[发明专利]用于操作电动机以降低电动车辆噪声的方法和系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及汽车，并且尤其涉及用于操作电动机以降低电动车辆例如混合动力汽车噪声的方法和系统。

背景技术

近年来，技术的发展以及不断进行的式样尝试已经在汽车设计上引起了重大变化。一个变化在于，汽车尤其是代用燃料车辆例如混合动力车、电动车和燃料电池车辆中的电气系统的复杂性。这些代用燃料车辆通常使用一个或多个电动机，或许与另一个致动器联合起来驱动车轮。此外，这种汽车也可包括其它电动机以及其它高电压部件以运转汽车中的其它各种系统如空调。

由于代用燃料汽车通常只具有一个直流(DC)电源(如，电池)的事实，就要使用电压源型(即，功率)逆变器以将DC功率转换成交流(AC)功率，这通常是电动机所要求的。通过称作“DC总线”的一连串导线如电缆，将电动机、功率逆变器和电池，以及其它部件相互电连接。

功率转换器主要通过其中的开关晶体管将DC功率转换成AC功率，使用例如脉宽调制(PWM)技术。转换器开关频率经常达到并且激励DC总线中的各种谐振频率，这将在车辆中引起不良噪声并且在DC总线上引起高频电流脉动。

因此，需要提供一种用于操作与电气总线耦合的电动机的方法和系统，从而使谐振频率的激励最小化。而且，通过下列详细说明和附上的权利要求，结合附图、上述技术领域和背景技术，本发明的其它必要方面和特征将变得更明显。

发明内容

根据一个实施例，提供一种用于操作与车辆中的电气总线耦合的电动机的方法。确定电气总线的选定谐振频率。该选定谐振频率包括低谐振频率和高谐振频率。通过开关频率下操作的至少一个开关操作向电动机供电。该开关频率控制为电动机的运转速率的函数。该函数的特征在于以下之一：当开关频率小于或等于选定开关频率时，其是具有第一斜率的第一基本线性部分，并且如果开关频率大于选定频率，其是具有第二斜率的第二基本线性部分，该选定开关频率大于低谐振频率；和具有大于低谐振频率的y截距的基本线性部分。

根据另一个实施例，提供一种用于操作与车辆中的功率转换器以及电气总线耦合的电动机的方法。确定电气总线的选定谐振频率。该选定谐振频率包括低谐振频率和高谐振频率。通过功率转换器中的至少一个开关向电动机供电。该供电包括下列操作中的一个，在初始开关频率下操作至少一个开关以开始电动机的运转，该初始开关频率大于低谐振频率；以及在开关频率下操作至少一个开关，如果开关频率小于或等于选定开关频率，就作为电动机的运转速率的函数以第一速率增加开关频率，而如果开关频率大于选定频率，就作为电动机的运转速率的函数以第二速率增加开关频率，该选定开关频率大于低谐振频率。

根据又一个实施例，提供一种汽车驱动系统。该驱动系统包括：具有选定谐振频率的电气总线，该选定谐振频率包括低谐振频率和高谐振频率；与电气总线耦合的直流(DC)电源；与电气总线耦合的电动机；功率逆变器，包含至少一个晶体管并且与电气总线耦合以从DC电源获得DC功率并且向电动机提供交流(AC)功率；以及，与电动机、DC电源和逆变器可操作通信的处理器。处理器构造成将开关频率控制为电动机运转速率的函数。该函数的特征在于以下之一：当开关频率小于或等于选定开关频率时，其是具有第一斜率的第一基本线性部分，并且如果开关频率大于选定频率，其是具有第二斜率的第二基本线性部分，该选定开关频率大于低谐振频率；和具有大于低谐振频率的y截距的基本线性部分。

附图说明

下面结合附图描述本发明，其中，相同的标记表示相同的元件，并且

图1是根据本发明的一个实施例的示例性车辆的示意图；

图2是图1所示车辆中的逆变器的示意图；

图3是图1所示车辆中的电气总线的示意图；

图4是谐振现象的图示说明，涉及通过图3所示电气总线的各种电感值；

图5是根据本发明的一个实施例操作电动机的方法的图示说明；

图6是根据本发明的另一个实施例操作电动机的方法的图示说明；

图7是运用传统开关频率函数在功率逆变器工作过程中在电气总线上测得的高频弱脉动电流的一个例子的图示说明；

图8是运用根据本发明的一个实施例的开关频率函数在功率逆变器工作过程中在电气总线上测得的高频弱脉动电流的一个例子的图示说明；

图9是使用固定频率PWM的功率逆变器的输出电压的频谱的图示说明；以及

图10是使用应用了调谐技术的PWM的功率逆变器的输出电压的频谱的图示说明。

具体实施方式