CN108473064B - 提高电动车辆加速性能的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于提高包括推进电机的电动车辆的加速性能的系统及方法。示例性系统可包括配置成驱动电机的逆变器；所述逆变器可包括至少一个电力电子器件；所述系统可进一步包括转矩能力控制器；所述转矩能力控制器可配置成接收指示第一模式与第二模式之间选择的信息；所述第二模式可对应于比第一模式更高的由电机输出的转矩；所述转矩能力控制器可进一步配置成将开关频率施加于至少一个电力电子器件；当接收到的信息指示选择第二模式时，所述开关频率的值低于接收到的信息指示选择第一模式时的值。

Description

提高电动车辆加速性能的系统及方法
技术领域
本公开一般涉及电动车辆，更具体地涉及通过控制输入电机的电流和电机控制系统所用的开关频率来增加电动车辆电机的转矩输出的系统及方法。
背景技术
加速度是衡量跑车等车辆的一个重要性能因素。一直以来，汽车制造商在提高加速性能方面投入了大量精力。
历来，高性能车辆大多采用汽油驱动。为了提高汽油驱动车辆的加速性能，汽车制造商通常会使用具有较高额定功率的大功率内燃发动机，以便在初始加速期间产生较高的转矩。
随着电池技术和高性能电机系统的发展，作为传统汽油车辆可行性替代方案的电动车辆已变得越来越受欢迎。在电动车辆中，加速性能与用于提供推进力的电机系统的性能有关。
目前，提高电动车辆加速性能的研发工作主要集中在如何提高电机和电池的输出功率。这与汽油驱动车辆研发人员所奉行的方法相似，他们通常将电机等同于内燃机，而将电池等同于燃料系统。然而，电机控制系统的具体性能及其与电机转矩输出能力之间关系还未得到充分挖掘。本公开旨在改进电动车辆的电机控制系统，以提供额外的转矩输出，从而进一步提高电动车辆的加速性能。
发明内容
在一个方面，本公开涉及一种用于控制电机的系统。该系统可包括配置成驱动电机的逆变器。逆变器可包括至少一个电力电子器件。该系统可进一步包括转矩能力控制器。转矩能力控制器可配置成接收指示第一模式与第二模式之间选择的信息。第二模式可对应于比第一模式更高的由电机输出的转矩。该转矩能力控制器可进一步配置成将开关频率施加于该至少一个电力电子器件。当接收到的信息指示选择第二模式时，开关频率的值低于接收到的信息指示选择第一模式时的值。
在另一个方面，本发明涉及一种用于控制电机的方法。该方法可包括利用逆变器驱动电机。逆变器可包括至少一个电力电子器件。该方法可进一步包括接收指示第一模式与第二模式之间选择的信息。第二模式可对应于比第一模式更高的由电机输出的转矩。该方法可进一步包括将开关频率施加于该至少一个电力电子器件。当接收到的信息指示选择第二模式时，开关频率的值低于接收到的信息指示选择第一模式时的值。
在又一个方面，本公开涉及一种用于控制电机的方法。该方法可包括利用逆变器驱动电机。逆变器可包括至少一个根据开关频率运行的电力电子器件。该方法可进一步包括接收指示第一模式与第二模式之间选择的信息。第一模式可对应于电机的第一性能值，而第二模式可对应于电机的第二性能值。该方法还可进一步包括根据接收到的信息调整施加于至少一个电力电子器件的开关频率。当接收到的信息指示选择第一模式时，开关频率可具有第一频率值，而当接收到的信息指示选择第二模式时，开关频率可具有第二频率值。
本公开的其他目的和优点将部分地在下面的详细描述中进行阐述，并且将部分地通过本说明书而变得显而易见，或者可通过实践本公开而习知。本公开的这些目的和优点将可通过所附权利要求中特别指出的要素和组合来实现和获得。
应当理解的是，上述一般性描述和下述详细描述仅出于示例性和说明性目的，而并非旨在对权利要求进行限制。
附图说明
图1是配置有电机推进系统的车辆的示例性实施例的框图；
图2是电机控制系统的示例性实施例的框图；
图3A-图3E是示例性车辆在正常模式下的初始加速性能曲线图；
图4A-图4E是示例性车辆在增强模式下的初始加速性能曲线图；
图5是示例性车辆在不同模式下的加速度分布图；和
