DE102019209196A1 - Verfahren und vorrichtung zum antreiben eines motors für ein umweltfreundliches fahrzeug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum antreiben eines motors für ein umweltfreundliches fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102019209196A1
DE102019209196A1 DE102019209196.2A DE102019209196A DE102019209196A1 DE 102019209196 A1 DE102019209196 A1 DE 102019209196A1 DE 102019209196 A DE102019209196 A DE 102019209196A DE 102019209196 A1 DE102019209196 A1 DE 102019209196A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stator
motor
operating mode
relay
relays
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019209196.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Ji Wan Cha
Han Hee Park
Jae Hyeon Lee
Seong Min Kim
Hyun Woo NOH
Tae Il Yoo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Motors Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of DE102019209196A1 publication Critical patent/DE102019209196A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/0086—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control specially adapted for high speeds, e.g. above nominal speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/18—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays
    • H02P25/188—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays wherein the motor windings are switched from series to parallel or vice versa to control speed or torque
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/50—Structural details of electrical machines
    • B60L2220/58—Structural details of electrical machines with more than three phases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/18—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Antreiben eines Motors für ein umweltfreundliches Fahrzeug bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst einen Motor, der einen Rotor und einen Stator sowie eine Steuerung, die den Motor betreibt, aufweist. Der Motor umfasst eine Mehrzahl von Statorspulen und Statorrelais, und die Steuerung betreibt die Statorrelais basierend auf einem Betriebsmodus, um die Windungszahl der Statorspulen einzustellen.

Description

  • HINTERGRUND
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antreiben eines Motors eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antreiben eines Motors, die die Anzahl der Windungen bzw. die Windungszahl von Statorspulen durch eine Ein/Aus-Steuerung von Statorrelais verändern.
  • Erörterung des Standes der Technik
  • Im Allgemeinen nutzen umweltfreundliche Fahrzeuge, wie etwa Elektrofahrzeuge (electric vehicle; EV), Hybrid-Elektrofahrzeuge (hybrid electric vehicle; HEV), Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicles; PHEV) und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (fuel cell electric vehicle; FCEV), elektrische Antriebsleistung als Hauptantriebsquelle und weisen ein Motorsystem auf, das einen Motor, einen Wechselrichter und eine Batterie als Hauptleistungsversorgung umfasst. Der Motor kann einen Rotator (Rotor), in den ein Permanentmagnet eingesetzt ist, und einen Stator mit Statorspulen umfassen, in denen Strom fließt. Der Wechselrichter steuert den in dem Motor fließenden Strom, und die Batterie ist eine der wichtigsten Quellen für elektrische Energie.
  • Im Stand der Technik werden verschiedene Verfahren eingesetzt, um den Motor mit optimalem Wirkungsgrad zu betreiben. Techniken, wie etwa die optimale Anordnung eines Permanentmagneten zur Reduzierung des Streuflusses und eine Laminierstruktur aus einer dünnen Stahlplatte, wurden bei dem Rotor angewandt. Zudem wurden Techniken, wie etwa das Aufbringen von Statorspulen mit einer optimalen Form zur Erhöhung des Raumfaktors, eine Struktur zur Reduzierung des Verlustes eines Endes und eine Erhöhung der Windungszahl der Statorspulen zur Reduzierung des in den Statorspulen fließenden Stroms bei dem Stator angewandt.
  • Insbesondere ist die Technik zur Erhöhung der Windungszahl (z. B. die Anzahl der Wicklungen) der Statorspulen eines der Verfahren, die in der Lage sind, den Motorwirkungsgrad effizienter zu erhöhen. Grundsätzlich kann, wenn es kein Problem mit der Fahrzeugmontage gibt, die Windungszahl der Statorspulen erhöht werden, um den in den Statorspulen fließenden Strom zu reduzieren, wodurch ein Verlustfaktor, der als Kupferverlust (I2R) bezeichnet wird, reduziert wird. Zudem reduziert der reduzierte Strom den Leitungsverlust im Wechselrichter, wodurch der Kraftstoffwirkungsgrad des Motorsystems maximiert und der Kraftstoffwirkungsgrad des umweltfreundlichen Fahrzeugs erhöht wird. Bei einer Erhöhung der Windungszahl der Statorspulen für einen hocheffizienten Betrieb gemäß dem Stand der Technik kann jedoch das Drehmoment/die Leistung eines Abschnitts mit niedriger Geschwindigkeit erhöht werden, aber eine hohe Leistung kann von einem Abschnitt mit mittlerer Geschwindigkeit zu einem Abschnitt mit höchster Geschwindigkeit nicht aufrechterhalten werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antreiben eines Motors für ein umweltfreundliches Fahrzeug bereit, die ein oder mehrere Probleme, die aufgrund von Einschränkungen und Nachteilen des Standes der Technik auftreten, weitgehend beheben. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung eine Anordnung von Statorspulen eines Motors für ein umweltfreundliches Fahrzeug und eine Fahrzeugbetriebsstrategie bereit. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ändern der Windungszahl der Statorspulen durch eine Ein/Aus-Steuerung von Statorrelais und ein Fahrzeug, das dieses verwendet, bereitzustellen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann eine Vorrichtung zum Antreiben eines Motors für ein umweltfreundliches Fahrzeug einen Motor mit einem Rotor und einem Stator und eine Steuerung zum Betreiben des Motors umfassen. Der Motor kann eine Mehrzahl von Statorspulen und Statorrelais umfassen, und die Steuerung kann eingerichtet sein, die Statorrelais gemäß einem Betriebsmodus zu betreiben, um die Windungszahl der Statorspulen einzustellen.
