[发明专利]具有电动机温度补偿的车辆

说明书

技术领域

本公开涉及电动机的控制。

背景技术

由于相对于其他类型的电动机来说，永磁同步电动机（PMSM）通常具有优良的效率特性，因此PMSM被用于各种应用。通常，PMSM在定子内具有三个独立的电绕组，这三个独立的电绕组分别由交流（AC）电压V_a、V_b和V_c供电。在操作时，绕组电流I_a、I_b和I_c均以与转子速度成比例的频率振荡，并在相位上彼此分开120度。这些绕组电流感应出旋转磁场，所述磁场可能与转子不同相。产生的轴扭矩取决于磁场的强度和相对于转子的相位角。影响所产生的扭矩的温度会影响永磁体的磁特性。精确的扭矩传递需要补偿温度效应。

为了方便，绕组电压和电流可由针对于与转子一起旋转的旋转参考系的矢量表示。转子位置和旋转参考系之间的映射取决于电动机中的极的数量。电压矢量具有直流分量V_d和正交分量V_q。类似地，电流具有直流分量I_d和正交分量I_q。V_d、V_q、I_d和I_q不会基于转子位置而振荡。

在诸如电动车辆和混合动力电动车辆的特定应用中，可从不振荡的直流（DC）电压源（例如，电池）获得电功率。因此，逆变器用于将不振荡电压V_dc转换成三个振荡电压。逆变器包含特定数量的开关装置，因此，逆变器能够在三个电动机端子中的每个电动机端子处仅供应特定大小的电压电平。对于两电平逆变器来说，在任何时候，开关装置都被设置为将三个AC电动机端子中的每个电动机端子电连接到正DC端子或负DC端子。因此，可获得8个开关状态。这些开关状态中的两个开关状态被称为零状态，在这两个零开关状态下，三个AC端子均连接到同一DC端子。在其余的六个状态下，一个AC端子连接到DC端子之一，其余的两个AC端子连接到相反的DC端子。逆变器能够在这8个状态之间快速地切换。

发明内容

在一个实施例中，公开了一种补偿温度的方法。响应于扭矩请求，所述方法基于温度调节扭矩请求。基于该调节的扭矩请求计算绕组电流的直流分量和正交分量。基于温度进一步调节所计算的直流分量。最后，向逆变器发布命令，以实现目标绕组电流。在某些实施例中，当扭矩请求低于阀值时，不对所计算的直流分量进行调节。所述阀值可基于转子速度和总线电压。

在另一实施例中，一种车辆包括总线、诸如永磁同步电动机的电机、逆变器和控制器。所述逆变器被构造成给电机供应绕组电流，所述绕组电流具有直流分量（I_d）和正交分量（I_q）。所述控制器被配置成向逆变器发布脉冲宽度调制命令，以调节绕组电流，使得对于电机的给定速度和扭矩以及总线电压，直流分量随着温度的升高而增大。直流分量在给定的速度、扭矩和电压下可小于零。

在另一实施例中，一种控制器，包括输入接口、输出接口和控制逻辑。所述输入接口接收指示电总线的电压、电机的温度和转子速度的信号。所述输出接口被构造成向逆变器发送脉冲宽度调制命令，使得逆变器向电机供应具有直流分量（I_d）和正交分量（I_q）的绕组电流，从而使电机产生扭矩。所述控制逻辑被编程为调节脉冲宽度调制命令，从而对于给定转子速度、总线电压和扭矩，直流分量随着温度的升高而增大。直流分量在给定的速度、扭矩和电压下可小于零。

给定的转子速度大于零。

在另一实施例中，一种操作具有温度的电机的方法，所述方法包括：接收扭矩请求；基于温度调节扭矩请求；基于所调节的扭矩请求来计算目标绕组电流的直流分量（I_d）和正交分量（I_q）；基于温度调节所计算的直流分量；向逆变器发布供应大体上等于所调节的目标绕组电流的绕组电流的命令。

当扭矩请求低于阀值时，不基于温度对所计算的绕组电流的直流分量进行调节。

阀值基于电机的转子速度。

阀值还基于逆变器的总线电压。

直流分量和正交分量基于电机的转子速度。

直流分量和正交分量还基于逆变器的总线电压。

附图说明

图1是示例性混合动力电动车辆的动力传动系的示意图。

图2是在示例性混合动力电动车辆的动力传动系中的控制器。