[发明专利]电功率耗散控制

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力汽车(HEV)和纯电动汽车(BEV)的领域，更具体地，涉及用于混合动力汽车和纯电动汽车的电功率耗散系统和方法。

背景技术

永磁同步马达(PMSM)被广泛用在混合动力汽车和纯电动汽车中。在永磁同步马达中，由于内嵌式永磁(IPM)马达的高功率密度、高效率和宽速度范围，其为用于HEV/BEV应用的最常用的马达。

当混合动力汽车或纯电动汽车处于电动模式(即，当汽车仅仅运行电动马达而没有内燃机的协助时的模式)时，汽车需要给予驾驶员同常规的仅使用内燃机的汽车相比类似的驱动性能。混合动力汽车和纯电动汽车的所期望的特征之一是具有与常规汽车相似的滑行性能。这需要当释放加速踏板时，电动马达向汽车提供一定制动转矩。换句话说，机械动力转换成电力，且反馈给电池。这也称为滑行再生制动。再生制动为通过将汽车的动能转换成另一种形式而使汽车减速的能量回收机制-在混合动力汽车和纯电动汽车的情况下，动能转换成电能。在常规的制动系统(即，用于内燃机汽车的制动系统)中，对比之下，额外的动能通过在刹车片中的摩擦而被转换成热；因此，额外的能量被浪费在这些汽车中。然而，对于混合动力汽车和纯电动汽车，额外的能量可被储存在电池或电容器组中供以后使用。

然而，在某些情况下，(如，当电池的电荷状态(SOC)高或电池温度热/冷时)，再生电流不允许返回到电池中。对于混合动力汽车或纯电动汽车中的电池，电池的电荷状态相当于燃料表，其测量电池被充分充电的程度。因此，当电池的电荷状态高或电池温度热/冷时，达到或超过电池可容纳的电量。照此，如果更多的功率被反馈给电池，则对于电池存在不利影响的可能性。

在某些情况下(如，当SOC几乎是满的或电池温度高时)，如果滑行再生不被允许，则电动马达必须突然去除其所有制动转矩，以防止电流(即，由动能转换成的能量)对电池充电。这影响如由驾驶员感知和感觉的驾驶体验的平稳性。当存在以上情况时，与当不存在以上情况时相比，这将给以驾驶员不一致的驱动性能。因此，需要在所有情况下，即使当再生电流不能被反馈给电池时，也允许在混合动力汽车和纯电动汽车中的再生制动。

发明内容

一方面，本公开提供了一种用于包括电动马达的混合动力汽车的马达控制装置。所述装置包括：电池控制模块，该电池控制模块与电池联接且被配置成监控和检测所述电池的状态；和马达控制单元，该马达控制单元与所述电池和所述电池控制模块联接，所述马达控制单元被配置成基于从所述电池控制模块中接收到的所述电池的状态来选择正常马达控制操作、功率耗散马达控制操作或放电操作中的一种。在所述功率耗散马达控制操作期间，来自制动转矩的功率在所述电动马达的定子绕组中被耗散。

本公开还提供一种操作混合动力汽车的电动马达的方法。所述方法包括在电池控制模块处检测汽车内的电池的状态；和在模式控制单元处基于所检测到的所述电池的状态，选择所述电动马达的正常操作、功率耗散操作或放电操作中的一种。在所述功率耗散操作期间，来自制动转矩的功率在所述电动马达的定子绕组中被耗散。

如本文所公开的，所述电池的状态包括所述电池的电荷状态、电池温度和/或故障状态。如果所述电池的电荷状态低于预定值，则所述马达控制单元选择所述正常马达控制操作，如果所述电池的电荷状态高于预定值，则所述马达控制单元选择所述功率耗散马达控制操作。

从下文提供的详细描述和权利要求中，本公开的其他应用领域将变得显而易见。应当理解，包括所公开的实施方式和附图的详细描述事实上仅仅是示例性的，仅出于说明的目的且不用来限制本发明的范围、其应用或用途。因此，不脱离本发明的主旨的变型在本发明的范围内。

附图说明

图1示出内嵌式永磁操作平面；

图2示出混合动力汽车的电气系统的示意图；

图3示出根据本公开的具有电功率耗散处理的控制处理的框图；和

图4示出根据本公开的另一个实施方式的具有电功率耗散处理的控制处理的框图。

具体实施方式

本文所描述的是这样一种机构：对于混合动力汽车和纯电动汽车(与具有内燃机的常规汽车相比)，在约束条件下，维持一致的驱动性能。所公开的机构提供路径，以耗散由制动转矩产生的功率，而不产生任何反馈给电池的功率。此外，在某些情况下，该机构甚至可以从电池中引出电流，同时仍产生所期望的电动马达制动转矩。在一些情况下，可取的是，将电流从电池中引出，以对电池放电(来防止电池过度充电情况)，或者对电池预热(即，如果由于电池是冷的，电池充电功率极限是低的)，使得电池可以更快地提供满功率。