  • In einigen Ausführungsbeispielen kann die Steuerung eingerichtet sein, den Betriebsmodus basierend auf Informationen über den Fahrzeugfahrantriebsmodus auszuwählen. Zudem kann die Steuerung eingerichtet sein, einen beliebigen von einem ersten Betriebsmodus, in dem die Windungszahl der Statorspulen erhöht ist, und einem zweiten Betriebsmodus, in dem die Windungszahl der Statorspulen verringert ist, als Betriebsmodus auszuwählen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann der Motor drei Phasen umfassen.
  • Der Motor kann auch Reihenschaltungen umfassen, bei denen in jeder Phase zumindest zwei Statorspulen in Reihe geschaltet sind und zumindest zwei Reihenschaltungen parallel geschaltet sind. Die Anzahl der Statorrelais kann durch die folgende Gleichung 1 bestimmt werden: Anzahl der Relais in jeder Phase: [ ( S − 1 ) * 2 ] * P
    Figure DE102019209196A1_0001
    wobei S die Anzahl der Statorspulen jeder der Reihenschaltungen bezeichnet und P die Anzahl der parallel geschalteten Reihenschaltungen bezeichnet.
  • Zudem kann der Motor eine erste Statorspule, eine zweite Statorspule, ein erstes Statorrelais, das zu der zweiten Statorspule parallel geschaltet ist, und ein zweites Statorrelais, das zu der zweiten Statorspule in Reihe geschaltet ist, umfassen, und die erste Statorspule, das zweite Statorrelais und die zweite Statorspule können in Reihe geschaltet sein, und das erste Statorrelais und das zweite Statorrelais können parallel geschaltet sein.
  • Die Steuerung kann eingerichtet sein, das erste Statorrelais auszuschalten und das zweite Statorrelais einzuschalten, wenn der Betriebsmodus ein erster Betriebsmodus ist. Zudem kann die Steuerung eingerichtet sein, das erste Statorrelais einzuschalten und das zweite Statorrelais abzuschalten, wenn der Betriebsmodus ein zweiter Betriebsmodus ist.
  • Figurenliste
  • Anordnungen und beispielhafte Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen näher erläutert, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen, und wobei:
    • 1 ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
    • 2 ein Diagramm ist, das eine Vorrichtung zum Antreiben eines Motors für ein umweltfreundliches Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 3 eine graphische Darstellung ist, die Antriebseigenschaften des Motors basierend auf der Windungszahl der Statorspulen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 4 eine Ansicht ist, die die Steuerungseigenschaften des Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 5 ein Diagramm ist, das die Anordnung der Statorspulen und eines Relais eines Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
    • 6 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Antreiben eines Motors für ein umweltfreundliches Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „fahrzeugtechnisch“ oder ein anderer ähnlicher Begriff, wie hierin verwendet, allgemein Kraftfahrzeuge, wie etwa Personenkraftwagen einschließlich Sport-Nutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich verschiedener Boote und Schiffe, Flugzeuge und dergleichen umfasst sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Kraftfahrzeuge für alternative Kraftstoffe (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) umfasst. Wie hierin erwähnt, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
  • Obwohl die Beschreibung der beispielhaften Ausführungsform beinhaltet, dass sie eine Mehrzahl von Einheiten zur Durchführung des beispielhaften Prozesses verwendet, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse auch von einem oder mehreren Modulen durchgeführt werden können. Zudem versteht es sich, dass sich der Begriff Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardwarevorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, die Module zur Durchführung einer oder mehrerer Prozesse, die im Folgenden näher beschrieben werden, auszuführen.
  • Weiterhin kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige, computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt sein, das ausführbare Programmanweisungen enthält, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder Ähnliches ausgeführt werden. Beispiele für computerlesbare Medien umfassen ROM, RAM, Compact Disc-(CD-)ROMs, Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Smartcards und optische Datenspeichervorrichtungen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in netzwerkgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass die computerlesbaren Medien gespeichert werden und in einer verteilten Weise ausgeführt werden, z. B. durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
  • Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dazu, bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben, und soll die Erfindung nicht einschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „einer, eine, ein“ und „der, die, das“ auch die Pluralformen umfassen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes angibt. Außerdem versteht es sich ferner, dass die Begriffe „aufweist“ und/oder „aufweisend“ bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, ganzzahligen Größen, Schritten, Vorgängen, Elementen und/oder Bestandteilen angibt, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzzahligen Größen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließt. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der aufgeführten Elemente.
  • Wenn nicht spezifisch aufgeführt oder aus dem Kontext offensichtlich, ist ferner der Begriff „ungefähr“, wie er hierin verwendet wird, als innerhalb eines Bereiches normaler Toleranz im Stand der Technik zu verstehen, zum Beispiel innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwerts. „Ungefähr“ kann als innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Wertes verstanden werden. Wenn nicht anderweitig aus dem Kontext ersichtlich, sind alle numerischen Werte, die hierin bereitgestellt werden, durch den Begriff „ungefähr“ modifiziert.
  • Ein Gerät und verschiedene Verfahren, bei denen die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewandt werden, werden im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Die Suffixe „Modul“ und „Einheit“ der Elemente hierin dienen der einfacheren Beschreibung und können somit austauschbar verwendet werden und haben keine unterscheidbaren Bedeutungen oder Funktionen. In der folgenden Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen versteht es sich, dass dann, wenn jedes Element als „auf“ (oberhalb) oder „unter“ (unterhalb) oder „vor“ (voraus) oder „nach“ (hinter) dem anderen Element gebildet bezeichnet wird, es sich direkt „auf“ (oberhalb) oder „unter“ (unterhalb) oder „vor“ (voraus) oder „nach“ (hinter) dem anderen Element befinden oder indirekt mit einem oder mehreren dazwischen liegenden Elementen gebildet sein kann.
