CN115871471A - 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

控制车辆电驱系统加热的方法、装置和加热系统以及车辆 Download PDF

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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，方法包括：确定车辆处于行车状态；响应于加热指令，获取电机的转速值和扭矩控制值，以及获取电机控制器的载波指令值；根据转速值和扭矩控制值获得第一电流指令值，并根据扭矩控制值和第一电流指令值获得第二电流指令值；根据第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整电机控制器的控制信号；根据调整后的控制信号控制电机运行以使电驱系统产生热量。本发明实施例的控制车辆电驱系统加热的方法，在车辆正常行车状态下，由驱动系统为动力电池和车厢内部加热，无需设置独立的加热设备节省成本，并且可以提高为动力电池加热的效率。

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，其应用的场景也是日益广泛，因此动力电池需要适应不同地区的温度变化，同时也要给车厢提供足够的供暖热量，提高乘驾舒适性，以保证电动车辆在寒冷的气候可以正常使用。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，在电动车汽车中设置独立的加热设备如PTC加热器等，加热设备通过将散热装置中的液体介质加热，以为动力电池提供热量，使电池快速升温进而达到其正常工作的温度区间，从而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，采用独立的加热设备为动力电池或车厢内部加热时，加热效率比较低，并不节能，并且零部件成本比较高，受限于车辆的体积空间，安装方式也不灵活。
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，在车辆正常行车状态下，由驱动系统为动力电池和车厢内部加热，无需设置独立的加热设备节省成本，并且可以提高为动力电池加热的效率。
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：确定车辆处于行车状态；响应于加热指令，获取所述电机的转速值和扭矩控制值，以及获取所述电机控制器的载波指令值；根据所述转速值和所述扭矩控制值获得第一电流指令值，并根据所述扭矩控制值和所述第一电流指令值获得第二电流指令值，其中，所述第二电流指令值的幅值大于所述第一电流指令值的幅值，和/或，根据所述载波指令值获得第一载波频率，根据所述第一载波频率获得第二载波频率，其中，所述第二载波频率大于所述第一载波频率；根据所述第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整所述电机控制器的控制信号；根据调整后的所述控制信号控制电机运行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，车辆在正常行车状态下，当动力电池存在加热需求时，基于电机的转速值、扭矩控制值以及电机控制器的载波指令值获取第二电流指令值和第二载波频率，并根据第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整电机控制器的控制信号以控制电机运行，从而使电驱系统产生热量。即车辆在正常行车状态下，通过控制电驱系统运行于高损耗状态以充当加热器，能释放出大量热量，为动力电池和车厢内部加热，无需设置另外加热设备，从而提高对动力电池的加热效率。
在本发明的一些实施例中，根据所述转速值和所述扭矩控制值获得第一电流指令值，包括：根据所述加热指令获得加热需求参数值，其中，所述加热需求参数值包括加热电流值或加热功率值；根据所述加热需求参数值获得转速修正值；根据所述转速修正值和所述转速值获得转速参考值；根据所述转速参考值查询行车电流指令曲线表以确定目标行车电流指令曲线；根据所述扭矩控制值和所述目标行车电流指令曲线获得所述第一电流指令值。
在本发明的一些实施例中，根据所述加热需求参数值获得转速修正值，包括：根据以下公式计算所述转速修正值：Δn＝k*Is；其中，Δn为所述转速修正值，k为标定值，Is为加热需求参数值。
在本发明的一些实施例中，根据所述扭矩控制值和所述第一电流指令值获得第二电流指令值，包括：保持所述扭矩控制值不变，查询所述行车电流指令曲线表，获得幅值大于所述第一电流指令值的幅值的电流指令值以作为所述第二电流指令值。
在本发明的一些实施例中，所述第二电流指令值包括第一d轴电流和第一q轴电流；根据所述第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整所述电机控制器的控制信号，包括：将所述第一d轴电流和所述第一q轴电流进行转换以获得三相驱动电压信号；根据所述第一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。