图6是在初始加速期间控制车辆电机的示例性方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本公开的一个方面的车辆100的示例性实施例的框图。车辆100可为任意车型，如，跑车、轿跑、轿车、皮卡、旅行轿车、运动型多功能车(SUV)、商务车或豪华商务休旅车。车辆100可以是电动车、混合动力车，或者全部或部分地由电力驱动的任何其他车型车辆。
如图1中所示，车辆100可包括底盘110和多个车轮112。底盘110可机械连接至车轮112，例如，通过悬架系统。车辆100可进一步包括电机推进系统。例如，车辆100可包括一个或多个提供驱动转矩的电动机，如，电机150。车轮112可通过各种方式连接至电机150。在一个实施例中，如图1所示，轮对可通过轴114连接，轴114可机械连接至电机150，将转矩和旋转运动从电机150传递至连接的车轮。在另一个实施例中，电机150可以以简单的方式直接驱动单个车轮(如图中右下侧车轮与电机150之间的虚线所示)。例如，电机150可靠近车轮设置，以直接向车轮提供驱动力。在这种情况下，可使用多个电机，每个车轮由单独的电机或一组电机驱动。在另一个示例中，电机150可内置于车轮中，使得车轮可以与电机转子同轴旋转。
电机150可以是包括转子和定子(未示出)的交流同步电动机。定子可包括多个电极，每个电极包括连接至交流电源(如，三相交流电源)的绕组。运行中，交流电驱动的定子可生成旋转磁场带动转子转动。转子可包括绕组和/或永磁体以形成磁体，使得磁体的北极/南极被定子产生的旋转磁场的南极/北极持续吸引，从而与旋转磁场同步旋转。示例性交流电同步电动机包括内置式永磁(IPM)电机和磁阻电机。在一些实施例中，本发明中公开的控制系统和方法可进一步用于控制其他类型的电机。
电机150可由电机控制系统140控制。电机控制系统140可调控储能装置130与电机150之间的能量传递，以驱动电机150。在一些实施例中，电机150可在发电机模式下运行，如，当车辆100在减速或制动时。在发电机模式下，可将多余动能用于驱动电机150，以生成电能，并通过电机控制系统140将电能回充到储能装置130。在一些实施例中，储能装置130可包括一个或多个电池，以提供直流电。电机控制系统140可包括直流-交流逆变器，将储能装置130提供的直流电转换成交流电，以驱动电机150。例如，直流-交流逆变器可包括电力电子器件，电力电子器件依照脉冲宽度调制(PWM)方案运行，将直流电转换成交流电。
车辆100可包括车辆控制模块120(也可称为车辆控制器)，对车辆100提供全面控制。例如，车辆控制模块120可用作用户操作与推进系统之间的响应接口。例如，当驾驶员踩下车辆100的加速踏板125时，车辆控制模块120可将加速操作转换成电机150输出的转矩值、电机150的目标转速和/或推进系统执行的其他类似参数。车辆控制模块120可通信地连接至电机控制系统140，以提供指令和/或接收反馈。车辆控制模块120还可通信地连接至储能装置，以监测能级、温度、充电次数等的运行状态。
图2示出了电机控制系统140的示例性实施例的框图。电机控制系统140可接收车辆控制模块120生成的与加速踏板踩踏动作相对应的转矩指令，并根据转矩指令控制电机150输出所需转矩。例如，在初始加速过程中(如，车辆100从零速开始起动时)，车辆100的用户(如，驾驶员)可踩下加速踏板125。在某些情况下，用户可缓慢或轻轻地踩下踏板125，以平滑、缓慢地加速。在其他情况下，用户可突然用力踩下踏板125(如，将踏板踩到底)，以实现突然快速加速。在任何情况下，加速踏板踩踏动作均可被车辆控制模块120捕获或接收到，车辆控制模块可基于加速踏板踩踏动作生成转矩指令Ti。转矩指令Ti可指示由电机150输出的所需转矩，从而获得与加速踏板踩踏动作相对应的加速结果。