  • Es versteht sich, dass die Begriffe erster, zweiter, A, B, (a), (b) etc. zwar hierin zur Beschreibung verschiedener Elemente der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, diese Begriffe aber nur zur Unterscheidung eines Elements von einem anderen Element verwendet werden und die Notwendigkeit, die Ordnung oder die Reihenfolge der entsprechenden Elemente durch diese Begriffe nicht eingeschränkt ist. Es versteht sich, dass dann, wenn ein Element als „verbunden mit“ einem anderen Element, „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder „zugreifend auf“ ein anderes Element bezeichnet wird, ein Element über ein weiteres Element „verbunden mit“ einem anderen Element, „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder „zugreifend auf“ ein anderes Element sein kann, obwohl ein Element direkt mit einem anderen Element verbunden sein kann oder direkt auf ein anderes Element einwirken kann.
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antreiben eines Motors für ein umweltfreundliches Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung können die Windungszahl der in den Phasen U, V und W eines Stators eines Motors gewickelten Statorspulen unter Verwendung der Statorspulen, deren Windungszahl veränderbar ist, durch eine Ein/Aus-Steuerung eines Statorrelais einstellen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Ein/Aus-Steuerung der Statorrelais die Windungszahl gemäß dem Betriebsmodus des Fahrzeugs verändern.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 ist ein Diagramm, das eine Vorrichtung zum Antreiben eines Motors für ein umweltfreundliches Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Unter Bezugnahme auf 1 kann das Fahrzeug 100 eine Maschine 10, einen Motor 20, einen Wechselrichter 30, ein Getriebe 40, eine Batterie 60, einen Hybridstarter-Generator (HSG) 50 und Räder 70 umfassen. Der Motor 20 und der Wechselrichter 30 können zusammen eine Vorrichtung zum Antreiben eines Motors für ein umweltfreundliches Fahrzeug sein.
  • Der Motor 10 kann eingerichtet sein, Leistung durch Verbrennen von Kraftstoff zu erzeugen. Der Motor 20 kann eingerichtet sein, die Leistung des Motors 10 zu unterstützen und während des Bremsens oder Verlangsamens des Fahrzeugs als Generator zu dienen und somit elektrische Energie zu erzeugen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann der Motor 20 als interner Permanentmagnet-(IPM-)Motor ausgebildet sein, bei dem ein Permanentmagnet in den Rotorkern eingesetzt ist. Die von dem Motor 20 erzeugte elektrische Energie kann in der Batterie 60 gespeichert werden.
  • Die Eigenschaften des Motors 20 können basierend auf der Konfiguration der Statorspulen verändert werden. Der Motor 20 kann eine Mehrzahl von Motoreigenschaften gemäß der Antriebssteuerung des Motors für das umweltfreundliche Fahrzeug aufweisen. Die Beschleunigungsleistung und die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs können basierend auf den Merkmalen des Motors 20 bestimmt werden.
  • Bezug nehmend auf 2 kann der Motor 20 ein Drehstrom (U, V und W)-Motor sein. Der Motor 20 kann in den drei Phasen U, V und W Statorspulen umfassen, in denen Strom fließt. Der Wechselrichter 30 kann eine Spannungsquelle Vdc und eine Mehrzahl von Schaltelementen SW1 bis SW6 umfassen. Der Wechselrichter 30 kann dem Motor die Ströme IU , IV und IW zum Betrieb der Schaltelemente bereitstellen.
  • Erneut Bezug nehmend auf 1 kann der Wechselrichter 30 eine Steuerung 35 umfassen, die eingerichtet ist, den Motor 20 zu betreiben. Die Steuerung kann eingerichtet sein, Informationen über den Fahrmodus des Fahrzeugs zu empfangen. Der Fahrzeugfahrmodus kann einen Automatikmodus und einen manuellen Modus beinhalten. Der Auto-Modus kann ein Modus sein, in dem eine Echtzeit-Fahrsituation, eine Last etc. empfangen werden. Der manuelle Modus kann ein Modus sein, in dem ein Benutzer einen Betriebsmodus auswählt. Die Steuerung 35 kann eingerichtet sein, einen Betriebsmodus basierend auf den Informationen über den Fahrmodus des Fahrzeugs auszuwählen.
  • Der Betriebsmodus kann einen Eco-Modus und einen Leistungsmodus umfassen. Der Eco-Modus kann ein erster Betriebsmodus sein, in dem die Anzahl der Windungen der Statorspulen in dem Motor 20 zunimmt. Der Leistungsmodus kann ein zweiter Betriebsmodus sein, bei dem die Anzahl der Windungen der Statorspulen in dem Motor 20 abnimmt. Die Steuerung 35 kann eingerichtet sein, die Statorrelais in dem Motor entsprechend dem Betriebsmodus zu betreiben. Beispielsweise kann in dem ersten Betriebsmodus die Steuerung 35 eingerichtet sein, die Statorrelais zur Erhöhung der Anzahl der Windungen der Statorspulen ein- und auszuschalten. In dem zweiten Betriebsmodus kann die Steuerung 35 eingerichtet sein, die Statorrelais zur Verringerung der Anzahl der Windungen der Statorspulen ein- und auszuschalten.
