逆变器、电驱动器、车辆和用于控制逆变器的可控开关的方法以及相应的计算机程序产品技术

逆变器包括输入端子(IT+、IT

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】逆变器、电驱动器、车辆和用于控制逆变器的可控开关的方法以及相应的计算机程序产品


[0001]本专利技术涉及逆变器以及包括这种逆变器的电驱动器和车辆。本专利技术还涉及一种用于控制逆变器的可控开关的方法和相应的计算机程序产品。它特别旨在用于机动车辆。

技术介绍

[0002]逆变器用于从例如电池提供的DC电压产生AC电压。通常，逆变器包括DC支撑电容器(DC link capacitor)来平滑DC电压。
[0003]在逆变器运行期间，逆变器的元件可能变热，从而潜在地降低了逆变器的可靠运行。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是防止逆变器的至少一个元件过热。
[0005]本专利技术的目的可以通过一种逆变器来解决，该逆变器包括：
[0006]‑
输入端子，
[0007]‑
输出端子，
[0008]‑
可控开关，连接到输入端子和输出端子，以及
[0009]‑
控制装置，被配置为控制可控开关，使得可控开关将输入端子处的DC电压转换为输出端子处的AC电压，AC电压用于驱动电马达，控制装置被配置为根据第一开关频率控制可控开关，并且响应于逆变器的元件的温度，根据第二开关频率控制可控开关，控制装置被配置为根据马达的工作点确定第二开关频率。
[0010]将开关频率从第一开关频率降低到第二开关频率可以允许控制逆变器的元件的温度。此外，开关频率的这种变化可能导致缺点，根据马达的工作点，这些缺点或多或少是可以接受的。由于本专利技术，可以根据马达的工作点设置第二开关频率，使得第二开关频率可以导致良好的温度降低，同时仍然导致可接受的缺点。例如，第二开关频率可以相对于第一开关频率降低。这种降低可能会导致马达的相中的AC电流纹波增加，进而又导致马达损耗和NVH负载增加。马达损耗和NVH负载在低马达速度下相较于在高马达速度下更容易接受。由于本专利技术，可以在低马达速度下具有高开关频率降低量以符合马达损耗和NVH负载的可接受水平，并且在马达损耗和NVH负载更关键的高马达速度下具有低开关频率降低量。
[0011]例如，可以使用适当的温度传感器来测量相关的温度。替代地，可以估计温度。
[0012]可选地，所述元件是可控开关之一。这是有利的，因为可控开关的温度依赖于开关频率。因此，根据该实施例，控制装置可以被配置为根据第一开关频率控制可控开关，并且响应于逆变器的至少一个可控开关的温度，根据第二开关频率，控制装置被配置为根据马达的工作点确定第二开关频率。
[0013]特别地，可以使用所有可控开关的温度。
[0014]可控开关可以是晶体管，例如IGBT。
[0015]同样可选地，该温度可以是至少一个晶体管的结温。这是有利的，因为结温对于晶体管可控开关的控制是至关重要的，以避免它们被损坏或破坏。
[0016]同样可选地，该元件是连接到输入端子的DC支撑电容器。这是有利的，因为DC支撑电容器的温度依赖于开关频率。
[0017]同样可选地，马达的工作点是马达的调制指数。这是有利的，因为AC电流纹波依赖于调制指数。
[0018]同样可选地，马达的工作点是马达的旋转速度。这是有利的，因为AC电流纹波依赖于马达速度。此外，马达速度通常可用于确定用于可控开关的命令，从而可以容易地获得。
[0019]同样可选地，控制装置还被配置成独立于马达的旋转速度从第一开关频率转换到第二开关频率。以这种方式，为了控制逆变器的元件的温度，可以不必在高马达速度下降低马达的转矩。
[0020]本专利技术还涉及一种电驱动器，其包括根据本专利技术的逆变器和由该逆变器驱动的电马达。
[0021]本专利技术还涉及一种车辆，该车辆包括车轮和根据本专利技术的用于至少间接地驱动至少一个车轮的电驱动器。
[0022]本专利技术还涉及一种用于控制逆变器的可控开关的方法，该可控开关连接到逆变器的输入端子和输出端子，该方法包括控制可控开关以便将输入端子处的DC电压转换成输出端子处的AC电压，该AC电压用于根据以下驱动电马达：根据第一开关频率，以及响应于逆变器的元件的温度，根据第二开关频率，所述控制装置被配置为根据所述马达的工作点来确定所述第二开关频率。
