CN115871470A - 控制车辆电驱系统加热的方法、装置和加热系统以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制车辆电驱系统加热的方法、装置和加热系统以及车辆，电驱系统包括电机控制器和电机，控制车辆电驱系统加热的方法包括：检测到车辆处于驻车状态；响应于加热指令，获取加热电流指令，以及，获取电机加热位置值；根据加热电流指令和电机加热位置值获得防抖补偿值；根据加热电流指令和防抖补偿值获得电机控制器的控制信号；根据控制信号控制电机运行低效模式，以使电驱系统产生热量。本发明的控制车辆电驱系统加热的方法，当由电驱系统为动力电池加热时，电机不能正常产生电磁扭矩且输出平滑的扭矩，不会产生车辆抖动，节省成本并提高加热的效率。

Description

控制车辆电驱系统加热的方法、装置和加热系统以及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种控制车辆电驱系统加热的方法、装置和加热系统以及车辆。

背景技术

电动汽车发展日益迅速，其应用的场景也日益广泛，因此电机输出扭矩的稳定性和一致性需适应于车辆的不同工况，同时动力电池需要适应不同地区的温度变化。但电动汽车所装载的动力电池在低温环境下，不能大功率充放电，从而导致驱动系统或充电系统在低温环境下能力受到限制，无法快速提供足够的功率，影响用户的正常使用。在一些现有技术中，有些电动汽车依靠电机或电驱系统作为加热设备，将其散热装置中的液体介质加热，从而为动力电池提供热量，使电池快速升温，达到其正常工作的温度区间，以保障电动汽车驱动系统的驱动能力或充电系统的充电能力。

在现有技术中，采用电机或电驱系统作为加热设备为动力电池加热时，随着电驱系统加热功率的增加，电机的磁场会因磁场畸变而使电机或电驱系统发生抖动，且随着电驱系统功率的增加，电机产生的扭矩波动也会增大，会导致电机或电驱系统发生较为严重的抖动，以至于无法正常使用该功能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提出一种控制车辆电驱系统加热的方法，当由电驱系统为动力电池加热时，电机不能正常产生电磁扭矩且输出平滑的扭矩，不会产生车辆抖动，节省成本并提高加热的效率。

本发明的目的之二在于提出一种控制车辆电驱系统加热的装置。

本发明的目的之三在于提出一种车辆加热系统。

本发明的目的之四在于提出一种车辆。

为了达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的控制车辆电驱系统加热的方法，所述电驱系统包括电机控制器和电机，所述方法包括：检测到车辆处于驻车状态；响应于加热指令，获取加热电流指令，以及，获取电机加热位置值；根据所述加热电流指令和所述电机加热位置值获得防抖补偿值；根据所述加热电流指令和所述防抖补偿值获得所述电机控制器的控制信号；根据所述控制信号控制电机运行低效模式，以使所述电驱系统产生热量。

根据本发明实施例的控制车辆电驱系统加热的方法，在车辆的驻车工况下，当动力电池存在加热需求时，根据加热电流指令和电机加热位置值获得防抖补偿值，进一步根据加热电流指令和防抖补偿值获得电机控制器的控制信号，从而控制电驱系统运行，利用电机加热位置值对电机磁场特征值的正常生成进行错位扰动，使电机不能正常产生电磁扭矩，控制电机输出平滑的扭矩，且扭矩几乎为零扭矩，进而不会产生车辆抖动。在电驱系统加热过程中增加了消抖功能以抑制电机抖动，保证电驱系统可以以较大的功率运行于高能耗的低效模式，释放出大量的热量，加热冷却介质，进而将该热量转换成车辆所需要的加热热量，还能提高为动力电池的加热的效率。

在本发明的一些实施例中，所述加热电流指令包括第一直轴电流值和第一交轴电流值；根据所述加热电流指令和所述电机加热位置值获得防抖补偿值，包括：根据所述第一直轴电流值和所述第一交轴电流值获得电机磁场特征值；根据所述电机磁场特征值和所述电机加热位置值获得电流补偿值和电流相位值，所述电流补偿值和所述电流相位值为所述防抖补偿值。

在本发明的一些实施例中，根据所述加热电流指令和所述防抖补偿值获得驱动所述电机控制器的控制信号，包括：将所述电流补偿值和所述电流相位值进行极坐标转换以获得第二交轴电流值和第二直轴电流值；将所述第二交轴电流值与所述第一交轴电流值进行叠加以获得第三交轴电流值，以及，将所述第二直轴电流值与所述第二直轴电流值进行叠加以获得第三直轴电流值，所述第三交轴电流值和所述第三直轴电流值作为新的加热电流指令；根据所述新的加热电流指令获得所述控制信号。

