CN109955846A - 混合动力汽车及其电机的控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车及其电机的控制方法和装置，电机与发动机进行动力连接以在发动机的带动下进行发电，电机的三相端通过三相可控开关与逆变器的三相交流端相连，逆变器的直流端与动力电池相连，该方法包括：获取逆变器的直流端电压，并根据直流端电压获取电机的转速阈值；当接收到发电指令时，控制三相可控开关闭合，并控制电机在发动机的带动下进行发电工作；获取电机的当前转速，并判断当前转速是否大于转速阈值；如果当前转速大于转速阈值，则控制三相可控开关断开以防止逆变器发生不可控整流。由此，能够及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。

Description

混合动力汽车及其电机的控制方法和装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种混合动力汽车中电机的控制方法、一种非临时性计算机可读存储介质、一种混合动力汽车中电机的控制装置和一种混合动力汽车。
背景技术
相关技术的混合动力汽车中的逆变器与电池连接，且逆变器的三相交流端与永磁同步电机相连，永磁同步电机可在发动机的带动下进行发电，以为电池充电。然而，当永磁同步电机的转速达到一定值时，电机的反电动势高于电池的电压，电机的三相会产生电压差，出现不可控的电流，此时可能会导致电池被烧毁。
目前，当出现不可控的电流时，可通过整车控制永磁同步电机，即可通过司机踩刹车来降低永磁同步电机的转速，以减小对电池的损害，但司机一般无法及时地获取到出现不可控整流的信息，因此司机无法及时地对永磁同步电机的转速进行控制；还可通过发动机控制永磁同步电机，此时，发动机会出现动力不足的现象。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种混合动力汽车中电机的控制方法，能够在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。
本发明的第二个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
本发明的第三个目的在于提出一种混合动力汽车中电机的控制装置。
本发明的第四个目的在于提出一种混合动力汽车。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种混合动力汽车中电机的控制方法，所述电机与发动机进行动力连接以在所述发动机的带动下进行发电，所述电机的三相端通过三相可控开关与逆变器的三相交流端相连，所述逆变器的直流端与动力电池相连，所述控制方法包括以下步骤：获取所述逆变器的直流端电压，并根据所述直流端电压获取所述电机的转速阈值；当接收到发电指令时，控制所述三相可控开关闭合，并控制所述电机在所述发动机的带动下进行发电工作；获取所述电机的当前转速，并判断所述当前转速是否大于所述转速阈值；如果所述当前转速大于所述转速阈值，则控制所述三相可控开关断开以防止所述逆变器发生不可控整流。
根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制方法，电机与发动机进行动力连接，电机通过三相可控开关与逆变器相连，且逆变器与动力电池相连，获取逆变器的直流端电压，并根据直流端电压获取电机的转速阈值，当接收到发电指令时，控制三相可控开关闭合，并控制电机在发动机的带动下进行发电工作，以及获取电机的当前转速，并判断当前转速是否大于转速阈值，如果当前转速大于转速阈值，则控制三相可控开关断开。由此，能够根据电机的当前转速对三相可控开关的状态进行控制，以在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面实施例提出的混合动力汽车中电机的控制方法。
根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行其存储的计算机程序，能够根据电机的当前转速对三相可控开关的状态进行控制，以在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种混合动力汽车中电机的控制装置，所述电机与发动机进行动力连接以在所述发动机的带动下进行发电，所述电机的三相端通过三相可控开关与逆变器的三相交流端相连，所述逆变器的直流端与动力电池相连，所述控制装置包括：第一获取模块，所述第一获取模块用于获取所述逆变器的直流端电压，并根据所述直流端电压获取所述电机的转速阈值，控制模块，所述控制模块用于在接收到发电指令时，控制所述三相可控开关闭合，并控制所述电机在所述发动机的带动下进行发电工作；第二获取模块，所述第二获取模块用于获取所述电机的当前转速；判断模块，所述判断模块用于判断所述当前转速是否大于所述转速阈值，所述控制模块还用于在所述当前转速大于所述转速阈值时，控制所述三相可控开关断开以防止所述逆变器发生不可控整流。
