用于确定高压电缆连接状态的系统技术方案

一种高压联锁策略（ＨＶＩＳ）利用反馈电流来检测设置成连接电源转换电路和远程永磁同步电机（ＰＭＳＭ）的高压电缆的连接状态。以检测的反馈电流为基础计算一个或多个反馈系数。根据ＰＭＳＭ运行的模式，可以实施各种不同的用于计算反馈系数的算法和基于计算的反馈系数确定连接状态的算法。作为对检测到电缆断开的响应，可以执行故障检测动作。ＨＶＩＳ可以由软件执行，使其成为用于电缆连接性检测的安全、经济的解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动驱动系统。特别地，本专利技术涉及一种具有通过高压接口电缆与远 程永磁同步电机(PMSM)联结的电源转换电路的电动驱动系统。
技术介绍
电动机械，比如电动或混合动力车辆，可以使用电能通过电动驱动系统用于产生 推动力。电动驱动系统包含大量部件，典型地包括至少一种电源电路，比如电力电子转换器 (PEC)，和电动机。在该布置中，电源电路能够可控制地从动力源中将动力转移至电动机，以 驱动载荷。在过去，电源转换电路或PEC被典型地整合至或封装至发动机中。然而，PEC和 电动机的整合伴有一些缺点，包括较高的成本、更有限的供应商选择以及降低的PEC可靠 性。PEC从电动机中的分离允许设计上有更大的灵活性并大大降低了成本。然而，如 果在车辆运行过程或在维护程序过程中，将PEC与远程PMSM连接的高压接口电缆断开，那 么PEC中的高压能量放电是很危险的。另外，电动驱动系统会在暴露的部分继续产生高压 电流，会对可能接触或接近该暴露部分的人造成危险。对解决由断开电缆带来的危险的尝 试包括电缆连接器设计，其降低了电缆断开的可能性。然而，这些设计极其昂贵并且并不是 无故障的。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例提供一种用于检测设置为联结永磁同步电机(PMSM)和远 程电动转换电路(比如电力电子转换器(PEC))的接口电缆的连接状态的系统。一种示例 性的系统包括设置为向PMSM提供电流的电源电路，设置为联结所述电源电路和所述PMSM 的接口电缆，设置为检测流经所述接口电缆的电流的电流传感器，与所述电源电路联结并 设置成控制电源电路运行的控制器，和设置为利用来自所述电流传感器的信息来确定所述 接口电缆连接状态的高压联锁策略(HVIS)模块。一种示例性的方法包括检测预充电接触器(contact)的闭合；作为对检测所述预 充电接触器的闭合的响应，完成预充电模式检测算法；作为对因完成所述预充电模式算法 的结果而确定电缆连接良好的响应，当用于PMSM的指令电流为零时，执行零电流模式检测 算法，或者当用于所述PMSM的指令电流不为零时，执行电流_产生模式检测算法。本专利技术 的示例方法还可以包括执行故障检测动作，以作为对确定电缆断开的响应。在至少一个实施例中，本专利技术的方法包括基于检测的反馈电流计算至少一个反 馈系数；使用所述至少一个计算的反馈系数来确定设置成连接永磁同步电机(PMSM)和电 源转换电路的电缆的电缆连接性，其中电源转换电路设置成通过所述电缆向所述PMSM提 供电流；以及完成动作以响应电缆连接性确定。用于检测高压电缆连接性的示例方法包括计算用于永磁电机(PMSM)的指令电 流和用于所述PMSM的反馈电流之间的差值；计算在预定周期内所述指令电流和所述反馈电流之间的所述差值的平方的平均值；利用所述计算的平均值计算差值量值的平方；利用 所述指令电流的平方计算指令电流量值的平方；以及比较所述差值量值的平方和所述指令 电流量值的平方以确定设置成连接所述PMSM和设置成向所述PMSM提供电流的电源电路的 三相电缆的连接状态。在优选的实施例中，该方法在PMSM电流-产生运行模式的闭合回路 调节过程中完成。用于确定高压电缆连接状态的示例方法包括计算表示反馈电流的电流矢量的反 馈电流矢量量值；计算用于永磁同步电机(PMSM)的反电动势；利用所述计算的电动势计算 估算的电流矢量量值；比较所述反馈电流矢量量值和所述估算的电流矢量量值以确定设置 为连接所述PMSM和设置成向所述PMSM提供电流的电源电路的三相电缆的连接状态。附图说明图1表示具有通过接口电缆与远程永磁同步电机(PMSM)联结的电力电子转换器 (PEC)的车辆系统示例。图2描述了能与PEC控制器联结的车辆控制系统的示例。图3表示图1所示系统的PEC示例。