CN114514694B - 一种电机控制器、动力总成、控制方法及电动车辆 - Google Patents

一种电机控制器、动力总成、控制方法及电动车辆 Download PDF

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Abstract

一种电机控制器(10)、动力总成(800)、控制方法及电动车辆(900)，涉及电动车辆(900)技术领域。该电机控制器(10)的输入端连接动力电池组(30)，电机控制器(10)的输出端连接电机(20)的三相电机绕组，电机控制器(10)包括逆变电路(101)和控制器(102)。其中，逆变电路(101)的输入端为电机控制器(10)的输入端，逆变电路(101)的每一相输出端分别连接电机(20)的一相电机绕组。控制器(102)用于控制逆变电路(101)同时向三相电机绕组输出电流，且输入每一相电机绕组的电流依次轮流达到预设电流。利用该电机控制器(10)，充分利用电机绕组的发热能力对动力电池组(30)进行加热，并且保障了电机(20)的对称性和可靠性，还能够避免使用额外的加热装置对动力电池组(30)进行加热，减少了占用的空间和成本。

Description

一种电机控制器、动力总成、控制方法及电动车辆
技术领域
本申请涉及电动车辆技术领域，尤其涉及一种电机控制器、动力总成、控制方法及电动车辆。
背景技术
随着现代社会能源短缺和环境污染问题的加剧，电动车辆作为新能源汽车受到了各界的广泛关注。电动车辆由动力电池组供电，通过电机将电能转换为机械能以驱动电机。
随着电动车辆的大量部署，许多电动车辆被用于冬季寒冷的区域，或任何时候都寒冷的区域，而电动车辆的动力电池组在低温时的放电性能较差，因此动力电池组需要有高效的低温加热措施，以保证动力电池组能够在安全的温度范围内向电机输出功率。
参见图1，该图为现有技术提供的一种动力电池组的加热装置的示意图。
该加热装置包括正温度系数(Positive Temperature Coefficient，PTC)电阻Rp和可控开关管S。PTC电阻Rp和S串联后与电动车辆的母线电容Co并联。当电动车辆的电池管理系统(Battery Management System，BMS)确定电池温度较低时，控制可控开关管S闭合，PTC电阻Rp接入电路后进行放热，进而加热动力电池组。但是该加热方式需要增加额外的加热装置，占用了空间并增加了成本。
现有技术的另一种动力电池组的加热方法为:通过导热介质吸收电机绕组产生的废热，并用于加热动力电池组，但这种方案仍面临两个问题：首先，仅利用电机绕组的发热，加热功率较小，导致加热速度较慢；其次，由于这种方式利用电机的三相绕组作为通流回路，向电机绕组注入电流的方式为：一相绕组输入电流，其余两相绕组输出电流；或者一相绕组输入电流，一相绕组输出电流，而第三相绕组的电流为零，不论以何种方式，三相绕组电流都不可能相等，因此三相绕组发热不均匀，而发热不均匀首先会导致发热较多的一相绕组老化较快，易造成三相不平衡等问题影响电机性能，其次会导致绕组温升由温度最高的一相绕组限制，这种通流加热方式下，无法充分利用三相绕组的发热能力。
发明内容
本申请提供了一种电机控制器、动力总成、控制方法及电动车辆，避免了增加额外的加热装置对动力电池组进行加热，减少了占用的空间和成本，并且提升了对动力电池组的加热效果。
第一方面，本申请提供了一种电机控制器(Motor Control Unit，MCU)，电机控制器的输入端连接动力电池组，电机控制器的输出端连接电机的三相电机绕组，电机控制器包括逆变电路和控制器。其中，逆变电路的输入端为电机控制器的输入端，逆变电路的每一相输出端分别连接电机的一相电机绕组。控制器用于控制逆变电路同时向三相电机绕组输出电流，且输入每一相电机绕组的电流依次轮流达到预设电流。
该控制器控制逆变电路同时向三相电机绕组输出电流，此时三相电机绕组均进行发热，增大了电机整体的发热功率。此外，控制器通过控制逆变电路的输出电流还使得每一相电机绕组的电流依次轮流达到预设电流，电机绕组的电流为该预设电流时电机绕组有较高的发热功率，进而使得三相电机绕组均匀发热，且随着流过的电流大小的切换，三相电机绕组的发热功率均可以维持在较高状态，充分利用电机绕组的发热能力，提升了对动力电池组的加热速率，避免了某一相电机绕组因长时间发热而导致寿命被明显缩短，进而还提升了电机的对称性和可靠性。此外，本申请提供的方案避免了增加额外的加热装置对动力电池组进行加热，还减少了占用的空间和成本。
控制器可以为专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device，CPLD)、现场可编程逻辑门阵列(Field-programmable GateArray，FPGA)、通用阵列逻辑(Generic Array Logic,GAL)或其任意组合，本申请对此不作具体限定。
逆变电路中包括可控开关管，本申请不具体限定可控开关管的类型，例如可以为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Filed Effect Transistor，MOSFET)、碳化硅场效应管(Silicon Carbide Metal Oxide Semiconductor，SiC MOSFET)等。
控制器向可控开关管发送控制信号以控制可控开关管的工作状态。该控制信号可以为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号。
在一种可能的实现方式中，控制器还根据动力电池组的温度确定预设电流，预设电流的大小与动力电池组的温度负相关。
对于动力电池组，其温度越低，在相同的加热时间内，需求的动力电池组的加热速率越高，对应的预设电流越大。
控制器可以通过整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)或者BMS获取动力电池组的温度信息，进而确定动力电池组的温度。
在一种可能的实现方式中，控制器还根据获取的加热指令确定预设电流，加热指令用于指示预设电流的大小。驾驶员可以根据实际需求确定对动力电池组的加热档位(加热档位越高，加热速率越快)，或者调整对动力电池组的加热时间(加热时间越短，相当于加热档位越高)，响应于驾驶员的输入操作，整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)结合当前的动力电池组的温度信息确定对应的加热指令，并向控制器发送该加热指令，加热指令用于指示预设电流的大小。
