减少电功率损失的方法和用于此的混合动力传动系技术

一种控制混合动力传动系的方法，包括确定第一和第二电机在两电机的功率逆变器处于主动模式的情况下操作时的第一电功率损耗值。方法包括确定第二和第三电功率损耗值中的至少一个。第二电功率损耗值是第二电机的功率逆变器处于待命模式中且第一电机的功率逆变器处于主动模式中操作时的；第三电功率损耗值是第二电机的功率逆变器处于主动模式中且第一电机的功率逆变器处于待命模式中操作时的；控制器将功率逆变器设置在最低电功率损耗值所对应的相应模式中。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种控制混合动力传动系的方法，包括确定第一和第二电机在两电机的功率逆变器处于主动模式的情况下操作时的第一电功率损耗值。方法包括确定第二和第三电功率损耗值中的至少一个。第二电功率损耗值是第二电机的功率逆变器处于待命模式中且第一电机的功率逆变器处于主动模式中操作时的；第三电功率损耗值是第二电机的功率逆变器处于主动模式中且第一电机的功率逆变器处于待命模式中操作时的；控制器将功率逆变器设置在最低电功率损耗值所对应的相应模式中。【专利说明】减少电功率损失的方法和用于此的混合动力传动系
本专利技术总体包括控制具有多个电机的混合动力传动系的方法、和具有多个电机的混合动力传动系。
技术介绍
许多混合动力车辆利用混合电动力传动系，所述混合电动力传动系具有发动机和两个或更多电机(例如电动机/发电机)，其被控制为提供各种操作模式。在一些操作模式中，仅需要来自电机中之一或两者的相对较低的扭矩或零扭矩。在主动模式中通过电子开关操作功率逆变器所需的能量，如在用于三相电机的直流电和交流电之间进行转换所需的，和与旋转的电动机(假设所述电动机为永磁体电动机)相关的旋转损失是很重要的。
技术实现思路
一种控制混合动力传动系的方法，通过将逆变器置于待命模式、允许电机处于自由运转状态而在一定的操作条件下允许与主动功率逆变器和旋转电动机部件相关的功率损失被减小。方法包括确定其中两电机的功率逆变器处于主动模式中时操作第一电机和第二电机的第一电功率损耗值。方法进一步包括确定第二电功率损耗值和第三电功率损耗值中的至少一个。第二电功率损耗值是第一电机的功率逆变器处于主动模式中且第二电机处于待命模式中操作时的电功率损耗。第三电功率损耗值是第二电机的功率逆变器主动模式中且第一电机处于待命模式中操作时的电功率损耗。第二电功率损耗值和第三电功率损耗值中之一或两者和第一电功率损耗值中的最低值被随后确定。经由控制器进行与功率逆变器相关的控制动作，以将功率逆变器设定在与第二和第三电功率损耗值中至少一个与第一电功率损耗值中的最低值相应的模式中。通过评估与电机和功率逆变器相关的电功率损失且相应地控制电机和功率逆变器，混合动力传动系的燃料效率可增加。还提供一种混合动力传动系，其具有原动机(例如发动机)、和具有至少两个电机和控制器的混合动力变速器，所述控制器具有配置为执行本方法的控制算法的处理器。在下文结合附图进行的对实施本专利技术的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本专利技术的特征和优点以及其他的特征和优点。【专利附图】【附图说明】图1是电动机功率损耗映射图，其显示了用于代表性电机的在y轴线上以牛顿-米(Nm)表示的不同电动机扭矩下以千瓦(kW)表示的电动机功率损耗曲线和X轴线上以每分钟转数Crpm)表示的电动机速度。图2是逆变器功率损耗映射图，其显示了用于电机的代表性功率逆变器的在y轴线上以牛顿-米(Nm)表示的不同逆变器扭矩下以千瓦(kW)表示的电动机功率损耗曲线和X轴线上以每分钟转数(rpm)表示的电动机速度的曲线图，实时电机特征在于具有如图1所示的电动机功率损失。图3是动力传动系一部分的示意性图，动力传动系具有电机和功率逆变器，其可根据图12的方法控制且代表图4和6的混合动力传动系中的任何电机。图4是具有第一混合动力传动系的车辆的示意图。图5是用于代表性混合动力传动系的第一电机和用于代表性混合动力传动系的第二电机的累积能量损耗曲线图，两者都是在第一电机处于自由运转状态和非自由运转状态时获得的，在自由运转状态中第一电机的逆变器开关处于待命模式，且在非自由运转状态中第一电机的逆变器开关处于主动模式。图6是具有第二混合动力传动系的第二车辆的示意图。图7是用于图6的动力传动系的后驱动车轴功率对前驱动车轴功率的曲线图。