一种三电平电力驱动系统及其控制方法技术方案

本申请提供一种三电平电力驱动系统及其控制方法，该三电平电力驱动系统，在中点钳位型三相逆变器的基础上，将动力电池分为串联的两部分，并将电池串联的连接点和三电平逆变器电容的中点连接。基于此三电平电力驱动系统，在三电平逆变器驱动电机运行时，可以利用电池电压的稳定性来增强三电平中点电压的稳定性，从而降低对第一直流母线电容和第二直流母线电容的容量要求，进而有效降低成本和逆变器体积，同时改善电机控制品质，并且可以通过调整三相零序电压，对电池组注入交流电流实现电池内阻发热从而在低温下加热电池，或者控制电池串联点和电容中点之间电流直流分量的大小，实现两个电池组之间电量的调整，从而实现电池均衡。衡。衡。

【技术实现步骤摘要】
一种三电平电力驱动系统及其控制方法


[0001]本申请涉及电动汽车电驱动系统
，具体而言，涉及一种三电平电力驱动系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]当前，电动汽车电力驱动系统普遍采用两电平三相逆变器驱动电机运动。随着电动汽车技术的进步，尤其是动力电池电压的抬升、新一代半导体材料的逐渐成熟，三电平逆变器成为一个可选的设计选项。三电平逆变器相比两电平逆变器具有效率高等优点。然而，常规的三电平逆变器一般需要较大的直流母线电容容量，以保证直流母线电容中点电压稳定。而较大的直流母线电容意味着较大的成本和体积。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种三电平电力驱动系统及其控制方法，旨在降低三电平电力驱动系统的成本和体积，同时具备动力电池交流加热功能和电池均衡功能。
[0004]第一方面，本申请提供的一种三电平电力驱动系统，包括动力电池、第一直流母线电容、第二直流母线电容、三电平逆变器和电机，所述三电平逆变器为中点钳位型三电平三相逆变器，所述动力电池包括第一电池组和第二电池组，所述第一电池组和所述第二电池组串联的连接点为第一中点，所述第一直流母线电容和所述第二直流母线电容串联的中点为第二中点，所述第一中点和所述第二中点连接。
[0005]在上述实现过程中，提供一种三电平电力驱动系统，在中点钳位型三相逆变器的基础上，将动力电池分为串联的两部分，并将电池串联的连接点和三电平逆变器电容的中点连接。基于此三电平电力驱动系统，在三电平逆变器驱动电机运行时，可以利用电池电压的稳定性来增强三电平中点电压的稳定性，从而降低对第一直流母线电容和第二直流母线电容的容量要求，有效降低成本和逆变器体积，同时改善电机控制品质，并且可以通过调整三相零序电压，对电池组注入交流电流实现电池内阻发热从而在低温下加热电池，或者控制电池串联点和三电平逆变器电容中点之间电流直流分量的大小以实现两个电池组之间电量的调整从而实现电池均衡。
[0006]进一步地，在一些例子中，还包括控制单元；所述控制单元用于：通过控制所述三电平逆变器输出电压中的零序电压，在所述第一中点和所述第二中点之间产生目标电流。
[0007]在上述实现过程中，控制单元通过调整三相电压零序分量，在第一中点和第二中点之间产生所需的电流。
[0008]进一步地，在一些例子中，还包括继电器；所述第一中点和所述第二中点通过所述继电器连接。
[0009]在上述实现过程中，在第一中点和第二中点之间增设继电器，由控制单元对该继电器的开闭状态进行控制，从而提升三电平电力驱动系统的可靠性。
[0010]进一步地，在一些例子中，所述控制单元还用于：当所述三电平电力驱动系统满足
目标条件时，断开所述继电器；所述目标条件包括以下至少一项：所述动力电池故障；所述三电平电力驱动系统故障；所述动力电池的温度处于预设范围内；所述动力电池处于平衡状态。
[0011]在上述实现过程中，在电池或电驱系统故障的情况下，控制单元断开继电器，实现保护；在无需加热或者电池平衡的情况下，控制单元断开继电器，避免第一中点和第二中点之间的电流引起电池温升或者影响电池平衡。
[0012]第二方面，本申请提供的一种如第一方面任一项所述的三电平电力驱动系统的控制方法，应用于控制单元，包括：控制所述三电平逆变器工作，以使所述电机绕组产生幅值大于指定幅值的电流；根据所述第一电池组和所述第二电池组的加热需求和/或电量平衡需求，控制所述三电平逆变器输出电压中的零序电压，以在所述第一中点和所述第二中点之间产生目标电流；所述目标电流中的交流分量用于加热所述第一电池组和所述第二电池组，所述目标电流中的直流分量用于调节所述第一电池组和所述第二电池组之间的电量平衡。
