用于联接到逆变器的可变DC总线电压的系统和方法技术方案

电压命令估计器被配置成基于在相应时间间隔内的所述第一直轴电流/电压命令、所述第一交轴电流/电压命令、所述第二直轴电流/电压命令和所述第二交轴电流/电压命令而估计最小所需可变DC总线电压。所述电压命令估计器被配置成向电压调节器提供所述所估计的最小所需可变DC总线电压，以将所述可变DC电压总线的所述所观测到的电压电平调整到所述所估计的最小所需可变DC总线电压，以便在所述时间间隔处维持在所述第一可变负载下的所述第一电动机器和在所述第二可变负载下的所述第二电动机器的操作，如由电压/电流命令所命令的那样。

【技术实现步骤摘要】
用于联接到逆变器的可变DC总线电压的系统和方法
本公开涉及一种用于联接到逆变器的可变直流(DC)总线电压的系统和方法。相关申请本中请要求2019年6月14日提交的序列号为62/861,792的美国临时申请的提交日期和优先权的权益，所述美国临时申请通过全文引用并入本文中。
技术介绍
在一些现有技术的车辆系统中，DC总线电压固定在可以确定逆变器的可用交流(AC)输出的电压电平，以提供电动马达或其它负载。如果DC总线电压电平被设计成高于所需的电平，则联接到DC总线的电容器和逆变器的开关可能经历增加的热应力；因此，降低了寿命。因此，需要一种用于联接到逆变器的可变DC总线电压的系统和方法，其中系统和方法非常适合于降低DC总线电容器或一个或多个逆变器内的开关的热应力。
技术实现思路
根据一个实施例，一种方法和系统被配置成控制联接到可变DC电压总线的第一逆变器和第二逆变器。第一和第二逆变器的逆变器输入联接到可变直流(DC)电压总线，并且逆变器输出连接到第一可变负载和第二可变负载。传感器(例如，电压传感器)在时间间隔内测量所述可变DC电压总线的所观测到的电压电平。在第一逆变器中，第一电子数据处理器被配置成基于第一电动机器的所述第一可变负载而确定包括第一直轴电流/电压命令和第一交轴电流/电压命令的第一扭矩命令和/或第一速度命令。在第二逆变器中，第二电子数据处理器被配置成基于第二电动机器的所述第二可变负载而确定包括第二直轴电流/电压命令和第二交轴电流/电压命令的第二扭矩命令和/或第二速度命令。电压命令估计器被配置成基于在相应时间间隔内所述第一直轴电流/电压命令、所述第一交轴电流/电压命令、所述第二直轴电流/电压命令和所述第二交轴电流/电压命令而估计最小所需(例如，目标)可变DC总线电压。所述电压命令估计器被配置成向电压调节器提供所述所估计的最小所需可变DC总线电压(例如，命令估计器确定所述第一机器的第一可变负载或第二机器的所述第二可变负载所需的所述可变DC总线电压中的较大者)，以将所述可变DC电压总线的所述所观测到的电压电平调整到所述所估计的最小所需(例如，目标)可变DC总线电压，以在所述时间间隔处维持在所述第一可变负载下的所述第一电动机器和在所述第二可变负载下的所述第二电动机器的操作，如电压/电流命令所命令的那样。附图说明图1是联接到由可变DC总线供电的第一逆变器的第一电动机器、联接到由可变DC总线供电的第二逆变器的第二电动机器和用于基于来自命令估计器的命令数据而调节可变DC总线的电压电平的电压调节器的一个实施例的框图。图2是示出在针对第一可变负载和第二可变负载的假设瞬态负载下(最小估计目标或)所需DC总线电压对时间的图示性示例的图表。图3是示出第一逆变器和第二逆变器的开关的图示性示意图的示意图，所述第一逆变器和第二逆变器由具有电容器的可变DC总线馈电，以减小可变DC总线上的纹波电流。图4是示出穿过电容器的DC总线均方根(RMS)电流的图示性降低的图表，对于可变DC总线对可比的固定DC总线而言，所述电容器滤除了在可变DC总线上的一些不想要的纹波电流或交流信号分量。图5是示出用于固定DC总线对可变DC总线的逆变器开关的切换能量对时间的图表，所述可变DC总线满足基于负载条件(例如，逆变器驱动的电动机器上的瞬态负载条件)的可变DC总线的最小估计目标所需DC电压电平。图6是联接到由可变DC总线供电的第一逆变器的第一电动机器、联接到由可变DC总线供电的第二逆变器的第二电动机器和用于基于来自具有可配置滤波、转换速率(slew-rate)和裕度的命令估计器的命令数据而调节可变DC总线的电压电平的电压调节器的另一实施例的框图。图7是用于向调节器提供所估计的最小所需(例如，目标)可变DC总线电压的方法的一个实施例的流程图。