CN116566278A - 电机驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种驱动电机的电机驱动装置，该电机具有分别对应于多个相的多个绕组部。该电机驱动装置包括逆变器、转换开关部和控制器，旨在通过提供各种电机驱动模式，在改变电机电感的同时，提高驱动电机的逆变器效率，以满足电机所需的性能。

Description

电机驱动装置
技术领域
本发明涉及一种电机驱动装置，并且涉及一种配置为根据电机所需的输出将电机驱动模式切换为闭端绕组模式或开端绕组模式并且改变电机绕组的电感以允许高效的电机驱动的电机驱动装置。
背景技术
通常，包括在电机中的各个相的绕组在一端电连接到逆变器并且在另一端彼此电连接以形成Y形连接。
当驱动电机时，通过脉冲宽度调制控制打开或关闭逆变器中的开关元件，通过向Y形连接电机的绕组施加线电压产生交流电以产生转矩。
因为环保型车辆(例如使用电机产生的转矩作为动力的电动车辆)的燃料效率(或电效率)由逆变器-电机的功率转换效率确定，所以重要的是最大化逆变器的功率转换效率和电机的效率，以提高燃料效率。
逆变器-电机系统的效率主要取决于逆变器的电压利用率。当由电机转速和转矩之间的关系确定的车辆的工作点形成在具有高电压利用率的部分中时，可以提高燃料效率。
然而，因为增加电机的绕组数量以增加电机的最大转矩将具有高电压利用率的部分从作为车辆的主要工作点的低转矩区域移开，所以可能出现燃料效率恶化的问题。此外，从燃料效率的角度来看，当主工况点设计在具有高电压利用率的部分时，可能会出现电机的最大转矩受限导致车辆加速启动性能下降的问题。
在本领域最近引入了使用两个逆变器和模式转换开关来驱动一个电机的技术，从而在用一个电机覆盖低输出和高输出部分的同时，满足对提高系统的效率的电机驱动技术的需求。
本发明的背景技术中所包含的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，不能视为对该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的暗示。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种电机驱动装置，该电机驱动装置通过提供各种电机驱动模式，在改变电机电感的同时，提高驱动电机的逆变器效率以满足电机所需的性能。
本发明所要达到的技术目的不限于上述技术目的，并且其他未描述的技术目的对于本发明所属领域的技术人员来说是显而易见的。
根据解决上述技术目的的本发明的示例性实施方式，驱动电机的电机驱动装置，其中，该电机包括分别对应于多个相的多个绕组部，可以包括：第一逆变器，包括多个第一开关元件并且电连接到绕组部中的每一个的第一端；第二逆变器，包括多个第二开关元件并且电连接到绕组部中的每一个的第二端；第一转换开关部，具有多个第三开关元件，第三开关元件中的每一个的第一端电连接到设置在绕组部中的每一个中并且通过串联彼此电连接的第一线圈和第二线圈之间的连接部，并且多个第三开关元件的第二端彼此电连接；第二转换开关部，具有多个第四开关元件，第四开关元件中的每一个的第一端电连接到绕组部中的每一个的第二端，并且多个第四开关元件的第二端彼此电连接；以及控制器，配置为基于电机的所需输出、所需转矩或转速控制第一开关元件到第四开关元件的开/关状态。
例如，当所需转矩等于或小于预设转矩参考并且所需输出大于预设功率参考时，控制器可以打开多个第三开关元件，关闭多个第四开关元件和第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制多个第一开关元件以驱动电机。
例如，当打开多个第三开关元件并且关闭多个第四开关元件和第二逆变器时，可以将电机作为具有中性点的闭端绕组电机驱动，该中性点在多个第三开关元件的另一端。
例如，当所需转矩大于预设转矩参考，所需输出等于或小于预设功率参考并且转速等于或小于预设转速参考时，控制器可以打开多个第四开关元件，关闭多个第三开关元件和第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制多个第一开关元件以驱动电机。
例如，当打开多个第四开关元件并且关闭多个第三开关元件和第二逆变器时，绕组部中的每一个中的第一线圈和第二线圈可以通过串联彼此电连接，并且可以将电机作为具有中性点的闭端绕组电机驱动，该中性点在多个第四开关元件的另一端。
例如，当所需转矩大于预设转矩参考，所需输出大于预设功率参考并且转速大于预设转速参考时，控制器可以关闭多个第三开关元件和多个第四开关元件，并且通过脉冲宽度调制控制多个第一开关元件和多个第二开关元件，以将电机作为开端绕组电机驱动。
例如，根据本发明的另一示例性实施方式，驱动电机的电机驱动装置，该电机具有分别对应于多个相的多个绕组部，可以包括：第一逆变器，包括多个第一开关元件并且电连接到绕组部中的每一个的第一端；第二逆变器，包括多个第二开关元件并且电连接到绕组部中的每一个的第二端；多个第一转换开关部，分别具有多个第三开关元件，开关元件中的每一个的一端电连接到设置在绕组部中的每一个中并且通过串联彼此电连接的多个线圈中的相邻但彼此不同的一对线圈之间的连接部，多个开关元件的另一端彼此电连接；第二转换开关部，具有多个第四开关元件，第四开关元件中的每一个的第一端电连接到绕组部中的每一个的第二端，并且多个第四开关元件的第二端彼此电连接；以及控制器，配置为基于电机的所需输出、所需转矩和转速中的至少一个控制第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件和第四开关元件的开/关状态。
例如，控制器可以关闭多个第三开关元件和多个第四开关元件，并且通过脉冲宽度调制控制多个第一开关元件和多个第二开关元件，以将电机作为开端绕组电机驱动。
例如，控制器可以打开多个第四开关元件，关闭多个第三开关元件和第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制多个第一开关元件以驱动电机。
例如，当打开多个第四开关元件并且关闭多个第三开关元件和第二逆变器时，绕组部中的每一个中的多个线圈可以通过串联彼此电连接，并且可以将电机作为具有中性点的闭端绕组电机驱动，该中性点在多个第四开关元件的另一端。
上述电机驱动装置通过基于电机的所需性能在闭端绕组电机驱动模式中改变电感，并且切换到开端绕组电机驱动模式，可以实现更高效的驱动并且提高功率性能。
本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点将从包括在本文中的附图和以下的具体实施方式中显而易见或在其中更详细地阐述，这些附图和以下的具体实施方式一起用于解释本发明的预定的原理。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施方式的电机驱动装置的电路图。
图2是用于描述根据本发明的示例性实施方式的CEW单一模式(single mode)中的电机驱动装置的工作状态的电路图。
图3是用于描述根据本发明的示例性实施方式的CEW串行模式(serial mode)中的电机驱动装置的工作状态的电路图。
图4是用于描述根据本发明的示例性实施方式的OEW串行模式中的电机驱动装置的工作状态的电路图。
图5按照根据本发明的示例性实施方式的电机驱动装置的电机驱动模式示出转速(RPM)-转矩曲线。
图6是示出根据本发明的示例性实施方式的电机控制过程的示例的流程图。
可以理解的是，附图不一定按比例绘制，呈现说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。如本文所包括的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状，将部分地由特别预期的应用和使用环境来确定。
在附图中，附图标记指代贯穿数个附图的本发明的相同或等同部分。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各种实施方式，其示例在附图中示出并在下文描述。尽管将结合本发明的示例性实施方式描述本发明，但是应当理解的是，本描述不旨在将本发明限制为本发明的那些示例性实施方式。另一方面，本发明旨在不仅涵盖本发明的示例性实施方式，而且涵盖可以包括在如所附权利要求所定义的本发明的精神和范围内的各种替代、修改、等同物和其他实施方式。