在本发明的一些实施例中，所述获取电机加热位置值，包括：获取初始电机加热位置值，将所述电机加热位置值锁定为初始电机加热位置值。

在本发明的一些实施例中，所述获取电机加热位置值，包括：获取电机驻车位置值；计算初始电机加热位置值与所述电机驻车位置值的位置差值，进一步计算所述电机驻车位置值与所述位置差值的差值以作为所述电机加热位置值。

在本发明的一些实施例中，所述第一直轴电流值为正值或者负值，或者，所述第一直轴电流值为按照预设交替时间正负交替的脉冲电流；所述第一交轴电流值为零值或者接近零值的电流。

在本发明的一些实施例中，根据所述新的加热电流指令获得所述控制信号，包括：将所述第三直轴电流值和所述第三交轴电流值进行转换以获得三相驱动电压信号；根据载波频率对所述三相驱动电压信号进行脉宽调制，以获得驱动所述电机控制器的脉宽调制信号。

为了达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的控制车辆电驱系统加热的装置，包括：检测模块，用于检测到车辆处于驻车状态；参数获取模块，用于响应于加热指令，获取加热电流指令和电机加热位置值；防抖补偿值获得模块，用于根据所述加热电流指令和所述电机加热位置值获得防抖补偿值，或者，根据所述电机加热位置值获得防抖补偿值；控制信号获得模块，用于根据所述加热电流指令和所述防抖补偿值获得所述电机控制器的控制信号；控制模块，用于根据所述控制信号控制电机运行低效模式，以使电驱系统产生热量。

根据本发明实施例的控制车辆电驱系统加热的装置，在车辆的驻车工况下，当动力电池存在加热需求时，防抖补偿值获得模块根据加热电流指令和电机加热位置值获得防抖补偿值，利用电机加热位置值对电机磁场特征值的正常生成进行错位扰动，使电机不能正常产生电磁扭矩，控制电机输出平滑的扭矩，且扭矩几乎为零扭矩，进而不会产生车辆抖动。控制模块根据控制信号获得模块根据加热电流指令和防抖补偿值获得电机控制器的控制信号，从而控制电驱系统运行，并且电驱系统可以以较大的功率运行于高能耗的低效模式，释放出大量的热量，加热冷却介质，进而将该热量转换成车辆所需要的加热热量，还能提高为动力电池的加热的效率。

为了达到上述目的，本发明第三方面实施例提出的车辆加热系统包括：电驱系统，所述电驱系统包括电机控制器和电机；热交换系统，用于吸收所述电驱系统产生的热量；电驱控制装置，所述电驱控制装置与所述电驱系统连接，用于根据上面任一项实施例所述的控制车辆电驱系统加热的方法控制所述电驱系统，以产生热量。

根据本发明实施例的车辆加热系统，基于原有的电驱系统和热交换系统的架构，通过设置电驱控制装置，在车辆驻车工况下，控制电机控制器和电机运行低效模式，以及还利用电机加热位置值对电机磁场特征值的正常生成进行错位扰动，使电机不能正常产生电磁扭矩，进而不会产生抖动，使得电驱系统的加热功率可以达到系统可承受的最大功率，进而产生大量热量以为电驱系统中的散热介质加热，散热介质再与热交换系统进行热交换，热交换系统即可获取电驱系统产生的热量以为动力电池加热。该车辆加热系统1增加了消抖功能以抑制电机抖动，无需外置加热设备节省零部件成本，节省体积空间且安装方式更加灵活，还能提高为动力电池的加热的效率。

为了达到上述目的，本发明第四方面实施例提出的车辆，包括：动力电池；车辆控制器，用于在确定动力电池有加热需求时发出加热指令；上面第三方面实施例所述的车辆加热系统，所述车辆加热系统与所述车辆控制器连接，用于响应于所述加热指令对所述动力电池加热。

根据本发明实施例的车辆，在驻车工况下，车辆控制器检测到动力电池需要加热，发送加热指令至车辆加热系统，电驱系统运行于高能耗的低效模式，将电能转化成为热能以为动力电池加热。车辆加热系统还利用电机加热位置值对电机磁场特征值的正常生成进行错位扰动，使电机不能正常产生电磁扭矩，控制电机输出平滑的扭矩，且扭矩几乎为零扭矩，进而不会产生车辆抖动。本实施例的车辆将消抖功能应用于电驱系统的低效加热模式时，使得电驱系统的加热功率可以达到系统可承受的最大功率，从而释放出大量热量。可直接在现有的硬件设备中实现，还能提高为动力电池加热的效率。

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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的控制车辆电驱系统加热的方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的防抖补偿值获取方式的示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的控制车辆电驱系统加热的方法的流程图；