图8是用于向调节器提供所估计的最小所需(例如，目标)可变DC总线电压的方法的另一实施例的流程图。具体实施方式图1是用于联接到逆变器的可变直流(DC)总线电压的系统11的一个实施例的框图。在图1中，第一电动机器12联接到由可变DC总线(例如，可在DC总线端子30处观测到)供电的第一逆变器14。第二电动机器112联接到由可变DC总线供电的第二逆变器114。在一个实施例中，电压调节器34联接到DC总线端子30。电压调节器34被配置成基于命令估计器36(例如，VDC电压命令估计器)而调节可变DC总线的电压电平。根据一个实施例，方法和系统11被配置成控制联接到可变DC电压总线或DC总线端子30的第一逆变器14和第二逆变器114。第一逆变器14和第二逆变器114的逆变器输入在DC总线端子30处联接到可变直流(DC)电压总线，并且逆变器输出连接到第一可变负载(例如，第一电动机器12)和第二可变负载(例如，第二电动机器112)。传感器32(例如，电压传感器)在时间间隔内测量在DC总线端子30处的可变DC电压总线的所观测到的电压电平。在第一逆变器14中，第一电子数据处理器24被配置成基于第一电动机器12的第一可变负载而确定包括第一直轴电流/电压命令和第一交轴电流/电压命令的第一扭矩命令和/或第一速度命令。在第二逆变器114中，第一电子数据处理器124被配置成基于第二电动机器112的第二可变负载而确定包括第二直轴电流/电压命令和第二交轴电流/电压命令的第二扭矩命令和/或第二速度命令。在一个配置中，第一逆变器14操作以在以下模式中的一个或多个中控制第一电动机器12：电压控制模式、扭矩控制模式、无传感器位置模式(sensorlesspositionmode)、相移控制模式、三角波形控制模式、梯形波形控制模式或空间矢量脉宽调制控制模式。举例来说，在一个图示性配置中，第一逆变器14在电压控制模式中操作或控制第一电动机器12，而第二逆变器114在扭矩控制模式中操作或控制第二电动机器112。无传感器位置模式意味着电动马达不与编码器、解析器或磁场传感器和嵌入于电动马达的转子轴中以估计电动马达的转子位置、转子旋转速度或扭矩的磁体相关联。相反，机器状态估计器和控制模块(16、116)检测或估计(例如，依据来自相位输出的信号反馈)电动机器或电动马达(12、112)的转子位置、转子速度和/或扭矩。然而，在替代实施例中，电动马达或电动机器可以与编码器、解析器、磁场传感器和嵌入于电动马达的转子轴中的磁体或者用以检测或估计电动机器的转子位置、转子旋转速度或扭矩的另一机器传感器相关联，其中，机器传感器的输出联接到相应逆变器或机器状态估计器和控制模块(16、116)。电压命令估计器36被配置成基于在相应时间间隔内的第一直轴电流/电压命令、第一交轴电流/电压命令、第二直轴电流/电压命令和第二交轴电流/电压命令而估计最小所需可变DC总线电压。电压命令估计器36被配置成向电压调节器34提供所估计的最小所需可变DC总线电压(例如，命令估计器确定第一机器的第一可变负载或第二机器的第二可变负载所需的可变DC总线电压中的较大者)，以将可变DC电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制联接到可变DC电压总线的第一逆变器和第二逆变器的方法，其中，逆变器输入联接到可变直流(DC)电压总线，并且逆变器输出连接到第一可变负载和第二可变负载，所述方法包括：/n在时间间隔内测量所述可变DC电压总线的所观测到的电压电平；/n在第一逆变器中，基于第一电动机器的所述第一可变负载而确定包括第一直轴电流/电压命令和第一交轴电流/电压命令的第一扭矩命令和/或第一速度命令；/n在第二逆变器中，基于第二电动机器的所述第二可变负载而确定包括第二直轴电流/电压命令和第二交轴电流/电压命令的第二扭矩命令和/或第二速度命令；/n基于在相应时间间隔内的所述第一直轴电流/电压命令、所述第一交轴电流/电压命令、所述第二直轴电流/电压命令和所述第二交轴电流/电压命令而估计最小所需可变DC总线电压；和/n向电压调节器提供所估计的最小所需可变DC总线电压，以将所述可变DC电压总线的所述所观测到的电压电平调整到所估计的最小所需可变DC总线电压，以在所述时间间隔处维持在所述第一可变负载下的所述第一电动机器和在所述第二可变负载下的所述第二电动机器的操作，所述操作由所述电压/电流命令所命令。/n