车辆控制模块120可包括模式选择器210或与模式选择器210通信。模式选择器210也可称作加速模式选择器和驱动模式选择器等。模式选择器210可配置成提供不同的驱动模式，这些驱动模式至少包括正常模式或基本模式以及增强模式。在一些实施例中，驱动模式可指特定的加速模式或加速能力。例如，在正常模式下，当用户将踏板125踩到底时，车辆100可获得最高加速度(如，用加速度或性能值A1max表示)。在增强模式下，车辆100可响应于与正常模式下相同的加速踏板踩踏动作(如，当用户将踏板125踩到底时)而获得较高加速度(如，用提高的加速度或性能值A2max表示)。在本说明书中使用的术语“加速度”或“性能值”是指车辆100的加速性能指标。加速度或性能值的示例可包括：速度(如，实际加速度)的变化率；车辆100从0加速到60mph或另一个预定收尾速度的时长(注意，在这种情况下，时长越短表示加速度或性能越高)；车辆100行驶一段预定距离的时长(与车辆从0加速到60mph相似，时长越短表示加速度或性能越高)等。例如，增强模式也可称作运动模式、涡轮模式、兴奋模式、惊险模式和火箭模式等。在一些实施例中，可提供两个或多个具有不同加速性能提升等级的增强模式。
在一些实施例中，模式选择器210可以是车辆控制模块120的一部分(由图2中围绕车辆控制模块120和模式选择器210的虚线框表示)。例如，模式选择器210可包括硬件、中间件、固件和/或集成于车辆控制模块120中的软件组件。在一些实施例中，模式选择器210可包括一个或多个通信地连接至车辆控制模块120的独立硬件组件或器件。在一些实施例中，模式选择器210的某些部分可集成于车辆控制模块120中，并且模式选择器210的其他部分可单独设置并且通信地连接至车辆控制模块120。
在一些实施例中，模式选择器210可包括用户界面(未示出)，以便用户选择模式。用户界面可包括输入设备，如，一个或多个硬件按钮、开关、手柄、旋钮和触摸/压敏表面，或者其他适合的硬件设备。输入设备可进一步包括一个或多个用于从用户接收信息的触摸屏。用户可利用用户界面的输入设备选择模式。用户界面可进一步包括输出设备，如，一个或多个显示屏、指示灯、扬声器和振动装置等。输出设备可向用户显示可用模式的信息。输出设备还可提供响应于用户选择模式的反馈。例如，反馈可包括一个或多个指示灯的开/关状态、显示器上的内容变化、音频反馈、振动反馈或其他形式的反馈。在一些实施例中，当用户选定一种模式时，踏板125的操作行为也可能出现变化。例如，当用户选择增强模式时，车辆控制模块120可控制踏板125阻力以改变踏板125刚度(如，用户在踩踏动作过程中的感受)。在增强模式下，可根据用户喜好将踏板125踏感更改成更硬或更软。
在一些实施例中，可将模式选择器210设置成附加组件或可升级组件。例如，模式选择器210可至少部分地由软件指令执行，使得模式选择功能可随软件升级而被加载到车辆100上。可在指定设施处进行升级，或者通过无线信号传输远程升级。例如，用户还可利用移动设备接收软件升级数据，并且可经由有线或无线连接通道通过连接移动设备与车辆100进行升级更新。在另一个示例中，模式选择器210可能需要加装某些硬件，这些硬件可在指定设施处加装，或者通过用户可购买获得的硬件套件安装。在一些实施例中，模式选择器210可包括硬件及软件升级。
参照图2，车辆控制模块120可基于用户的加速踏板踩踏动作和选定的模式生成一个转矩指令Ti。例如，车辆控制模块可包括供处理设备使用的一个或多个参考表、曲线和/或方程式，车辆控制模块可基于踏板踩踏程度、与踩踏相关联的力/压力、踩踏时长和踩踏速度等因素确定转矩指令。当踩踏缓慢时，生成的转矩指令可表示转矩值相对较小。相反，当迅速、有力和/或突然踩踏时，生成的转矩指令可表示转矩值相对较大。模式选择器210提供的模式信息和/或转矩能力控制器220提供的转矩能力信息(下文中将对其做更加详细的描述)可改变或确定转矩指令。例如，假设在正常模式下，车辆控制模块120基于特定的加速踏板踩踏动作生成一个转矩指令Ti1。在增强模式下，车辆控制模块120可基于相同的加速踏板踩踏动作生成一个修改后的转矩指令Ti2。根据转矩能力控制器220提供的转矩能力信息，修改后的转矩指令Ti2可指示大于Ti1的转矩值。当加速踏板踩踏动作需要最大转矩输出(如，将踏板踩踏到底的动作)时，修改后的转矩指令可指示提高无法在正常模式下实现的最大转矩输出。也就是说，可在增强模式下提高转矩输出性能。