  • Ferner kann das Getriebe 40 zu dem Motor 20 in Reihe geschaltet und eingerichtet sein, von dem Motor 10 erzeugte Leistung basierend auf der Geschwindigkeit in die erforderliche Drehkraft umzuwandeln und die Drehkraft auf die Räder 70 zu übertragen. Der HSG 50 kann eingerichtet sein, die Maschine 10 zu starten oder durch die Rotationskraft der Maschine 10 Leistung zu erzeugen. Die Hochspannungsbatterie 60 kann zum Laden und Entladen angeschlossen werden und kann während der Leistungserzeugung aufgeladen werden.
  • 3 ist eine graphische Darstellung, die Motorantriebseigenschaften basierend auf der Windungszahl der Statorspulen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 4 ist eine Ansicht, die Motorsteuereigenschaften gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 3 zeigt eine erste graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen Drehmoment und Motordrehzahl gemäß dem ersten und dem zweiten Motortyp zeigt, und eine zweite graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen Leistung und Motordrehzahl gemäß dem ersten und dem zweiten Motortyp zeigt.
  • Die horizontale Achse der ersten graphischen Darstellung 310 repräsentiert eine Erhöhung der Motorgeschwindigkeit, und die vertikale Achse der ersten graphischen Darstellung 310 repräsentiert eine Erhöhung des Drehmoments. Die horizontale Achse der zweiten graphischen Darstellung 320 repräsentiert eine Erhöhung der Motorgeschwindigkeit, und die vertikale Achse der ersten graphischen Darstellung 320 repräsentiert eine Erhöhung der Leistung. Der erste Motortyp bezeichnet einen Motor mit einer geringeren Anzahl von Windungen von Statorspulen als der zweite Motortyp. Mit anderen Worten, der zweite Motortyp kann eine größere Anzahl von Windungen von Statorspulen als der erste Motortyp aufweisen.
  • Bezug nehmend auf 3 kann der erste Motortyp, wenn die Motorgeschwindigkeit eine erste Geschwindigkeit 301 ist, ein größeres Drehmoment als der zweite Motortyp erzielen, und der erste Motortyp kann eine größere Leistung als der zweite Motortyp erzielen. Wenn die Motorgeschwindigkeit eine zweite Geschwindigkeit 302 ist, können der erste Motortyp und der zweite Motortyp das gleiche Drehmoment und die gleiche Leistung erzielen. Wenn die Motorgeschwindigkeit eine dritte Geschwindigkeit 303 ist, kann der erste Motortyp ein geringeres Drehmoment als der zweite Motortyp erzielen, und der erste Motortyp kann eine geringere Leistung als der zweite Motortyp erzielen.
  • Mit anderen Worten, der erste Motortyp kann das gleiche Drehmoment mit relativ wenig Strom basierend auf dem gleichen Drehmoment wie der zweite Motortyp erzielen, wodurch der Motorverlust (z. B. der Kupferverlust der Statorspule I2R) und der Wechselrichterverlust (z. B. Leitungsverlust) reduziert werden. Dementsprechend kann der erste Motortyp eingerichtet sein, das Fahrzeug mit höherer Kraftstoffeffizienz als der zweite Motortyp zu betreiben. Wenn die Motorgeschwindigkeit jedoch auf mittlere und hohe Geschwindigkeiten 302 und 303 (z. B. die zweite und die dritte Geschwindigkeit) ansteigt, kann der Motor 20 eingerichtet sein, mittels der in 4 dargestellten Motorsteuereigenschaften zu fungieren.
  • Bezug nehmend auf 4 kann ein Bereich, in dem der Motor mit mittlerer und hoher Geschwindigkeit (z. B. zweiter und dritter Geschwindigkeit) betrieben werden kann, auf spannungsbegrenzte elliptische Bereiche Vs1 , Vs2 und Vs3 begrenzt werden. Der spannungsbegrenzte elliptische Bereich 410 des Motors 20 kann in Abhängigkeit von der Induktivität Ld und der magnetischen Flussverkettung ψm des Permanentmagneten verringert werden. Mit anderen Worten, in den Größen der spannungsbegrenzten elliptischen Bereiche gilt Vs3>Vs2>Vs1.
  • Wenn die Windungszahl der Statorspulen zunimmt, erhöhen sich die Induktivität und die magnetische Flussverkettung. Daher können die spannungsbegrenzten elliptischen Bereiche Vs1, Vs2 und Vs3 reduziert werden, und der Motor 20 kann möglicherweise kein größeres Drehmoment erzielen. Mit anderen Worten, in der äquivalenten Drehmomentkurve gemäß dem spannungsbegrenzten elliptischen Bereich ist T3>T2>T1. Daher nimmt die Leistung des Motors 20 bei mittlerer und hoher Geschwindigkeit (z. B. der zweiten und dritten Geschwindigkeit) ab. Der erste Motortyp mit der relativ kleineren Windungszahl der Statorspulen kann im hocheffizienten Betrieb Schwierigkeiten aufweisen und stattdessen auch bei der hohen Geschwindigkeit (z. B. der dritten Geschwindigkeit) einen Hochleistungsbetrieb durchführen.
  • Entsprechend ist der erste Motortyp dahingehend vorteilhaft, dass die Drehmomentleistung bei niedriger Geschwindigkeit verbessert und die anfängliche Schwingungsleistung des Fahrzeugs erhöht werden kann. Zudem ist der erste Motortyp dahingehend vorteilhaft, dass der Wirkungsgrad des Motors 20 und des Wechselrichters 30 durch Phasenstromreduktion erhöht werden kann. Der erste Motortyp ist jedoch insofern nachteilig, als die Leistung reduziert werden kann, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs die mittlere und die hohe Geschwindigkeit (z. B. die zweite und die dritte Geschwindigkeit) ist, da Induktivität und magnetische Flussverkettung zunehmen.
  • Zudem ist der zweite Motortyp dahingehend vorteilhaft, dass die Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs bei mittlerer und hoher Geschwindigkeit (z. B. zweiter und dritter Geschwindigkeit) verbessert werden kann und somit eine hohe Leistungsfähigkeit erzielt werden kann. Beispielsweise kann der zweite Motortyp aufgrund einer verbesserten Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs bei mittlerer und hoher Geschwindigkeit (z. B. zweiter und dritter Geschwindigkeit) eine Leistungsverbesserung von ungefähr 0 bis 100 km/h bei der Fahrzeuggeschwindigkeit erzielen. Bei dem zweiten Motortyp kann jedoch der Wirkungsgrad des Motors 20 und des Wechselrichters 30 durch eine Erhöhung des Phasenstroms verringert werden. Dadurch kann sich der Kraftstoffwirkungsgrad des Fahrzeugs verringern.
  • 5 ist ein Diagramm, das die Anordnung von Statorspulen und eines Relais eines Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Bezug nehmend auf 5 kann der Motor 20 drei Phasen U, V und W umfassen. Jede Phase des Motors 20 kann in der mit der Phase U verbundenen Schaltung zwei Reihenschaltungen umfassen. Die Reihenschaltungen können parallel zueinander angeordnet sein. Dementsprechend kann in der mit der Phase U verbundenen Schaltung die erste Reihenschaltung 510 eine erste Statorspule CU1, eine zweite Statorspule CU2, ein erstes Statorrelais RU1 und ein zweites Statorrelais RU2 umfassen.
  • Insbesondere kann das erste Statorrelais RU1 zu der zweiten Statorspule CU1 parallel geschaltet sein. Das zweite Statorrelais RU2 kann zu der zweiten Statorspule CU2 in Reihe geschaltet sein. Dementsprechend können das erste Statorrelais RU1 und das zweite Statorrelais RU2 parallel geschaltet sein. Die zweite Reihenschaltung 520, die zu der ersten Reihenschaltung 510 parallel geschaltet ist, kann eine dritte Statorspule CU3, eine vierte Statorspule CU4, ein drittes Statorrelais RU3 und ein viertes Statorrelais RU4 umfassen. Das dritte Statorrelais RU3 kann zu der dritten Statorspule CU3 parallel geschaltet sein. Das vierte Statorrelais RU4 kann zu der vierten Statorspule CU4 in Reihe geschaltet sein. Dementsprechend können das dritte Statorrelais RU3 und das vierte Statorrelais RU4 parallel geschaltet sein.
  • Zudem kann der Motor 20 die gleiche Schaltung wie die mit jeder Phase verbundene Schaltung umfassen. Der Motor 20 mit einer solchen Struktur kann den Motortyp gemäß dem Betriebsmodus ändern. Der Motor 20 kann eingerichtet sein, die Windungszahl der Statorspulen durch Betreiben der Statorrelais, die in einer auf dem Motortyp basierenden Reihen/Parallel-Struktur elektrisch ein-/ausgeschaltet werden können, einzustellen. Mit anderen Worten, die Windungszahl der Statorspulen kann durch Ein-/Ausschalten des Statorrelais geändert werden, um die für den Betriebsmodus geeigneten Eigenschaften des Motors 20 wiederzugeben.
  • Der Betrieb der Steuerung der Statorrelais gemäß dem Motortyp ist in der folgenden Tabelle gezeigt. Tabelle 1
    Einteilung Erster Betriebsmodus (Eco-Normal-Modus) Zweiter Betriebsmodus (Hochleistungsmodus)
    Steuerung des Statorrelais R1-AUS R3-AUS R1-EIN R3-EIN
    R2-EIN R4-EIN R2-AUS R4-AUS
    Windungszahl der in Reihe geschalteten Spulen in jeder Phase 2T IT
    Motortyp Erster Motortyp Zweiter Motortyp
  • Bezug nehmend auf Tabelle 1 kann, wenn ein hocheffizienter Betrieb erforderlich ist, der erste Betriebsmodus ausgewählt werden. Daher können R1 und R3 der Statorrelais jeder Phase ausgeschaltet werden, und R2 und R4 können eingeschaltet werden. Dementsprechend ist die Windungszahl der in jeder Phase in Reihe geschalteten Spulen auf 2T eingestellt, und der erste Motortyp kann eine relativ hohe Windungszahl der Statorspulen aufweisen. Dadurch kann es möglich sein, die Windungszahl der Statorspulen zu erhöhen. Dabei kann R1 das in jeder Phase angeordnete erste Statorrelais RU1, RV1 oder RW1 sein, R2 kann ein in jeder Phase angeordnetes zweites Statorrelais RU2, RV2 oder RW2 sein, R3 kann ein in jeder Phase angeordnetes drittes Statorrelais RU3, RV3 oder RW3 sein, und R4 kann ein in jeder Phase angeordnetes viertes Statorrelais RU4, RV4 oder RW4 sein.
  • Zudem kann der zweite Betriebsmodus gewählt werden, wenn unabhängig von einem Betrieb mit hoher Kraftstoffeffizienz eine hohe Leistung des Fahrzeugs erforderlich ist. Daher können R1/R3 der Statorrelais jeder Phase eingeschaltet werden, und R2/R4 können ausgeschaltet werden. Dementsprechend kann die Windungszahl der in jeder Phase in Reihe geschalteten Spulen auf 1T eingestellt werden, und der zweite Motortyp kann eine relativ geringe Windungszahl der Statorspulen aufweisen. Der zweite Motortyp kann daher die Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs bei mittlerer und hoher Geschwindigkeit (z. B. zweiter und dritter Geschwindigkeit) verbessern. Dementsprechend kann es möglich sein, das Fahrzeug mit höherer dynamischer Leistung anzutreiben als der erste Motortyp, bei dem die Windungszahl der Statorspulen erhöht ist.
  • In einem anderen Beispiel, wenn die Anzahl der Reihen/Parallel-Strukturen zu einer der drei Phasen U, V und W addiert wird, wird in der nachfolgenden Gleichung 1 die Anzahl der in der Motorspule konfigurierten Relais dargestellt. Anzahl der Relais in jeder Phase: [ ( S − 1 ) * 2 ] * P
    Figure DE102019209196A1_0002
    wobei S die Anzahl der Statorspulen jeder der Reihenschaltungen und P die Anzahl der parallel geschalteten Reihenschaltungen bezeichnet.
  • Dementsprechend können verschiedene Reihenschaltungen und Parallelschaltungen je nach Verwendung des Motors 20 und des Gehäusetyps in verschiedenen Ausführungsformen möglich sein, und somit können modifizierte Statorrelais kombiniert werden.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben eines Motors für ein umweltfreundliches Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bezug nehmend auf 6 kann die Steuerung 35 eingerichtet sein, Informationen über den Fahrzeugfahrmodus des Fahrzeugs zu empfangen. Wenn der Fahrzeugfahrmodus ein manueller Modus ist, kann der Benutzer einen Betriebsmodus auswählen und eingeben (S610 und S620). Mit anderen Worten, die Steuerung kann eingerichtet sein, eine Benutzerauswahl in Bezug auf einen Betriebsmodus zu empfangen.
  • Nach Schritt S620 kann, wenn der erste Betriebsmodus ausgewählt ist, die Steuerung 35 eingerichtet sein, eine Ein/Aus-Steuerung der Statorrelais basierend auf dem ersten Betriebsmodus durchzuführen (S630). Insbesondere zur Steuerung der Statorrelais entsprechend dem ersten Betriebsmodus kann die Steuerung 35 eingerichtet sein, die in jeder Phase des Motors 20 angeordneten Relaisschalter R2 und R4 einzuschalten und die Relaisschalter R1 und R3 auszuschalten. Dadurch kann die Windungszahl der Statorspulen des Motors 20 erhöht werden.
  • Nach Schritt S630 können Steuerparameter zur Stromregelung entsprechend dem ersten Motortyp empfangen werden (S640). Daher kann die Steuerung 35 eingerichtet sein, die Induktivität, die gegenelektromotorische Kraftkonstante, die Stromregelverstärkung, das maximale Drehmoment und die Leistung des Motors 20 einzustellen. Nach dem Schritt S640 kann das Fahrzeug 100 mittels des Motors 20 des ersten Motortyps betrieben werden (S650).
  • Zudem kann nach Schritt S620 die Steuerung 35 eingerichtet sein, basierend auf dem zweiten Betriebsmodus (S660) eine Ein/Aus-Steuerung der Statorrelais durchzuführen, wenn der zweite Betriebsmodus ausgewählt ist. Insbesondere kann zur Steuerung der Statorrelais entsprechend dem zweiten Betriebsmodus die Steuerung 35 eingerichtet sein, die in jeder Phase des Motors 20 angeordneten Relaisschalter R2 und R4 auszuschalten und die Relaisschalter R1 und R3 einzuschalten. Daher kann die Windungszahl der Statorspulen des Motors 20 verringert werden.
  • Nach Schritt S660 können die Steuerparameter zur Stromregelung gemäß dem zweiten Motortyp empfangen werden (S670). Daher kann die Steuerung 35 eingerichtet sein, die Induktivität, die gegenelektromotorische Kraftkonstante, die Stromregelverstärkung, das maximale Drehmoment und die Leistung des Motors 20 einzustellen. Nach dem Schritt S640 kann das Fahrzeug 100 mittels des Motors 20 des zweiten Motortyps betrieben werden (S680).
  • Das Verfahren und das Verfahren und die Vorrichtung zum Antreiben des Motors für das umweltfreundliche Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die folgenden Auswirkungen auf. Wenn das Verfahren und das Verfahren und die Vorrichtung zum Antreiben des Motors für das umweltfreundliche Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, sind wahlweise zwei Arten von Fahrzeugbetriebsabläufen möglich. Wenn eine hohe Kraftstoffeffizienz erforderlich ist, kann die Windungszahl der Statorspulen auf 2T eingestellt werden, um den angelegten Strom zu reduzieren, wodurch der Verlust verringert wird. Im Gegensatz dazu kann, wenn eine hohe Leistung erforderlich ist, die Windungszahl der Statorspulen auf 1T eingestellt werden, um auch bei hoher Drehzahl eine hohe Leistung zu erzielen.
  • Das Verfahren gemäß der beispielhaften Ausführungsform kann als Programm zur Ausführung auf einem Computer implementiert und in einem nichtflüchtigen computerlesbaren Aufzeichnungsmedium gespeichert sein. Beispiele für das nichtflüchtige computerlesbare Aufzeichnungsmedium umfassen ein ROM, ein RAM, eine CD-ROM, ein Magnetband, eine Diskette und einen optischen Datenspeicher. Das nichtflüchtige, computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann über eine Mehrzahl von mit einem Netzwerk verbundenen Computereinrichtungen verteilt werden, so dass ein computerlesbarer Code darauf geschrieben und von dort dezentral ausgeführt wird. Funktionsprogramme, Code und Codesegmente, die zur Realisierung der beispielhaften Ausführungsformen hierin benötigt werden, können von einem Durchschnittsfachmann erstellt werden.

