用于估计用于逆变器的中间电路电容器的有效电流的方法和设备技术

本发明专利技术提供了一种方法和一种设备，所述方法和所述设备用于估计用于电池（1）的、逆变器（9）的和N相电机（6）的总体系统的中间电路电容器（CZWK）的有效电流（IC,rms），其中，在所述总体系统中，所述逆变器（9）转换从所述电池（1）接收的直流电功率以用于利用N个相电流为所述电机通电，并且其中，所述中间电路电容器的、待估计的有效电流（IC,rms）根据计算规则被计算，所述电机的所述N个相位的预先给定的切换时间（tLow,Off、tHigh,Off）、所述电机的N‑1个相位或者N个相位的测量出的相电流（(ISU、ISV、ISW）以及预先给定的电池直流电流（IBatt）作为输入量被供给至所述计算规则。这实现了对用于任意的脉冲模式的中间电路电容器的有效电流（IC,rms）的精确地估计，所述脉冲模式用于操控所述逆变器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于估计用于逆变器的中间电路电容器的有效电流的方法和设备本专利技术涉及用于估计用于电池、逆变器和电机的总体系统的中间电路电容器的有效电流的方法和设备。
技术介绍
就混合动力车辆和电动车辆而言，逆变器或者脉冲逆变器被用于操控电机。并非仅仅出于监控的目的，中间电路电容器的、所谓的有效电流的知识也是值得期望的。用于计算中间电路电容器的有效电流的、已知的构思进行分析计算，所述分析计算然而仅仅适用于逆变器的、特殊的操控方法或者脉冲模式。因此，已知的构思没有提供用于计算中间电路电容器的有效电流的可能性，所述中间电路电容器用于逆变器的以及电机的、任意的操控方法和运行点。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于提供用于估计中间电路电容器的有效电流的方法和设备，所述中间电路电容器用于电池的、逆变器的和N相电机的总体系统，其中，对于所述逆变器的和所述电机的、任意的操控方法和运行类型，所述方法和所述设备应当实现了对所述中间电路电容器的所述有效电流的、精确的估计。本专利技术的任务通过根据权利要求1的方法以及通过根据权利要求10的设备被解决。有利的实施方式由从属权利要求得出。用于估计用于电池的、逆变器的和N相电机的总体系统的中间电路电容器的有效电流的方法被提供，所述电机优选被构造为同步电机，其中，在所述总体系统中，所述逆变器转换从所述电池接收的直流电功率以用于利用N个相电流为所述电机通电，并且其中，所述中间电路电容器的、待估计的有效电流根据计算规则被计算，所述电机的所述N个相位的预先给定的切换时间、所述电机的N-1个相位或者N个相位的测量出的相电流以及预先给定的电池直流电流作为输入量被供给至所述计算规则。概念“电池”被理解为每个蓄能器，所述蓄能器能够间接或者直接地提供作为电池电流的直流电流。独立于操控方法或者脉冲操控方法以及逆变器的运行点，所述方法实现了对中间电路电容器的有效电流的、精确地估计或者计算。因此，所述方法提供了相对于上面所提及的已知的构思的、显著的优点。本专利技术原则上适用于用于任意的逆变器的中间电路电容器的有效电流的估计。它特别适用于用于脉冲逆变器的中间电路电容器的有效电流的估计。因此，在这个说明书中以及权利要求中，概念“逆变器”和“脉冲逆变器”被同义地使用，而无其它的区别。概念“有效电流”以及“均方根电流（rms-电流）”或者“RMS-电流”表示同样的电流。根据所述方法的一种实施方式，作为相应的二次积分的所述计算规则基于所供给的所述输入量计算电荷的平方，所述电荷在所述逆变器的开关部件中流动。这实现了有效地并且精确地计算用于任意的脉冲模式的、待估计的有效电流，所述脉冲模式用于操控所述逆变器。根据用于对称的逆变器或者脉冲逆变器的所述方法的另一种实施方式，基于所述N-1个相位的所述测量出的相电流，不同于所述N-1个相位的、第N个相位的相电流被计算并且作为所述第N个相位的相电流被供给至所述计算规则。