以下将参照附图对本文所包含的实施方式进行详细描述，并且无论附图标记如何，相同或相似的部件被提供相同的附图标记，并且将省略其重复描述。以下描述中使用的部件的后缀“模块”和“部分”仅出于编写说明书的方便性的考虑而被可互换地提供或使用，并且它们本身不具有特别的含义或作用。此外，在描述包括在本说明书中的示例性实施方式时，当确定已知相关技术的特定描述可能模糊包括在本说明书中的实施方式的要点时，将省略其详细描述。此外，应当理解的是，附图仅是为了更容易理解包括在本说明书中的实施方式，包括在本说明书中的技术思想不受附图限制，并且实施方式的所有修改、等同物或替代物包括在本发明的思想和技术范围内。
诸如第一和/或第二的术语可以用于描述各个部件，但是部件不受术语的限制。术语仅用于将一个部件与其他部件区分开来。
当一个部件被称为“连接”或“耦合”到另一个部件时，它可以直接连接或耦合到另一个部件，但是应该理解的是，其他部件可以存在于它们之间。另一方面，当一个部件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个部件时，应该理解为不存在中间部件。
单数表达包括复数表达，除非上下文另有明确指示。
在本说明书中，诸如“包含”或“具有”的术语旨在表示说明书中描述的实施特征、数字、步骤、操作、部件、部分或其组合的存在，而不是理解为预先排除一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、部件、部分或其组合的存在或其他可能性。
此外，包括在例如电机控制单元MCU、混合动力控制单元HCU等名称中的单元或控制单元是用于仅控制车辆的特定功能的控制器的命名的术语，并不意味着是通用功能单元。例如，每一个控制单元可以包括与其他控制单元或传感器通信以控制其负责的功能的通信装置，存储操作系统、逻辑命令和输入/输出信息的内存，以及控制其负责的功能所需的执行判断、计算和决定等的一个或多个处理器。
图1是根据本发明的示例性实施方式的电机驱动装置的电路图。
图1示出根据本发明的示例性实施方式的电机驱动装置是向电机100提供驱动功率的电机驱动装置，电机100具有分别对应于多个相的多个绕组部，并且电机驱动装置可以包括：第一逆变器10，包括多个第一开关元件S11、S12、S13、S14、S15和S16，并且电连接到电机100的每一个绕组部的第一端；第二逆变器20，包括多个第二开关元件S21、S22、S23、S24、S25和S26，并且与电机100的每一个绕组部的第二端电连接；第一转换开关部30，包括多个第三开关元件S31、S32和S33；第二转换开关部40，包括多个第四开关元件S41、S42和S43；以及控制器300，基于电机100的所需输出，控制第一开关元件S11、S12、S13、S14、S15和S16，第二开关元件S21、S22、S23、S24、S25和S26，第三开关元件S31、S32和S33，以及第四开关元件S41、S42和S43的开/关状态。
电机100的绕组部可以包括对应于第一相的第一绕组部C1-1、C1-2，对应于第二相的第二绕组部C2-1、C2-2，以及对应于第三相的第三绕组部C3-1、C3-2。每一个绕组部可以包括通过串联彼此电连接的多个线圈。例如，第一绕组部C1-1、C1-2可以包括通过串联彼此电连接的1-1线圈C1-1和1-2线圈C1-2，第二绕组部C2-1、C2-2可以包括通过串联彼此电连接的2-1线圈C2-1和2-2线圈C2-2，并且第三绕组部C3-1、C3-2可以包括通过串联彼此电连接的3-1线圈C3-1和3-2线圈C3-2。
此处，绕组部包括多个线圈不必意味着线圈在物理上是分开的(例如，在线圈之间设置没有形成匝(turn)的连接部，使得线圈被连接部隔开)。形成连续的匝的单个线圈可以通过在特定点上分支到第三开关元件的一端的部分而分成第一线圈和第二线圈。
另一方面，根据与第一转换开关部30和第二转换开关部40的互连关系，电机100可以分成第一线圈部C1-1、C2-1、C3-1和第二线圈部C1-2、C2-2、C3-2。
包括在第一转换开关部30中的第三开关元件S31、S32和S33中的每一个的一端可以电连接到相应的相的绕组部的两个线圈之间的连接部，两个线圈通过串联彼此连接，并且多个第三开关元件S31、S32和S33的另一端可以彼此电连接。例如，分别地，3-1开关元件S31的一端可以电连接到3-1线圈C3-1和3-2线圈C3-2之间的连接部，3-2开关元件S32的一端可以电连接到2-1线圈C2-1和2-2线圈C2-2之间的连接部，并且3-3开关元件S33的一端可以电连接到1-1线圈C1-1和1-2线圈C1-2之间的连接部。
