一种电机控制器、动力总成、控制方法及电动车辆技术

一种电机控制器(10)、动力总成(800)、控制方法及电动车辆(900)，涉及电动车辆(900)技术领域。该电机控制器(10)的输入端连接动力电池组(30)，电机控制器(10)的输出端连接电机(20)的三相电机绕组，电机控制器(10)包括逆变电路(101)和控制器(102)。其中，逆变电路(101)的输入端为电机控制器(10)的输入端，逆变电路(101)的每一相输出端分别连接电机(20)的一相电机绕组。控制器(102)用于控制逆变电路(101)同时向三相电机绕组输出电流，且输入每一相电机绕组的电流依次轮流达到预设电流。利用该电机控制器(10)，充分利用电机绕组的发热能力对动力电池组(30)进行加热，并且保障了电机(20)的对称性和可靠性，还能够避免使用额外的加热装置对动力电池组(30)进行加热，减少了占用的空间和成本。空间和成本。空间和成本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种电机控制器、动力总成、控制方法及电动车辆


[0001]本申请涉及电动车辆
，尤其涉及一种电机控制器、动力总成、控制方法及电动车辆。

技术介绍

[0002]随着现代社会能源短缺和环境污染问题的加剧，电动车辆作为新能源汽车受到了各界的广泛关注。电动车辆由动力电池组供电，通过电机将电能转换为机械能以驱动电机。
[0003]随着电动车辆的大量部署，许多电动车辆被用于冬季寒冷的区域，或任何时候都寒冷的区域，而电动车辆的动力电池组在低温时的放电性能较差，因此动力电池组需要有高效的低温加热措施，以保证动力电池组能够在安全的温度范围内向电机输出功率。
[0004]参见图1，该图为现有技术提供的一种动力电池组的加热装置的示意图。
[0005]该加热装置包括正温度系数(Positive Temperature Coefficient，PTC)电阻Rp和可控开关管S。PTC电阻Rp和S串联后与电动车辆的母线电容Co并联。当电动车辆的电池管理系统(Battery Management System，BMS)确定电池温度较低时，控制可控开关管S闭合，PTC电阻Rp接入电路后进行放热，进而加热动力电池组。但是该加热方式需要增加额外的加热装置，占用了空间并增加了成本。
[0006]现有技术的另一种动力电池组的加热方法为:通过导热介质吸收电机绕组产生的废热，并用于加热动力电池组，但这种方案仍面临两个问题：首先，仅利用电机绕组的发热，加热功率较小，导致加热速度较慢；其次，由于这种方式利用电机的三相绕组作为通流回路，向电机绕组注入电流的方式为：一相绕组输入电流，其余两相绕组输出电流；或者一相绕组输入电流，一相绕组输出电流，而第三相绕组的电流为零，不论以何种方式，三相绕组电流都不可能相等，因此三相绕组发热不均匀，而发热不均匀首先会导致发热较多的一相绕组老化较快，易造成三相不平衡等问题影响电机性能，其次会导致绕组温升由温度最高的一相绕组限制，这种通流加热方式下，无法充分利用三相绕组的发热能力。