因此，不需要N个相位电流传感器，而仅需要N-1个相位电流传感器，使得单个的相位电流传感器通过所述方法的使用能够被省去并且不必被提供在所述电机处。在N个相位时仅使用N-1个相位电流传感器的可能性利用所述电机的以及所述逆变器的对称性，所述逆变器操控这个电机。根据所述方法的另一种实施方式，作为二次积分的所述计算规则基于所述切换时间计算相电流的平方的时间积分，所述计算规则用于所述N个相位中的至少一个相位、优选所有相位，所述切换时间配属于所述相位并且作为输入量被供给，所述相电流配属于相应相位并且作为输入量被供给。这实现了有效地并且精确地计算用于任意的脉冲模式的、待估计的有效电流，所述脉冲模式用于操控所述逆变器。这实现了特别有效地并且精确地计算用于任意的脉冲模式的、待估计的有效电流，所述脉冲模式用于操控所述逆变器。根据所述方法的另一种实施方式，作为混合积分的所述计算规则基于所述切换时间计算相电流的乘积的时间积分，所述计算规则用于所述N个相位中的两个相位，所述切换时间配属于所述相位并且作为输入量被供给，所述相电流属于这些相位并且作为输入量被供给。概念“二次积分”应当统一地表示测量出的或者供给至所述计算规则的、平方的相电流的时间积分。由于对电流的时间积分的计算，即在时间上或者在预先给定的切换时间期间（在电流的接通时间和切断时间的意义上）的、取决于时间的电流值的积分，限定流动的电荷，所述二次积分能够被理解为载荷的平方或者平方的电流积分。概念“混合积分”应当在这个说明书中统一地表示两个测量出的或者供给至所述计算规则的相电流的乘积的时间积分。具有两个相同的、待相乘的相电流的混合积分得出二次积分。根据所述方法的、上面的实施方式的另一种发展方案，作为混合积分的所述计算规则基于切换时间计算所述相电流的所述乘积的所述时间积分，所述计算规则用于N=3个相位中准确地两个相位，所述切换时间配属于所述两个相位中的准确地一个相位并且作为输入量被供给，所述相电流配属于这些相位并且作为输入量被供给，其中，此外，优选所述准确地两个相位是具有第二小的传导-持续时间的相位和具有最大的传导-持续时间的相位，并且其中，此外，优选所述计算仅仅基于配属于具有所述第二小的传导-持续时间的所述相位的切换时间被执行。这实现了极其有效地并且精确地计算用于任意的脉冲模式的、所述待估计的有效电流，所述脉冲模式用于操控所述逆变器。所述传导-持续时间对应于高-电平或者相应的操控信号的高-电平（所述操控信号用于所述逆变器的相位），并且，在标准化至PWM-操控模式的周期持续时间时也被称为占空因数、操控度或者工作周期（简写为dyc）。根据所述方法的另一种实施方式，所述计算规则使用所述预先给定的切换时间来确定时间积分的区间界限，所述时间积分能够通过所述计算规则被计算，其中，它优选地将所述预先给定的切换时间用作所述区间界限。这实现了对所述待估计的有效电流的、特别有效的计算。根据所述方法的另一种实施方式，用于相应的相位的、作为二次积分的所述计算规则计算平方的、所供给的相电流的时间积分，和/或，用于两个相位的、作为混合积分的所述计算规则计算配属于这些相位的和所供给的所述相电流的乘积的时间积分，借助相应的、所供给的所述相电流通过二次函数的近似值，尤其是通过二次多项式。这个近似值实现了对所述中间电路电容器的所述待估计的有效电流的特别有效并且同时精确的计算，所述近似值在下面非常详细地被说明以及阐述。根据所述方法的另一种实施方式，对于任意的、尤其是不同于平-顶-脉冲模式的、用于操控所述逆变器的脉冲模式，所述计算规则计算所述二次积分和所述混合积分，仅仅用于所述逆变器的高-侧-开关部件。这实现了对待估计的有效电流的特别有效的计算，所述有效电流用于任意的、用于操控所述逆变器的脉冲模式。可选择地或者根据所述方法的另一种实施方式，对于用于操控所述逆变器的平-顶-脉冲模式，所述计算规则计算所述二次积分和所述混合积分，仅仅用于所述逆变器的低-侧-开关部件。对于具有平-顶-操纵器的逆变器或者脉冲逆变器，这实现了所述待计算的积分的减少。