此外，包括在第二转换开关部40中的第四开关元件S41、S42和S43中的每一个的一端可以电连接到相应的相的绕组部的另一端，并且多个第四开关元件S41、S42和S43的另一端可以彼此电连接。
第一逆变器10和第二逆变器20可以将存储在电池200中的直流电功率转化为三相交流电功率，并且将交流电功率提供给电机100，或者可以将在再生制动期间电机100的再生制动转矩产生的再生制动能量转化为直流电，并且将直流电提供给电池200。直流电功率和交流电功率之间的转化可以通过分别设置在第一逆变器10和第二逆变器20中的多个开关元件S11、S12、S13、S14、S15和S16以及多个第二开关元件S21、S22、S23、S24、S25和S26的脉冲宽度调制控制来进行。
第一逆变器10可以包括将直流电压施加到其上的多个支路11、12和13。支路11、12和13中的每一个可以分别对应于电机100的多个相以形成电连接。
第一支路11可以包括通过串联彼此电连接的两个开关元件S11、S12，并且两个开关元件S11、S12之间的连接节点可以电连接到电机100中的相的绕组部C1-1、C1-2的一端，从而可以输入和输出对应于多个相中的一相的交流电功率。相似地，第二支路12可以包括通过串联彼此电连接的两个开关元件S13、S14，并且两个开关元件S13、S14之间的连接节点可以电连接到电机100中的相的绕组部C2-1、C2-2的一端，从而可以输入和输出对应于多个相中的一相的交流电功率。此外，第三支路13可以包括通过串联彼此电连接的两个开关元件S15、S16，并且两个开关元件S15、S16之间的连接节点可以电连接到电机100中的相的绕组部C3-1、C3-2的一端，从而可以输入和输出对应于多个相中的一相的交流电功率。
第二逆变器20可以具有与第一逆变器10相似的配置。第二逆变器20可以包括将来自电池200的直流电压施加到其上的多个支路21、22和23。支路21、22和23中的每一个可以分别对应于电机30的多个相以形成电连接。
第一支路21可以包括通过串联彼此电连接的两个开关元件S21、S22，并且两个开关元件S21、S22之间的连接节点可以电连接到电机100中相的绕组部C3-1、C3-2的另一端，从而可以输入和输出对应于多个相中的一相的交流电功率。相似地，支路22可以包括通过串联彼此电连接的两个开关元件S23、S24，并且两个开关元件S23、S24之间的连接节点可以电连接到电机100中的相的绕组部C2-1、C2-2的另一端，从而可以输入和输出对应于多个相中的一相的交流电功率。此外，第三支路23可以包括通过串联彼此电连接的两个开关元件S25、S26，并且两个开关元件S25、S26之间的连接节点可以电连接到电机100中的相的绕组部C1-1、C1-2的另一端，从而可以输入和输出对应于多个相中的一相的交流电功率。
第一逆变器10电连接到电机100的绕组部的一端，并且第二逆变器20电连接到电机100的绕组部的另一端。即，可以通过电机100的绕组部的各端分别电连接到第一逆变器10和第二逆变器20的开端绕组方法形成电连接。
控制器300是通过脉冲宽度调制控制来开关包括在第一逆变器10和第二逆变器20中的开关元件S11、S12、S13、S14、S15和S16以及S21、S22、S23、S24、S25和S26的元件，从而可以基于电机100的所需输出来驱动电机100。特别地，在本发明的各种实施方式中，控制器300可以基于电机100的所需输出确定电机的驱动模式(将在下文中描述)，相应地确定第一转换开关部30和第二转换开关部40的开/关状态，并且通过脉冲宽度调制控制来开关根据确定的模式启用的转换器(converter)的开关元件。
根据是否打开或关闭第二逆变器20、第一转换开关部30和第二转换开关部40，可以在上述参照图1描述的连接配置中实现彼此不同的多个电机驱动模式。将参照图2、图3和图4描述每一个电机驱动模式。
图2是用于描述根据本发明的示例性实施方式的CEW单一模式中的电机驱动装置的工作状态的电路图。
图2示出当控制器300打开多个第三开关元件S31、S32和S33并且关闭多个第四开关元件S41、S42和S43以及第二逆变器20时，电机100的第一线圈部C1-1、C2-1、C3-1的其他端通过多个第三开关元件S31、S32和S33彼此形成电连接，使得电机100具有带第一中性点N1的Y形连接绕组配置。相应地，控制器300可通过脉冲宽度调制控制仅开关第一逆变器10的第一开关元件S11、S12、S13、S14、S15和S16以驱动电机100。
因为本发明的电机驱动方法仅使用电机100的第一线圈部C1-1、C2-1、C3-1和第二线圈部C1-2、C2-2、C3-2中的一个，并且电机成为闭端绕组CEW型电机，所以该电机驱动方法可以称为“CEW单一模式”。
图3是用于描述根据本发明的示例性实施方式的CEW串行模式中的电机驱动装置的工作状态的电路图。
控制器300可以打开多个第四开关元件S41、S42和S43并且关闭多个第三开关元件S31、S32和S33以及第二逆变器20。相应地，因为关闭了第三开关元件S31、S32和S33，所以如图3所示，第一线圈部C1-1、C2-1、C3-1和第二线圈部C1-2、C2-2、C3-2中对应于相同的相的两个线圈通过串联彼此电连接。此外，第二线圈部C1-2、C2-2、C3-2的另一端通过多个第四开关元件彼此形成电连接，使得电机100具有带第二中性点N2的Y形连接绕组配置。相应地，控制器300可以通过脉冲宽度调制控制仅开关第一逆变器10的第一开关元件S11、S12、S13、S14、S15和S16以控制电机100。
该电机驱动方法将电机100的第一线圈部C1-1、C2-1、C3-1和第二线圈部C1-2、C2-2、C3-2通过串联彼此连接，并且电机成为闭端绕组CEW型电机，因此该电机驱动方法可以称为“CEW串行模式”。
图4是用于描述根据本发明的示例性实施方式的OEW串行模式中的电机驱动装置的工作状态的电路图。
当关闭了第一转换开关部30和第二转换开关部40时，电机100的绕组部的各端分别电连接到第一逆变器10和第二逆变器20。相应地，控制器300可以关闭第一转换开关部30和第二转换开关部40，启用第一逆变器10和第二逆变器20，并且通过脉冲宽度调制控制开关第一开关元件S11、S12、S13、S14、S15和S16以及第二开关元件S21、S22、S23、S24、S25和S26以驱动电机100。
该电机驱动方法将电机100的第一线圈部C1-1、C2-1、C3-1和第二线圈部C1-2、C2-2、C3-2通过串联彼此连接，并且电机成为开端绕组OEW型电机，因此该电机驱动方法可以称为“OEW串行模式”。
将在下文描述到目前为止所述的多个电机驱动模式的特点。
在CEW型的两种电机驱动模式中，第一线圈部的电感影响到CEW单一模式中的电机性能，而在第一线圈部和第二线圈部中的每一个中通过串联彼此电连接的线圈的总电感影响到CEW串行模式中的电机性能。
总的来说，根据本发明的示例性实施方式，电机驱动装置可以提供总共三种驱动模式：具有不同电感的两种CEW型模式以及具有单一电感的OEW型驱动模式。
图5按照根据本发明的示例性实施方式的电机驱动装置的电机驱动模式示出转速(RPM)-转矩曲线。
图5示出三种模式具有不同的RPM-转矩特性。因此，在三种模式中进行适当的选择可以使驱动状态下的性能得到优化。
例如，由于在CEW单一模式中比在CEW串行模式中电感更低，因此在CEW单一模式中可以获得小转矩和高输出。输出低于OEW串行模式中的最大可能输出，但仅驱动第一逆变器10可以实现高效率工作。
此外，由于在CEW串行模式中电感变得相对较大，因此可以在低速下以相同的电流获得大转矩，从而可以提高在启动车辆时的快速加速性能。与OEW串行模式相比，CEW串行模式可以通过单独驱动第一逆变器10来提高电机系统的效率。仅驱动第一逆变器10使得在CEW串行模式中比在OEW串行模式中的系统效率更高。
此外，因为最大输出比CEW型模式更大，所以OEW串行模式可以带来车辆功率性能的提高。
将参照图6描述控制实现上述多种驱动模式的电机驱动装置的方法。
图6是示出根据本发明的示例性实施方式的电机控制过程的示例的流程图。
图6示出根据本发明的示例性实施方式，电机控制方法可以从开始驱动电机时，控制器300接收来自外部主机控制器(host controller)等的电机100的所需输出(所需转矩)的输入开始。
主机控制器可以接收加速器踏板位置传感器APS的值的输入(S610)并且基于输入确定驾驶员的所需转矩或所需输出。主机控制器可以配置为确定电机40的转矩或每分钟转数(rpm)命令并且将命令发送到控制器300以满足转矩或输出要求(S620)。此处，依据车辆类型，主机控制器在电动车辆(EV)的情况下可以是车辆控制单元(VCU)或者在混合动力电动车辆(HEV)的情况下可以是混合动力控制单元(HCU)。然而，本发明不必限于所呈现的示例。
控制器300可以基于从主机控制器发送的命令来确定电机100的驱动区域，即，驱动模式(S630)。
例如，当需要高于预设输出参考的高输出和等于或小于预设转矩参考的低转矩时，控制器300可以确定驱动模式为CEW单一模式。
此外，当需要等于或小于输出参考的低输出和低转矩并且速度/转速等于或小于预设转速参考(车辆速度或电机RPM)时，控制器300可以将驱动模式确定为CEW串行模式。
此外，当需要高输出和大于预设转矩参考的高转矩并且转速高于预设转速参考时，控制器300可以将驱动模式确定为OEW串行模式。
然而，上述用于确定驱动模式的标准是作为示例呈现的，对于本领域的技术人员来说，各种修改的可能性将是显而易见的。对于本领域的技术人员，考虑到动力电动PE系统的性能、特性等通过试验或模拟来分别确定转矩参考、输出参考和转速参考也将是显而易见的。
当工作模式确定为CEW单一模式时，控制器300可以打开第三开关元件S31、S32、S33并且关闭第四开关元件S41、S42、S43和第二逆变器20(S640A)。
相应地，控制器300可以合成第一逆变器10的电流和电压命令(S650A)，并且通过第一逆变器10进行电机控制(S660A)。
相比之下，当工作模式确定为CEW串行模式时，控制器300可以打开第四开关元件S41、S42、S43并且关闭第三开关元件S31、S32、S33和第二逆变器20(S640B)。
相应地，控制器300可以合成第一逆变器10的电流和电压命令(S650B)，并且通过第一逆变器10进行电机控制(S660B)。
此外，当工作模式确定为OEW串行模式时，控制器300可以关闭第三开关元件30和第四开关元件40(S640C)。
相应地，控制器300可以合成第一逆变器10和第二逆变器20的电流和电压命令(S650C)，并且通过第一逆变器10和第二逆变器20进行电机控制(S660C)。
在上述示例性实施方式中，在将电机100的绕组分成第一线圈部C1-1、C2-1、C3-1和第二线圈部C1-2、C2-2、C3-2中使用了两个转换开关部30、40。相比之下，根据本发明的另一示例性实施方式，可以使用两个以上的转换开关以具有两个以上的线圈部，从而可以额外地提供CEW模式。
换言之，可以在分别对应于电机的每一相的绕组部中的每一个中提供通过串联彼此电连接的多个线圈，并且可以设置具有开关元件的转换开关，每一个开关元件的一端电连接到多个线圈中彼此相邻但彼此不同的一对线圈之间的连接部，并且开关元件的另一端彼此电连接。
例如，附加线圈的一端可以与第二线圈部的线圈C1-2、C2-2、C3-1中的每一个的另一端通过串联连接，附加开关部的一端可以与每一个附加线圈的另一端电连接，并且附加开关部的另一端可以彼此电连接。例如，在对应于第一相的绕组部的情况下，1-1线圈和1-2线圈可以在通过串联彼此电连接的多个线圈中形成彼此相邻的一对线圈，并且设置在一个转换开关部中的开关元件的一端电连接到一对线圈之间的连接部；1-2线圈和附加线圈可以形成另一对彼此相邻的线圈，并且设置在另一转换开关部中的开关元件的一端可以电连接到另一对线圈之间的连接部。
在这种情况下，总共提供了三种CEW模式：使用第一线圈部C1-1、C2-1、C3-1的CEW单一模式，第一线圈部和第二线圈部C1-2、C2-2、C3-2通过串联连接的CEW第一串行模式，以及第一线圈部、第二线圈部和包括附加线圈的附加线圈部都通过串联连接的CEW第二串行模式。因此，可以提供包括OEW串行模式在内的总共四种驱动模式。
另一方面，对于本领域技术人员来说，在上述示例性实施方式中，第一至第四开关元件可以用各种类型的开关元件(例如，Si、SiC、闸流晶体管、继电器等)替代，这是显而易见的。
此外，与控制设备有关的术语例如“控制器”、“控制装置”、“控制单元”、“控制设备”、“控制模块”或“服务器”等是指包括内存和配置为执行解释为算法结构的一个或多个步骤的处理器的硬件设备。内存存储算法步骤，并且处理器执行算法步骤以进行根据本发明的各种示例性实施方式的方法的一个或多个过程。根据本发明的示例性实施方式的控制设备可以通过配置为存储用于控制车辆的各种部件的工作的算法或用于执行算法的软件命令的数据的非易失性存储器，以及配置为使用存储在内存中的数据进行如上所述的操作的处理器来实现。内存和处理器可以是单独的芯片。或者，内存和处理器可以集成在单个芯片中。处理器可以实现为一个或多个处理器。处理器可以包括各种逻辑电路和操作电路，可以根据内存提供的程序处理数据，并且可以根据处理结果生成控制信号。