根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制装置，电机与发动机进行动力连接，电机通过三相可控开关与逆变器相连，且逆变器与动力电池相连，通过第一获取模块获取逆变器的直流端电压，并根据直流端电压获取电机的转速阈值，在接收到发电指令时，通过控制模块控制三相可控开关闭合，并控制电机在发动机的带动下进行发电工作，以及通过第二获取模块获取电机的当前转速，并通过判断模块判断当前转速是否大于转速阈值，在当前转速大于转速阈值时，通过控制模块控制三相可控开关断开。由此，能够根据电机的当前转速对三相可控开关的状态进行控制，以在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种混合动力汽车。
本发明实施例的混合动力汽车，包括本发明上述实施例提出的混合动力汽车中电机的控制装置，其具体的实施方式可参照上述实施例，为避免冗余，在此不再赘述。
根据本发明实施例的混合动力汽车，能够根据电机的当前转速对三相可控开关的状态进行控制，以在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过对本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的三相可控开关与电机、逆变器的连接关系图；
图2为根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制方法的流程图；
图3为根据本发明一个具体实施例的混合动力汽车中电机的控制方法的流程图；
图4为根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制装置的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图来描述本发明实施例的混合动力汽车及其电机的控制方法和装置。
在本发明的一个实施例中，混合动力汽车中电机可为BSG(Belt Driven StarterGenerator，皮带驱动启动发电机)电机，属于永磁同步电机。如图1所示，电机3与发动机4进行动力连接以在发动机4的带动下进行发电，电机3的三相端通过三相可控开关5与逆变器2的三相交流端相连，逆变器2的直流端与动力电池1相连，其中，三相可控开关5可包括可控开关K1、可控开关K2和可控开关K3，控制三相可控开关5关断，即控制可控开关K1、可控开关K2和可控开关K3中的至少两相可控开关关断；控制三相可控开关5闭合，即控制可控开关K1、可控开关K2和可控开关K3均闭合。
图2为根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制方法的流程图。
如图2所示，本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制方法，包括以下步骤：
S1，获取逆变器的直流端电压，并根据直流端电压获取电机的转速阈值。
在本发明的一个实施例中，可基于电机的反电动势与转速的关系以及直流端电压获取电机的转速阈值。
其中，电机的反电动势不仅与逆变器的直流端电压存在着对应关系，而且与电机的转速之间也存在着对应关系，由此，直流端电压与电机的转速存在着对应关系，因而可根据直流端电压获取电机的转速阈值。
S2，当接收到发电指令时，控制三相可控开关闭合，并控制电机在发动机的带动下进行发电工作。
在本发明的一个实施例中，频繁地改变三相可控开关的开关状态，或者在三相可控开关连接有负载时改变其开关状态，可影响电机的使用寿命，因此在混合动力汽车整车上电时，可控制三相可控开关处于断开状态，并在需要闭合三相可控开关时，控制三相可控开关闭合。
当需要电机进行工作，例如进行发电工作时，可控制三相可控开关闭合，并控制电机开始工作；当不需要电机进行工作时，可控制三相可控开关断开。
S3，获取电机的当前转速，并判断当前转速是否大于转速阈值。
S4，如果当前转速大于转速阈值，则控制三相可控开关断开以防止逆变器发生不可控整流。
在本发明的一个实施例中，当电机的当前转速大于转速阈值时，电机的反电动势高于逆变器的直流端电压，可控制三相可控开关断开，以使电机的三相之间不能形成回路，从而防止逆变器发生不可控整流。
其中，在控制三相可控开关断开之前，还控制电机进行扭矩卸载，直到电机的扭矩卸载至0。
具体地，可控制功率模块输出电流控制信号，使电机的电流给0，从而控制电机的扭矩给0。电机的扭矩给0，即与三相可控开关相连接的负载为零，此时改变三相可控开关的开关状态，相比于在三相可控开关与非零负载相连时改变其开关状态，可降低对电机的损害。
进一步地，当电机的反电动势降低后，即电机的实际转速降低后，可控制三相可控开关闭合，并控制电机开始工作，例如控制电机进行发电工作等。