[0023]本专利技术还涉及一种包括指令的计算机程序产品，当计算机执行该程序时，该指令使计算机执行根据本专利技术的方法。
附图说明
[0024]将参照附图更具体地描述本专利技术，在附图中：
[0025]‑
图1是示出包括根据本专利技术的逆变器的车辆的实施例的示意图，
[0026]‑
图2是图1的逆变器的实施方式示例，
[0027]‑
图3是示出了开关频率降低量作为马达调制指数的函数的曲线图，以及
[0028]‑
图4是示出了开关频率降低量作为马达速度的函数的曲线图。
具体实施方式
[0029]参考图1，现在将描述根据本专利技术的车辆100。在所描述的示例中，车辆100是机动车辆。
[0030]车辆100包括车轮102和电驱动器104，电驱动器104被配置成至少间接地驱动车轮102中的至少一个。车辆100还包括DC电压源106，例如电池，用于为电驱动器104供电。DC电压源106被配置成提供DC电压E。
[0031]电驱动器104包括电马达108和逆变器110，逆变器110被配置成例如通过供应电力来驱动马达108。例如，马达108是包括定子和转子的旋转异步电马达，转子被配置成相对于定子围绕旋转轴线以旋转速度w旋转。
[0032]定子设置有定子相。在所描述的示例中，马达108是包括三个定子相的三相电马达。
[0033]逆变器110旨在驱动马达108，使得相电流分别在定子相中流动，从而产生围绕旋转轴线旋转的旋转磁场。
[0034]逆变器110包括连接到DC电压源106的输入端子IT+、IT
‑
，使得DC电压E出现在输入端子IT+、IT
‑
。更准确地说，输入端子IT+、IT
‑
包括连接到DC电压源106的正端子的正输入端子IT+和连接到DC电压源106的负端子和电接地GND的负输入端子IT
‑
。
[0035]逆变器110还包括连接到马达108的输出端子OT。AC电压旨在出现在输出端子OT，用于给电马达108供电。AC电压可以是单相或多相AC电压。在马达108是三相电马达的所述示例中，AC电压是三相AC电压。
[0036]逆变器110还包括连接到输入端子IT+、IT
‑
和输出端子OT的可控开关Q、Q
’
，称为主开关。主开关Q、Q
’
可以是包括例如晶体管的半导体开关。
[0037]每个主开关Q、Q
’
包括例如以下之一：金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)和碳化硅MOSFET(SiC MOSFET)。
[0038]在所描述的示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种逆变器(110)，包括：
‑
输入端子(IT+、IT
‑
)，
‑
输出端子(OT)，
‑
可控开关(Q、Q
’
)，连接到所述输入端子(IT+、IT
‑
)和所述输出端子(OT)，以及
‑
控制装置(116)，配置为控制所述可控开关(Q、Q
’
)，使得所述可控开关(Q、Q
’
)将所述输入端子(IT+、IT
‑
)处的DC电压(E)转换为所述输出端子(OT)处的AC电压，所述AC电压用于驱动电马达(108)，所述控制装置(116)被配置为根据第一开关频率(F)控制所述可控开关(Q、Q
’
)，以及响应于所述逆变器(110)的元件(118、Q)的温度(T
J
、T
C
)根据第二开关频率(F
D
)控制所述可控开关，所述控制装置(116)被配置成根据所述马达(108)的工作点来确定所述第二开关频率(F
D
)。2.根据权利要求1所述的逆变器(110)，其中，所述元件(Q)是所述可控开关(Q、Q
’
)之一。3.根据权利要求2所述的逆变器(110)，其中，所述可控开关(Q、Q
’
)是晶体管，并且所述温度(T
J
)是所述晶体管的结温。4.根据权利要求1所述的逆变器(110)，包括连接到所述输入端子(IT+、IT
‑
)并且被配置为平滑所述DC电压(E)的DC支撑电容器(119)，并且其中，所述元件是所述DC支撑电容器(118)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的逆变器(110)，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：法雷奥新能源汽车德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：