控制装置可以是由预定程序操作的至少一个微处理器，该预定程序可以包括用于执行包括在本发明的上述各种示例性实施方式中的方法的一系列命令。
上述发明也可以体现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是能够存储此后可以由计算机系统读取的数据，并且能够存储和执行此后可以由计算机系统读取的程序指令的任何数据存储设备。计算机可读记录介质的示例包括硬盘(HDD)、固态硬盘(SSD)、硅磁盘(SDD)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储设备等以及作为载波(例如，在互联网上传输)的实现。程序指令的示例包括机器语言代码(例如，由编译器生成的代码)，以及可以由计算机使用解释器等执行的高级语言代码。
在本发明的各种示例性实施方式中，如上所述的每一个操作可以由控制装置进行，并且控制装置可以由多个控制设备或者由集成的单个控制设备配置。
在本发明的各种示例性实施方式中，控制设备可以以硬件或软件的形式实现，或者可以以硬件和软件的组合实现。
此外，说明书中包括的术语(例如，“单元”、“模块”等)是指用于处理至少一个功能或操作的单元，其可以由硬件、软件或其组合来实现。
为了说明和描述的目的，已经给出了本发明的特定示例性实施方式的前述描述。它们并非旨在详尽或将本发明内容限制为所公开的精确形式，并且显然根据上述教导可以进行许多变形和变化。选择和描述示例性实施方式是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，以使本领域的其他技术人员能够做出和使用本发明的各种示例性实施方式，及其各种替代和变形。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式限定。

Claims (13)

1.一种驱动电机的电机驱动装置，所述电机具有分别对应于多个相的多个绕组部，所述电机驱动装置包括：
第一逆变器，包括多个第一开关元件并且电连接到所述绕组部中的每一个的第一端；
第二逆变器，包括多个第二开关元件并且电连接到所述绕组部中的每一个的第二端；
第一转换开关部，包括多个第三开关元件，所述第三开关元件中的每一个的第一端电连接到设置在所述绕组部中的每一个中的第一线圈和第二线圈之间的连接部，所述第一线圈和所述第二线圈通过串联彼此电连接，并且所述多个第三开关元件的第二端彼此电连接；
第二转换开关部，包括多个第四开关元件，所述第四开关元件中的每一个的第一端电连接到所述绕组部中的每一个的第二端，并且所述多个第四开关元件的第二端彼此电连接；以及
控制器，连接到所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件和所述第四开关元件，并且配置为基于所述电机的所需输出、所需转矩和转速中的至少一个控制所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件和所述第四开关元件的开/关状态。
2.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为当所述所需转矩等于或小于预设转矩参考并且所述所需输出大于预设功率参考时，打开所述多个第三开关元件，关闭所述多个第四开关元件和所述第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制所述多个第一开关元件以驱动所述电机。
3.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其中，当打开所述多个第三开关元件并且关闭所述多个第四开关元件和所述第二逆变器时，通过所述多个第三开关元件的第二端将所述电机作为包括中性点的闭端绕组电机驱动。
4.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为当所述所需转矩大于预设转矩参考，所述所需输出等于或小于预设功率参考，并且所述转速等于或小于预设转速参考时，打开所述多个第四开关元件，关闭所述多个第三开关元件和所述第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制所述多个第一开关元件以驱动所述电机。
