[发明专利]用于操作电驱动单元的方法和设备

说明书

一种电驱动单元，包括多相交流(AC)电机、逆变器。电机控制器采用场定向控制来实现电驱动单元的扭矩和热量产生目标。通过逆变器操作控制可能会产生额外的热量。

技术领域

电动车辆(EV)和混合电动车辆(HEV)(即电气化车辆)可包括电驱动系统和一个或多个可充电储能系统(RESS)，例如电池和电容器。RESS可以有利地采用包括热量去除和添加的热管理系统。同样，电驱动系统可以有利地采用包括热量去除的热管理系统。

电动车辆可使用热源，例如以提供车厢热量或提高RESS的温度至对于充电、放电和延长RESS寿命而言的最佳温度。热源通常会增加电动车辆的部件和系统复杂性。

本发明涉及电气化车辆内使用的电驱动系统的热量产生和利用。

发明内容

在一个示例性实施例中，一种操作电驱动单元的方法，所述电驱动单元包括可操作地耦合到多相交流(AC)电机的逆变器和可操作地耦合到逆变器的在dq参考系中操作的场定向控制器，所述方法可包括接收对应于AC电机产生的扭矩的扭矩命令和接收对应于要在电驱动单元内产生的热量的热量水平请求。基于热量水平请求，选择能够在AC电机中产生扭矩的多个预定候选电流轨迹中的一个，并且根据所述多个预定候选电流轨迹中所选择的一个来命令场定向控制器。

除了本文所述的一个或多个特征之外，选择所述多个预定候选电流轨迹中的一个可包括基于热量水平请求确定期望电流，以及基于期望电流选择所述多个预定候选电流轨迹中的所述一个。

除本文所述的一个或多个特征外，可根据扭矩命令确定所述多个预定候选电流轨迹。

除了本文所述的一个或多个特征之外，可通过参考定义电流矢量的电流幅度和相位角对，并将电流矢量分解为相应的直轴(direct-axis)电流分量和交轴(quadrature-axis)电流分量，来确定所述多个预定候选电流轨迹。

除本文所述的一个或多个特征外，预定电流轨迹可包括dq参考系的区域内的线性轨迹，该区域由每安培轨迹最大扭矩(a maximum torque per ampere trajectory)、电流极限圆、每伏特轨迹最大扭矩(a maximum torque per volt trajectory)和dq参考系的直轴界定。

除本文所述的一个或多个特征外，预定电流轨迹可包括dq参考系的区域内的电流弧，该区域由每安培轨迹最大扭矩、电流极限圆、每伏特轨迹最大扭矩和dq参考系的直轴界定。

除了本文所述的一个或多个特征之外，预定电流轨迹可包括dq参考系的区域内的电流圆的线性部分和弧，该区域由每安培轨迹最大扭矩、电流极限圆、每伏特轨迹最大扭矩和dq参考系的直轴界定。

除本文所述的一个或多个特征外，电流圆的弧可在线性部分和每安培轨迹最大扭矩之间延伸。

在另一个示例性实施例中，用于在车辆中产生热量的设备可包括电驱动单元，该电驱动单元具有多相交流(AC)电机、可操作地连接到AC电机的逆变器和可操作地联接到逆变器的电机控制器。电机控制器可以被配置成使用在dq参考系中操作的场定向控制方案根据实施电流轨迹来控制逆变器，接收对应于将由AC电机产生的期望扭矩的扭矩命令，接收对应于将在电驱动单元内产生的热量的热量水平请求，接收模式控制信号，并且基于热量水平请求和模式控制信号，选择能够在AC电动机中产生期望扭矩的多个预定候选电流轨迹中的一个作为实施电流轨迹，其中候选电流轨迹可以在dq参考系的由每安培轨迹最大扭矩、电流极限圆、每伏特轨迹最大扭矩和dq参考系的直轴界定的区域内。

除了本文所述的一个或多个特征之外，用于在车辆中产生热量的设备还可包括选择性可变栅极电阻，其可操作地联接在电机控制器和逆变器的功率开关之间，电机控制器可进一步配置为增加栅极电阻，以有效地在逆变器内的功率开关装置处产生额外的热量。