图4是根据本发明又一个实施例的控制车辆电驱系统加热的方法的流程图；

图5是根据本发明一个实施例的车辆加热系统的示意图；

图6是根据本发明又一个实施例的控制车辆电驱系统加热的方法的流程图

图7是根据本发明一个实施例的电机加热位置值的处理示意图；

图8是根据本发明又一个实施例的控制车辆电驱系统加热的方法的流程图；

图9是根据本发明一个实施例的控制车辆电驱系统加热的装置的框图；

图10是根据本发明一个实施例的车辆加热系统的框图；

图11是根据本发明一个实施例的车辆的框图。

附图标记：

控制车辆电驱系统加热的装置100；

检测模块101、参数获取模块102、防抖补偿值获得模块103、控制信号获得模块104、、控制模块105；

车辆10；

车辆加热系统1、动力电池2、车辆控制器3；

电驱系统11、热交换系统12、电驱控制装置13；

电机控制器111、电机112；

开关管T1、开关管T2、开关管T3、开关管T4、开关管T5、开关管T6、电容C1、开关单元S、电源U。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图8描述根据本发明实施例的控制车辆电驱系统加热的方法。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，为根据本发明一个实施例的控制车辆电驱系统加热的方法的流程图，其中，电驱系统包括电机控制器和电机，控制车辆电驱系统加热的方法包括步骤S1-S5，具体如下。

S1，检测到车辆处于驻车状态。

在实施例中，可通过检测车辆档位信号和电机转速信号，判断车辆运行状态以及发动机运行状态。

具体地，检测到车辆处于N档或者P档，以及确定电机的转速小于预设转速，则确定车辆处于驻车状态。其中，预设转速可根据实际测试情况设定，例如可设置预设转速为±100rpm。也就是说，根据获取的电机转速信号确定电机转速处于±100rpm的转速范围内时，则确定电机处于静止状态。

S2，响应于加热指令，获取加热电流指令，以及，获取电机加热位置值。

在实施例中，在车辆驻车后，当动力电池有加热需求时，上位机如BMS(BatteryManagement System，电池管理系统)或VCU(Vehicle Control Unit，电动汽车整车控制器)发送加热指令给电驱系统，电驱系统响应于加热指令获取加热电流指令。

其中，在一些实施例中，加热电流指令包括第一直轴电流值和第一交轴电流值。其中，第一直轴电流值用Id表示，第一交轴电流值用Iq表示，其中为第一直轴电流值Id为正值或者负值，或者，第一直轴电流值Id为按照预设交替时间正负交替的脉冲电流。

具体地，在车辆驻车工况下，控制第一直轴电流值Id非零，进而控制电驱系统运行于高能耗的低效模式，产生大量热量，从而实现对动力电池加热。例如，第一直轴电流值Id可以一直为正值Id_1，正值Id_1可以根据实际测试进行设定。再例如，第一直轴电流值Id可以一直为负值Id_2，负值Id_2可以根据实际测试进行设定。再例如，第一直轴电流值Id可以为按照预设交替时间正负交替的脉冲电流。其中，交替时间用ts表示，正值Id_1、负值Id_2和交替时间ts可根据实际测试进行设定，正值Id_1与负值Id_2按照一定的交替时间ts进行输出。

第一交轴电流值Iq为零值或者接近零值的电流。其中，第一交轴电流值Iq为协助电流指令，加热电流指令中的第一交轴电流值Iq的电流值较小，例如第一交轴电流值Iq的电流值为0A或者是电流值接近OA，也就是说，电流可以只包括第一直轴电流值Id还可以包括第一直轴电流值Id和第一交轴电流值Iq。

在实施例中，电机加热位置值为电机转子位置值，可在电机处设置位置传感器以获取电机加热位置值，并用θr表示。其中，当电驱系统接收到加热指令且满足进入高能耗的低效模式的条件后，电驱系统运行高能耗的低效模式，此时将位置传感器的获取值作为初始电机加热位置值θr，并对电机加热位置值θr进行锁定，不再根据位置传感器的实时采样更新电机加热位置值θr。或者，将位置传感器的获取值作为初始电机加热位置值，并对初始电机加热位置值进行消抖处理，最终获取电机加热位置值θr，不直接应用位置传感器采样得到的位置值。

S3，根据加热电流指令和电机加热位置值获得防抖补偿值。

具体地，可以根据第一直轴电流值Id和第一交轴电流值Iq获得电机磁场特征值。其中，电机磁场特征值可以用p表示。

可结合图2描述获得防抖补偿值的过程，图2是根据本发明一个实施例的防抖补偿值获取方式的示意图。具体地，根据第一直轴电流值Id和第一交轴电流值Iq进行table1的差值查表，获得车辆驻车驻车工况下，电驱系统运行于高能耗的低效模式时，电机所处的磁场状态，即获得电机磁场特征值p。其中table1表中的电机磁场特征值p，可以由电机静态台架标定或者电机仿真获得。

进一步地，根据电机磁场特征值p和电机加热位置值θr获得电流补偿值和电流相位值，电流补偿值和电流相位值为防抖补偿值。其中，电流补偿值用Is表示，电流相位值用β表示。