[0013]在上述实现过程中，控制单元控制三电平逆变器工作，使得电机绕组产生幅值足够大的电流，进而通过控制三电平逆变器输出三相电压中的零序电压分量，对第一中点和第二中点产生的电流进行控制，使其按照电池加热需求和/或电池电量平衡需求进行变化，从而实现电池加热和/或调节电池均衡。
[0014]进一步地，在一些例子中，还包括：当所述第一电池组和所述第二电池组的温度均达到目标温度时，控制所述三电平逆变器停止在所述第一中点和所述第二中点之间产生所述交流分量；当所述第一电池组和所述第二电池组的电量达到平衡时，控制所述三电平逆变器停止在所述第一中点和所述第二中点之间产生所述直流分量。
[0015]在上述实现过程中，当电池温度达到所需温度时，控制单元控制三电平逆变器停止在第一中点和第二中点之间产生加热电池用的交流电流，从而有效减少功耗浪费，同时避免电池过热；当电池电量达到平衡时，控制单元控制三电平逆变器停止在第一中点和第二中点之间产生调节电量平衡用的直流电流，从而调节电池均衡。
[0016]进一步地，在一些例子中，所述第一中点和所述第二中点通过继电器连接；所述控制方法还包括：当所述三电平电力驱动系统满足目标条件时，断开所述继电器；所述目标条件包括以下至少一项：所述动力电池故障；所述三电平电力驱动系统故障；所述动力电池的温度处于预设范围内；所述动力电池处于平衡状态。
[0017]在上述实现过程中，控制单元控制继电器的开闭情况，提升电力驱动系统的安全性。
[0018]第二方面，本申请提供的一种车辆，该车辆的电驱系统包括如第一方面任一项所述的三电平电力驱动系统。
[0019]本申请公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请公开的上述技术即可得知。
[0020]为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0022]图1为本申请实施例提供的一种三电平电力驱动系统的示意图；
[0023]图2为本申请实施例提供的一种三电平电力驱动系统的控制方法的流程图；
[0024]图3为本申请实施例提供的一种基于中点钳位I型三电平三相逆变器的传统电动汽车电力驱动系统的示意图；
[0025]图4为本申请实施例提供的另一种三电平电力驱动系统的示意图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
[0027]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028]如
技术介绍
中记载，相关技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三电平电力驱动系统，包括动力电池、第一直流母线电容、第二直流母线电容、三电平逆变器和电机，所述三电平逆变器为中点钳位型三电平三相逆变器，其特征在于，所述动力电池包括第一电池组和第二电池组，所述第一电池组和所述第二电池组串联的连接点为第一中点，所述第一直流母线电容和所述第二直流母线电容串联的中点为第二中点，所述第一中点和所述第二中点连接。2.根据权利要求1所述的三电平电力驱动系统，其特征在于，还包括控制单元；所述控制单元用于：通过控制所述三电平逆变器输出电压中的零序电压，在所述第一中点和所述第二中点之间产生目标电流。3.根据权利要求2所述的三电平电力驱动系统，其特征在于，还包括继电器；所述第一中点和所述第二中点通过所述继电器连接。4.根据权利要求3所述的三电平电力驱动系统，其特征在于，所述控制单元还用于：当所述三电平电力驱动系统满足目标条件时，断开所述继电器；所述目标条件包括以下至少一项：所述动力电池故障；所述三电平电力驱动系统故障；所述动力电池的温度处于预设范围内；所述动力电池处于平衡状态。5.一种如权利要求1至4任一项所述的三电平电力驱动系统的控制方法，其特征在于，应用于控制单元，所述控制方法包括：控制所述三电平逆变器工作，以使...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏铸亮，欧阳斌，王沛，洪业煜，姚晴，唐君华，
申请(专利权)人：广汽埃安新能源汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：