图4描述了能与具有HVIS模块的PEC控制器联结的系统示例。图5描述一种系统示例，其中PEC控制器包括高压联锁策略(HVIS)模块和电动发 电机控制单元(MGCU)。图6描述确定电缆连接状态的方法示例。图7描述检测电缆连接状态的方法示例。图8描述确定电缆连接状态的方法示例。图9表示电动发电机控制单元的系统示例的方块图。图10描述确定电缆连接状态的方法示例。图11描述确定电缆连接状态的方法示例。图12表示在电缆断开状态下的预充电模式中进行测试的结果。图13表示在电缆连接状态下的预充电模式中进行测试的结果。图14表示在电缆断开状态下的电流产生模式中进行测试的结果。图15表示在电缆连接状态下的零电流模式中进行测试的结果。图16A表示在电缆断开状态下的零电流模式中进行测试的数据。图16B表示在电缆断开状态下的零电流模式中进行测试的数据。图16C表示在电缆连接状态下的零电流模式中进行测试的数据。图16D表示在电缆断开状态下的零电流模式中进行测试的数据。具体实施例方式在此虽然展示了本专利技术的作为示例实施例，但是可以采用多种可选形式来实施本 专利技术，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。为了便于理解本专利技术并为权利要求提供 基础，说明书中包括了各种附图。附图没有按比例绘制，并且为了突出本专利技术的新颖性特 征，可能省略了相关的构件。为了教导本领域技术人员实施本专利技术，在附图中提供了结构和 功能上的细节描述，而该描述不应视为对本专利技术的限制。例如，各种系统的控制模块能够采用各种布置和/或组合，但并不应视为对此处展示的示例构造的限制。图1表示示例车辆100的示意图。车辆100可以是任意适合的类型，例如电动或 混合动力车辆。在至少一个实施例中，车辆100可以包括第一轮组112，第二轮组114，发动 机116，HEV传动轴118和电动驱动系统120。电动驱动系统120可以设置为向第一和/或 第二轮组112，114提供扭矩。电动驱动系统120可以具有任意适合的构造。例如，电动驱 动系统120可以包括采用电力电子转换器(PEC) 124形式的电源转换电路，电力电子转换器 (PEC) 124与永磁同步电机(PMSM) 134联结。PMSM 134能与动力传输单元140联结，动力传 输单元140又与差速器145联结以控制轮组114。可以预期的是，PMSM 134能够起到电动 机的作用，将电能转化为动能，或者起到发电机的作用，将动能转化为电能。在示例实施例 中，PEC 124能通过第一接口电缆连接至起电动机作用的第一 PMSM，并通过第二接口电缆 连接至其发电机作用的第二 PMSM。此外，在混合动力车辆中，电动驱动系统120可以是本领 域技术人员所知晓的并联式驱动、串联式驱动或分离混合驱动。PEC 124能够与PEC控制器126联结。PEC 124包括设置为向PMSM 134提供电能的 硬件电路。PEC控制器126可以是以微处理器为基础的装置，其设置为控制PEC124的运行， 包括硬件、软件、固件或它们的组合。PEC控制器126能电联结于车辆控制系统(VCS)150， 从其中可以获得来自关于车辆系统运行和控制的其它控制单元的信号。PEC 124可以通过高压三相接口电缆130电连接至PMSM 134，由此PEC124为PMSM 134提供电能。电流传感器132能够检测电缆130内的电流，并提供具有与电缆130内一个 或多个电流有关的信息的电流传感器信号。在示例性实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定高压电缆连接状态的系统，其特征在于，包含：永磁同步电机（ＰＭＳＭ）；电源转换电路，其设置为向所述ＰＭＳＭ提供电力；控制器，其与所述电源转换电路联结，并设置为控制所述电源转换电路；电缆，其设置为将所述电源转换电路与所述ＰＭＳＭ电连接；至少一个传感器，其设置为检测流经所述电缆的电流；高压联锁策略（ＨＶＩＳ）模块，其设置为通过以所述检测的电流为基础计算至少一个反馈系数来确定所述电缆的连接状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乔Y项，文卡特斯瓦A桑卡兰，迈克尔W德格内尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]