用于检测直流电压母线上的谐振的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于检测直流电压母线上的谐振的系统和方法。提供了一种用于检测联接到逆变器模块的母线上的谐振的系统和方法。该方法包括：在母线上生成具有第一频率的第一信号和从第一频率到第二频率对第一信号扫频。在从第一频率到第二频率对第一信号扫频期间，从母线上获得第二信号，所述第二信号可能受联接到母线的部件的特性影响。该方法进一步包括：基于第一信号和第二信号确定谐振频率，以及更新逆变器模块使得谐振频率不被用作逆变器模块的开关频率。

【技术实现步骤摘要】

本文描述的主题的实施例总体上涉及机动车中的电气系统，更具体地，本主题的 实施例涉及用于识别直流(DC)电压母线上的谐振频率的系统和方法。
技术介绍
近年来，技术进步以及不断演变的时尚品味已导致汽车设计中出现明显改变。改 变之一涉及汽车内，特别是替代燃料车辆，例如混合动力车辆、电动车辆和燃料电池车辆内 的动力使用和各种电器系统的复杂性。许多电气部件共享共用的直流(DC)电压母线。DC 电压母线(或者称为高压DC母线，电力母线或电气母线)配置为从车辆内的一个或多个DC 电源(例如，电池)将DC电输送到车辆内的众多其他电气部件，例如辅助动力模块、空气压 縮机、电力变换器等。另外，功率逆变器(或另一种合适地配置的电动机驱动器)经常连接 到DC母线，且配置为驱动车辆内的电动机。功率逆变器利用数个半导体开关，所述半导体 开关被以特定的开关频率调制(即，断开和闭合)，以将来自母线的DC电转换为用于驱动电 动机的AC电。在运行期间，功率逆变器以所述开关频率生成波纹电流(或波纹电压)，该 波纹电流(或波纹电压)在某些情况下可能不能被功率逆变器(例如，通过输入电容器和 /或电感器)完全过滤掉。其结果是波纹电流被传输返回到DC母线上，且可能传输到联接 于该母线的其他部件中的一个或多个。 —般地，联接到DC母线的每个部件均具有输入滤波器，所述输入滤波器包括配置 为提供特定输入阻抗的一个或多个输入电容器和/或电感器，所述特定输入阻抗能将由该 部件生成的波纹电流或波纹电压最小化。各部件的输入滤波器(例如，电容器和/或电感 器)被选择为在适合于该部件运行的频率范围内提供衰减。输入滤波器的电流额定值(或 该部件的波纹电流额定值)被选择为使得当该部件在正常运行期间联接到母线时该额定 值不被超过，而不考虑可能联接到DC母线的其他部件。这是因为其他部件被假定配置为能 将其可能生成的波纹最小化，使得DC母线上的波纹电流总量可忽略。 然而，因为特定部件的输入阻抗可能随频率变化，所以该部件可能在特定频率处 具有降低的输入阻抗。在(或靠近)此特定频率下DC母线上的电流会导致由该特定部件 消耗的波纹电流的量增加，而该波纹电流量的增加转而可能导致该特定频率处的谐振。当 各具有不同的输入滤波器频率响应的多个电气部件联接到DC母线时，所得到的电气系统 经常会具有一个或多个潜在的谐振频率。 在大多数系统中，功率逆变器利用可变开关频率来优化该逆变器的一个或多个运行方面，例如，最小化开关损耗或最小化由电动机生成的转矩波动。然而，当开关频率改变时，可能潜在地由功率逆变器生成的波纹电流的频率也改变。取决于开关频率，基于与特定谐振频率相关的品质因数和带宽，波纹电流可能在DC母线上产生谐振电流。此谐振电流可能超过联接到DC母线的一个或多个部件的输入滤波器的电流额定值。 在一些系统中，功率逆变器可配置为能避开特定的开关频率，以防止在运行期间在DC母线上发生谐振。然而，联接到DC母线的其他部件的特性可能随车辆而变化(例如，由于各部件容限的原因)，因此要求对于每台车辆定制功率逆变器配置。另外，联接到DC母线的其他部件的特性可能随时间变化，例如由于部件的老化或改变的原因。因此，如不重复测试和/或诊断该系统且在每次车辆运行前配置功率逆变器，则难以保证在功率逆变器运行期间避开潜在的谐振频率。
技术实现思路
