法可以包括防止从DPWM技术切换到SVPWM技术，直到当前切换频率低于预定阈值。滞环可以应用于当前切换频率，该滞环延伸到控制参考频率最大值。
[0011]本文公开了一种电动车辆，其具有适于输出用于推进的扭矩的牵引马达、适于给牵引马达供电的牵引电池组以及将牵引电池组电连接到牵引马达的功率逆变器。控制器与功率逆变器通信，控制器的操作由控制参考频率所定义。功率逆变器可操作以部分基于脉宽调制（PWM）切换频率将牵引电池组输出的直流电力转换成交流电力并将交流电力传输到牵引马达。该控制器具有处理器和其上记录有指令的有形的、非暂时性存储器，处理器对指令的执行使得控制器部分地基于PWM类型、PWM切换频率方式和逆变器直流电压来确定当前切换频率。PWM标量是部分地基于当前切换频率和控制参考频率最大值所获得的。控制器被配置为传送命令信号至功率逆变器，以部分地基于PWM标量来调节电力的传输，PWM切换频率与PWM标量和控制参考频率的乘积成比例。
[0012]根据本申请，其还包括以下技术方案：1. 一种电驱动系统，包括：可充电能量存储单元和可操作地连接到可充电能量存储单元的功率逆变器；可操作地连接到所述功率逆变器的电动马达；与所述功率逆变器通信的控制器，所述控制器的操作至少部分地由控制参考频率定义；其中，在所述可充电能量存储单元和所述电动马达之间的电力传输由脉宽调制（PWM）切换频率管控；其中所述控制器具有处理器和其上记录有指令的有形的、非暂时性存储器，由所述处理器执行所述指令使得所述控制器：
部分地基于PWM类型、PWM切换频率方式和逆变器直流电压来确定当前切换频率；部分地基于所述当前切换频率与所述控制参考频率最大值获得PWM标量；以及传送命令信号至所述功率逆变器，以部分地基于所述PWM标量来调节电力的传输，所述PWM切换频率与所述PWM标量和所述控制参考频率的乘积成比例。
[0013]2. 根据技术方案1所述的电驱动系统，其中：所述当前切换频率部分地是基于逆变器冷却剂温度以及是驱动扭矩还是再生扭矩处于操作中；以及所述指令被动态地执行，使得所述PWM标量随时间变化。
[0014]3. 根据技术方案1所述的电驱动系统，其中,获得所述PWM标量包括：获得作为所述当前切换频率和频率跨度之和的扩展PWM切换频率；获得所述扩展PWM切换频率除以所述控制参考频率最大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电驱动系统，包括：可充电能量存储单元和可操作地连接到可充电能量存储单元的功率逆变器；可操作地连接到所述功率逆变器的电动马达；与所述功率逆变器通信的控制器，所述控制器的操作至少部分地由控制参考频率定义；其中，在所述可充电能量存储单元和所述电动马达之间的电力传输由脉宽调制（PWM）切换频率管控；其中所述控制器具有处理器和其上记录有指令的有形的、非暂时性存储器，由所述处理器执行所述指令使得所述控制器：部分地基于PWM类型、PWM切换频率方式和逆变器直流电压来确定当前切换频率；部分地基于所述当前切换频率与所述控制参考频率最大值获得PWM标量；以及传送命令信号至所述功率逆变器，以部分地基于所述PWM标量来调节电力的传输，所述PWM切换频率与所述PWM标量和所述控制参考频率的乘积成比例。2.根据权利要求1所述的电驱动系统，其中：所述当前切换频率部分地是基于逆变器冷却剂温度以及是驱动扭矩还是再生扭矩处于操作中；以及所述指令被动态地执行，使得所述PWM标量随时间变化。3.根据权利要求1所述的电驱动系统，其中，获得所述PWM标量包括：获得作为所述当前切换频率和频率跨度之和的扩展PWM切换频率；获得所述扩展PWM切换频率除以所述控制参考频率最大值的比值；以及将所述PWM标量设置为大于或等于所述比值的最小整数，使得所述PWM标量等于CEILING（比值）。4.根据权利要求1所述的电驱动系统，其中，确定所述当前切换频率包括：经由所述控制器，确定具有多个PWM区域的PWM区域布局，所述多个PWM区域布置在针对所述电动马达校准的扭矩
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速度曲线中；以及经由所述控制器，基于所述电动马达的速度和扭矩，从所述扭矩
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速度曲线中的PWM区域布局获得指定的PWM区域，所述电动马达的所述速度和所述扭矩部分地是基于扭矩命令。5.根据权利要求1所述的电驱动系统，其中：当PWM类型是空间矢量...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：