在一种可能的实现方式中，控制器具体用于根据预设位置角和预设电流，确定每一相电机绕组的输入电流的幅值和相位，预设位置角表征预设电流和电机的d轴的夹角。根据每一相电机绕组的输入电流的幅值和相位，以及每一相电机绕组的阻抗确定每一相电机绕组的输入电压的幅值和相位。根据输入电压的幅值确定逆变电路的控制信号的占空比，以及根据输入电压的相位确定逆变电路的控制信号的发送时间，进而利用相应的控制信号对电机控制器进行控制。
在一种可能的实现方式中，控制器具体用于控制预设位置角在预设角度范围内进行周期性变化。以使得且输入每一相电机绕组的电流依次达到预设电流。
在一种可能的实现方式中，预设角度范围为0-360°，控制器控制预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，预设角度增量的数值为120的正约数。
其中，120的正约数包括1、2、3、4、5、6、8、10、12、15、20、24、30、40、60和120。
在一种可能的实现方式中，预设角度范围为0-120°，控制器控制预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，预设角度增量的数值为60的正约数。
其中，60的正约数包括1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30和60。
在一种可能的实现方式中，控制器具体用于，控制逆变电路向三相电机绕组输出的电流的波形为正弦波、方波或三角波中的一种。
在一种可能的实现方式中，逆变电路为三相两电平逆变电路或三相三电平逆变电路。
在一种可能的实现方式中，控制器还用于控制泵装置的工作状态，电机通过第一冷却回路进行热交换，并通过泵装置驱动冷却工质在第一冷却回路中循环。
第二方面，本申请提供了一种动力总成，动力总成包括以上实现方式提供的电机控制器，还包括电机、第一冷却回路、第二冷却回路、泵装置和换热器。其中，第一冷却回路用于对电机进行热交换。第二冷却回路用于对电机控制器和动力电池组进行热交换。泵装置用于驱动第一冷却回路中的冷却工质进行循环。换热器用于使第一冷却回路中的冷却工质和第二冷却回路中的冷却工质实现热交换。
动力总成的第一冷却回路和第二冷却回路充分吸收了电机控制器和电机绕组产生的热量，对动力电池组进行加热，提升了对动力电池组的加热速率。
第三方面，本申请还提供了一种电机控制器的控制方法，应用于控制以上实现方式提供的电机控制器，该方法包括以下步骤：
确定加热动力电池组时每一相电机绕组的预设电流；
控制逆变电路同时向三相电机绕组输出电流，且控制输入每一相电机绕组的电流依次达到预设电流。
利用该控制方法，能够控制三相电机绕组均进行发热增大了电机整体的发热功率，并且通过控制逆变电路的输出电流还使得每一相电机绕组的电流依次轮流达到预设电流，电机绕组的电流为该预设电流时电机绕组有较高的发热功率，进而使得三相电机绕组均匀发热，且随着流过的电流大小的切换，三相电机绕组的发热功率均可以维持在较高状态，充分利用电机绕组的发热能力，提升了对动力电池组的加热速率，避免了某一相电机绕组因长时间发热而导致寿命被明显缩短，进而还提升了电机的对称性和可靠性。此外，不再需要额外的加热装置，还能够减少占用的空间和成本。
在一种可能的实现方式中，确定加热动力电池组时每一相电机绕组的预设电流，具体包括：
根据动力电池组的温度确定预设电流，预设电流的大小与动力电池组的温度负相关。
可以通过VCU或者BMS获取动力电池组的温度信息，进而确定动力电池组的温度。
在一种可能的实现方式中，确定加热动力电池组时每一相电机绕组的预设电流，具体包括：
根据获取的加热指令确定预设电流，加热指令用于指示预设电流的大小。
VCU响应于驾驶员的输入操作，并结合当前的动力电池组的温度信息，确定对应的加热指令，并向控制器发送该加热指令，加热指令用于指示预设电流的大小。
在一种可能的实现方式中，控制逆变电路同时向三相电机绕组输出电流，且输入每一相电机绕组的电流依次达到预设电流，具体包括：
根据预设位置角和预设电流，确定每一相电机绕组的输入电流的幅值和相位，预设位置角表征预设电流和电机的d轴的夹角；
根据每一相电机绕组的输入电流的幅值和相位，以及每一相电机绕组的阻抗确定每一相电机绕组的输入电压的幅值和相位；
根据输入电压的幅值确定逆变电路的控制信号的占空比，以及根据输入电压的相位确定逆变电路的控制信号的发送时间。
在一种可能的实现方式中，控制输入每一相电机绕组的电流依次达到预设电流，具体包括：控制预设位置角在预设角度范围内进行周期性变化。
在一种可能的实现方式中，预设角度范围为0-360°，控制预设位置角在预设角度范围内进行周期性变化，具体包括：
控制预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，预设角度增量的数值为120的约数。其中，120的正约数包括1、2、3、4、5、6、8、10、12、15、20、24、30、40、60和120。
在一种可能的实现方式中，预设角度范围为0-120°，控制预设位置角在预设角度范围内进行周期性变化，具体包括：
控制预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，预设角度增量的数值为60的约数。其中，60的正约数包括1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30和60。
第四方面，本申请还提供了一种电动车辆，该电动车辆包括以上实现方式提供的动力总成，还包括动力电池组。动力电池组的输出端连接电机控制器的输入端，动力电池组用于为动力总成提供直流电。
该电动车辆应用了以上实施例提供的电机控制器，增大了电机整体的发热功率，并且使得三相电机绕组均匀发热，提升了对动力电池组的加热速率，避免了某一相电机绕组因长时间发热而导致寿命被明显缩短，提升了电机的对称性和可靠性。此外，还避免了额外增加加热装置对动力电池组进行加热，降低了电动车辆的成本。
附图说明