在本发明的一些实施例中，所述第二电流指令值包括第一d轴电流和第一q轴电流；根据所述第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整所述电机控制器的控制信号，包括：将所述第一d轴电流和所述第一q轴电流进行转换以获得三相驱动电压信号；根据所述第二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。
在本发明的一些实施例中，所述第一电流指令值包括第二d轴电流和第二q轴电流；根据所述第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整所述电机控制器的控制信号，包括：将所述第二d轴电流和所述第二q轴电流进行转换以获得三相驱动电压信号；根据所述第二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，其特征在于，包括：确定模块，用于确定车辆处于行车状态；参数获取模块，用于响应于加热指令，获取所述电机的转速值和扭矩控制值，以及获取所述电机控制器的载波指令值；加热可控指令值获得模块，用于根据所述转速值和所述扭矩控制值获得第一电流指令值，并根据所述扭矩控制值和所述第一电流指令值获得第二电流指令值，其中，所述第二电流指令值的幅值大于所述第一电流指令值的幅值，和/或，根据所述载波指令值获得第一载波频率，根据所述第一载波频率获得第二载波频率，其中，所述第二载波频率大于所述第一载波频率；控制信号获得模块，用于根据所述第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整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，基于确定模块、参数获取模块、加热可控指令值获得模块、控制信号获得模块和控制模块的架构，车辆在正常行车状态下，当动力电池存在加热需求时，控制车辆电驱系统加热的装置根据于电机的转速值、扭矩控制值以及电机控制器的载波指令值获取第二电流指令值和第二载波频率，并根据第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整电机控制器的控制信号以控制电机运行，从而使电驱系统运行于高损耗状态，能释放出大量热量，为动力电池和车厢内部加热，无需设置另外加热设备，从而提高对动力电池的加热效率。
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权利要求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，在车辆行车状态下，响应于加热指令调整电机控制器的控制信号，并根据调整后的控制信号控制电机运行，以使电驱系统产生大量热量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和/或车厢内部加热。该车辆加热系统无需外置加热设备，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，在行车状态下，车辆控制器根据动力电池的加热需求，发送加热指令至车辆加热系统，车辆加热系统响应于加热指令调整电机控制器的控制信号，根据调整后的控制信号控制电机运行以使电驱系统产生热量，由电驱系统充当加热器为动力电池加热，可直接在现有的硬件设备中实现，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。
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是根据本发明一些实施例的车辆正常行车状态下的电流指令值的示意图；
图3是根据本发明一个实施例的载波频率与时间关系的示意图；
图4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5是根据本发明一个实施例的行车电流指令曲线表的示意图；
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10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11是根据本发明一些实施例的车辆加热系统的框图；
图12是根据本发明一个实施例的车辆的框图。
附图标记：
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；
控制车辆电驱系统加热的装置100；
确定模块101、参数获取模块102、加热可控指令值获得模块103、控制信号获得模块104、控制模块105。
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9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，确定车辆处于行车状态。
其中，可以设置速度传感器、油门传感器等装置，获取车辆的速度信号和油门踩踏信号等信号数据，并根据检测到的信号数据确定车辆处于行车状态。