Claims (19)

  1. Vorrichtung zum Antreiben eines Motors für ein umweltfreundliches Fahrzeug, umfassend: einen Motor mit einem Rotor und einem Stator; und eine Steuerung, die eingerichtet ist, den Motor zu betreiben, wobei der Motor eine Mehrzahl von Statorspulen und Statorrelais umfasst, und wobei die Steuerung eingerichtet ist, die Statorrelais basierend auf einem Betriebsmodus zu betreiben, um die Windungszahl der Statorspulen einzustellen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung eingerichtet ist, den Betriebsmodus basierend auf Informationen über den Fahrzeugfahrmodus auszuwählen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung eingerichtet ist, einen von einem ersten Betriebsmodus, in dem die Windungszahl der Statorspulen erhöht ist, und einem zweiten Betriebsmodus, in dem die Windungszahl der Statorspulen verringert ist, als Betriebsmodus auszuwählen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Motor drei Phasen umfasst.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Motor Reihenschaltungen umfasst, in denen zumindest zwei Statorspulen in jeder Phase in Reihe geschaltet sind und wobei zumindest zwei Reihenschaltungen parallel geschaltet sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der Statorrelais bestimmt wird durch: die Anzahl der Relais in jeder Phase: [(S-1)*2] * P wobei S die Anzahl der Statorspulen jeder der Reihenschaltungen und P die Anzahl der parallel geschalteten Reihenschaltungen bezeichnet.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Motor umfasst: eine erste Statorspule; eine zweite Statorspule; ein erstes Statorrelais, das zu der zweiten Statorspule parallel geschaltet ist, und ein zweites Statorrelais, das zu der zweiten Statorspule in Reihe geschaltet ist, und wobei die erste Statorspule, das zweite Statorrelais und die zweite Statorspule in Reihe geschaltet sind, und wobei das erste Statorrelais und das zweite Statorrelais parallel geschaltet sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuerung eingerichtet ist, das erste Statorrelais auszuschalten und das zweite Statorrelais einzuschalten, wenn der Betriebsmodus ein erster Betriebsmodus ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuerung eingerichtet ist, das erste Statorrelais einzuschalten und das zweite Statorrelais auszuschalten, wenn der Betriebsmodus ein zweiter Betriebsmodus ist.
  10. Verfahren zum Antreiben eines Motors für ein umweltfreundliches Fahrzeug, umfassend: Auswählen eines Betriebsmodus durch eine Steuerung; Betreiben von Statorrelais in einem Motor durch die Steuerung basierend auf dem Betriebsmodus; und Betreiben des Motors durch die Steuerung basierend auf dem Betrieb der Statorrelais.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Auswählen des Betriebsmodus das Auswählen des Betriebsmodus durch die Steuerung basierend auf den Informationen über den Fahrzeugfahrmodus umfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Auswählen des Betriebsmodus das Auswählen eines von einem ersten Betriebsmodus, in dem die Windungszahl der Statorspulen erhöht ist, und einem zweiten Betriebsmodus, in dem die Windungszahl der Statorspulen verringert ist, als Betriebsmodus durch das Steuergerät umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Motor drei Phasen umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Motor Reihenschaltungen umfasst, in denen zumindest zwei Statorspulen in jeder Phase in Reihe geschaltet sind und wobei zumindest zwei Reihenschaltungen parallel geschaltet sind.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Anzahl der Statorrelais bestimmt wird durch: die Anzahl der Relais in jeder Phase: [(S-1)*2] * P wobei S die Anzahl der Statorspulen jeder der Reihenschaltungen und P die Anzahl der parallel geschalteten Reihenschaltungen bezeichnet.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Motor umfasst: eine erste Statorspule; eine zweite Statorspule; ein erstes Statorrelais, das zu der zweiten Statorspule parallel geschaltet ist; und ein zweites Statorrelais, das zu der zweiten Statorspule in Reihe geschaltet ist, wobei die erste Statorspule, das zweite Statorrelais und die zweite Statorspule in Reihe geschaltet sind, und wobei das erste Statorrelais und das zweite Statorrelais parallel geschaltet sind.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Betreiben der Statorrelais des Motors das Ausschalten des ersten Statorrelais durch die Steuerung und das Einschalten des zweiten Statorrelais umfasst, wenn der Betriebsmodus ein erster Betriebsmodus ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Betreiben der Statorrelais des Motors das Einschalten des ersten Statorrelais durch die Steuerung und das Ausschalten des zweiten Statorrelais umfasst, wenn der Betriebsmodus ein zweiter Betriebsmodus ist.
  19. Nichtflüchtiges, computerlesbares Aufzeichnungsmedium mit einem darauf aufgezeichneten Programm zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10.
