[发明专利]一种电机控制器、热交换系统及电流注入方法

说明书

一种电机控制器、热交换系统及电流注入方法，用于提高电机加热的效率。电机控制器包括控制装置和逆变电路。其中，控制装置用于控制逆变电路向电机输入交变电流，其中，该交变电流具有直流偏置，该交变电流用于加热电机；逆变电路用于在控制装置的控制下，向电机的直轴或零轴输出该交变电流。

技术领域

本申请涉及新能源汽车(new energy vehicle)技术领域，尤其涉及一种电机控制器、热交换系统及电流注入方法。

背景技术

随着新能源领域的技术发展，新能源汽车的应用越来越普及，例如，电动车/电动汽车(electric vehicle)/混合动力汽车。在低温环境下，电动车/电动汽车的动力电池性能下降，因此需要对动力电池进行加热，以提升动力电池的性能。

现有技术中，一种对动力电池的加热方案是：向电机中通入电流，利用电机的端部绕组发热，再通过热交换系统将发热产生的热量带出，用于加热动力电池。由于该方案无法激发电机的铁耗和永磁体损耗，因而发热功率较小，对动力电池的加热速度较慢。

因此，现有技术提供的方案中存在发热功率小、对动力电池的加热速度慢的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种电机控制器、热交换系统及电流注入方法，用于提高电机加热的效率。

第一方面，本申请实施例提供一种电机控制器。该电机控制器包括控制装置和逆变电路。其中，控制装置用于控制逆变电路向电机输入交变电流，其中，该交变电流具有直流偏置，该交变电流用于加热电机；逆变电路用于在控制装置的控制下，向电机的直轴或零轴输出该交变电流。

其中，该交变电流可以为正弦波、方波、三角波、锯齿波和梯形波中的任一种，也可以是其他存在周期性变化的、非直流的电流。

采用第一方面提供的电机控制器，由于电机的交轴不通入电流，因而电机不会产生额外的振动和转矩。由于向直轴或零轴通入的是具有直流偏置的交变电流，与现有技术中仅利用端部绕组发热的方式相比，由于电机通入的电流中含有交变成分，可以有效激发电机的铁耗和永磁体损耗，提高电机的发热功率，从而提升对动力电池的加热速度。

在一种可能的设计中，逆变电路采用三相三线制，逆变电路具体用于：在控制装置的控制下，向电机的直轴输出具有直流偏置的第一交变电流。

采用上述方案，由于电机的交轴不通入电流，因而电机不会产生额外的振动和转矩。由于向直轴通入的具有直流偏置的第一交变电流中含有交变成分，因而可以有效激发电机的铁耗和永磁体损耗，提高电机的发热功率，从而提升对动力电池的加热速度。

在另一种可能的设计中，逆变电路采用三相四线制，逆变电路具体用于：在控制装置的控制下，向电机的零轴输出具有直流偏置的第二交变电流，或者向电机的直轴输出具有直流偏置的第三交变电流。

采用上述方案，由于电机的交轴不通入电流，因而电机不会产生额外的振动和转矩。由于向零轴通入的具有直流偏置的第二交变电流中含有交变成分，因而可以有效激发电机的铁耗和永磁体损耗，提高电机的发热功率，从而提升对动力电池的加热速度。

此外，向电机的零轴通入具有直流偏置的第二交变电流时，三相电流的幅值和相位均相同，因此电机中的三相绕组均匀发热，温度相当，不会出现一相绕组达到温度限制，另两相绕组温度较低的现象，因而可以更充分地利用绕组的发热能力。

进一步地，逆变电路连接直流母线，逆变电路采用两电平拓扑，逆变电路的中性点通过第一开关单元和第一电感与直流母线的正极连接；或者，逆变电路采用两电平拓扑，逆变电路的中性点通过第二开关单元和第二电感与直流母线的负极连接；或者，逆变电路采用两电平拓扑，逆变电路的中性点通过第三开关单元和第三电感与直流母线的正极连接，逆变电路的中性点通过第四开关单元和第四电感与直流母线的负极连接。