本申请的实施例公开了能够提高最大转矩输出或转矩输出能力的电机控制系统及方法。如图2中所示，电机控制系统140的示例性实施例可包括转矩能力控制器220、转矩线性化模块230(也被称作转矩-电流转换器)、最大转矩电流比(MTPA)模块240和控制回路250。转矩线性化模块230可处理从车辆控制模块120接收到的转矩指令Ti，并生成一个需在电机150中产生所需转矩的相应定子电流is。MTPA模块240可接收定子电流is，并将定子电流is分解成相应的d轴和q轴分量(id和iq)。例如，MTPA模块240可包括存储is值与id和iq值之间映射关系的查询表。可将d-q轴电流分量输入控制回路250，以控制电机150。控制回路250可包括电流调节器(未示出)，其基于d-q轴电流分量生成d-q轴电压信号。控制回路250可进一步包括两相变三相变压器(未示出)，用于将d-q轴电压信号转换成三相电压信号。控制回路250还可进一步包括脉宽调制(PWM)逆变器(未示出)，其用于将储能装置130提供的直流电压转换成相电压，以基于三相电压信号驱动电机150。例如，PWM逆变器可根据开关频率打开和关闭，使得直流电压被斩波成电压段，以形成相电压。在一些实施例中，控制回路250可接收来自电机150的反馈，如，转子速度、转子位置和定子电流等。反馈信息可用于形成控制电机150的闭合回路。
在初始加速过程中，可用几个因素来说明电机150的最大转矩输出或转矩输出能力。一个因素与控制回路250的PWM逆变器产生的热量有关。例如，PWM逆变器可包括电力电子器件，如，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。电力电子器件可在运行期间打开和关闭，并且由于电磁(EM)能损耗而产生热量。电磁能损耗有两种类型。第一种损耗可被称为传导损耗，是指电力电子器件在接通电源和电流传导时的焦耳热损失。传导损耗与电流呈函数关系。电流越高，传导损耗越大，反之亦然。第二种损耗可被称为开关损耗，是指开关瞬态时的能量损耗。开关损耗与电流、直流电压和开关频率呈函数关系。电流、直流电压或开关频率越高，开关损耗越大，反之亦然。
如上所述，为了生成较高转矩通常需要有较高的电流。然而，电流越高，损耗也越大(如，随着电流的增高，传导损耗和开关损耗两者均会变大)，而损耗越大，热量又会越高，因而应将热量控制在某个阈值以下，以防止电力电子器件受损。所以，热量阈值可限制总损耗量，总损耗量又可显示最大电流，而最大电流反过来又可限制最大转矩。一般来说，传导损耗和开关损耗各占总损耗量的一半左右。因此，虽然总损耗量受热量阈值限制，但是，可通过修改传导损耗与开关损耗之间的相对比例来获得较高电流。
在一些实施例中，可在初始加速过程中调整开关频率，以减少开关损耗。例如，可降低开关频率，以减少开关损耗。可增大电流，使得增加的传导损耗与减少的开关损耗之和仍然保持在总损耗量的限值范围之内。增加的电流可提供额外的转矩输出，从而提高车辆100的加速性能。
PWM逆变器的开关频率可由转矩能力控制器220控制。转矩能力控制器220可接收来自模式选择器210或车辆控制模块120的模式选择信息，并且可在选择增强模式时降低初始加速过程中的开关频率。在一些实施例中，转矩能力控制器220可基于如选定的模式以及电机150和/或电机控制系统140的运行状况等来确定开关频率值。转矩能力控制器220还可基于开关频率、可用电流和/或其他运行状况来确定转矩能力或转矩限值。转矩能力可以是指电机150可以输出的最大转矩。如上所述，可将转矩能力发送给车辆控制模块120，用于将加速踏板踩踏操作转换成转矩指令。例如，车辆控制模块120可调整或更新加速踏板踩踏操作与输出转矩值之间的映射关系。当车辆控制模块120接收到转矩能力增大时，车辆控制模块120可进一步增大与特定加速踏板踩踏操作相对应的输出转矩值。