图8是车辆速度、变速器中齿轮速度、和车辆加速度对以秒表示的时间的示意性曲线图。图9是与图8的驾驶循环对应的、以千瓦表示的发动机功率、以千瓦表示的第一电机的机械功率、以千瓦表示的第二电机的机械功率、以千瓦表示的电池功率、和车辆牵引功率对以秒表示的时间的示意性曲线图。图10是与图8的驾驶循环相应的发动机扭矩、第一电机扭矩和第二电机扭矩对以秒表示的时间的示意性曲线图。图11是与图8的驾驶循环对应的、以千瓦表示的发动机速度、以千瓦表示的第一机的速度、以千瓦表示的第二电机的速度(都是以每分钟转数(rpm)表示)的示意性曲线图。图12是控制混合动力传动系减少电功率损耗的方法的流程图。【具体实施方式】参见附图，其中相同的附图标记在几幅图中指示相同的部件，图1和2分别显示了混合动力传动系的电机和功率逆变器的典型的电功率损失。本文提供一种控制具有至少两个电机的混合动力传动系的方法，如针对图12的流程图所述的，本方法是通过替换地允许电机中的任一或两者“自由运转”且将与自由运转的电机相关的功率逆变器设定为“待命模式”而确定电功率损失是否可被减小来执行，如进一步在本文描述的。图1显示了各种电动机功率损耗曲线，在牛顿-米(Nm)表示的电动机扭矩极限曲线IOA和IOB之间(对应电机的每分钟转数(rpm)表示的速度)，其范围是0.2到4kW，所述电机具有最大扭矩能力TQmax和最大速度RPMmx。图2显示了各种逆变器功率损耗曲线，在牛顿-米(Nm)表示的电动机扭矩极限曲线IOA和IOB之间(对应电机的每分钟转数(rpm)表示的速度)，其范围是0.2到2kW。图1和2的功率损耗曲线用于永磁体电机。图1和2显示了甚至在相对较低的电动机扭矩下，例如小于或等于最大电动机扭矩能力TQmax的大约10%的扭矩，在预定扭矩12A、12B之间，存在电动机功率损失和逆变器功率损失。如果电机以预定扭矩12A、12B操作或以在两者之间的扭矩操作，则图10的方法实施为确定是否可通过允许电机以相对较低扭矩操作以代替自由运转而将系统功率损失(即用于两个或更多电机和相关的逆变器的电动机功率损失和逆变器功率损失)减小，其中逆变器处于待命模式。 在电机不被控制为提供扭矩或产生电力且没有电功率通过定子绕组时电机是“自由运转”(free-running)的。电机的转子仍然可以以自由运转状态旋转，如此仍然可以存在与游隙(windage)相关的旋转损失。例如与电动机绕组中的电功率相关的功率损失将被避免。在用于将从电池供应或供应到电池的直流电转换为交流电(具有三相绕组的电机所需或通过其产生)的逆变器中的开关被禁用时，功率逆变器处于“待命模式”。通过控制开关保持打开而禁用开关。在电机自由运转的任何周期中，操作性地连接到电机的逆变器不需要转换电流的功能。自由运转周期期间开关的操作是不必要的，且如果功率逆变器置于待命模式，则由于逆变器中不必要的开关造成的功率损耗由此可被避免。相比之下，在功率逆变器的开关被控制为按照需要打开和关闭以在直流电和交流电之间转换时，功率逆变器处于“主动模式”。图3是包括连接到电机120的逆变器110的混合动力传动系的一部分的示意图。图3示出了可被称为星形连接(或Y连接)的三相电机120的具体类型，且逆变器110是三相电压源逆变器模块，其可被称为全波桥式逆变器110。应注意，图12的方法并不限于图3所述的电机120和逆变器110。电机120具有电动机端子A、B和C之间的wye构造下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制混合动力传动系的方法，包括：确定其中第一电机和第二电机两者的功率逆变器都处于主动模式中操作时的第一电功率损耗值；确定以下至少一个：其中第一电机的功率逆变器处于主动模式中且第二电机的功率逆变器处于待命模式中操作时的第二电功率损耗值；其中第二电机的功率逆变器处于主动模式中且第一电机的功率逆变器处于待命模式中操作时的第三电功率损耗值；确定第二电功率损耗值和第三电功率损耗值中的所述至少一个与第一电功率损耗值中的最低值。经由控制器，执行与功率逆变器有关的控制动作，以将功率逆变器设定在与第二和第三电功率损耗值中的所述至少一个与第一电功率损耗值中的最低值相对应的模式中。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：G塔麦，AJ科塞提，NK巴克诺，MJ金，
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：