S2，响应于加热指令，获取电机的转速值和扭矩控制值，以及获取电机控制器的载波指令值。其中，可以在电机处设置转速传感器等以获取电机的转速值。
具体地，车辆在行车状态下，当动力电池有加热需求，或者用户有加热驾驶室的需求时，上位机如BMS(Battery Management System，电池管理系统)或VCU(Vehicle ControlUnit，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电机的转速值和扭矩控制值，以及获取电机控制器的载波指令值。
S3，根据转速值和扭矩控制值获得第一电流指令值，并根据扭矩控制值和第一电流指令值获得第二电流指令值，其中，第二电流指令值的幅值大于第一电流指令值的幅值，和/或，根据载波指令值获得第一载波频率，根据第一载波频率获得第二载波频率，其中，第二载波频率大于第一载波频率。
其中，第一电流指令值为车辆正常行车状态下的电流指令值，第二电流指令值为经过调整后的电流指令值。如图2所示，为根据本发明一些实施例的车辆正常行车状态下的电流指令值的示意图，电流指令值包括d轴电流和q轴电流，分别用Id和Iq表示。在控制电机输出扭矩不变的前提下，可以控制第二电流指令值的幅值大于第一电流指令值的幅值，可通过增大电流指令值的幅值，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。
其中，第一载波频率为车辆正常行车状态下的载波频率，第二载波频率为经过调整后的载波频率。可以控制第二载波频率大于第一载波频率，其中，车辆正常行车状态下的载波频率以5Hz为例，车辆由正常行车状态进入行车加热状态，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，例如，可将载波频率由5Hz提高至15Hz。如图3所示，为根据本发明一个实施例的载波频率与时间关系的示意图，其中，fpwm_1表示车辆正常行车状态下的第一载波频率，fpwm_2表示调整后的第二载波频率，第二载波频率fpwm_2可以根据实际测试进行设定，第二载波频率率fpwm_2大于第一载波频率fpwm_1。
S4，根据第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整电机控制器的控制信号。
可以理解的是，在车辆行车加热时，可以不改变车辆正常行车状态下的电流指令值，仅改变车辆正常行车状态下的载波频率，并基于车辆正常行车状态下的电流指令值和调整后的载波频率调整电机控制器的控制信号。或者，还可以不改变车辆正常行车状态下的载波频率，仅改变车辆正常行车状态下的电流指令值，并基于车辆正常行车状态下的载波频率和调整后的电流指令值调整电机控制器的控制信号。再或者，还可以同时改变车辆正常行车状态下的电流指令值以及载波频率，并基于调整后的电流指令值和载波频率调整电机控制器的控制信号。
在实施例中，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，则控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。
S5，根据调整后的控制信号控制电机运行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，驱动电机运行低效模式，电机运行低效模式时，电驱系统处于高损耗状态，能释放出大量热量，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。
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，车辆在正常行车状态下，当动力电池存在加热需求时，基于电机的转速值、扭矩控制值以及电机控制器的载波指令值获取第二电流指令值和第二载波频率，并根据第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整电机控制器的控制信号以控制电机运行，从而使电驱系统产生热量。即车辆在正常行车状态下，通过控制电驱系统运行于高损耗状态以充当加热器，能释放出大量热量，为动力电池和车厢内部加热，无需设置另外加热设备，从而提高对动力电池的加热效率。
在本发明的一些实施例中，如图4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，上面步骤S3中的根据转速值和扭矩控制值获得第一电流指令值，包括步骤S31-步骤S35，根据扭矩控制值和第一电流指令值获得第二电流指令值包括步骤S36，具体如下。
S31，根据加热指令获得加热需求参数值，其中，加热需求参数值包括加热电流值或加热功率值。
在实施例中，当车辆动力电池存在加热需求时，上位机发送加热指令，加热指令中包含有加热需求参数值，其中加热需求参数值可以以加热电流值为表征，也可以以加热功率值为表征。
S32，根据加热需求参数值获得转速修正值。
在实施例中，可根据公式(1-1)计算转速修正值，其中，Δn为转速修正值，k为标定值，Is为加热需求参数值。公式(1-1)中k值的大小可以根据实际台架进行标定处理。
Δn＝k*Is公式(1-1)
S33，根据转速修正值和转速值获得转速参考值。
具体地，当上位机下达加热指令时，车辆进入行车加热状态，在电机的转速值N_cmd上加入转速修正值Δn，以获得转速参考值N_ref。
S34，根据转速参考值查询行车电流指令曲线表以确定目标行车电流指令曲线。
具体地，如图5所示，为根据本发明一个实施例的行车电流指令曲线表的示意图，其中，Id表示d轴电流,Iq表示q轴电流，曲线L1、L2和L3均为电机正常驱动高效运行时的电流指令曲线，曲线Te1和曲线Te2为电机输出扭矩曲线。电流指令曲线与电机转速有关，即L1/L2/L3＝f(speed)，当电机转速增加时，电流指令曲线会由L1、L2、L3依次增加，则电机转速不同，所在的电流指令曲线不同。
在实施例中，由于车辆从行车加热状态进入车辆正常行车状态下时控制电机的输出扭矩不变，则车辆在行车加热状态和车辆正常行车状态下可以应用同一个行车电流指令曲线表。根据获得的转速参考值N_ref查询行车电流指令曲线表以确定目标行车电流指令曲线，例如，车辆在正常行驶状态时，行车电流指令在曲线L1上，则车辆进入行车加热状态后，行车电流指令仍在曲线L1上，则曲线L1即为目标行车电流指令曲线。
S35，根据扭矩控制值和目标行车电流指令曲线获得第一电流指令值。
在实施例中，车辆从正常行车状态进入车辆行车加热状态下时，通过增大电流指令幅值，提高电驱系统损耗的量，以达到增强热量的目的。车辆运行于行车加热状态时，控制电机的输出扭矩不变，则行车电流指令仍所在行车电流指令曲线不变，根据扭矩控制值和目标行车电流指令曲线获得第一电流指令值。
例如，如图5所示，车辆在正常行驶状态，行车电流指令在曲线L1上时，电机输出扭矩为Te1，电流指令为p1，对应坐标为(Id1,Iq1)，则确定第一电流指令值为p1(Id1,Iq1)。再例如，车辆在正常行车状态下，行车电流指令在曲线L1上，电机输出扭矩为Te2，电流指令为，对应坐标为(Id2,Iq2)，则确定第一电流指令值为p2(Id2,Iq2)。
S36，保持扭矩控制值不变，查询行车电流指令曲线表，获得幅值大于第一电流指令值的幅值的电流指令值以作为第二电流指令值。
举例而言，如图5所示，车辆在正常行驶状态，电机输出扭矩为Te1时，行车电流指令在曲线L1上，第一电流指令值为p1(Id1,Iq1)时，记录此时的电流幅值为Is1。当车辆进入行车加热状态时，行车电流指令可以滑动到曲线L3，电流指令为p3，对应坐标为(Id3，Iq3)，则确定第二电流指令值为p3(Id3,Iq3)。并且将此时的电流幅值记为Is3，且Is3>Is1,即在满足电机输出扭矩都为Te1的情况下，电流指令p3的幅值增大了。
再例如，车辆在正常行车状态下，电机输出扭矩为Te2时，行车电流指令在曲线L1上，第一电流指令值为p2(Id2,Iq2)时，记录此时的电流幅值为Is22，当进入车辆行车加热状态时，行车电流指令可以滑动到曲线L3，电流指令为p4，对应坐标为(Id4，Iq4),则确定第二电流指令值为p4(Id4,Iq4)。并且将此时的电流幅值记为Is4，且Is4>Is2,即在满足电机输出扭矩都为Te2的情况下，电流指令p4的幅值增大了。
在本发明的一些实施例中，第二电流指令值包括第一d轴电流和第一q轴电流，其中，在车辆行车加热时，提升车辆正常行车状态下的第一电流指令值为第二电流指令值，在满足输出扭矩不变情况下，增大电流幅值，将第二电流指令值应用于电驱系统，即第二电流指令值为控制电驱系统低效运行电流指令，第二电流指令值的第一d轴电流用Id_low表示，以及第一q轴电流用Iq_low表示。
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，根据第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整电机控制器的控制信号，即上面步骤S4包括步骤S41和步骤S42，具体如下。
S41，将第一d轴电流和第一q轴电流进行转换以获得三相驱动电压信号。
具体地，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，根据第一d轴电流Id_low和第一q轴电流Iq_low获得三相驱动电压信号。
S42，根据第一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。
在实施例中，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，其中，第一载波频率即车辆正常行车状态下的载波频率，根据车辆正常行车状态下的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。也就是说，在车辆行车加热时，可以仅改变车辆正常行车状态下的电流指令值，不改变车辆正常行车状态下的载波频率，基于调整后的电流指令值和车辆正常行车状态下的载波频率调整电机控制器的控制信号。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中六个开关管的导通状态。将第二电流指令值和第一载波频率组合输出至电机控制器，以控制电机达到更好的加热状态。
在本发明的一些实施例中，第二电流指令值包括第一d轴电流和第一q轴电流，在车辆行车加热时，提升车辆正常行车状态下的第一电流指令值为第二电流指令值，在满足输出扭矩不变情况下，增大电流幅值，将第二电流指令值应用于电驱系统。
如图7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，根据第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整电机控制器的控制信号，即上面步骤S4还包括步骤S43和步骤S44，具体如下。
S43，将第一d轴电流和第一q轴电流进行转换以获得三相驱动电压信号。
具体地，以电机为三相电机为例，在车辆行车加热时，根据第一d轴电流Id_low和第一q轴电流Iq_low获得三相驱动电压信号。
S44，根据第二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。
在实施例中，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。其中，第二载波频率大于车辆正常行车状态下的载波频率，根据第二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。也就是说，在车辆行车加热时，可以同时改变车辆正常行车状态下的电流指令值以及载波频率，并基于调整后的电流指令值和载波频率调整电机控制器的控制信号。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中六个开关管的导通状态。将第二电流指令值和第二载波频率组合输出至电机控制器，以控制电机达到更好的加热状态。
在本发明的一些实施例中，第一电流指令值包括第二d轴电流和第二q轴电流，其中，车辆正常行车状态下的电流指令为第一电流指令值，当车辆进入行车加热工况时，在满足输出扭矩不变情况下，可以仍将第一电路指令值应用于电驱系统，第一电流指令值的第一d轴电流用Id_ref表示，以及第一q轴电流用Iq_ref表示。
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，根据第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整电机控制器的控制信号，即上面步骤S4还包括步骤S45和步骤S46，具体如下。
S45，将第二d轴电流和第二q轴电流进行转换以获得三相驱动电压信号。
具体地，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。根据第一d轴电流Id_ref和第一q轴电流Iq_ref获得三相驱动电压信号。
S46，根据第二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。
在实施例中，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。其中，第二载波频率大于车辆正常行车状态下的载波频率，根据第二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。也就是说，在车辆行车加热时，可以不改变车辆正常行车状态下的电流指令值，仅改变车辆正常行车状态下的载波频率，并基于车辆正常行车状态下的电流指令值和调整后的载波频率调整电机控制器的控制信号。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中六个开关管的导通状态。将第二电流指令值和第二载波频率组合输出至电机控制器，以控制电机达到更好的加热状态。
根据本发明实施例的控制车辆电驱系统加热的方法，车辆在行车工况下，当动力电池存在加热需求时，车辆由正常行车状态进入行车加热状态，可对车辆正常行车状态下的电流指令值和/或载波频率进行相应调整，基于调整后的电流指令值和/或载波频率调整电机控制器的控制信号，从而控制电驱系统运行于高损耗状态以产生大量热量，实现对动力电池的加热需求，无需设置另外加热设备，从而提高对动力电池的加热效率。
在本发明的一些实施例中，如图9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，车辆行车状态。
S102，检测到加热指令。
S103，判断是否满足电机控制器未报故障，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S110，退出并进行报警。
S104，电驱系统运行行车加热模式。
S105，判断是否出现电机控制器报故障的情况，若判断结果为“是”，则执行步骤S106，若判断结果为“否”，则继续执行步骤S104。
S106，退出并进行报警。
S107，判断是否接到上位机退出指令，若判断结果为“是”，则执行步骤S108，若判断结果为“否”，则执行步骤S109。
S108，退出行车加热模式。
S109，继续运行行车加热模式。
根据本发明实施例的控制车辆电驱系统加热的方法，在车辆处于行车状态，动力电池或者用户存在加热车厢内部需求时，控制电驱系统运行行车加热模式，提高电驱系统损耗的量以产生大量的热，由电驱系统充当加热器，从而实现车辆行车状态下为动力电池和/或车厢内部的加热功能。
