【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、越来越多的商业和工业应用涉及使用交流(ac)马达来执行先进功能。目前的ac马达通常由直流(dc)-ac逆变器驱动，以用于提供所需的输入电流相位。该逆变器包括跨其输入端子的电容器，该电容器可与其他元件一起使用，以稳定输入dc电压并抑制例如在切换时在逆变器中引起的寄生电压瞬时振荡(parasitic voltage ringing)和过冲。该电容器的存在和适当运行是至关重要的。在许多工业机器中，多个逆变器和马达可能用在相同设备中，如果其中任何一个电容器开始出现故障，该设备就会产生问题。
2、与逆变器一起使用的电容器可能又大又笨重，这部分是由于因预期的寿命终止劣化而导致的尺寸过大。电容器故障是ac电动马达应用中的故障的主要原因之一。电容的逐渐减小可能会导致电池的热应力增加、使用中的高压(hv)母线上的其他电容器的故障以及其他问题。也可能发生电路的谐振频率的不期望的偏移。
3、在依赖上述配置的电动车辆(ev)或者其他商业或工业机器的示例性情况下，目前的技术缺乏设备监测电容器的完整性的能力，尤其是在ev或其他机器已交付给消费者之后。结果可能是使用马达的设备的后续故障，例如当电容值在持续的电动马达操作期间偏离其标称值或寿命开始(bol)值时。
技术实现思路
1、在认识到电容损失是整体电容器劣化和即将发生的故障的重要指示的情况下，本公开的原理使得能够早期和主动地监测和检测跨逆变器端子的电容。所公开的早期检测技术尤其是可用于防止灾难性的电池和整体ev故障，并
2、在本公开的一个方面，一种设备包括具有第一和第二输出端子的电池。该设备还包括逆变器，其具有相应地耦接到第一和第二输出端子的端子。该逆变器包括跨所述端子并配置成为电动马达供能的电容器。处理器被耦接到逆变器，并且配置成在电动马达通电时在预充电阶段期间确定电容器的电容值，并将该电容值存储在存储器中。周期性地重复所述确定和存储。将该电容值与标称值或寿命开始(bol)值比较。当该比较满足或超过阈值时发出警报。
3、在各种实施例中，所述端子包括选择性地耦接到所述第一输出端子的第一端子和耦接到所述第二输出端子的第二端子。所述处理器可包括用于接收跨所述端子的输入电压的第一输入。所述处理器还可被配置成经由预充电电阻器将第一输出端子切换到第一端子。所述处理器可确定所述电容值，这是基于：在(i)经由预充电电阻器将第一输出端子从断开状态切换到第一端子与(ii)输入电压从初始值上升到第一时间常数和最终值的乘积之间的时间。所述处理器还可使用预充电电阻器的电阻值。
4、在各种实施例中，所述电容值cp＝τ/rp，其中，τ为所述第一时间常数，并且rp为所述预充电电阻器的所述电阻值。所述设备还可包括比较器，所述比较器耦接到所述逆变器，并且配置成确定所述输入电压达到所述第一时间常数e-1处的所述期望值的时间。所述预充电阶段可被配置成在所述处理器经由所述预充电电阻器将所述第一输出端子从所述断开状态切换到所述第一端子时开始。
5、在各种实施例中，在所述预充电阶段期间，vcap＝vbat-vbate-t/rpc，其中：vcap为跨所述电容器的所述第一端子和所述第二端子的电压；vbat为跨所述电池的所述第一输出端子和所述第二输出端子的电压；rp为所述预充电电阻器的值；以及c为所确定的电容值。所述处理器还可被配置成基于在所述确定期间测量的温度来选择性地修改每个所确定的电容值。
6、在接通或切断期间重复所述确定两次或更多次后，所述处理器还可被配置成进行趋势分析，所述趋势分析包括将所述电容值与所述标称值比较，并且将每个结果存储在存储器中，以确定是否存在趋势。
7、在本公开的另一方面，一种设备包括具有第一和第二输出端子的电池。该设备还包括逆变器，其具有相应地耦接到第一和第二输出端子的端子。该逆变器包括跨所述端子并配置成为电动马达供能的电容器。所述处理器耦接到逆变器，并且配置成当电动马达断电时在放电阶段期间确定电容器的电容值，并且将该电容值存储在存储器中。所述处理器还被配置成周期性地重复所述确定和存储。所述处理器将该电容值与标称值或寿命开始(bol)值比较。当所述比较满足或超过阈值时，所述处理器生成警报。
8、在各种实施例中，所述端子包括耦接到所述第一输出端子的第一端子和耦接到所述第二输出端子的第二端子。所述处理器可包括用于接收跨所述端子的输入电压的第一输入。所述处理器还可被配置成将放电电阻器切换为连接在第一和第二端子之间，并且确定电容值，这是基于：在(i)将放电电阻器切换为连接在第一和第二端子之间与(ii)输入电压从初始值下降到最终值之间的时间。所述最终值等于初始值与等于第一时间常数处的期望值的量之间的差。所述处理器还可使用放电电阻器的电阻值。
9、在各种实施例中，所述电容值cd＝τ/rd，其中τ为所述第一时间常数，并且rd为所述放电电阻器的所述电阻值。所述放电阶段可被配置成在所述处理器将所述放电电阻器切换为连接在所述第一端子和所述第二端子之间时开始。在所述放电阶段期间，vcap＝vie-t/rdc，其中：vcap为跨所述电容器的所述第一端子和所述第二端子的电压；vi为在放电电阻器切换为连接在第一和第二端子之间之前的vcap的初始值；rd为所述放电电阻器的值；以及c为所确定的电容值。