根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制方法，电机与发动机进行动力连接，电机通过三相可控开关与逆变器相连，且逆变器与动力电池相连，获取逆变器的直流端电压，并根据直流端电压获取电机的转速阈值，当接收到发电指令时，控制三相可控开关闭合，并控制电机在发动机的带动下进行发电工作，以及获取电机的当前转速，并判断当前转速是否大于转速阈值，如果当前转速大于转速阈值，则控制三相可控开关断开。由此，能够根据电机的当前转速对三相可控开关的状态进行控制，以在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。
在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，混合动力汽车中电机的控制方法可包括以下步骤：
S301，混合动力汽车整车上电。
S302，根据逆变器的直流端电压获取电机的转速阈值。
S303，获取电机的当前转速。
S304，判断电机的当前转速是否大于电机的转速阈值。如果是，则执行步骤S305；如果否，则执行步骤S309。
S305，判断电机是否正在工作。例如，判断电机是否在发动机的带动下进行发电工作等。如果是，则执行步骤S306；如果否，则执行步骤S308。
S306，控制电机进行扭矩卸载。其中，可通过控制功率模块输出电流控制信号，使电机的电流给0，以对电机进行扭矩卸载。
S307，判断电机的扭矩是否为0。如果是，则执行步骤S308；如果否，则执行步骤S306。也就是说，当电机的电流给0，以控制电机的扭矩给0时，可执行步骤S308；当电机的扭矩不为0时，可继续控制电机进行扭矩卸载，直至电机的扭矩降至0，再执行步骤S308。
S308，控制三相可控开关断开。也就是说，当判断电机没有开始工作时，可判断三相可控开关处于断开状态，此时可控制三相可控开关依然保持开关状态；当判断电机开始工作时，可判断三相可控开关处于闭合状态，此时可先将电机的扭矩降到0，再控制三相可控开关断开。
需要说明的是，当三相可控开关前一时刻处于闭合状态时，可控制三相可控开关断开；当三相可控开关前一时刻处于断开状态时，可控制三相可控开关维持断开状态。
S309，判断电机是否需要工作。例如，可判断电机是否需要进行发电工作等。如果是，则执行步骤S310；如果否，则执行步骤S312。
S310，控制三相可控开关闭合。需要说明的是，当三相可控开关前一时刻处于断开状态时，可控制三相可控开关闭合；当三相可控开关前一时刻处于闭合状态时，可控制三相可控开关维持闭合状态。
S311，电机开始工作。
S312，维持三相可控开关处于当前状态。
对应上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质。
本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其中当该程序被处理器执行时，可实现本发明上述实施例提出的混合动力汽车中电机的控制方法。
根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行其存储的计算机程序，能够根据电机的当前转速对三相可控开关的状态进行控制，以在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。
对应上述实施例，本发明还提出一种混合动力汽车中电机的控制装置。
如图4所示，本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制装置包括控制模块10、第一获取模块20、第二获取模块30和判断模块40。
其中，第一获取模块20用于获取逆变器的直流端电压，并根据直流端电压获取电机的转速阈值；控制模块10用于在接收到发电指令时，控制三相可控开关闭合，并控制电机在发动机的带动下进行发电工作；第二获取模块30用于获取电机的当前转速；判断模块40用于判断当前转速是否大于转速阈值，控制模块10还用于在当前转速大于转速阈值时，控制三相可控开关断开以防止逆变器发生不可控整流。
在本发明的一个实施例中，第一获取模块20可基于电机的反电动势与转速的关系以及直流端电压获取电机的转速阈值。
其中，电机的反电动势不仅与逆变器的直流端电压存在着对应关系，而且与电机的转速也存在着对应关系，由此，直流端电压与电机的转速存在着对应关系，因而第一获取模块20可根据直流端电压获取电机的转速阈值。
在本发明的一个实施例中，频繁地改变三相可控开关的开关状态，或者在三相可控开关带有负载时改变其开关状态，可影响电机的使用寿命，因此在混合动力汽车整车上电时，控制模块10可控制三相可控开关处于断开状态，并在需要闭合三相可控开关时，控制三相可控开关闭合。
在本发明的一个实施例中，当需要电机进行工作，例如进行发电工作时，控制模块10可控制三相可控开关闭合，并控制电机开始工作；当不需要电机进行工作时，控制模块10可控制三相可控开关断开。
在本发明的一个实施例中，当电机的当前转速大于转速阈值时，电机的反电动势高于逆变器的直流端电压，控制模块10可控制三相可控开关断开，以使电机的三相之间不能形成回路，从而防止逆变器发生不可控整流。
其中，在控制模块10控制三相可控开关断开之前，可控制电机进行扭矩卸载，直至电机的扭矩至0。
