电动汽车的动力总成电路及动力电池加热方法技术

本发明专利技术提供了一种电动汽车的动力总成电路及动力电池加热方法，动力总成电路包括：电源，设于动力总成电路上；电机控制器，并联于电源两端，包括形成三相电路的第一相、第二相、第三相；LC电路，并接在电源与电机控制器间；电机，包括形成三相绕组的第一绕组、第二绕组及第三绕组，且第一绕组、第二绕组及第三绕组分别与第一相、第二相、第三相并接；电机控制器控制第一相、第二相、第三相中的任一一相的载波反向。采用上述技术方案后，可解决电动汽车动力电池低温加热情况下消耗时间长、能量损耗大的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车的动力总成电路及动力电池加热方法


[0001]本专利技术涉及新能源车辆控制领域，尤其涉及一种电动汽车的动力总成电路及动力电池加热方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的快速发展，其主要应解决的问题，在于用户的续航里程、充电速度。而其中，当电动汽车从发动切换至行驶状态时，若电池处于低温状态，则电池的输出电压，最大允许功率，续航里程和寿命都会受到较大影响。，供电池升温至正常工作温度后，电池才能正常运行。因此，具有电池加热功能从而使电池在适宜的温度下工作，可以使电池在各种工况下发挥应有的性能，并提高电池的寿命。
[0003]在传统方案中，通常采用PTC等外挂设备对电池进行加热。但这种方案一方面增加了硬件成本，另一方面加热效率并不高，由于导热路径热阻的原因，许多热量都被耗散在了空气中。其他较新的方案通过控制逆变器给电机充放电，从而产生脉冲电流给电池加热。但这类方案存在加热效率不够高，只能在驻车状态下使用等缺点。
[0004]因此，需要一种针对电动汽车的新型动力总成电路和动力电池加热方法，可实现对动力电池的最高效加热。