DE102019209196.2A 2018-10-25 2019-06-26 Verfahren und vorrichtung zum antreiben eines motors für ein umweltfreundliches fahrzeug Pending DE102019209196A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180128178A KR102555911B1 (ko) 2018-10-25 2018-10-25 환경차량용 모터 구동 방법 및 장치
KR10-2018-0128178 2018-10-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019209196A1 true DE102019209196A1 (de) 2020-04-30

Family

ID=70325541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019209196.2A Pending DE102019209196A1 (de) 2018-10-25 2019-06-26 Verfahren und vorrichtung zum antreiben eines motors für ein umweltfreundliches fahrzeug

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11133765B2 (de)
KR (1) KR102555911B1 (de)
CN (1) CN111106784A (de)
DE (1) DE102019209196A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11811352B2 (en) * 2021-06-04 2023-11-07 GM Global Technology Operations LLC Propulsion system having multiple motors with complementary torque bands

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6633151B2 (en) * 2001-03-09 2003-10-14 Eltra Systems, Inc. Electric vehicle drive system
CN1384584A (zh) * 2001-04-30 2002-12-11 许俊甫 高效能的定子装置
US6847147B2 (en) * 2003-01-29 2005-01-25 Wavecrest Laboratories, Llc Dynamoelectric machine having windings that differ in wire gauge and number of winding turns
KR100524728B1 (ko) 2003-12-17 2005-10-31 엘지전자 주식회사 3턴 모터형 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의운전제어방법
KR100688183B1 (ko) * 2004-04-24 2007-03-02 엘지전자 주식회사 속도 가변형 모터
KR100688185B1 (ko) * 2004-05-28 2007-03-02 엘지전자 주식회사 속도 가변형 모터
US7224147B2 (en) * 2005-07-20 2007-05-29 Hamilton Sundstrand Corporation Buck/boost method of voltage regulation for a permanent magnet generator (PMG)
US7888904B2 (en) * 2006-01-26 2011-02-15 The Timken Company Virtual moving air gap for an axial flux permanent magnet motor with dual stators
US7977842B2 (en) * 2006-10-05 2011-07-12 Lin Panchien Adaptive winding system and control method for electric machines
KR20100093645A (ko) * 2009-02-17 2010-08-26 박계정 코일의 연결을 직렬 또는 병렬로 변경시킬 수 있는 모터
CN102377309B (zh) * 2010-08-17 2013-08-14 珠海银通新能源有限公司 电动汽车用无刷电机
CN202094764U (zh) * 2011-06-17 2011-12-28 兴益电机工业股份有限公司 轮毂式马达的改良结构
JP5464224B2 (ja) 2012-03-14 2014-04-09 株式会社安川電機 モータ駆動装置および車両
CN103701288A (zh) * 2014-01-08 2014-04-02 洛阳市睿仕行智能科技发展有限公司 一种多绕组电动机
KR101654707B1 (ko) * 2014-11-18 2016-09-06 현대모비스 주식회사 차량용 전기 모터 시스템 및 차량용 전기 모터의 권선 턴수를 가변하는 방법
BE1022795A9 (nl) * 2015-01-16 2017-01-16 Punch Powertrain Nv Geschakelde reluctantie motor en werkwijze daarvoor
US9621099B1 (en) * 2016-04-22 2017-04-11 GM Global Technology Operations LLC Method for switching between a full winding mode and a half winding mode in a three-phase machine
CN106655968A (zh) * 2016-10-27 2017-05-10 李洪广 一种基于交流电动机的自动换挡系统及交流电动机

Also Published As

Publication number Publication date
CN111106784A (zh) 2020-05-05
KR102555911B1 (ko) 2023-07-17
KR20200046678A (ko) 2020-05-07
US11133765B2 (en) 2021-09-28
US20200136535A1 (en) 2020-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008052921B4 (de) Verfahren und System zum Steuern eines Wechselrichters bei Elektroantrieben
DE102009015318B4 (de) Leistungssystem für ein Hybridelektrokraftfahrzeug (HEV)
DE102010014104A1 (de) Elektrisches Energiebordnetz für ein Kraftfahrzeug
DE102008045101A1 (de) Doppelseitiges Wechselrichtersystem für ein Fahrzeug mit zwei Energiequellen, die unterschiedliche Betriebskennlinien aufweisen
DE102008034667A1 (de) Effizienter Arbeitspunkt für ein Doppelseitiges Wechselrichtersystem
DE102013103017A1 (de) Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine
DE102008034664A1 (de) Doppelseitiges Wechselrichtersystem mit einem über Kreuz verbundenen Ultrakondensator-Netzwerk
DE102018218801A1 (de) Ladevorrichtung für Elektrofahrzeug
DE102020118904A1 (de) Bordseitiger wechselstromgenerator für power-to-the-box in fahrzeugen mit einer brennkraftmaschine
WO2014140068A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines bordnetzes
DE102020214679A1 (de) Motorantriebsvorrichtung
DE10347427A1 (de) Integriertes System zur Entnahme elektrischer Leistung
DE102011004457A1 (de) Elektrische Fahrzeugsysteme, elektrische Automobilsysteme und Automobilantriebssysteme
DE102011076042A1 (de) Fahrzeugelektroniksystem
DE102008034662A1 (de) System zur Verwendung eines mehrphasigen Motors mit einem doppelseitigen Wechselrichtersystem
DE10202237B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer induktions-Maschine
DE102020214682A1 (de) Motorantriebsvorrichtung und verfahren
DE102020121373A1 (de) Kraftfahrzeugleistungswandler mit schienengetriebener klemmschaltung
DE112020003534T5 (de) Motorsteuervorrichtung, integrierte elektromechanische Einheit und Elektrofahrzeugsystem
DE102016011238A1 (de) Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE102019115828A1 (de) Teillastphasenabschaltung einer mehrphasigen elektrischen maschine
DE102019209196A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum antreiben eines motors für ein umweltfreundliches fahrzeug
DE102011079418A1 (de) System zum Regeln eines Motors von einem Fahrzeug
DE102020112742A1 (de) Antriebsstrang für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug
DE102008034671B4 (de) Unstetige Pulsbreitenmodulation für ein doppelseitiges Wechselrichtersystem

Legal Events

Date Code Title Description
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R012 Request for examination validly filed