具体地，根据电机磁场特征值p和电机加热位置θr进行table2的插值查表，获得防抖补偿值，其中，防抖补偿值包括电流补偿值Is和电流相位值β，并且table2表中的电流补偿值Is和电流相位值β可以根据电机控制数据标定获得，也可以通过电机仿真获得。本发明实施例的控制车辆电驱系统加热的方法，利用电机加热位置值对电机磁场特征值的正常生成进行错位扰动，使电机不能正常产生电磁扭矩，控制电机输出平滑的扭矩，且扭矩几乎为零扭矩，进而不会产生车辆抖动。

在本发明的一些实施例中，在电驱系统进入驻车加热模式后，还可以通过锁定电机加热位置值或变换电机加热位置值θr，利用电机加热位置值θr对电机磁场特征值p的正常生成进行错位扰动，使令电机不产生正常的旋转磁场，进而使电机不输出的电磁扭矩或不产生抖动的电磁扭矩，从而不会产生车辆抖动。

S4，根据加热电流指令和防抖补偿值获得电机控制器的控制信号。

其中，可将防抖补偿值进行极坐标转换，并与加热电流指令进行叠加处理以获得三相驱动电压信号。再根据载波频率对三相驱动电压信号进行脉宽调制，以获得驱动电机控制器的脉宽调制信号，即电机控制器的控制信号，并将控制信号输送至电机控制器，以控制电机控制器运行。

S5，根据控制信号控制电机运行低效模式，以使电驱系统产生热量。

其中，电机可以为三相电机，电机控制器接收到控制信号后，响应该信号驱动电机运行低效模式，由于在获取控制信号的过程中，利用电机加热位置值对电机磁场特征值的正常生成进行错位扰动，使电机不能正常产生电磁扭矩，控制电机输出平滑的扭矩，且扭矩几乎为零扭矩，进而不会产生车辆抖动。电机运行低效模式时，电驱系统处于高损耗状态，且电驱系统的加热功率可以增大至系统允许的最大加热功率，从而释放出大量热量。释放出热量加热系统中的散热介质，进而将该热量转换为车辆所需的热量。在驻车工况下，当动力电池有加热需求时，控制电机运行低效模式，直接由电驱系统充产生的热量为动力电池加热，热传递效率较高，能够使动力电池快速升温，达到正常工作的温度区间。

根据本发明实施例的控制车辆电驱系统加热的方法，在车辆的驻车工况下，当动力电池存在加热需求时，根据加热电流指令和电机加热位置值获得防抖补偿值，进一步根据加热电流指令和防抖补偿值获得电机控制器的控制信号，从而控制电驱系统运行，利用电机加热位置值对电机磁场特征值的正常生成进行错位扰动，使电机不能正常产生电磁扭矩，控制电机输出平滑的扭矩，且扭矩几乎为零扭矩，进而不会产生车辆抖动。在电驱系统加热过程中增加了消抖功能以抑制电机抖动，保证电驱系统可以以较大的功率运行于高能耗的低效模式，释放出大量的热量，加热冷却介质，进而将该热量转换成车辆所需要的加热热量。无需外置加热设备节省零部件成本，节省体积空间且安装方式更加灵活，还能提高为动力电池的加热的效率。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，为根据本发明另一个实施例的控制车辆电驱系统加热的方法的流程图，其中，根据加热电流指令和防抖补偿值获得驱动电机控制器的控制信号，即上面步骤S4包括步骤S41-S43，具体如下。

S41，将电流补偿值和电流相位值进行极坐标转换以获得第二交轴电流值和第二直轴电流值。

其中，第二交轴电流值用Iq_comp表示，第二直轴电流值用Id_comp表示，具体地，获得电流补偿值Is和电流相位值β后，可以按照如式(1-1)和式(1-2)所示的算法，将电流补偿值Is和电流相位值β进行极坐标转换以获得第二交轴电流值Iq_comp和第二直轴电流值Id_comp。

Iq_comp＝Is*sinβ 式(1-1)

Id_comp＝Is*cosβ 式(1-2)

S42，将第二交轴电流值与第一交轴电流值进行叠加以获得第三交轴电流值，以及，将第二直轴电流值与第二直轴电流值进行叠加以获得第三直轴电流值，第三交轴电流值和第三直轴电流值作为新的加热电流指令。

将第二交轴电流值Iq_comp叠加至第一交轴电流值Iq上，获得第三交轴电流值，用Iq_ref表示，将第二直轴电流值Id_comp叠加至第一直轴电流值Id上，获得第三直轴电流值，用Id_ref表示，将第三交轴电流值Iq_ref和第三直轴电流值Id_ref作为新的加热电流指令，进而对电驱系统进行低效加热模式控制。