5.根据权利要求4所述的电机驱动装置，其中，当打开所述多个第四开关元件并且关闭所述多个第三开关元件和所述第二逆变器时，所述绕组部中的每一个中的所述第一线圈和所述第二线圈通过串联彼此电连接，并且通过所述多个第四开关元件的第二端将所述电机作为包括中性点的闭端绕组电机驱动。
6.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为当所述所需转矩大于预设转矩参考，所述所需输出大于预设功率参考并且所述转速大于预设转速参考时，关闭所述多个第三开关元件和所述多个第四开关元件，并且通过脉冲宽度调制控制所述多个第一开关元件和所述多个第二开关元件，以将所述电机作为开端绕组电机驱动。
7.一种驱动电机的电机驱动装置，所述电机包括分别对应于多个相的多个绕组部，所述电机驱动装置包括：
第一逆变器，包括多个第一开关元件并且电连接到所述绕组部中的每一个的第一端；
第二逆变器，包括多个第二开关元件并且电连接到所述绕组部中的每一个的第二端；
多个第一转换开关部，分别包括多个第三开关元件，所述第三开关元件中的每一个的第一端电连接到设置在所述绕组部中的每一个中的多个线圈中彼此相邻的一对线圈之间的连接部，所述多个线圈通过串联彼此电连接，并且所述多个第三开关元件的第二端彼此电连接；
第二转换开关部，包括多个第四开关元件，所述第四开关元件中的每一个的第一端电连接到所述绕组部中的每一个的第二端，并且所述多个第四开关元件的第二端彼此电连接；以及
控制器，连接到所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件和所述第四开关元件，并且配置为基于所述电机的所需输出、所需转矩和转速中的至少一个控制所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件和所述第四开关元件的开/关状态。
8.根据权利要求7所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为关闭所述多个第三开关元件和所述多个第四开关元件，并且通过脉冲宽度调制控制所述多个第一开关元件和所述多个第二开关元件，以将所述电机作为开端绕组电机驱动。
9.根据权利要求7所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为打开所述多个第四开关元件，关闭所述多个第三开关元件和所述第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制所述多个第一开关元件以控制所述电机。
10.根据权利要求9所述的电机驱动装置，其中，当打开所述多个第四开关元件并且关闭所述多个第三开关元件和所述第二逆变器时，所述多个绕组部中的每一个中的所述多个线圈通过串联彼此电连接，并且通过所述多个第四开关元件的第二端将所述电机作为包括中性点的闭端绕组电机驱动。
11.一种控制根据权利要求1所述的电机驱动装置的方法，所述方法包括：
当所需转矩等于或小于预设转矩参考并且所需输出大于预设功率参考时，由所述控制器打开所述多个第三开关元件，关闭所述多个第四开关元件和所述第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制所述多个第一开关元件以驱动所述电机。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
当所述所需转矩大于所述预设转矩参考，所述所需输出等于或小于所述预设功率参考，并且所述转速等于或小于预设转速参考时，由所述控制器打开所述多个第四开关元件，关闭所述多个第三开关元件和所述第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制所述多个第一开关元件以驱动所述电机。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括：
当所述所需转矩大于所述预设转矩参考，所述所需输出大于所述预设功率参考，并且所述转速大于预设转速参考时，由所述控制器关闭所述多个第三开关元件和所述多个第四开关元件，并且通过脉冲宽度调制控制所述多个第一开关元件和所述多个第二开关元件，以将所述电机作为开端绕组电机驱动。
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