如上所述，转矩能力可由转矩能力控制器220控制或确定。例如，当选择增强模式时，转矩能力控制器220可降低开关频率，确定转矩能力增大并将增大的转矩能力发送至车辆控制模块120。在另一个示例中，转矩能力控制器可在选择正常模式时确定一个第一转矩值，而在选择增强模式时确定一个地儿转矩值。第一和第二转矩值两者均是电机150的性能值，表示电机150在不同操作或驱动条件下的转矩输出能力或限值。例如，当将第一开关频率施加于逆变器用于驱动电机150时，第一转矩值可与电机150的转矩输出限值相对应。同样地，当将第二开关频率施加于逆变器用于驱动电机150时，第二转矩值可与电机150的转矩输出限值相对应。第一转矩值(如，对应于正常模式)可低于第二转矩值(如，对应于增强模式)。这可通过向逆变器施加较低开关频率来实现(如，第二开关频率低于第一开关频率)。
虽然降低开关频率可减少开关损耗且支持高电流运行，但是，开关频率应保持在特定阈值以上，以确保电机150相电流的可控性。一般来说，开关频率至少应当为交流电流基波频率的10倍。开关频率与基波频率之比还可被称为脉冲比。在初始加速期间，由于电机150的转速相对较低，因此，基波频率也相对较低。因此，使脉冲比至少保持在10是相对比较容易的。随着电机150速度的增加，基波频率也增加，并且将脉冲比保持在适当值也可能会变得更加困难。因此，当电机150的速度达到一个特定值时，转矩能力控制器220可将开关频率增至正常运行水平。转矩能力控制器220可从控制回路250接收转子速度、定子电流及其他信息等反馈，用于确定适合的开关频率值。
降低开关频率还可增加噪声。因此，即使开关频率满足脉冲比要求，也需考虑正确选择开关频率下限值，以确保驾驶舒适性。此外，开关频率还可与控制回路250电流调节器的控制带宽有关。转矩能力控制器220可配置成基于上述考虑因素中的一个或多个来控制开关频率。
电流增幅可被限制在一定水平上。例如，为了保护电力电子器件，应将保护电力电子器件的最大结温控制在一个可接受的水平上。此外，还应考虑电力电子器件上由开关瞬态引起的电压应力。
电流增大也可使储能装置130的直流电流输出增加。然而，在初始加速期间，总功率等级通常不是最大的(功率与转矩和速度的乘积成正比)，此时应留有足够裕量，以便储能装置130提供所需的直流电流。
图3A-图3E示出了车辆100在正常模式下的初始加速性能曲线。在正常模式下，转矩能力控制器220可不用降低开关频率。相反地，如图3E中所示，可将开关频率fsw保持在最大水平fsw_max不变。在初始加速期间，电机150速度从零增加至基础速度nbase，其中，如图3B中所示，电机150的输出功率(P)达到最大值Pmax1。同样地，如图3C中所示，储能装置130提供的直流电流也从初始值Idc1(速度为零时)增加至最大值Idc_max1(基础速度nbase时)。图3A示出了两种情况下的转矩曲线(T)。第一种情况(由实线表示)是用户突然用力踩踏踏板125，使得在加速过程一开始时就产生最大转矩输出Tmax1。第二种情况(由虚线表示)是用户相对缓慢地轻轻踩踏踏板125，使得转矩输出的斜率从初始值T2上升至最大值Tmax1。图3D示出了与转矩曲线相似的定子电流曲线Iac。在第一种情况下，Iac在加速开始时达到最大值Iac_max1。在第二种情况下，Iac从较小值Iac2开始逐渐上升到最大值Iac_max1。
图4A-图4E示出了车辆100在增强模式下的初始加速性能曲线。如图4E中所示，在增强模式下，转矩能力控制器220可在电机150(n)的速度达到第一阈值速度n1之前将开关频率fsw降至fsw3。如上所述，fsw3可基于脉冲比、噪声和控制带宽等因素进行确定。例如，第一阈值速度n1可基于脉冲比进行确定。如图4A中所示，在从零加速至n1的初始加速过程中，输出转矩T可增至T3，大于Tmax1。这是因为定子交流电流Iac可被增加到Iac3，大于Iac_max1(如图4D中所示)。Iac3可基于PWM逆变器中使用的电力电子器件的电流限值和总损耗(包括增加的开关损耗和减少的传导损耗)等因素进行确定。如图4B中所示，由于转矩增大，输出功率P的增速也快于正常模式(由虚线表示)下的速度，并且在速度达到n1时，输出功率P达到P1。在电机速度超过n1之后，开关频率fsw可逐渐增至最大频率fsw_max，此时，电机速度达到第二阈值n2，如图4E中所示。例如，第二阈值速度n2可基于脉冲比进行确定。如图4A和4D中所示，在电机速度从n1增至n2的过程中，输出转矩T和定子电流Iac二者均返回其各自正常模式下的最大值Tmax1和Iac_max1。如图4B中所示，功率P从P1升至P2。一旦电机速度达到n2，剩余过程就与正常模式下的过程相同。储能装置130提供的直流电流Idc的分布与功率分布相似，与正常模式下的Idc1相比，增加了初始值Idc2。如上所述，由于Idc2仍低于最大值Iac_max1，因此，储能装置130应有足够裕量提供额外电流。