S43，根据新的加热电流指令获得控制信号。

其中，可将新的加热电流指令进行转换以获得三相驱动电压信号。再根据载波频率对三相驱动电压信号进行脉宽调制，以获得驱动电机控制器的脉宽调制信号，并将脉宽调制信号输送至电机控制器。

具体地，将第三直轴电流Id_ref和第三交轴电流Iq_ref进行转换以获得三相驱动电压信号。其中，电机可以包括三相电机，三相驱动电压信号与三相电机相适应。第三交轴电流Iq_ref较小，例如第三交轴电流Iq_ref为0A或者是电流值接近OA，也就是说，可以只将第三直轴电流Id_ref进行转换，也可以将第三直轴电流Id_ref和第三交轴电流Iq_ref进行转换以获得三相驱动电压信号。

在实施例中，根据载波频率对三相驱动电压信号进行脉宽调制，以获得驱动电机控制器的脉宽调制信号。电机控制器用于控制电机的运行状态，以三相电机为例，电机控制器可包括六个开关管，分别用于控制三相电机的运行状态，可适当提高电机控制器中开关管的开关频率以调高载波频率，根据载波频率对三相驱动电压信号进行调频，以获得驱动电机控制器的脉宽调制信号，且该模式下的载波频率大于车辆常规驱动模式下的载波频率。其中，脉宽调制信号可以为六路调至信号，用于控制电机控制器中六个开关管的导通状态。将新的加热电流指令和载波频率组合输出至电机控制器，控制电机输出平滑的扭矩，且扭矩几乎为零扭矩，从而使电机不输出脉动的电磁扭矩，即使增加加热电流指令，车辆也不会发生抖动或移动的现象，加热功率可以增大至系统允许的最大加热功率。

在本发明的一些实施例中，如图4所示，为根据本发明又一个实施例的控制车辆电驱系统加热的方法的流程图，其中，上面步骤S2中的获取电机加热位置值，可以包括步骤S21，具体如下。

S21，获取初始电机加热位置值，将电机加热位置值锁定为初始电机加热位置值。

其中，当电驱系统接收到加热指令且满足进入高能耗的低效模式的条件后，电驱系统运行高能耗的低效模式，此时将位置传感器的获取值作为初始电机加热位置值，并对电机加热位置值进行锁定，不再根据位置传感器的实时采样更新电机加热位置值。

具体地，如图5所示，为根据本发明一个实施例的车辆加热系统的示意图，结合图5描述本发明实施例的获取电机加热位置值的方法，其中，可通过通道(1)和通道(2)两个通道获取电机位置值，通道(1)为正常采样的通道，通道(2)为位置值锁定通道，通道(2)中存储有位置设定值。当电机运行于电机扭矩控制等模式时，电机位置值可采用通道(1)读取的位置值，并进行实时更新，此时电机可以正常输出扭矩，以产生车辆指令所预期的电机扭矩输出值。当电驱系统运行于高能耗的低效模式时，可读取通道(2)中的位置设定值，并将该位置设定值作为初始电机加热位置值，且不再实时进行更新，此时电机不再正常输出扭矩，车辆不发生抖动现象，加热功率可以增大至系统允许的最大加热功率。

在本发明的一些实施例中，如图6所示，为根据本发明又一个实施例的控制车辆电驱系统加热的方法的流程图，其中，上面步骤S2中的获取电机加热位置值，还可以包括步骤S22和步骤S23，具体如下。

S22，获取电机驻车位置值。

其中，当电驱系统接收到加热指令且满足进入高能耗的低效模式的条件后，电驱系统运行高能耗的低效模式，此时将位置传感器的获取值作为初始电机加热位置值，对初始电机加热位置值进行消抖处理，不直应用位置传感器采样得到的位置值。也就是说，当电机处于电机扭矩控制等模式时，电机位置值可采用通道(1)读取的位置值并实时进行更新，此时电机可以正常输出扭矩，以产生车辆指令所预期的电机扭矩输出值。当电驱系统运行于高能耗的低效模式时，依然采用通道(1)读取的位置值，即可以只设置通道(1)不设置通道(2)，具体地，可结合图5进行描述。其中，当车辆驻车后，可以通过位置传感器读取电机驻车位置值并记为θ₀。

S23，计算初始电机加热位置值与电机驻车位置值的位置差值，进一步计算电机驻车位置值与位置差值的差值以作为电机加热位置值。

具体地，可结合图7描述本发明实施例的电机加热位置值的处理过程，图7为根据本发明一个实施例的电机加热位置值的处理示意图，其中，当电驱系统运行于高能耗的低效模式时，采用通道(1)读取的位置值作为初始电机加热位置值，并记为θ。如式(1-3)和式(1-4)所示，将初始电机加热位置值θ与电机驻车位置值θ₀做减法计算，以获取位置差值并记为Δθ，进一步地，将电机驻车位置值θ₀与位置差值Δθ进行减法计算所获取的差值作为电机加热位置值，并记为θ_sample，即θ_sample＝2θ₀-θ。根据电机加热位置值θ_sample和加热电流指令获得防抖补偿值，进而获得电机控制器的控制信号并发送至电机控制器，电机控制器控制电机不再正常输出扭矩，车辆不会发生抖动。