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包括确定模块101、参数获取模块102、加热可控指令值获得模块103、控制信号获得模块104和控制模块105。
确定模块101用于确定车辆处于行车状态。其中，确定模块101可以包括速度传感器、油门传感器等装置，可通过获取车辆的速度信号和油门踩踏信号等，从而根据检测到的信号数据确定车辆处于行车状态。
参数获取模块102用于响应于加热指令，获取电机的转速值和扭矩控制值，以及获取电机控制器的载波指令值。其中，当车辆动力电池存在加热需求时，上位机发送加热指令，加热指令中包含有加热需求参数值Is。参数获取模块102可以包括转速传感器等以获取电机的转速值N_cmd，车辆从行车加热状态进入车辆正常行车状态下时控制电机的输出扭矩不变，则车辆正常行车状态和行车加热状态时的扭矩控制值Te_cmd不变。
加热可控指令值获得模块103用于根据转速值和扭矩控制值获得第一电流指令值，并根据扭矩控制值和第一电流指令值获得第二电流指令值，其中，第二电流指令值的幅值大于第一电流指令值的幅值，和/或，根据载波指令值获得第一载波频率，根据第一载波频率获得第二载波频率，其中，第二载波频率大于第一载波频率。
具体地，基于如公式(1-1)所示的算法，根据加热需求参数值Is获得转速修正值Δn，并基于电机的转速值N_cmd、转速修正值Δn、行车电流指令曲线表以及扭矩控制值Te_cmd，获得第一电流指令值和第二电流指令值。根据载波指令值获得第一载波频率，根据第一载波频率获得第二载波频率，其中，第二载波频率大于第一载波频率。
控制信号获得模块104用于根据第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整电机控制器的控制信号。控制模块105用于根据控制信号控制电机运行以使电驱系统产生热量。其中，以三相电机为例，控制信号可以为六路驱动信号。
具体地，车辆在行车工况下，车辆由正常行车状态进入行车加热状态，可对车辆正常行车状态下的电流指令值和/或载波频率进行相应调整，基于调整后的电流指令值和/或载波频率调整电机控制器的控制信号，电机控制器根据调整后的控制信号控制电机的运行状态，从而控制电驱系统运行于高损耗状态以产生大量热量，实现对动力电池的加热需求。
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，基于确定模块101、参数获取模块102、加热可控指令值获得模块103、控制信号获得模块104和控制模块105的架构，车辆在正常行车状态下，当动力电池存在加热需求时，控制车辆电驱系统加热的装置100根据于电机的转速值、扭矩控制值以及电机控制器的载波指令值获取第二电流指令值和第二载波频率，并根据第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整电机控制器的控制信号以控制电机运行，从而使电驱系统运行于高损耗状态，能释放出大量热量，为动力电池和车厢内部加热，无需设置另外加热设备，从而提高对动力电池的加热效率。
在本发明的一些实施例中，如图11所示，为根据本发明一些实施例的车辆加热系统的框图，其中，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。
其中，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，在车辆行车状态下，当动力电池有加热需求，或者用户有加热车厢内部的需求时，电驱控制装置13可以发送调整后的控制信号至电驱系统11，从而提高电驱系统11损耗的量来加热电驱系统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收集该部分热量并传递至动力电池或车厢内部，在满足车辆运行所需动力的同时，由电驱系统11充当加热器，以为动力电池和车厢内部加热。
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，在车辆行车状态下，响应于加热指令调整电机控制器111的控制信号，并根据调整后的控制信号控制电机112运行，以使电驱系统11产生大量热量为电驱系统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和/或车厢内部加热。该车辆加热系统1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12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和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处于行车状态，响应于加热指令调整电机控制器111的控制信号，根据调整后的控制信号控制电机112运行以使电驱系统11产生热量，通过增加电驱系统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在行车时为动力电池2加热的功能。当用户存在车厢内部加热需求时，还可以发送相关指令给车辆控制器3，车辆控制器3响应该指令发送加热指令至车辆加热系统1，以控制车辆加热系统1按照上述任意实施例的控制车辆电驱系统加热的方法运行，以为车厢内部供热。