图1为现有技术提供的一种动力电池组的加热装置的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种示意性的电动车辆的电气系统的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种示意性的电机的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种电机控制器的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种示意性的不对称的三相电流的示意图；
图6为本申请实施例提供一种三相电流的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种电机控制器的控制方法的示意图；
图8为本申请实施例提供的一种动力总成的示意图；
图9为本申请实施例提供的一种电动车辆的示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面先介绍本申请提供的技术方案的应用场景。
参见图1，该图为本申请实施例提供的一种示意性的电动车辆电气系统的示意图。
图示电动车辆的电气系统主要包括电机控制器10、电机20、动力电池组30、高压配电盒40、DC-DC电路50、低压蓄电池60、直流充电电路70和交流充电电路80。
其中，动力电池组30用于提供高压直流电，一部分高压直流电通过高压配电盒40和电机控制器10后转化为交流电，提供给电机20，以驱动电动车俩。另一部分高压直流电通过高压配电盒40、DC-DC电路50后转换为低压直流电，以提供给低压蓄电池60以及电动车辆的低压系统。
当电动车辆充电时，在一些实施例中，电动车辆通过直流充电电路70对动力电池组101进行充电，此时直流充电电路70连接直流充电桩，该充电方式也称为“直流快充”。
在另一些实施例中，电动车辆通过交流充电电路80进行充电，此时交流充电电路80连接交流充电桩，此时交流充电电路80可以为车载充电机(On Board Charger，OBC)。OBC还可以同时为低压蓄电池60进行充电。
下面介绍电机20的工作原理。
参见图2，该图为本申请实施例提供的一种示意性的电机的结构示意图。
电机20包括外壳201、转轴202、定子203和转子204。
该电机20为油冷电机，其外壳201、转轴202和转子204的铁芯均设置有冷却回路，冷却工质残留在冷却回路中，并且能够在冷却回路中进行循环。冷却工质用于对电机20进行冷却，同时也对内部包括轴承在内的电机部件进行润滑。冷却工质可以从电机壳体进出电机腔体，或者从电机两端进出电机腔体。
电机的定子203是电机中静止不动的部分，主要包括铁芯和定子绕组。
电机的转子204是电机中的旋转部件，用于将电能转换为机械能。
对电机20而言，其功率损耗一般包括铜耗、铁耗和永磁体损耗等部分。
铜耗指电流通过铜导体产生的热量，铜耗的发热功率其中，I1为流过铜导体的电流，R1为铜导体的电阻。
铁耗指电机20的铁磁材料，例如钢、硅钢片等在交变的磁场中产生的损耗，包括磁滞损耗、涡流损耗和附加损耗等。
永磁体损耗是因为电机20的永磁体材料具有导电率，在交变磁场中会感应产生涡流，并由此产生相应的涡流损耗，永磁体损耗的发热功率其中，I2为永磁体材料感应生成的电流，R2为涡流回路的电阻。
目前对电机20的三相电流普遍采用的分析方法为派克变换(ParkTransformation)，将静止的三相坐标变换为旋转的d-q轴坐标，进而简化分析。其中，d轴(direct axis)，又称直轴，d轴与电机的转轴(磁极轴线)相平行。q轴(quadrature axis)，又称交轴，与电机的磁极轴线相垂直，即与d轴相垂直。
目前可以通过额外设置加热装置的方案实现对动力电池组的加热，但会加热装置会额外增加空间占用，并提升硬件成本。另一方面，加热装置还具有加热不均，加热效率低下等问题，并不能有效提升动力电池组的温度，因此不能有效提升动力电池组的电化学性能。
为了解决以上问题，本申请提供了一种电机控制器、动力总成、控制方法及电动车辆，通过电机控制器向电机的电子绕组注入交变的电流，并且该交变电流的d轴位置由预设位置角给定，该预设位置角相对于实际的d轴呈周期性规律变化，使得电机的三相绕组均匀发热，充分产生热量以用于对动力电池组进行加热。
为了使本领域技术人员更清楚地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本申请以下说明中的“第一”、“第二”等用词仅用于描述目的，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
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。
本申请实施例提供了一种电机控制器，下面结合附图具体说明。
参见图5，该图为本申请实施例提供的一种电机控制器的示意图。
该电机控制器10的输入端连接动力电池组30，电机控制器的输出端连接电机20的绕组。
电机20包括三相绕组，分别为用U、V和W表示。
电机控制器10包括三相输出端，每一相输出端连接电机的一相电机绕组。
电机控制器10包括逆变电路101和控制器102。
其中，逆变电路101，也可以称为直流(Direct Current，DC)-交流(AlternatingCurrent，AC)变换电路，或称为逆变器。
逆变电路101可以为三相两电平逆变电路，或者三相三电平逆变电路，本申请实施例不作具体限定，以下说明中均以逆变电路101可以为三相两电平逆变电路为例。
逆变电路101的输入端为电机控制器10的输入端，逆变电路101的每一相输出端分别连接电机20的一相电机绕组。
逆变电路101用于将动力电池组30提供的直流电转换为交流电后输出至电机绕组。
控制器102用于控制逆变电路101同时向三相电机绕组输出电流，并控制输出至每一相电解绕组的电流依次轮流达到预设电流。其中，本申请实施例对预设电流不作具体限定。
下面首先说明本申请方案基于的原理与思想。
参见图5，该图为本申请实施例提供的一种示意性的不对称的三相电流的示意图。
对于包括U、V和W三相的电机，其三相电流的矢量坐标轴如图所示。
综合电流矢量表示在三相坐标系(或者d-q轴坐标系)下，各坐标轴上的电流矢量组成的和矢量。图示综合电流矢量用Is表示。
当期望通过电机绕组发热以加热动力电池组时，无论向电机注入的Is为直流电或者是交流电，电机绕组均存在发热不均匀的问题。这是因为无论如何给定综合电流矢量Is，Is在三相坐标轴上的投影Iu、Iv和Iw必然不会相等。因此电流分量较大的一相绕组发热功率大，温度上升快，很快达到绕组温度限值，与此同时，电流分量较小的一相绕组发热功率较低，温度依旧较低。
但此时则不能通过进一步增大电流提高电机的发热功率，使得电机的发热功率遇到了瓶颈，因此不能充分利用电机绕组的发热能力，使得动力电池组的加热速率不足，对发热长时间较为严重的一相绕组的寿命影响较大，进而严重影响电机的对称性和可靠性。
本申请实施例的控制器102对逆变电路101的工作状态进行控制，使得逆变电路101同时向三相电机绕组输出电流，此时三相电机绕组均流过电流进行发热，增大了电机的发热功率。此外，控制器还控制逆变电路向每一相电机绕组输入的电流依次轮流达到预设电流，可以理解的是，该预设电流为能够使电机绕组以较高功率进行发热的电流值。在一些实施例中，为了使电机绕组的发热功率最大，预设电流的为绕组对应的最大电流值。
例如先使u相绕组达到预设电流，开始以较大的功率进行发热，此时v相绕组和w相绕组通过的电流小于该预设电流，以较小的功率进行发热；然后使v相绕组达到预设电流，此时u相绕组和w相绕组通过的电流小于该预设电流，以较小的功率进行发热，u相绕组进入一个缓冲期，温度不再继续上升；然后使w相绕组达到预设电流，此时u相绕组和v相绕组通过的电流小于该预设电流，以较小的功率进行发热，v向绕组也进入一个缓冲期，温度不再继续上升，如此循环。
当每相电机绕组的电流处于预设电流的时间长度较短，即以较快的频率切换流过每相电机绕组的电流时，可以使得电机的三相绕组均匀发热，且发热功率均维持在较高状态，充分利用电机绕组的发热能力。
在一些实施例中，以上说明中的控制器102可以为ASIC、PLD、DSP或其组合。上述PLD可以是CPLD、FPGA、GAL或其任意组合，本申请实施例对此不作具体限定。
逆变电路101中包括可控开关管，本申请实施例不具体限定可控开关管的类型，例如可以为IGBT、MOSFET、SiC MOSFET等。
控制器102可以向可控开关管发送控制信号以控制可控开关管的工作状态，在一些实施例中，该控制信号为PWM信号。
综上所述，利用本申请实施例提供的电机控制器，能够使三相电机绕组均进行发热，增大了电机整体的发热功率，并且通过控制三相电机绕组的电流依次轮流为预设电流，能够使得三相电机绕组均匀发热，且随着流过的电流大小的切换，三相电机绕组的发热功率均可以维持在较高状态，充分利用电机绕组的发热能力，提升了对动力电池组的加热速率，避免了某一相电机绕组因长时间发热而导致寿命被明显缩短，进而还提升了电机的对称性和可靠性。
下面结合电机控制器的具体控制方式进行说明。
参见图6，该图为本申请实施例提供一种三相电流的示意图。
其中，Id表示每一相电机绕组依次达到的预设电流。电机绕组通过预设电流时产生热量，因此在电机绕组参数允许的范围内，预设电流越大，电机绕组的产热功率越高，对动力电池组的加热速度越快。
下面首先说明预设电流的确定方式。
在一种可能的实现方式中，控制器根据动力电池组的温度确定预设电流，预设电流的大小与动力电池组的温度负相关。
对于动力电池组，其温度越低，在相同的加热时间内，需要的热量越多，即需求的动力电池组的加热速率越高，要求电机绕组的发热功率越大，对应的预设电流越大。
因此控制器可以根据动力电池组的温度确定预设电流，温度越低，预设电流越高，进而在相同的加热时间完成对动力电池组的加热。温度和预设电流的对应关系可以预先确定，并以数据表的形式存储，待控制器使用时进行调用。
控制器可以通过VCU获取动力电池组的温度信息，进而确定动力电池组的温度。或者，控制器可以从BMS获取动力电池组的温度信息，进而确定动力电池组的温度。
在另一种可能的实现方式中，控制器根据获取的加热指令确定预设电流，加热指令用于指示预设电流的大小。
驾驶员可以根据需求确定对动力电池组的加热档位(加热档位越高，加热速率越快)，或者调整对动力电池组的加热时间(加热时间越短，相当于加热档位越高)，响应于驾驶员的输入操作，VCU结合当前的动力电池组的温度信息确定对应的加热指令，并向控制器发送该加热指令，加热指令用于指示预设电流的大小。
动力电池组的温度信息由BMS发送至VCU。
控制器获取该加热指令后，确定对应的预设电流。加热指令和预设电流的对应关系可以预先确定，并以数据表的形式存储，待控制器使用时进行调用。
下面具体说明控制器调节三线电机绕组的输入电流的过程。
控制器首先获取当前的预设位置角，该预设位置角表征预设电流和电机的d轴的夹角。
图中以U相电流的方向为电机d轴为例，预设电流Id与电机d轴的夹角θ0为预设位置角。
控制器根据预设位置角θ0和预设电流Id确定每一相电机绕组的输入电流的幅值和相位。下面具体说明。
控制器控制逆变电路向三相电机绕组输出的电流波形为正弦波、方波或三角波等可以呈现正负交替变换的波形，下面具体以正弦波为例进行说明，当采用其它类型的波形时的原理类似，本实施例不再一一赘述。
以t表示时间，ω表示信号的频率，iu(t)、iv(t)和iw(t)分别表示U、V和W三相电流的瞬时方向，则存在以下关系：
本申请的实施例控制三相电机绕组同时进行发热以提升电机的发热功率，通过控制预设位置角θ0进行周期性的变化，使得Id分时段与U、V和W三相重合，以使三相电机绕组的电流分时段达到预设电流。当其中一相电机绕组以预设电流发热时，该相电机绕组的发热功率最大，另外两相电机绕组以较小的发热功率发热。
具体的，控制器通过控制预设位置角θ0在预设角度范围内进行周期性变化。下面具体说明。
在一种可能的实现方式中，预设角度范围为0-360°，控制器控制预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，预设角度增量的数值为120的正约数。
本申请实施例对预设时间间隔不作具体限定，预设时间间隔一般设置为较短的时间，例如秒级。
120的正约数包括1、2、3、4、5、6、8、10、12、15、20、24、30、40、60和120，下面举例说明。以下说明中的Iu、Iv和Iw分别为U、V和W三相电流的幅值，各自对应的瞬时表达式参见以上式(a)，不再一一列出。
(1)首先说明预设角度增量为120°时的实现方式，以预设时间间隔为10秒(简称s)为例。
[0，10s]，θ0＝0°，即Id与U相对齐，此时Iu＝Id，Iv＝Iw＝Id/2；
(10s，20s]，θ0＝120°，即Id与V相对齐，此时Iv＝Id，Iu＝Iw＝Id/2；
(20，30s]，θ0＝240°，即Id与W相对齐，此时Iw＝Id，Iu＝Iv＝Id/2；
然后周期性的循环重复以上过程，直至完成对动力电池组的加热。
(2)下面说明预设角度增量为60°时的实现方式，继以预设时间间隔为10s为例。
[0，10s]，θ0＝0°，即Id与U相对齐，此时Iu＝Id，Iv＝Iw＝Id/2；
(10s，20s]，θ0＝60°，即Id与-W相对齐，此时Iw＝Id，Iu＝Iv＝Id/2；
(20s，30s]，θ0＝120°，即Id与V相对齐，此时Iv＝Id，Iu＝Iw＝Id/2；
(30s，40s]，θ0＝180°，即Id与-U相对齐，此时Iu＝Id，Iv＝Iw＝Id/2；
(40s，50s]，θ0＝240°，即Id与W相对齐，此时Iw＝Id，Iv＝Iu＝Id/2；
(50s，60s]，θ0＝300°，即Id与-V相对齐，此时Iv＝Id，Iu＝Iw＝Id/2；
然后周期性的循环重复以上过程，直至完成对动力电池组的加热。
(3)下面说明预设角度增量为120°时的另一种实现方式，预设时间间隔仍取10s，此时Id并不与一相轴线对齐，而是始终与一相轴线保持恒定角度，以该恒定角度为30°为例，则：
[0，10s]，θ0＝30°，此时Iu＝Iw＝0.866*Id，Iv＝0；
(10s，20s]，θ0＝150°，此时Iv＝Iu＝0.866*Id，Iw＝0；
(20，30s]，θ0＝270°，此时Iw＝Iv＝0.866*Id，Iu＝0；
然后周期性的循环重复以上过程，直至完成对动力电池组的加热。
(4)下面说明预设角度增量为60°时的实现方式，预设时间间隔仍取10s，此时Id并不与一相轴线对齐，而是始终与一相轴线保持恒定角度，以该恒定角度为30°为例，则：
[0，10s]，θ0＝30°，此时Iu＝Iw＝0.866*Id，Iv＝0；
(10s，20s]，θ0＝90°，此时Iv＝Iw＝0.866*Id，Iu＝0；
(20，30s]，θ0＝150°，此时Iu＝Iv＝0.866*Id，Iw＝0；
(30s，40s]，θ0＝210°，此时Iu＝Iw＝0.866*Id，Iv＝0；
(40s，50s]，θ0＝270°，此时Iv＝Iw＝0.866*Id，Iu＝0；
(50s，60s]，θ0＝330°，此时Iu＝Iv＝0.866*Id，Iw＝0；
然后周期性的循环重复以上过程，直至完成对动力电池组的加热。
在另一种可能的实现方式中，预设角度范围为0-120°，控制器控制预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，预设角度增量的数值为60的正约数。
60的正约数包括1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30和60。
下面举例说明。以下说明中的Iu、Iv和Iw分别为U、V和W三相电流的幅值，以下说明中的Iu、Iv和Iw分别为U、V和W三相电流的幅值，各自对应的瞬时表达式参见以上式(a)，不再一一列出。
(1)首先说明预设角度增量为60°时的实现方式，以预设时间间隔为10s为例。
[0，10s]，θ0＝0°，即Id与U相对齐，此时Iu＝Id，Iv＝Iw＝Id/2；
(10s，20s]，θ0＝60°，即Id与W相对齐，此时Iw＝Id，Iu＝Iv＝Id/2；
(20，30s]，θ0＝120°，即Id与V相对齐，此时Iv＝Id，Iu＝Iw＝Id/2；
然后周期性的循环重复以上过程，直至完成对动力电池组的加热。
(2)下面说明预设角度增量为60°时的实现方式，预设时间间隔仍取10s，此时Id并不与一相轴线对齐，而是始终与一相轴线保持恒定角度，以该恒定角度为30°为例，则：
[0，10s]，θ0＝30°，此时Iu＝Iw＝0.866*Id，Iv＝0；
(10s，20s]，θ0＝90°，此时Iv＝Iw＝0.866*Id，Iu＝0；
(20，30s]，θ0＝150°，此时Iu＝Iv＝0.866*Id，Iw＝0；
然后周期性的循环重复以上过程，直至完成对动力电池组的加热。
控制器根据预设位置角和所述预设电流，确定每一相电机绕组的输入电流的幅值和相位后，再根据每一相电机绕组的输入电流的幅值和相位，以及每一相电机绕组的阻抗确定每一相电机绕组的输入电压的幅值和相位。
其中，电压等于电流和阻抗的乘积。
电机绕组的阻抗为电机绕组的固有参数，可以预先确定并存储，待控制器使用时进行调用。
控制器再根据输入电压的幅值确定逆变电路的控制信号的占空比，以及根据输入电压的相位确定逆变电路的控制信号的发送时间，进而利用该控制信号对逆变电路的工作状态进行控制。
当以上电机控制器应用于电动车辆中时，为了将电机绕组产生对的热量传递至动力电池组，可以直接复用电动车辆上的冷却回路，下面具体说明。
电动车辆的冷却回路包括第一冷却回路和第二冷却回路。其中，第一冷却回路用于对电机进行热交换，该回路对电机的冷却方式可以参见图2对应的说明。第一冷却回路中的冷却工质吸收电机绕组产生的热量，并通过热交换器将热量传递至第二冷却回路中的冷却工质。第二冷却回路用于和电机控制器和动力电池组进行热交换，将从电机控制器获取的热量和从热交换器获取的热量传递至动力电池组，以实现对动力电池组的加热。
第一冷却回路中冷却工质的热循环依靠泵装置驱动，在一些实施例中，控制器还用于控制泵装置的工作状态，例如可以控制泵装置的输出功率、开启以及关闭时间。可以理解的是，泵装置也可同时由整车控制器等其它控制器进行控制。在一些实现方式中，当对动力电池组进行加热时，控制器控制泵装置启动，以驱动冷却工质在第一冷却回路中循环流动。
以上实施例中的逆变电路可以为三相两电平逆变电路，或者三相三电平逆变电路，本申请实施例对此不作具体限定。逆变电路的具体工作原理和实现方式为较为成熟的技术，本实施在此不再赘述。
综上所述，利用本申请实施例提供的电机控制器，能够控制电机的三相电机绕组同时进行发热，增大了电机整体的发热功率。此外，还通过控制逆变电路的输出电流还使得每一相电机绕组的电流依次轮流达到预设电流，电机绕组的电流为该预设电流时电机绕组有较高的发热功率，进而使得三相电机绕组均匀发热，且随着流过的电流大小的切换，三相电机绕组的发热功率均可以维持在较高状态，充分利用电机绕组的发热能力，提升了对动力电池组的加热速率，避免了某一相电机绕组因长时间发热而导致寿命被明显缩短，进而还提升了电机的对称性和可靠性，并且避免了增加额外的加热装置对动力电池组进行加热，降低了硬件成本。
基于以上实施例提供的电机控制器，本申请实施例还提供了一种电机控制器的控制方法，下面结合附图具体说明。
参见图7，该图为本申请实施例提供的一种电机控制器的控制方法的示意图。
该方法包括以下步骤：
S701：确定加热动力电池组时每一相电机绕组的预设电流。
在一种可能的实现方式中，根据动力电池组的温度确定预设电流，预设电流的大小与动力电池组的温度负相关。
对于动力电池组，其温度越低，在相同的加热时间内，需要的热量越多，即需求的动力电池组的加热速率越高，要求电机绕组的发热功率越大，对应的预设电流越大。
因此可以根据动力电池组的温度确定预设电流，温度越低，预设电流越高，进而在相同的加热时间完成对动力电池组的加热。
可以通过VCU获取动力电池组的温度信息，进而确定动力电池组的温度，或者控从BMS获取动力电池组的温度信息，进而确定动力电池组的温度。
在另一种可能的实现方式中，根据获取的加热指令确定预设电流，加热指令用于指示预设电流的大小。
驾驶员可以根据需求确定对动力电池组的加热档位(加热档位越高，加热速率越快)，或者调整对动力电池组的加热时间(加热时间越短，相当于加热档位越高)，响应于驾驶员的输入操作生成加热指令，加热指令用于指示预设电流的大小。
S702：控制逆变电路同时向三相电机绕组输出电流，且控制输入每一相电机绕组的电流依次达到预设电流。
在一些实施例中，以上S702具体包括以下过程：
S702a：根据预设位置角和预设电流，确定每一相电机绕组的输入电流的幅值和相位，预设位置角表征预设电流和电机的d轴的夹角。
此时，该方法为了实现三相电机绕组的均匀发热，需要控制预设位置角在预设角度范围内进行周期性变化。
下面首先说明调节预设位置角的方式。
在一种可能的实现方式中，预设角度范围为0-360°，控制器控制预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，预设角度增量的数值为120的正约数。
本申请实施例对预设时间间隔不作具体限定，预设时间间隔一般设置为较短的时间，例如秒级。
120的正约数包括1、2、3、4、5、6、8、10、12、15、20、24、30、40、60和120。
在另一种可能的实现方式中，预设角度范围为0-120°，控制器控制预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，预设角度增量的数值为60的正约数。
60的正约数包括1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30和60。
S702b：根据每一相电机绕组的输入电流的幅值和相位，以及每一相电机绕组的阻抗确定每一相电机绕组的输入电压的幅值和相位。
其中，电压等于电流和阻抗的乘积。电机绕组的阻抗为电机绕组的固有参数，可以预先确定。
S702c：根据输入电压的幅值确定逆变电路的控制信号的占空比，以及根据输入电压的相位确定逆变电路的控制信号的发送时间。
利用该控制信号对逆变电路的工作状态进行控制，进而产生相应的三相电流。
综上所述，利用本申请实施例提供的电机控制器的控制方法，能够控制三相电机绕组均进行发热增大了电机整体的发热功率，并且通过控制逆变电路的输出电流还使得每一相电机绕组的电流依次轮流达到预设电流，电机绕组的电流为该预设电流时电机绕组有较高的发热功率，进而使得三相电机绕组均匀发热，且随着流过的电流大小的切换，三相电机绕组的发热功率均可以维持在较高状态，充分利用电机绕组的发热能力，提升了对动力电池组的加热速率，避免了某一相电机绕组因长时间发热而导致寿命被明显缩短，进而还提升了电机的对称性和可靠性。此外，不再需要额外的加热装置，还能够减少占用的空间和成本。
基于以上实施例提供的电机控制器，本申请实施例还提供了一种动力总成，下面结合附图具体说明。
参见图8，该图为本申请实施例提供的一种动力总成的示意图。
图示动力总成包括：电机控制器10、电机20、第一冷却回路801、第二冷却回路802、泵装置803和换热器804。
第一冷却回路801用于对电机20进行热交换。
泵装置803用于驱动第一冷却回路中801的冷却工质进行循环。在一些实施例中，第一冷却回路中的冷却工质为油冷却液，本申请不具体限定油冷却液的类型。
第二冷却回路802用于对电机控制器10和动力电池组30进行热交换。在一些实施例中，第二冷却回路802中的冷却工质为水冷却液。
换热器804，也可以称为热交换器，用于使第一冷却回路中的冷却工质和第二冷却回路中的冷却工质实现热交换。
下面具体说明该动力总成对动力电池组的加热过程。
第一冷却回路801中冷却工质的循环如图8中的虚线箭头所示，通过对电机进行热交换，第一冷却回路801中的冷却工质吸收电机绕组产生的热量，关于电机绕组的产热原理与过程可以参见以上实施例中的相关说明，本申请实施例在此不再赘述。第一冷却回路801中的冷却工质然后通过热交换器804，将热量传递至第二冷却回路802中的冷却工质。
第二冷却回路802中的冷却工质从A点流入，先吸收电机控制器10的热量，然后在经过热交换器804时吸收第一冷却回路801中的冷却工质传递的热量，使得温度得到充分提升，再经过动力电池组30，实现对动力电池组30的充分加热。对动力电池组30加热后的冷却工质到达B点。在一些实施例中，A点和B点可以连接电动车辆的散热器、散热系统或者其它热交换器等，以形成回路，本申请实施例不作具体限定。
综上所述，本申请实施例提供的动力总成应用了以上实施例提供的电机控制器，该电机控制器的控制器控制逆变电路同时向三相电机绕组输出电流，此时三相电机绕组均进行发热，增大了电机整体的发热功率。控制器通过控制逆变电路的输出电流还使得每一相电机绕组的电流依次轮流达到预设电流，电机绕组的电流为该预设电流时电机绕组有较高的发热功率，进而使得三相电机绕组均匀发热，且随着流过的电流大小的切换，三相电机绕组的发热功率均可以维持在较高状态，充分利用电机绕组的发热能力，提升了对动力电池组的加热速率，避免了某一相电机绕组因长时间发热而导致寿命被明显缩短，进而还提升了电机的对称性和可靠性。动力总成的第一冷却回路和第二冷却回路充分吸收了电机控制器和电机绕组产生的热量，对动力电池组进行加热，进一步提升了对动力电池组的加热速率。此外，还避免了额外增加加热装置对动力电池组进行加热，降低了动力总成的成本，便于动力总成进行小型化、高集成度化的设计。
基于以上实施例提供的电机控制器和动力总成，本申请实施例还提供了一种电动车辆，下面结合附图具体说明。
参见图9，该图为本申请实施例提供的一种电动车辆的示意图。
图示电动车辆900包括动力总成800和动力电池组101。
其中，动力总成800包括电机控制器、电机、第一冷却回路、第二冷却回路、泵装置和换热器。关于动力总成800和电机控制器的具体工作原理可以参见以上实施例中的相关说明，本实施例在此不再赘述。
动力电池组101用于对动力总成800提供直流电。
当电动车辆在低温环境下启动时，动力电池组101向动力总成800提供的直流电，在电机控制器的作用下，使得电机的三相电机绕组充分发热，并且此时电机控制器自身的功率开关器件也产生相应的热量。动力总成800利用冷却回路将三相电机绕组产生的热量和电机控制器产生的热量传递至动力电池组101，进而实现对动力电池组101的加热。
综上所述，该电动车辆应用了以上实施例提供的电机控制器，该电机控制器的控制器控制逆变电路同时向三相电机绕组输出电流，此时三相电机绕组均进行发热，增大了电机整体的发热功率。控制器通过控制逆变电路的输出电流还使得每一相电机绕组的电流依次轮流达到预设电流，电机绕组的电流为该预设电流时电机绕组有较高的发热功率，进而使得三相电机绕组均匀发热，且随着流过的电流大小的切换，三相电机绕组的发热功率均可以维持在较高状态，充分利用电机绕组的发热能力，提升了对动力电池组的加热速率，避免了某一相电机绕组因长时间发热而导致寿命被明显缩短，进而还提升了电机的对称性和可靠性。电动车辆的动力总成的第一冷却回路和第二冷却回路充分吸收了电机控制器和电机绕组产生的热量，对动力电池组进行加热，进一步提升了对动力电池组的加热速率。
此外，还避免了额外增加加热装置对动力电池组进行加热，降低了电动车辆的成本。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (17)

1.一种电机控制器，其特征在于，所述电机控制器的输入端用于连接动力电池组，所述电机控制器的输出端用于连接电机的三相电机绕组，所述电机控制器包括：逆变电路和控制器；其中，
所述逆变电路的输入端为所述电机控制器的输入端，所述逆变电路的每一相输出端分别连接所述电机的一相电机绕组；
所述控制器，用于根据预设位置角和预设电流控制所述逆变电路同时向所述三相电机绕组输出电流，且使每次所述预设位置角变化时，所述三相电机绕组中处于所述预设电流的绕组不同，预设位置角表征所述预设电流和所述电机的d轴的夹角，所述预设位置角在预设角度范围内进行周期性变化；
所述三相电机绕组产生加热所述动力电池组所需的热量。
2.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述控制器，还用于根据所述动力电池组的温度确定所述预设电流，所述预设电流的大小与所述动力电池组的温度负相关。
3.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述控制器，还用于根据获取的加热指令确定所述预设电流，所述加热指令用于指示所述预设电流的大小。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电机控制器，其特征在于，所述控制器具体用于：
根据预设位置角和所述预设电流，确定每一相所述电机绕组的输入电流的幅值和相位；
根据每一相所述电机绕组的输入电流的幅值和相位，以及每一相所述电机绕组的阻抗确定每一相所述电机绕组的输入电压的幅值和相位；
根据所述输入电压的幅值确定所述逆变电路的控制信号的占空比，以及根据所述输入电压的相位确定所述逆变电路的控制信号的发送时间。
5.根据权利要求4所述的电机控制器，其特征在于，所述预设角度范围为0-360°，所述控制器控制所述预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，所述预设角度增量的数值为120的正约数。
6.根据权利要求4所述的电机控制器，其特征在于，所述预设角度范围为0-120°，所述控制器控制所述预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，所述预设角度增量的数值为60的正约数。
7.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述控制器具体用于，控制所述逆变电路向所述三相电机绕组输出的电流的波形为以下中的一种：
正弦波、方波或三角波。
8.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述逆变电路为三相两电平逆变电路或三相三电平逆变电路。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的电机控制器，其特征在于，所述控制器还用于控制泵装置的工作状态，所述电机通过第一冷却回路进行热交换，并通过所述泵装置驱动冷却工质在所述第一冷却回路中循环。
10.一种电机控制器的控制方法，用于对动力电池组进行加热，所述电机控制器包括逆变电路和控制器，所述逆变电路的输入端为所述电机控制器的输入端，用于连接所述动力电池组，所述逆变电路的每一相输出端分别连接所述电机的一相电机绕组，其特征在于，所述电机控制器的控制方法包括：
确定加热所述动力电池组时每一相电机绕组的预设电流；
根据预设位置角和预设电流控制所述逆变电路同时向三相电机绕组输出电流，且使每次所述预设位置角变化时，所述三相电机绕组中处于所述预设电流的绕组不同，预设位置角表征所述预设电流和所述电机的d轴的夹角，所述预设位置角在预设角度范围内进行周期性变化，以使所述三相电机绕组产生加热所述动力电池组所需的热量。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述确定加热所述动力电池组时每一相电机绕组的预设电流，具体包括：
根据所述动力电池组的温度确定所述预设电流，所述预设电流的大小与所述动力电池组的温度负相关。