10、在各种实施例中，所述处理器还被配置成当将所述放电电阻器切换为连接在所述第一端子和所述第二端子之间时抑制通过马达绕组的快速放电。所述处理器还可被配置成基于在所述确定期间测量的温度来选择性地修改每个所确定的电容值。在周期性地重复所述确定时，所述处理器被配置成进行趋势分析，所述趋势分析包括将所述电容值与所述标称值比较，并且将每个结果存储在存储器中，以确定是否存在趋势。
11、在本公开的又一方面，一种设备包括电池，所述电池具有第一和第二输出端子，以用于产生直流(dc)电压。该设备还包括逆变器，其具有相应地耦接到第一和第二输出端子的端子。所述逆变器包括电容器，所述电容器跨所述端子并且配置成产生交流电(ac)，以用于为ac电动马达供能。处理器被耦接到逆变器，并配置成识别马达的操作点，包括马达扭矩和速度。在马达处于所述操作点的情况下，所述处理器可检测来自电容器的dc电压纹波包络。所述处理器可周期性地重复该确定。所述处理器可将该dc纹波包络存储在存储器中，将该dc纹波包络与标称值比较，并且在该比较满足或超过阈值时生成警报。
12、在各种实施例中，所述处理器还可被配置成在使用预充电电阻器的所述马达上电时的所述电容器的第一测量值与标称值之间进行第一比较，以确定是否超过第一阈值。所述处理器可在使用放电电阻器的所述马达掉电(power down)时的所述电容器的第二测量值与所述标称值之间进行第二比较，以确定是否超过第二阈值。所述处理器可将所述第一比较和所述第二比较的结果与所述dc纹波包络的比较结果比较，以确定这三个比较是否一致。当这些测试一致时，所述处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种设备，包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述端子包括选择性地耦接到所述第一输出端子的第一端子和耦接到所述第二输出端子的第二端子。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述处理器包括用于接收跨所述端子的输入电压的第一输入，所述处理器还被配置成：
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述电容值Cp＝τ/Rp，其中，τ为所述第一时间常数，并且Rp为所述预充电电阻器的所述电阻值。
5.根据权利要求3所述的设备，还包括比较器，所述比较器耦接到所述逆变器，并且配置成确定所述输入电压达到所述第一时间常数处的所述期望值的时间。
6.根据权利要求3所述的设备，其中，所述预充电阶段被配置成在所述处理器经由所述预充电电阻器将所述第一输出端子从所述断开状态切换到所述第一端子时开始。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，在所述预充电阶段期间，VCAP＝VBAT-VBATe-t/RpC，其中：
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器还被配置成基于在所述确定期间测量的温度来选择性地修改每个所确定的电容
9.根据权利要求1所述的设备，其中，在周期性地重复所述确定时，所述处理器被配置成进行趋势分析，所述趋势分析包括将所述电容值与所述标称值比较，并且将每个结果存储在存储器中，以确定是否存在趋势。
10.一种设备，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种设备，包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述端子包括选择性地耦接到所述第一输出端子的第一端子和耦接到所述第二输出端子的第二端子。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述处理器包括用于接收跨所述端子的输入电压的第一输入，所述处理器还被配置成：
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述电容值cp＝τ/rp，其中，τ为所述第一时间常数，并且rp为所述预充电电阻器的所述电阻值。
5.根据权利要求3所述的设备，还包括比较器，所述比较器耦接到所述逆变器，并且配置成确定所述输入电压达到所述第一时间常数处的所述期望值的时间。
6.根据权利要求3所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·H·阿尔维，K·M·阿拉姆，张际宇，李君豪，B·A·韦尔奇科，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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