Δθ＝θ₀-θ 式(1-3)

θ₀-Δθ＝2θ₀-θ 式(1-4)

在本发明的一些实施例中，如图8所示，为根据本发明又一个实施例的控制车辆电驱系统加热的方法的流程图，其中，控制车辆电驱系统加热的方法包括步骤S101-S110，具体如下。

S101，车辆停止状态。

S102，检测到加热指令。

S103，判断是否满足电机的转速小于预设转速，若判断结果为“是”，则执行步骤S104，若判断结果为“否”，则执行步骤S106。

S104，判断车辆档位是否处于P档或N档，若判断结果为“是”，则执行步骤S105，若判断结果为“否”，则执行步骤S108。

S105，控制电机运行低效模式。

S106，等待。

S107，判断是否满足等待时长大于第一预设时长，若判断结果为“是”，则退出并进行故障报警，若判断结果为“否”，则执行步骤S104。其中，第一预设时长可根据实际测试情况设定。

S108，等待。

S109，判断是否满足等待时长大于第二预设时长，若判断结果为“是”，则退出并进行故障报警，若判断结果为“否”，则执行步骤S105。其中，第二预设时长可根据实际测试情况设定。

根据本发明实施例的控制车辆电驱系统加热的方法，在既满足车辆处于驻车状态，又满足电机处于静止状态时，控制电机运行低效模式，将电能转化成为热能以为动力电池加热，从而实现车辆驻车工况下为动力电池的加热功能。

在本发明的一些实施例中，如图9所示，为根据本发明一个实施例的控制车辆电驱系统加热的装置的框图，其中，控制车辆电驱系统加热的装置100包括检测模块101、参数获取模块102、防抖补偿值获得模块103、控制信号获得模块104、和控制模块105。

其中，检测模块101用于检测到车辆处于驻车状态。检测模块101可以获取车辆档位信号和电机转速信号，例如，根据获取的车辆档位信号确定车辆处于N档或者P档时，则确定车辆处于驻车状态，以及，根据获取的电机转速信号确定电机转速处于设定的转速范围内，则确定电机处于静止状态。

参数获取模块102用于响应于加热指令，获取加热电流指令和电机加热位置值。其中加热电流指令包括第一直轴电流值Id和第一交轴电流值Iq。可在电机处设置位置传感器以获取电机加热位置值θr。

防抖补偿值获得模块103用于根据加热电流指令和电机加热位置值获得防抖补偿值，或者，根据电机加热位置值获得防抖补偿值。

具体地，根据第一直轴电流值Id和第一交轴电流值Iq获得电机磁场特征值p，以及根据电机磁场特征值p和电机加热位置值θr获得电流补偿值Is和电流相位值β，利用电机加热位置值θr对电机磁场特征值p的正常生成进行错位扰动，使电机不能正常产生电磁扭矩，控制电机输出平滑的扭矩，且扭矩几乎为零扭矩，进而不会产生车辆抖动。

控制信号获得模块104用于根据加热电流指令和防抖补偿值获得电机控制器的控制信号。其中，可将防抖补偿值进行极坐标转换，并与加热电流指令进行叠加处理以获得三相驱动电压信号。再根据载波频率对三相驱动电压信号进行脉宽调制，以获得驱动电机控制器的脉宽调制信号，即电机控制器的控制信号，并将控制信号输送至电机控制器，以控制电机控制器运行。

控制模块105用于根据控制信号控制电机运行低效模式，以使电驱系统产生热量。

具体地，控制模块104根据控制信号控制电机运行，由于在获取控制信号的过程中，利用电机加热位置值对电机磁场特征值的正常生成进行错位扰动，使电机不能正常产生电磁扭矩，控制电机输出平滑的扭矩，且扭矩几乎为零扭矩，进而不会产生车辆抖动。电机运行低效模式时，电驱系统处于高损耗状态，且电驱系统的加热功率可以增大至系统允许的最大加热功率，从而释放出大量热量。释放出热量加热散热介质，进而将该热量转换为车辆所需的热量。

需要说明的是，本发明实施例的控制车辆电驱系统加热的装置100的具体实现方式与本发明上述任意实施例的控制车辆电驱系统加热的方法的具体实现方式类似，具体请参见关于该方法部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。