根据所述方法的另一种实施方式，所述计算规则计算作为所述计算出的二次积分以及混合积分的总和减去所述预先给定的电池直流电流的所述中间电路电容器的有效电流，其中，具有所述最小的传导-持续时间的相位的所述二次积分负地进入所本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于估计用于电池（1）的、逆变器（9）的和N相电机（6）的、优选同步电机的总体系统的中间电路电容器（CZWK）的有效电流（IC,rms）的方法，其中，在所述总体系统中，所述逆变器（9）转换从所述电池（1）接收的直流电功率以用于利用N个相电流为所述电机通电，并且其中，所述中间电路电容器的、待估计的有效电流（IC,rms）根据计算规则进行计算，所述电机的N个相位的预先给定的切换时间（tLow,Off、tHigh,Off）、所述电机的N‑1个相位或者N个相位的测量出的相电流（(ISU、ISV、ISW）以及预先给定的电池直流电（IBatt）作为输入量被供给至所述计算规则。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.01 DE 102015205961.81.用于估计用于电池（1）的、逆变器（9）的和N相电机（6）的、优选同步电机的总体系统的中间电路电容器（CZWK）的有效电流（IC,rms）的方法，其中，在所述总体系统中，所述逆变器（9）转换从所述电池（1）接收的直流电功率以用于利用N个相电流为所述电机通电，并且其中，所述中间电路电容器的、待估计的有效电流（IC,rms）根据计算规则进行计算，所述电机的N个相位的预先给定的切换时间（tLow,Off、tHigh,Off）、所述电机的N-1个相位或者N个相位的测量出的相电流（(ISU、ISV、ISW）以及预先给定的电池直流电（IBatt）作为输入量被供给至所述计算规则。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，作为相应的二次积分的所述计算规则基于所供给的所述输入量计算电荷（QSqHS_U、QSqHS_V、QSqHS_W；QSqLS_U、QSqLS_V、QSqLS_W）的平方，所述电荷在所述逆变器的开关部件中流动。3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，基于所述N-1个相位的所述测量出的相电流，计算不同于所述N-1个相位的、第N个相位的相电流，并且作为所述第N个相位的相电流供给至所述计算规则。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为二次积分的所述计算规则基于所述切换时间（tLow,Off、tHigh,Off）计算相电流的平方的时间积分，所述计算规则用于所述N个相位中的至少一个相位、优选所有相位，所述切换时间配属于所述相位并且作为输入量被供给，所述相电流配属于所述相位并且作为输入量被供给。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为混合积分的所述计算规则基于所述切换时间（tLow,Off、tHigh,Off）计算相电流的乘积的时间积分，所述计算规则用于所述N个相位中的两个相位，所述切换时间配属于所述相位并且作为输入量被供给，所述相电流配属于这些相位并且作为输入量被供给。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，作为混合积分的所述计算规则基于切换时间（tLow,Off、tHigh,Off）计算所述相电流的所述乘积的所述时间积分，所述计算规则用于N=3个相位中准确地两个相位，所述切换时间配属于所述两个相位中的准确地一个相位并且作为输入量被供给，所述相电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：D齐默曼，M希尔施，C琼加，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE