[发明专利]电动车辆推进系统中的故障处理系统和方法

说明书

用于电动车辆的推进系统(100、200、300、400)，包括高压电池单元(102)和一个或多个电源逆变器(105、106、302、502)，高压电池单元具有与第二高压电池串联连接的第一高压电池，第一高压电池和第二高压电池也称为第一高压电池组和第二高压电池组，所述一个或多个电源逆变器布置为将所述电池组连接到一个或多个电机(202、304、402、504)。所述一个或多个电源逆变器和所述一个或多个电机配置为形成第一三相系统和第二三相系统。所描述的架构结合了双电池组、和双和/或多相逆变器和电机，其能够提供增强的冗余和跛行回家功能，使得如果在逆变器和/或电机中发生故障或错误，有故障三相系统能够以安全状态模式进行操作。

技术领域

本公开涉及电动车辆推进系统中的故障处理系统和方法。

背景技术

电动车辆通常涉及具有存储能量的电池或电池单元的车辆，其中电池设计为提供电力以推进和加速车辆以及还向车辆中使用的电力系统提供电力。在驱动电动车辆时所存储的能量被消耗，并且电池需要通过连接到外部电源来再充电以补充所存储能量的水平。

由于现有充电基础设施具有不同性能的充电站，已经发现能够使用不同的充电电压(诸如400V和800V)对车辆充电是有利的。此外，存在用于在400V或800V工作的推进系统。鉴于上述情况，存在对能够接收400V和800V这两种充电电压的电动车辆推进系统的持续发展。

在电动车辆的推进系统中，必须以如下方式处理诸如电机中或逆变器(inverter)中的传感器故障的错误和故障：即使功能和性能降低，例如在所谓的跛行回家模式(limphome mode)中，直到驾驶员可以将车辆带到安全位置或工场，车辆都仍然能够运行。此外，如果发生故障时车辆速度是高的，那么重要的是，出故障的系统可以维持安全状态的时间足够长，以使车辆速度降低到足够低以能够退出安全状态模式的水平，并且在跛行回家模式下驾驶车辆更长的时间，或者使驾驶员能够安全地将车辆驾驶到工场。

考虑到上述情况，存在对能够接收400V和800V这两种充电电压的电动车辆的推进系统的持续发展。然而，能够处理400V和800V两者的推进系统架构的开发面临挑战，也提供了如何实现所需的故障处理功能的新机会。

因此，存在对于允许安全状态和跛行回家操作的电动车辆的推进系统中的故障处理进一步改进的空间。

发明内容

一般而言，本文所公开的主题涉及用于电动车辆的推进系统以及双电池宝(dualbattery bank，也可称为双电池组)推进系统中的故障处理。该系统包括高压电池单元以及被布置为将电池宝连接到一个或多个电机的一个或多个电源逆变器(power inverters)，所述高压电池单元包括第一高压电池，第一高压电池与第二高压电池串联连接，所述第一高压电池和第二高压电池也可以被称为第一电池宝和第二电池宝。所述一个或多个电源逆变器和所述一个或多个电机被共同配置为形成第一和第二三相系统。

本发明基于以下认识：在逆变器和/或电机中发生故障或错误的情况下，结合了双电池宝和双和/或多相逆变器和电机的架构能够提供增强的冗余和跛行回家功能，使得可以在安全状态模式下操作有故障三相系统。当在逆变器和/或电机中发生故障或错误时使用的两种安全状态模式被称为安全脉冲停止(safe pulse-off)模式和主动短路(activeshort-circuit)模式。

所述安全脉冲停止是这样一种安全状态模式，即逆变器晶体管保持在断开状态，晶体管的切换被停止，并且不再控制关于电机的电压、电流和相位角度。只要电机中的反电动势(back-EMF,back electromotive force)低于经由逆变器施加反电动势的电池的相应DC电压，就可以使用安全脉冲停止模式。AC反电动势电压与DC电压之间的关系包括当电力在逆变器中从DC转变到AC(反之亦然)时发生的电压降。电压降的幅值根据逆变器中使用的调制技术而变化。