根据本发明实施例的控制车辆电驱系统加热的装置100，在车辆的驻车工况下，当动力电池存在加热需求时，防抖补偿值获得模块103根据加热电流指令和电机加热位置值获得防抖补偿值，利用电机加热位置值对电机磁场特征值的正常生成进行错位扰动，使电机不能正常产生电磁扭矩，控制电机输出平滑的扭矩，且扭矩几乎为零扭矩，进而不会产生车辆抖动。控制模块105根据控制信号获得模块104根据加热电流指令和防抖补偿值获得电机控制器的控制信号，从而控制电驱系统运行，并且电驱系统可以以较大的功率运行于高能耗的低效模式，释放出大量的热量，加热冷却介质，进而将该热量转换成车辆所需要的加热热量。无需外置加热设备节省零部件成本，节省体积空间且安装方式更加灵活，还能提高为动力电池的加热的效率。

下面结合图5和图10描述根据本发明实施例的车辆加热系统。

在本发明的一些实施例中，如图10所示，为根据本发明一个实施例的车辆加热系统的框图，车辆加热系统1包括电驱系统11、热交换系统12和电驱控制装置13。其中，电驱系统11包括电机控制器111和电机112。

电驱控制装置13与电驱系统11连接，用于根据上面任一项实施例的控制车辆电驱系统加热的方法控制电驱系统11，以产生热量。热交换系统12用于吸收电驱系统11产生的热量。其中，电驱控制装置13可以由软件实现各种参数信号的处理和计算，也可以集成为包含多个处理元件和模块的硬件装置。

具体而言，在车辆驻车工况下，当动力电池存在加热需求时，电驱控制装置13根据加热电流指令和电机加热位置值获取控制电机控制器111的控制信号，并发送控制信号至电驱系统11，电机控制器111发送相应的控制信号以控制电机112运行低效模式，电机112运转时将电能转化成热能，即利用电驱系统11本身的耗热量加热电驱系统11中的散热介质，则电驱系统11产生的热量转移至散热介质中，散热介质与车辆中的热交换系统12如板换设备等进行热交换，热交换系统12吸收电驱系统11的热量并传递至动力电池，以为动力电池加热。

在本发明的一些实施例中，如图5所示，电机可以为三相电机，电机控制器111可包括六个开关管分别为T1、T2、T3、T4、T5和T6以及电容C1，开关单元S控制电源U为电机控制器111的供电状态。开关管T1和开关管T2用于控制电机112的A相，开关管T3和开关管T4用于控制电机112的B相，开关管T5和开关管T5用于控制电机112的C相。在车辆驻车工况下，电驱控制装置13响应于加热指令获取加热电流指令，以及根据上面实施例的获取电机加热位置值的方法获取电机加热位置值，并根据加热电流指令和电机加热位置值获得防抖补偿值，进一步根据加热电流指令和防抖补偿值获得电机控制器的控制信号，即获得驱动电机控制器111的脉宽调制信号。其中脉宽调制信号可以为六路调至信号，用于控制电机控制器111中六个开关管的导通状态。电机控制器111响应脉宽调制信号，控制电机112运行低效模式，电驱系统11处于高损耗状态而产生大量热量，以为动力电池加热。

根据本发明实施例的车辆加热系统1，基于原有的电驱系统11和热交换系统12的架构，通过设置电驱控制装置13，在车辆驻车工况下，控制电机控制器111和电机112运行低效模式，以及利用电机加热位置值对电机磁场特征值的正常生成进行错位扰动，使电机112不能正常产生电磁扭矩，进而不会产生抖动，使得电驱系统11的加热功率可以达到系统可承受的最大功率，进而产生大量热量以为电驱系统11中的散热介质加热，散热介质再与热交换系统12进行热交换，热交换系统12即可获取电驱系统11产生的热量以为动力电池加热。该车辆加热系统1增加了消抖功能以抑制电机112抖动，无需外置加热设备节省零部件成本，节省体积空间且安装方式更加灵活，还能提高为动力电池的加热的效率。

在本发明的一些实施例中，如图11所示，为根据本发明一个实施例的车辆的框图，其中，车辆10包括动力电池2、车辆控制器3以及上面第三方面实施例的车辆加热系统1。

车辆控制器3用于在确定动力电池2有加热需求时发出加热指令。其中，车辆控制器3为上位机，可以包括BMS或VCU等。车辆加热系统1与车辆控制器3连接，用于响应于加热指令对动力电池2加热。

具体地，当动力电池2存在加热需求时，车辆控制器3发出加热指令给车辆加热系统1，车辆加热系统1检测到车辆10处于驻车状态，响应于加热指令控制电机112运行低效模式，以使电驱系统11产生热量，电驱系统11本身的耗热量对电驱系统11中的散热介质进行加热，散热介质流经动力电池2时，将热量传递至动力电池2，从而实现车辆10驻车工况下为动力电池的加热功能。并且还利用电机加热位置值对电机磁场特征值的正常生成进行错位扰动，使电机112不能正常产生电磁扭矩，进而不会产生车辆10抖动。