技术实现思路

[0005]为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种电动汽车的动力总成电路及动力电池加热方法，可解决电动汽车动力电池低温加热情况下消耗时间长、能量损耗大的问题。
[0006]本专利技术公开了一种电动汽车的动力总成电路，设于电动汽车内，动力总成电路包括：
[0007]电源，设于动力总成电路上；
[0008]电机控制器，并联于电源两端，包括形成三相电路的第一相、第二相、第三相；
[0009]LC电路，并接在电源与电机控制器间；
[0010]电机，包括形成三相绕组的第一绕组、第二绕组及第三绕组，且第一绕组、第二绕组及第三绕组分别与第一相、第二相、第三相并接，其中
[0011]第一相包括串联的开关管S1、开关管S2，且并接至动力总成电路上；
[0012]第二相包括串联的开关管S3、开关管S4，且并接至动力总成电路上；
[0013]第三相包括串联的开关管S5、开关管S6，且并接至动力总成电路上；
[0014]第一绕组的一端连接在开关管S1和开关管S2间；
[0015]第二绕组的一端连接在开关管S3和开关管S4间；
[0016]第三绕组的一端连接在开关管S5和开关管S6间；
[0017]电机控制器控制第一相、第二相、第三相中的任一一相的载波反向。
[0018]优选地，电机的输出电流的波形为方形波、三角波或正弦波中的一种或多种；
[0019]电机控制器根据电机的当前角度，通过dq变换控制第一相、第二相、第三相上的第一电流、第二电流、第三电流的矢量和方向与当前角度的d轴方向重合；
[0020]电机控制器计算第一电流、第二电流、第三电流中的最大值，并控制最大值电流对应的载波反向。
[0021]优选地，电机控制器基于SVPWM/SPWM算法计算第一相、第二相、第三相的第一电流、第二电流、第三电流等效的q轴电流和d轴电流；
[0022]当电动汽车呈行驶状态时，第一电流、第二电流、第三电流之一载波反向后等效的d轴电流补充至LC电路的母线电流。
[0023]优选地，电机控制器于离线环境下，标定电机在周向范围内第一相、第二相、第三相的载波图像；
[0024]基于载波图像的第一相载波、第二相载波、第三相载波的幅值，确定载波反向策略，其中，载波反向策略包括：
[0025]电机每偏转60
°
调整第一相、第二相、第三相中载波反向的相位，且于周向范围内维持第一相反向、第三相反向、第二相反向、第一相反向、第三相反向、第二相反向的载波反向顺序。
[0026]优选地，电机控制器检测LC电路的谐振频率，并将第一相、第二相、第三相的载波频率调制为与谐振频率相等，使得第一绕组、第二绕组及第三绕组形成的逆变器向电源输送最大输入电流，以最大化电源的加热效果。
[0027]优选地，电机控制器绘制LC电路的频率
‑
增益曲线图，并提取频率
‑
增益曲线图中最大增益对应的频率为LC电路的谐振频率；
[0028]电机控制器将载波频率与谐振频率调制匹配，使得电源的电源电流、LC电路的母线电流和电容电流的有效值一致。
[0029]优选地，电机控制器根据LC电路的电容数据和电感数据计算理论谐振频率；
[0030]电机控制器测量电源的温升值或LC电路的母线电流有效值，并于理论谐振频率两侧反复迭代，直至电源的温升值或LC电路的母线电流有效值最大；
[0031]电机控制器记录电源的温升值或LC电路的母线电流有效值最大的频率为LC电路的实际谐振频率。
[0032]本专利技术还公开了一种电动汽车的动力电池加热方法，包括以下步骤：
[0033]配置一动力总成电路，动力总成电路包括：电源，设于动力总成电路上；电机控制器，并联于电源两端，包括形成三相电路的第一相、第二相、第三相；LC电路，并接在电源与电机控制器间，这里的LC谐振电路的L通常由电机控制器与电池连接的线缆寄生电感L组成，C主要为电机控制器的母线电容；电机，包括形成三相绕组的第一绕组、第二绕组及第三绕组，且第一绕组、第二绕组及第三绕组分别与第一相、第二相、第三相并接，其中第一相包括串联的开关管S1、开关管S2，且并接至动力总成电路上；第二相包括串联的开关管S3、开关管S4，且并接至动力总成电路上；第三相包括串联的开关管S5、开关管S6，且并接至动力总成电路上；第一绕组的一端连接在开关管S1和开关管S2间；第二绕组的一端连接在开关管S3和开关管S4间；第三绕组的一端连接在开关管S5和开关管S6间；
[0034]电机控制器控制第一相、第二相、第三相中的任一一相的载波反向。
[0035]优选地，还包括以下步骤：
[0036]电机控制器基于SVPWM/SPWM算法计算第一相、第二相、第三相的第一电流、第二电流、第三电流等效的q轴电流和d轴电流；
[0037]当电动汽车呈行驶状态时，第一电流、第二电流、第三电流之一载波反向后等效的d轴电流补充至LC电路的母线电流。
[0038]优选地，还包括以下步骤：
[0039]电机控制器检测LC电路的谐振频率，并将第一相、第二相、第三相的载波频率调制为与谐振频率相等，使得第一绕组、第二绕组及第三绕组形成的逆变器向电源输送最大输入电流，以最大化电源的加热效果。
[0040]采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0041]1.实现在最优载波频率调制下，完成动力电池的高效加热；
[0042]2.解决电动汽车动力电池加热电路需要额外设备和器件的问题，减小成本；
[0043]3.通过载波交错，将电机的电流有效值传递到母线上，进而传递到电源侧，实现动力电池的高频加热；
[0044]4.三相电流THD更小；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车的动力总成电路，设于电动汽车内，其特征在于，所述动力总成电路包括：电源，设于动力总成电路上；电机控制器，并联于所述电源两端，包括形成三相电路的第一相、第二相、第三相；LC电路，并接在所述电源与电机控制器间；电机，包括形成三相绕组的第一绕组、第二绕组及第三绕组，且第一绕组、第二绕组及第三绕组分别与所述第一相、第二相、第三相并接，其中所述第一相包括串联的开关管S1、开关管S2，且并接至动力总成电路上；所述第二相包括串联的开关管S3、开关管S4，且并接至动力总成电路上；所述第三相包括串联的开关管S5、开关管S6，且并接至动力总成电路上；所述第一绕组的一端连接在开关管S1和开关管S2间；所述第二绕组的一端连接在开关管S3和开关管S4间；所述第三绕组的一端连接在开关管S5和开关管S6间；所述电机控制器控制所述第一相、第二相、第三相中的任一一相的载波反向。2.如权利要求1所述的动力总成电路，其特征在于，所述电机的输出电流的波形为方形波、三角波或正弦波中的一种或多种；所述电机控制器根据所述电机的当前角度，通过dq变换控制第一相、第二相、第三相上的第一电流、第二电流、第三电流的矢量和方向与当前角度的d轴方向重合；所述电机控制器计算所述第一电流、第二电流、第三电流中的最大值，并控制最大值电流对应的载波反向。3.如权利要求1所述的动力总成电路，其特征在于，所述电机控制器基于SVPWM/SPWM算法计算第一相、第二相、第三相的第一电流、第二电流、第三电流等效的q轴电流和d轴电流；当所述电动汽车呈行驶状态时，第一电流、第二电流、第三电流之一载波反向后等效的d轴电流补充至LC电路的母线电流。4.如权利要求3所述的动力总成电路，其特征在于，所述电机控制器于离线环境下，标定所述电机在周向范围内第一相、第二相、第三相的载波图像；基于所述载波图像的第一相载波、第二相载波、第三相载波的幅值，确定载波反向策略，其中，所述载波反向策略包括：所述电机每偏转60
°
调整第一相、第二相、第三相中载波反向的相位，且于周向范围内维持第一相反向、第三相反向、第二相反向、第一相反向、第三相反向、第二相反向的载波反向顺序。5.如权利要求1所述的动力总成电路，其特征在于，所述电机控制器检测所述LC电路的谐振频率，并将所述第一相、第二相、第三相的载波频率调制为与所述谐振频率相等，使得第一绕组、第二绕组及第三绕组形成的逆变器向所述电源输送最大输入电流，以最大化电源的加热效果...

【专利技术属性】
技术研发人员：李一粟，海栋，
申请(专利权)人：臻驱科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：