根据本发明实施例的车辆10，在行车状态下，车辆控制器3根据动力电池2的加热需求，发送加热指令至车辆加热系统1，车辆加热系统1响应于加热指令调整电机控制器111的控制信号，根据调整后的控制信号控制电机112运行以使电驱系统11产生热量，由电驱系统11充当加热器为动力电池2加热，可直接在现有的硬件设备中实现，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2的加热的效率。
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：
确定车辆处于行车状态；
响应于加热指令，获取所述电机的转速值和扭矩控制值，以及获取所述电机控制器的载波指令值；
根据所述转速值和所述扭矩控制值获得第一电流指令值，并根据所述扭矩控制值和所述第一电流指令值获得第二电流指令值，其中，所述第二电流指令值的幅值大于所述第一电流指令值的幅值，和/或，根据所述载波指令值获得第一载波频率，根据所述第一载波频率获得第二载波频率，其中，所述第二载波频率大于所述第一载波频率；
根据所述第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整所述电机控制器的控制信号；
根据调整后的所述控制信号控制电机运行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，根据所述转速值和所述扭矩控制值获得第一电流指令值，包括：
根据所述加热指令获得加热需求参数值，其中，所述加热需求参数值包括加热电流值或加热功率值；
根据所述加热需求参数值获得转速修正值；
根据所述转速修正值和所述转速值获得转速参考值；
根据所述转速参考值查询行车电流指令曲线表以确定目标行车电流指令曲线；
根据所述扭矩控制值和所述目标行车电流指令曲线获得所述第一电流指令值。
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，根据所述加热需求参数值获得转速修正值，包括：
根据以下公式计算所述转速修正值：
Δn＝k*Is；
其中，Δn为所述转速修正值，k为标定值，Is为加热需求参数值。
4.根据权利要求2或3所述的控制车辆电驱系统加热的方法，其特征在于，根据所述扭矩控制值和所述第一电流指令值获得第二电流指令值，包括：
保持所述扭矩控制值不变，查询所述行车电流指令曲线表，获得幅值大于所述第一电流指令值的幅值的电流指令值以作为所述第二电流指令值。
5.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，所述第二电流指令值包括第一d轴电流和第一q轴电流；
根据所述第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整所述电机控制器的控制信号，包括：
将所述第一d轴电流和所述第一q轴电流进行转换以获得三相驱动电压信号；
根据所述第一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。
6.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，所述第二电流指令值包括第一d轴电流和第一q轴电流；
根据所述第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整所述电机控制器的控制信号，包括：
将所述第一d轴电流和所述第一q轴电流进行转换以获得三相驱动电压信号；
根据所述第二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。
7.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，所述第一电流指令值包括第二d轴电流和第二q轴电流；
根据所述第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整所述电机控制器的控制信号，包括：
将所述第二d轴电流和所述第二q轴电流进行转换以获得三相驱动电压信号；
根据所述第二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：
确定模块，用于确定车辆处于行车状态；
参数获取模块，用于响应于加热指令，获取所述电机的转速值和扭矩控制值，以及获取所述电机控制器的载波指令值；
加热可控指令值获得模块，用于根据所述转速值和所述扭矩控制值获得第一电流指令值，并根据所述扭矩控制值和所述第一电流指令值获得第二电流指令值，其中，所述第二电流指令值的幅值大于所述第一电流指令值的幅值，和/或，根据所述载波指令值获得第一载波频率，根据所述第一载波频率获得第二载波频率，其中，所述第二载波频率大于所述第一载波频率；
控制信号获得模块，用于根据所述第二电流指令值和第二载波频率中的至少一个调整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。
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