[发明专利]用于电动车辆的驱动电机及其控制方法

说明书

本申请要求在2012年10月31日申请的韩国专利申请号10-2012-0122505的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种驱动电动车辆的装置，尤其是涉及一种驱动电机。而且，本公开涉及一种用于电动车辆的驱动装置或驱动电机的控制方法。

背景技术

通常，车辆由引擎驱动。诸如汽油和柴油等各种碳基燃料用于驱动引擎。其结果是排放大量碳化气。为此，对使用电池的电动车辆或混合型车辆进行了大量研究来减小从车辆排放的碳化气的量。

电动车辆是具有电池驱动的电机的车辆。混合型车辆是根据需要选择性地使用引擎或电机的车辆。所以，混合型车辆可以被看作是电动车辆。这是因为混合型车辆包括使用电池的驱动电机。

使用电机的电动车辆的输出性能与电机的输出性能具有非常紧密的关联性。即，电机性能可对电动车辆的性能产生影响。所以，电机的结构、形状和尺寸及电机的控制方法至关重要。

发明内容

因此，本公开涉及一种用于电动车辆的驱动电机及其控制方法，其实质上消除由于相关技术的局限和缺点所引起的一个或多个问题。

图1是示出用于通用电动车辆的驱动电机的输出（转矩）和速度（RPM）之间的关系的视图。

如图1所示，转矩和速度图案基于额定转速Nbase而改变。即，直到速度逐渐增大而达到额定转速为止输出转矩都是均匀的。在高于额定转速时，随着速度的增大，输出转矩减小。即，在均匀的输出转矩下，速度逐渐增大以达到额定转速，而在高于额定转速时输出转矩减小。当然，这是以输入同样的指令转矩为前提的。

如果指令转矩是均匀的，可知在输出（转矩）与转速（RPM）之间的关系图案是同样的，而无须考虑指令转矩的值，如图1所示。

图1可以是不考虑电动车辆的行驶环境和时间的视图。这是因为在同样的行驶环境下，随着指令转矩的增大，达到额定转速所用的时间会减小，而假设在同样的指令转矩下，在平坦路面上达到额定转速所用的时间会低于斜坡上所用的时间。

驱动电机或电动车辆的规格可以使用最大输出转矩Tmax和额定转速Nbase来表示。当然，驱动电机或电动车辆的规格也可使用最大速度Nmax来表示。

然而，驱动电机的规格可基于制造商而改变。此外，驱动电机或驱动装置的尺寸和形状可基于电动车辆而改变。所以，假设在同样的或类似的规格下，对驱动电机的性能的改善至关重要。

通常，可通过控制励磁电流而控制电动车辆的电机的输出。电机的输出受控而遵循输入的指令转矩。如果输入了指令转矩，则励磁电流受控而使得电机的输出遵循该指令转矩。

可与油门压力角成比例地来计算输入指令转矩。即，随着油门压力角的增大，指令转矩增大。可如此执行控制，使得励磁电流随着指令转矩的增大而增大。换句话说，可如此执行控制，使得施加至电机的励磁电流值随着指令转矩的增大而增大。这可以是常规控制或指令转矩跟随控制。

在通常的引擎中，电动车辆的驱动电机可能会过热。即，在严酷的驾驶环境中，驱动电机可能会过热，导致电机可能损坏。为了防止电机过热，可预设电机极限温度。即，电机的温度可以被适当地控制而不超过电机极限温度，由此防止电机的损坏。

例如，在电机过热而导致电机温度超过电机极限温度的情况下，电机或控制电机驱动的逆变器可停止或电机的输出可受限，使得电机不会由于过热而损坏。这可以称为防过热控制。即，无论当前的指令转矩如何，电机控制单元的驱动可停止，或电机的输出可被强制减小。换句话说，如果在执行常规控制（指令转矩跟随控制）期间满足了特定条件，则可停止指令转矩跟随控制，且可执行防过热控制。

在电机驱动期间，转子温度和定子温度可以彼此不同。然而在传统技术中，当转子温度或定子温度达到电机极限温度时才执行防过热控制来替代常规控制。即，执行防过热控制从而停止电机或逆变器的驱动，或从而限制电机的输出。所以，增大了常规控制被切换成防过热控制的频率和可能性，结果是极其无效率地控制电机的驱动。

执行防过热控制以保护电机，而不管用户的指令输出如何。如果常规控制被频繁切换成防过热控制，则电机或电动车辆的可靠性就会降低。这是因为如果常规控制被频繁切换成防过热控制，则在严酷的驱动操作下电机的性能无法得到适当体现。

而且，如果常规控制被频繁切换成防过热控制，可能会减小执行严酷的驱动操作所用的时间。考虑到各种驱动条件（driving condition）或驾驶员的各种驾驶习惯，很难有效地满足这些因素。