【技术特征摘要】
20190614 US 62/861,792;20191015 US 16/653,0161.一种用于控制联接到可变DC电压总线的第一逆变器和第二逆变器的方法，其中，逆变器输入联接到可变直流(DC)电压总线，并且逆变器输出连接到第一可变负载和第二可变负载，所述方法包括：
在时间间隔内测量所述可变DC电压总线的所观测到的电压电平；
在第一逆变器中，基于第一电动机器的所述第一可变负载而确定包括第一直轴电流/电压命令和第一交轴电流/电压命令的第一扭矩命令和/或第一速度命令；
在第二逆变器中，基于第二电动机器的所述第二可变负载而确定包括第二直轴电流/电压命令和第二交轴电流/电压命令的第二扭矩命令和/或第二速度命令；
基于在相应时间间隔内的所述第一直轴电流/电压命令、所述第一交轴电流/电压命令、所述第二直轴电流/电压命令和所述第二交轴电流/电压命令而估计最小所需可变DC总线电压；和
向电压调节器提供所估计的最小所需可变DC总线电压，以将所述可变DC电压总线的所述所观测到的电压电平调整到所估计的最小所需可变DC总线电压，以在所述时间间隔处维持在所述第一可变负载下的所述第一电动机器和在所述第二可变负载下的所述第二电动机器的操作，所述操作由所述电压/电流命令所命令。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，提供所估计的最小所需可变DC总线电压进一步包括：限制所述DC总线电压的波动以满足或超过在所述第一可变负载下的所述第一电动机器和在所述第二可变负载下的所述第二电动机器的所需求电流和相应的所需求电压电平，使得所述可变DC总线电压固定在高于所估计的最小所需可变DC总线电压的恒定DC电平。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将目标可变DC总线电压估计为与例如所述第一电动机器和所述第二电动机器的每个负载的所命令的直轴电压和所命令的交轴电压的平方和的平方根成比例，来完成对所述可变DC总线电压的估计。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述目标可变DC总线电压是所述第一电动机器或所述第二电动机器所需的目标可变DC总线电压中的较大者。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述可变DC总线电压的估计进一步包括根据以下等式来估计所述可变DC总线电压：

其中，Vdc_est(EM1)是用于所述第一电动马达的所述最小估计可变DC总线电压，其中，V*d(EM1)是所述第一逆变器的所述所命令的直轴电压，并且V*q(EM1)是所述第一逆变器的所述所命令的交轴电压；

其中，Vdc_est(EM2)是用于所述第二电动马达的所述最小估计可变DC总线电压，其中，V*d(EM2)是所述第二逆变器的所述所命令的直轴电压，并且V*q(EM2)是所述第二逆变器的所述所命令的交轴电压；

是用于所述第一电动马达(例如，EM1)的和用于所述第二电动马达的中的最大值或较大者。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述可变DC总线电压的估计进一步包括根据以下等式米估计所述可变DC总线电压：
如果Vdc_cmd≤VDCThresh，则Vdc_cmd＝MaxVdc_est(EM1，EM2)+M，其中，Vdc_cmd是所命令的被估计的可变DC总线电压，VDCThresh是固定DC总线电压阈值，M是裕度，并且是用于所述第一电动马达(例如，EM1)的和用于所述第二电动马达的中的最大值或较大者。


7.根据权利要求4所述的方法，其中，对所述可变DC总线电压的估计进一步包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹，吴隆，朱光启，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US