图5示出了车辆100在不同模式/情况下的初始加速度分布图。在图5中，横轴表示时间，而纵轴表示车辆速度。基准速度S1(如，60mph)被用于评估车辆100的加速性能。曲线510示出了在正常模式中的第一种情况下的加速度分布，其中，用户突然用力踩踏踏板125的动作对应于图3A中所示的实心转矩线。如图5中所示，曲线510示出车辆100速度几乎从零速线性增加到S1。增至S1的时长为t2。
曲线520示出了在正常模式中的第二种情况下的加速度分布，其中，用户相对缓慢地轻轻踩踏踏板125的动作对应于图3A中从T2开始的转矩分布(虚线)。曲线520显示初始加速度(增速)低于曲线510。在转矩输出达到与第一种情况下相同的水平(图3A中所示的Tmax1)时，速度曲线520的斜率变得相对平行于曲线510。在第二种情况下，由于转矩较小，初始速度较慢，达到S1的时长(t3)大于t2。
曲线530示出了车辆100在增强模式下的加速度分布。在增强模式下，由于初始转矩输出增大，加速度(增速)也增加，如初始斜率相较于曲线510更高的曲线530所示。如果电机在从初始加速度增至S1的过程中达到第一阈值速度n1(如，在ta时)，则转矩输出可降至Tmax1(如图4A中所示)，并且速度曲线530变得相对平行于曲线510(如图5中实线所示)。相反地，如果在速度达到S1时车辆未达到n1，则可保持加速(如曲线530上的虚线部分所示)。在任何情况下，可将达到S1的时长缩减至t1，短于t2，以提高车辆100的加速性能。
图6是根据本公开实施例的一种用于在初始加速过程中控制车辆100电机150的方法600的流程图。方法600包括多个步骤，其中一些步骤为可选步骤。方法600可由执行算法和/或指令的处理器设备、配置成执行一个或多个特定功能的专用电路或其组合执行。
在步骤610中，模式选择器210可接收用户的加速模式选择。可用加速模式可包括正常模式和一个或多个增强模式。
在步骤620中，模式选择信息可由车辆控制模块120和转矩能力控制器220接收。如果选择的模式为正常模式，则方法600进入步骤630，其中，电机150可施加正常开关频率(如，最大开关频率fsw_max)、正常转矩(Tmax1或T2)和正常电流(如，Iac_max1或Iac2)进行控制。
如果选择的模式为增强模式，方法600可进入步骤640。在步骤640中，转矩能力控制器220可将开关频率从正常值降至较小值，以减少开关损耗。例如，如图4中所示，转矩能力控制器220在初始加速期间可使用fsw3，而不是fsw_max。转矩能力控制器220可基于减少的开关频率确定转矩能力或转矩限值，并将转矩能力发送给车辆控制模块120。
在步骤650中，车辆控制模块120可基于加速踏板踩踏动作和接收到的转矩能力生成一个含增加值(如，T3)的转矩指令。转矩增大可提高车辆100的加速性能。例如，与正常模式下的加速时间相比，转矩增大时可将从0加速至60mph的时间缩减0.5-1.2秒。
在步骤660中，转矩线性化模块230可生成一个含增加值(如，Iac3)的定子电流值is，使得车辆控制模块120生成的转矩值增大。虽然电流增大会导致传导损耗增加，但是，由于减少的开关损耗与增加的传导损耗相互抵消，总损耗量仍可保持在限值范围内。
在步骤670中，可由控制回路250施加增加的电流值和减少的开关频率，以控制电机150。控制回路250可包括速度监测装置，以监测电机150的转速。在步骤680中，可比较转速与阈值速度(如，n1)。如果电机速度未到达阈值速度，则方法600返回步骤670，用降低的开关频率和增加的电流继续控制电机150。如果电机速度达到阈值速度，则方法600进入步骤690，增加开关频率(如，从fsw3增加到fsw_max)并减少电流(如，从Iac3减至Iac_max1)。一段时间之后(如，当电机速度达到n2时)，开关频率和电流可返回各自在正常模式下的值，并且可以以正常模式下的方式继续控制电机。