技术实现思路

[0007]本申请提供了一种电机控制器、动力总成、控制方法及电动车辆，避免了增加额外的加热装置对动力电池组进行加热，减少了占用的空间和成本，并且提升了对动力电池组的加热效果。
[0008]第一方面，本申请提供了一种电机控制器(Motor Control Unit，MCU)，电机控制器的输入端连接动力电池组，电机控制器的输出端连接电机的三相电机绕组，电机控制器包括逆变电路和控制器。其中，逆变电路的输入端为电机控制器的输入端，逆变电路的每一相输出端分别连接电机的一相电机绕组。控制器用于控制逆变电路同时向三相电机绕组输出电流，且输入每一相电机绕组的电流依次轮流达到预设电流。
[0009]该控制器控制逆变电路同时向三相电机绕组输出电流，此时三相电机绕组均进行发热，增大了电机整体的发热功率。此外，控制器通过控制逆变电路的输出电流还使得每一
相电机绕组的电流依次轮流达到预设电流，电机绕组的电流为该预设电流时电机绕组有较高的发热功率，进而使得三相电机绕组均匀发热，且随着流过的电流大小的切换，三相电机绕组的发热功率均可以维持在较高状态，充分利用电机绕组的发热能力，提升了对动力电池组的加热速率，避免了某一相电机绕组因长时间发热而导致寿命被明显缩短，进而还提升了电机的对称性和可靠性。此外，本申请提供的方案避免了增加额外的加热装置对动力电池组进行加热，还减少了占用的空间和成本。
[0010]控制器可以为专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)、现场可编程逻辑门阵列(Field
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programmable Gate Array，FPGA)、通用阵列逻辑(Generic Array Logic,GAL)或其任意组合，本申请对此不作具体限定。
[0011]逆变电路中包括可控开关管，本申请不具体限定可控开关管的类型，例如可以为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Filed Effect Transistor，MOSFET)、碳化硅场效应管(Silicon Carbide Metal Oxide Semiconductor，SiC MOSFET)等。
[0012]控制器向可控开关管发送控制信号以控制可控开关管的工作状态。该控制信号可以为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号。
[0013]在一种可能的实现方式中，控制器还根据动力电池组的温度确定预设电流，预设电流的大小与动力电池组的温度负相关。
[0014]对于动力电池组，其温度越低，在相同的加热时间内，需求的动力电池组的加热速率越高，对应的预设电流越大。
[0015]控制器可以通过整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)或者BMS获取动力电池组的温度信息，进而确定动力电池组的温度。
[0016]在一种可能的实现方式中，控制器还根据获取的加热指令确定预设电流，加热指令用于指示预设电流的大小。驾驶员可以根据实际需求确定对动力电池组的加热档位(加热档位越高，加热速率越快)，或者调整对动力电池组的加热时间(加热时间越短，相当于加热档位越高)，响应于驾驶员的输入操作，整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)结合当前的动力电池组的温度信息确定对应的加热指令，并向控制器发送该加热指令，加热指令用于指示预设电流的大小。
[0017]在一种可能的实现方式中，控制器具体用于根据预设位置角和预设电流，确定每一相电机绕组的输入电流的幅值和相位，预设位置角表征预设电流和电机的d轴的夹角。根据每一相电机绕组的输入电流的幅值和相位，以及每一相电机绕组的阻抗确定每一相电机绕组的输入电压的幅值和相位。根据输入电压的幅值确定逆变电路的控制信号的占空比，以及根据输入电压的相位确定逆变电路的控制信号的发送时间，进而利用相应的控制信号对电机控制器进行控制。
[0018]在一种可能的实现方式中，控制器具体用于控制预设位置角在预设角度范围内进行周期性变化。以使得且输入每一相电机绕组的电流依次达到预设电流。
[0019]在一种可能的实现方式中，预设角度范围为0
‑
360
°
，控制器控制预设位置角按照
预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，预设角度增量的数值为120的正约数。
[0020]其中，120的正约数包括1、2、3、4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电机控制器，其特征在于，所述电机控制器的输入端用于连接动力电池组，所述电机控制器的输出端用于连接电机的三相电机绕组，所述电机控制器包括：逆变电路和控制器；其中，所述逆变电路的输入端为所述电机控制器的输入端，所述逆变电路的每一相输出端分别连接所述电机的一相电机绕组；所述控制器，用于控制所述逆变电路同时向所述三相电机绕组输出电流，且输入每一相电机绕组的电流依次达到预设电流。2.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述控制器，还用于根据所述动力电池组的温度确定所述预设电流，所述预设电流的大小与所述动力电池组的温度负相关。3.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述控制器，还用于根据获取的加热指令确定所述预设电流，所述加热指令用于指示所述预设电流的大小。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的电机控制器，其特征在于，所述控制器具体用于：根据预设位置角和所述预设电流，确定每一相所述电机绕组的输入电流的幅值和相位，所述预设位置角表征所述预设电流和所述电机的d轴的夹角；根据每一相所述电机绕组的输入电流的幅值和相位，以及每一相所述电机绕组的阻抗确定每一相所述电机绕组的输入电压的幅值和相位；根据所述输入电压的幅值确定所述逆变电路的控制信号的占空比，以及根据所述输入电压的相位确定所述逆变电路的控制信号的发送时间。5.根据权利要求4所述的电机控制器，其特征在于，所述控制器具体用于控制所述预设位置角在预设角度范围内进行周期性变化。6.根据权利要求5所述的电机控制器，其特征在于，所述预设角度范围为0
‑
360
°
，所述控制器控制所述预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，所述预设角度增量的数值为120的正约数。7.根据权利要求5所述的电机控制器，其特征在于，所述预设角度范围为0
‑
120
°
，所述控制器控制所述预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，所述预设角度增量的数值为60的正约数。8.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述控制器具体用于，控制所述逆变电路向所述三相电机绕组输出的电流的波形为以下中的一种：正弦波、方波或三角波。9.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述逆变电路为三相两电平逆变电路或三相三电平逆变电路。10.根据权利要求1
‑
9中任一项所述的电机控制器，其特征在于，所述控制器还用于控制所述泵装置的工作状态，所述电机通过第一冷却回路进行热交换，并通过所述泵装置驱动冷却工质在所述第一冷却回路中循环。11.一种电机控制器的控制方法，用于对动力电池组进行加热，所述电机控制器包括逆变电路和控制器，所述逆变电路的输入端为所述电机控制器的输入端，用于连接所述动力电池组，所述逆变电路的每一相输出端分别连接所述电机的一相电机绕组，其特征在于，所述电机控制器的控制方法包括：确定加热所述动力...

【专利技术属性】
技术研发人员：石超杰，毋超强，陈善开，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：