具体地，控制模块10可控制功率模块输出电流控制信号，使电机的电流给0，从而控制电机的扭矩给0。电机作为三相可控开关的负载，电机的扭矩给0，即与三相可控开关连接的负载为零，此时改变三相可控开关的开关状态，相比于在三相可控开关与非零负载连接时改变其开关状态，可降低对电机的损害。
进一步地，当电机的反电动势降低后，即电机的实际转速降低后，控制模块10可控制三相可控开关闭合，并可控制电机开始工作，例如控制电机进行发电工作等。
根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制装置，电机与发动机进行动力连接，电机通过三相可控开关与逆变器相连，且逆变器与动力电池相连，通过第一获取模块获取逆变器的直流端电压，并根据直流端电压获取电机的转速阈值，在接收到发电指令时，通过控制模块控制三相可控开关闭合，并控制电机在发动机的带动下进行发电工作，以及通过第二获取模块获取电机的当前转速，并通过判断模块判断当前转速是否大于转速阈值，在当前转速大于转速阈值时，通过控制模块控制三相可控开关断开。由此，能够根据电机的当前转速对三相可控开关的状态进行控制，以在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。
对应上述实施例，本发明还提出一种混合动力汽车。
本发明实施例的混合动力汽车，包括本发明上述实施例提出的混合动力汽车中电机的控制装置，其具体的实施方式可参照上述实施例，为避免冗余，在此不再赘述。
根据本发明实施例的混合动力汽车，能够根据电机的当前转速对三相可控开关的状态进行控制，以在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车中电机的控制方法，其特征在于，所述电机与发动机进行动力连接以在所述发动机的带动下进行发电，所述电机的三相端通过三相可控开关与逆变器的三相交流端相连，所述逆变器的直流端与动力电池相连，所述控制方法包括以下步骤：
获取所述逆变器的直流端电压，并根据所述直流端电压获取所述电机的转速阈值；
当接收到发电指令时，控制所述三相可控开关闭合，并控制所述电机在所述发动机的带动下进行发电工作；
获取所述电机的当前转速，并判断所述当前转速是否大于所述转速阈值；
如果所述当前转速大于所述转速阈值，则控制所述三相可控开关断开以防止所述逆变器发生不可控整流。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车中电机的控制方法，其特征在于，在控制所述三相可控开关断开之前，还控制所述电机进行扭矩卸载，直到所述电机的扭矩卸载至0。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车中电机的控制方法，其特征在于，根据所述直流端电压获取所述电机的转速阈值，包括：
基于所述电机的反电动势与转速的关系以及所述直流端电压获取所述电机的转速阈值。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的混合动力汽车中电机的控制方法，其特征在于，所述电机为BSG电机。
5.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现根据权利要求1-4中任一所述的混合动力汽车中电机的控制方法。
6.一种混合动力汽车中电机的控制装置，其特征在于，所述电机与发动机进行动力连接以在所述发动机的带动下进行发电，所述电机的三相端通过三相可控开关与逆变器的三相交流端相连，所述逆变器的直流端与动力电池相连，所述控制装置包括：
第一获取模块，所述第一获取模块用于获取所述逆变器的直流端电压，并根据所述直流端电压获取所述电机的转速阈值；
控制模块，所述控制模块用于在接收到发电指令时，控制所述三相可控开关闭合，并控制所述电机在所述发动机的带动下进行发电工作；
第二获取模块，所述第二获取模块用于获取所述电机的当前转速；
判断模块，所述判断模块用于判断所述当前转速是否大于所述转速阈值，
所述控制模块还用于在所述当前转速大于所述转速阈值时，控制所述三相可控开关断开以防止所述逆变器发生不可控整流。
7.根据权利要求6所述的混合动力汽车中电机的控制装置，其特征在于，所述控制模块在控制所述三相可控开关断开之前，还控制所述电机进行扭矩卸载，直到所述电机的扭矩卸载至0。
8.根据权利要求6所述的混合动力汽车中电机的控制装置，其特征在于，所述第一获取模块基于所述电机的反电动势与转速的关系以及所述直流端电压获取所述电机的转速阈值。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的混合动力汽车中电机的控制装置，其特征在于，所述电机为BSG电机。
10.一种混合动力汽车，其特征在于，包括根据权利要求6-9中任一项所述的混合动力汽车中电机的控制装置。
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