12.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述确定加热所述动力电池组时每一相电机绕组的预设电流，具体包括：
根据获取的加热指令确定所述预设电流，所述加热指令用于指示所述预设电流的大小。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述逆变电路同时向所述三相电机绕组输出电流，且输入每一相电机绕组的电流依次达到所述预设电流，具体包括：
根据预设位置角和所述预设电流，确定每一相所述电机绕组的输入电流的幅值和相位；
根据每一相所述电机绕组的输入电流的幅值和相位，以及每一相所述电机绕组的阻抗确定每一相所述电机绕组的输入电压的幅值和相位；
根据所述输入电压的幅值确定所述逆变电路的控制信号的占空比，以及根据所述输入电压的相位确定所述逆变电路的控制信号的发送时间。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述预设角度范围为0-360°，所述控制所述预设位置角在预设角度范围内进行周期性变化，具体包括：
控制所述预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，所述预设角度增量的数值为120的约数。
15.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述预设角度范围为0-120°，所述控制所述预设位置角在预设角度范围内进行周期性变化，具体包括：
控制所述预设位置角按照预设时间间隔和预设角度增量进行周期性变化，所述预设角度增量的数值为60的约数。
16.一种动力总成，其特征在于，所述动力总成包括权利要求1-9中任一项所述的电机控制器，还包括：电机、第一冷却回路、第二冷却回路、泵装置和换热器；
所述第一冷却回路，用于对所述电机进行热交换；
所述第二冷却回路，用于对所述电机控制器和所述动力电池组进行热交换；
所述泵装置，用于驱动所述第一冷却回路中的冷却工质进行循环；
所述换热器，用于使所述第一冷却回路中的冷却工质和所述第二冷却回路中的冷却工质实现热交换。
17.一种电动车辆，其特征在于，所述电动车辆包括权利要求16所述的动力总成，还包括动力电池组；
所述动力电池组的输出端连接所述电机控制器的输入端；
所述动力电池组用于为所述动力总成提供直流电。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115390489B (zh) * 2022-08-23 2023-04-28 浙江伊控动力系统有限公司 模块化集成式电驱控制器及其驱动方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102761300A (zh) * 2012-02-20 2012-10-31 珠海格力电器股份有限公司 永磁同步电机的绕组预热及其启动方法
CN106160615A (zh) * 2016-08-03 2016-11-23 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机控制系统、压缩机及电机加热启动方法
CN111354999A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 比亚迪股份有限公司 一种车辆及其动力电池加热装置与方法
CN111347936A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 比亚迪股份有限公司 一种车辆及其动力电池加热方法与装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60120907D1 (de) * 2001-03-15 2006-08-03 St Microelectronics Srl Schaltungsanordnung zur Schätzung der Geschwindigkeit eines elektromagnetischen Aktuators
JP5849917B2 (ja) * 2012-09-28 2016-02-03 株式会社豊田自動織機 電気自動車におけるバッテリ昇温制御装置
CN103560304B (zh) * 2013-11-19 2016-05-04 东风汽车公司 一种电动汽车动力电池组加热控制方法
CN103743059B (zh) * 2013-12-23 2016-08-17 广东美芝精密制造有限公司 空调器及其压缩机的预加热控制方法、装置
CN105353796B (zh) * 2015-11-27 2017-12-22 珠海格力电器股份有限公司 制冷设备及其压缩机的加热控制电路及加热控制方法
CN109314443B (zh) * 2016-06-07 2020-08-11 特斯拉公司 用于加热电池的电马达废热模式
CN111572408A (zh) * 2020-05-29 2020-08-25 上海威迈斯新能源有限公司 利用电驱动系统对动力电池加热的方法及电动汽车

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102761300A (zh) * 2012-02-20 2012-10-31 珠海格力电器股份有限公司 永磁同步电机的绕组预热及其启动方法
CN106160615A (zh) * 2016-08-03 2016-11-23 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机控制系统、压缩机及电机加热启动方法
CN111354999A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 比亚迪股份有限公司 一种车辆及其动力电池加热装置与方法
CN111347936A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 比亚迪股份有限公司 一种车辆及其动力电池加热方法与装置

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