上述公开的实施例包括用于提高电动车辆加速性能的系统及方法。所述步骤旨在以图解形式解释所示的示例性实施例，并且随着技术的发展可对特定功能的实施方式进行修改是可以预见的。因此，本说明书中对这些示例的描述仅出于说明目的而非进行限制。例如，本发明中公开的步骤或过程不限于按照所述的顺序执行，而是可以按照任何顺序执行，并且根据公开的实施例，可省略一些步骤。此外，为了便于描述，本说明书中任意定义了功能构建模块的边界。只要能够正确地执行指定功能及其关系没就可定义替代边界。基于本说明中的教导，本发明的替代方案(包括本说明书中所述的等效替代、扩展应用、变化和偏差等)对相关领域的技术人员是显而易见。这些替代方案属于本公开的实施例的精神和范围内。
虽然本说明书中对本公开实施例的示例和特征进行了描述，但是，在不脱离本公开实施例精神和范围的前提下，可对本公开实施例进行修改、调整及采用其他实施方式。此外，词语“包括(compris ing)”、“具有(having)”、“含有(containing)”、“包含(including)”及其他类似形式的词汇具有等效、开放式涵义，这些词语中任意一个之后的一个或多个项目均不是其详尽无遗的列举，也不是仅限于该列举的一个或多个项目。另外，还须注意的是，除非上下文另有明确规定，否则本说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一(a和an)”和“该(the)”包括复数形式。
此外，根据本公开，可采用一种或多种计算机可读存储介质执行实施例。计算机可读存储介质是指可存储由处理器读取的信息或数据的任何类型的物理存储器。因此，计算机可读存储介质可存储由一个或多个处理器执行的指令，包括使处理器执行本说明书中所述实施例的步骤或阶段的指令。术语“计算机可读介质”应被视为包括有形介质，但不含载波和瞬态信号的存储介质，即非瞬态计算机可读介质。计算机可读介质示例包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、易失性存储器、非易失性存储器、硬盘驱动器、光盘只读存储器(CD ROM)、DVD、闪存驱动器、磁盘以及其他任何已知的物理存储介质。
本公开及实施例仅供示例之用，本公开实施例的真正范围和实质精神由所附权利要求书界定。

Claims (15)

1.一种用于控制电机的系统，包括：
逆变器，配置成驱动电机，所述逆变器包括至少一个电力电子器件；以及
转矩能力控制器，配置成：
接收指示用户在第一模式与第二模式之间的选择的信息，所述第二模式对应于比第一模式更高的由电机输出的转矩，其中在所述第二模式中的最大转矩输出的增加在所述第一模式中是无法实现的；以及
将开关频率施加于所述至少一个电力电子器件，当接收到的信息指示选择第二模式时，所述开关频率的值低于接收到的信息指示选择第一模式时的值，
其中，当所述接收到的信息指示选择第二模式时，所述转矩性能控制器配置成：
在所述电机的转速达到阈值速度之前，保持施加于所述至少一个电力电子器件的开关频率；以及
当所述电机的转速超过阈值速度时，增加开关频率，
其中，所述阈值速度基于表示所述电机的开关频率与基波频率之比的脉冲比确定。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括模式选择器，所述模式选择器配置成提供指示所述第一模式与第二模式之间选择的信息。
3.根据权利要求2所述的系统，进一步包括车辆控制器，所述车辆控制器配置成：
从所述模式选择器接收指示所述第一模式与所述第二模式之间选择的信息；以及
基于接收到的信息，生成指示电机输出转矩的转矩指令，
其中，当所述接收到的信息指示选择第二模式时，所述转矩指令指示的转矩大于接收到的信息指示选择第一模式时的转矩。
4.根据权利要求3所述的系统，进一步包括转矩-电流转换器，所述转矩-电流转换器配置成：