提供了一种用于检测联接到逆变器模块的母线上的谐振的方法。该方法包括在母线上生成具有第一频率的第一信号，和从第一频率到第二频率对第一信号扫频。在从第一频率到第二频率对第一信号扫频期间，从母线上获得第二信号，所述第二信号可能受联接到母线的部件的特性影响。该方法进一步包括基于第一信号和第二信号确定谐振频率，以及更新逆变器模块使得谐振频率不被用作逆变器模块的开关频率。 提供了一种用于逆变器模块的设备。该逆变器模块包括配置为联接到母线的汇流条装置和联接到汇流条装置的电流感测元件。电流感测元件配置为从汇流条装置获得电流信号。控制器联接到汇流条装置和电流感测元件。控制器和电流感测元件协同地配置为在母线上生成电压信号，以及从第一频率到第二频率对所述电压信号扫频，其中由电流感测元件获得的电流信号受所述电压信号的频率影响。控制器和电流感测元件协同地配置为基于所述电压信号和所述电流信号识别谐振频率，以及基于所述谐振频率更新对逆变器模块的控制方案。 在另一个实施例中，提供了一种用于车辆内的电气系统的设备。该电气系统包括能量源、联接到能量源的母线、联接到母线的辅助部件和联接到母线的逆变器模块。信号生成模块联接到母线，且该信号生成模块配置为在母线上生成注入信号，以及从第一频率到第二频率对所述注入信号扫频。信号检测模块联接到母线，且该信号检测模块配置为在注入信号的扫频期间从母线获得响应信号。所述响应信号可受辅助部件的特性影响。控制模块联接到信号生成模块、信号检测模块和逆变器模块，且该控制模块配置为基于所述注入信号和所述响应信号确定谐振频率，以及更新逆变器模块使得谐振频率不被用作逆变器模块的开关频率。 提供此
技术实现思路
部分是为了以简化形式介绍构思的选择，所述构思将在下文的具体说明书中作进一步描述。此
技术实现思路
部分不意图确定所要求保护主题的关键特征或根本特征，也不意图用于辅助确定所要求保护主题的范围。附图说明 结合以下附图考虑时，可以通过参考详细的说明书和权利要求书，而获得对本主题的更全面理解，其中，所有附图中类似的附图标号指代类似的元件。图1是根据一个实施例的适合于在车辆内使用的电气系统的框图； 图2是根据一个实施例的适合于与图1的电气系统一起使用的示例性逆变器模块的示意图；禾口 图3是根据一个实施例的适合于与图1的电气系统一起使用的谐振频率检测过程的流程图。具体实施例方式以下的具体描述在本质上仅是说明性的，并不意图限制本主题的实施例或这些实 施例的应用和使用。在本文中使用时，词语"示例性的"意味着"用作例子、示例或例证。"任 何在本文中描述为"示例性"的实施方式不一定被解释为与其他实施方式相比为优选或有 利的。此外，不意图受到在前述
、
技术介绍
和
技术实现思路
部分或以下的具体描述中所 介绍的任何明示或默示的理论限制。 在本文中可能会从功能性和/或逻辑性模块部件方面并参考由各种计算部件或 装置可能执行的操作、处理任务和功能的象征性表示来描述技术和工艺。应认识到的是，在 附图中示出的各种模块部件可以通过配置为执行特定功能的任何数量的硬件、软件和/或 固件部件来实现。例如，系统或部件的实施例可以使用各种集成电路部件，例如存储元件， 数字信号处理元件，逻辑元件，查询表等，它们可以在一个或多个微处理器或其他控制装置 的控制下执行多种功能。 以下描述涉及"连接"或"联接"到一起的元件或节点或构件。在本文中使用时，除 非另有明确陈述，"连接"意味着一个元件/节点/构件直接结合到另一个元件/节点/构 件(或直接与之通讯)，而不必是机械地结合。类似地，除非另有明确陈述，"联接"意味着 一个元件/节点/构件直接或间接结合到另一个元件/节点/构件(或者直接或间接与之 通讯)，而不必是机械地结合。因此，虽然附图可能描绘元件的一个示例性布置，但额外的干 预元件、装置、构件或部件也可以存在于所描绘主题的实施例中。另外，某些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测母线上的谐振的方法，所述母线联接到第一部件和逆变器模块，该方法包括：在母线上生成第一信号，该第一信号具有第一频率；从第一频率到第二频率对第一信号扫频；在从第一频率到第二频率对第一信号扫频期间，从母线上获得第二信号，该第二信号受第一部件的特性影响；基于第一信号和第二信号确定谐振频率；和更新逆变器模块，使得所述谐振频率不被用作逆变器模块的开关频率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：LA卡朱克，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]