根据本发明实施例的车辆10，在驻车工况下，车辆控制器3检测到动力电池2需要加热，发送加热指令至车辆加热系统1，电驱系统11运行于高能耗的低效模式，将电能转化成为热能以为动力电池2加热。车辆加热系统1还利用电机加热位置值对电机磁场特征值的正常生成进行错位扰动，使电机112不能正常产生电磁扭矩，进而不会产生车辆10抖动。本实施例的车辆10将消抖功能应用于电驱系统11的低效加热模式时，使得电驱系统11的加热功率可以达到系统可承受的最大功率，从而释放出大量热量。可直接在现有的硬件设备中实现，无需外置加热设备或者可以减少外置加热设备的功率，节省零部件成本，节省体积空间且安装方式更加灵活，还能提高为动力电池2加热的效率。

根据本发明实施例的车辆10的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种控制车辆电驱系统加热的方法，其特征在于，所述电驱系统包括电机控制器和电机，所述方法包括：

检测到车辆处于驻车状态；

响应于加热指令，获取加热电流指令，以及，获取电机加热位置值；

根据所述加热电流指令和所述电机加热位置值获得防抖补偿值；

根据所述加热电流指令和所述防抖补偿值获得所述电机控制器的控制信号；

根据所述控制信号控制电机运行低效模式，以使所述电驱系统产生热量。

2.根据权利要求1所述的控制车辆电驱系统加热的方法，其特征在于，所述加热电流指令包括第一直轴电流值和第一交轴电流值；

根据所述加热电流指令和所述电机加热位置值获得防抖补偿值，包括：

根据所述第一直轴电流值和所述第一交轴电流值获得电机磁场特征值；

根据所述电机磁场特征值和所述电机加热位置值获得电流补偿值和电流相位值，所述电流补偿值和所述电流相位值为所述防抖补偿值。

3.根据权利要求2所述的控制车辆电驱系统加热的方法，其特征在于，根据所述加热电流指令和所述防抖补偿值获得驱动所述电机控制器的控制信号，包括：

将所述电流补偿值和所述电流相位值进行极坐标转换以获得第二交轴电流值和第二直轴电流值；

将所述第二交轴电流值与所述第一交轴电流值进行叠加以获得第三交轴电流值，以及，将所述第二直轴电流值与所述第二直轴电流值进行叠加以获得第三直轴电流值，所述第三交轴电流值和所述第三直轴电流值作为新的加热电流指令；

根据所述新的加热电流指令获得所述控制信号。

4.根据权利要求2所述的控制车辆电驱系统加热的方法，其特征在于，所述获取电机加热位置值，包括：获取初始电机加热位置值，将所述电机加热位置值锁定为初始电机加热位置值。

5.根据权利要求2所述的控制车辆电驱系统加热的方法，其特征在于，所述获取电机加热位置值，包括：

获取电机驻车位置值；

计算初始电机加热位置值与所述电机驻车位置值的位置差值，进一步计算所述电机驻车位置值与所述位置差值的差值以作为所述电机加热位置值。

6.根据权利要求2-5任一项所述的控制车辆电驱系统加热的方法，其特征在于，

所述第一直轴电流值为正值或者负值，或者，所述第一直轴电流值为按照预设交替时间正负交替的脉冲电流；

所述第一交轴电流值为零值或者接近零值的电流。

7.根据权利要求6所述的控制车辆电驱系统加热的方法，其特征在于，根据所述新的加热电流指令获得所述控制信号，包括：

将所述第三直轴电流值和所述第三交轴电流值进行转换以获得三相驱动电压信号；

根据载波频率对所述三相驱动电压信号进行脉宽调制，以获得驱动所述电机控制器的脉宽调制信号。

8.一种控制车辆电驱系统加热的装置，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测到车辆处于驻车状态；

参数获取模块，用于响应于加热指令，获取加热电流指令和电机加热位置值；

防抖补偿值获得模块，用于根据所述加热电流指令和所述电机加热位置值获得防抖补偿值，或者，根据所述电机加热位置值获得防抖补偿值；

控制信号获得模块，用于根据所述加热电流指令和所述防抖补偿值获得所述电机控制器的控制信号；

控制模块，用于根据所述控制信号控制电机运行低效模式，以使电驱系统产生热量。

9.一种车辆加热系统，其特征在于，包括：

电驱系统，所述电驱系统包括电机控制器和电机；

热交换系统，用于吸收所述电驱系统产生的热量；

电驱控制装置，所述电驱控制装置与所述电驱系统连接，用于根据权利要求1-7任一项所述的控制车辆电驱系统加热的方法控制所述电驱系统，以产生热量。

10.一种车辆，其特征在于，包括：

动力电池；

车辆控制器，用于在确定动力电池有加热需求时发出加热指令；

权利要求9所述的车辆加热系统，所述车辆加热系统与所述车辆控制器连接，用于响应于所述加热指令对所述动力电池加热。

Images