接收来自所述车辆控制器的转矩指令；
接收来自所述转矩能力控制器的开关频率信息；以及
基于所述转矩指令和所述开关频率信息，生成电流值。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，当选择第二模式时，所述电流值大于选择第一模式时的电流值。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述电流值基于所述至少一个电力电子器件的电流限值确定。
7.一种用于控制电机的方法，包括：
利用逆变器驱动电机，所述逆变器包括至少一个电力电子器件；
接收指示用户在第一模式与第二模式之间的选择的信息，所述第二模式对应于比所述第一模式更高的由电机输出的转矩，其中在所述第二模式中的最大转矩输出的增加在所述第一模式中是无法实现的；以及
将开关频率施加于所述至少一个电力电子器件，当接收到的信息指示选择第二模式时，所述开关频率的值低于接收到的信息指示选择第一模式时的值，
所述方法进一步包括：
当接收到的信息指示选择第二模式时，在所述电机的转速达到阈值速度之前，保持施加于所述至少一个电力电子器件的开关频率；以及
当所述电机的转速超过阈值速度时，增加开关频率，
其中，所述阈值速度基于表示所述电机的开关频率与基波频率之比的脉冲比确定。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：
通过一模式选择器提供指示所述第一模式与所述第二模式之间选择的信息。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
从所述模式选择器接收指示所述第一模式与所述第二模式之间选择的信息；以及
基于接收到的信息，生成指示电机输出转矩的转矩指令，
其中，当接收到的信息指示选择第二模式时，所述转矩指令指示的转矩大于接收到的信息指示选择第一模式时的转矩。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
通过转矩-电流转换器接收转矩指令；
通过所述转矩-电流转换器接收来自所述转矩能力控制器的开关频率信息；以及
基于所述转矩指令和所述开关频率信息，通过所述转矩-电流转换器生成电流值。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，当选择第二模式时，所述电流值大于选择第一模式时的电流值。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述电流值基于所述至少一个电力电子器件的电流限值确定。
13.一种用于控制电机的方法，包括：
利用逆变器驱动电机，所述逆变器包括根据开关频率运行的至少一个电力电子器件；
接收指示用户在第一模式与第二模式之间的选择的信息，所述第一模式对应于所述电机的第一性能值，而所述第二模式对应于所述电机的第二性能值，其中所述第二模式的第二性能值不同于所述第一性能值且在所述第一模式中无法实现；以及
根据接收到的信息调整施加于所述至少一个电力电子器件的开关频率，当接收到的信息指示选择第一模式时，所述开关频率具有第一频率值，而当接收到的信息指示选择第二模式时，所述开关频率具有第二频率值，
其中，当接收到的信息指示选择第二模式时，所述方法进一步包括：
在所述电机的转速达到阈值速度之前，保持施加于所述至少一个电力电子器件的开关频率；以及
当所述电机的转速超过阈值速度时，增加开关频率，
其中，所述阈值速度基于表示所述电机的开关频率与基波频率之比的脉冲比确定。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第二性能值大于所述第一性能值，而所述第二频率值小于所述第一频率值。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一性能值为所述电机输出的第一转矩值，而所述第二性能值为所述电机输出的第二转矩值。
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