KR20220046590A - 다상 전기 모터의 제동 제어 방법 - Google Patents

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KR20220046590A
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필립 파라
세바스티앙 스톨츠-두셰
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보그와르너 룩셈부르크 오토모티브 시스템스 에스에이
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Abstract

전기 동력 차량에서의 제동 방법에 있어서, 상기 차량은 다상 전기 모터를 포함하는 구동 시스템을 구비하고, 상기 모터는 적어도 하나의 고정자 그룹을 포함하고; 상기 고정자 그룹은 3개의 코일(e2, e4, e6)을 포함하는 제1 고정자 배열 및 상기 제1 고정자 배열로부터 각도 오프셋된 3개의 코일(e2*, e4*, e6*)을 포함하는 제2 고정자 배열을 포함하고, 상기 제1 배열은 각각의 상기 코일에 대해 로우 측 스위치(32, 34, 36) 및/또는 하이 측 스위치(31, 33, 35)를 각각 포함하는 로우 측 회로 및/또는 하이 측 회로에 연결되어, 선택적으로 전원으로부터 상기 제1 고정자 배열의 각각의 상기 코일을 통해 전류가 흐르게 하도록 구성되고, 상기 제2 배열은 각각의 상기 코일에 대해 로우 측 스위치(32*, 34*, 36*) 및/또는 하이 측 스위치(31*, 33*, 35*)를 각각 포함하는 로우 측 회로 및/또는 하이 측 회로에 연결되어, 선택적으로 전원으로부터 상기 제2 고정자 배열의 각각의 상기 코일을 통해 전류가 흐르게 하도록 구성되고, 상기 방법은, 각각의 그룹 중 하나 이상에 대하여: 상기 제2 또는 제1 배열 중 어느 하나 또는 모두에 대해, i) 상기 로우 측 회로에서의 상기 스위치 중 임의의 2개를 폐쇄 상태로 설정하고 다른 스위치를 개방 상태로 설정하고, 하이 측에서의 모든 스위치를 개방 상태로 설정하고; 그리고/또는 ii) 상기 하이 측 회로에서의 상기 스위치 중 임의의 2개를 폐쇄 상태로 설정하고 다른 스위치를 개방 상태로 설정하고, 로우 측에서의 모든 스위치를 개방 상태로 설정하는 단계를 포함한다.

Description

다상 전기 모터의 제동 제어 방법
본 발명은 전기 모터를 포함하는 전기 구동 시스템을 구비하는 차량에 관한 것이다. 이는 이러한 전기 모터의 제어된 제동 방법에 관한 것으로 특히 6상 모터에 적용된다.
전기 또는 하이브리드 차량에서의 기본 모드(페일 세이프(fail safe))에서, 전기 모터 시스템의 인버터는 능동 단락 회로(ASC(Active Short Circuit))를 제공하도록 제어된다. 목표는 인버터 회로의 게이트의 프리휠링 다이오드를 과전류로부터 보호하는 것이다. 그러나, 이 ASC 모드는 유도 전류로 인해 전자 기계(e-machine)(전기 모터)에서 제동 토크를 생성한다. 이 원치 않는 제동 토크는 상당히 높을 수 있으며 차량의 의도하지 않은 감속에 관한 IS0262262 표준을 위반할 수 있다. 이러한 가능성을 줄이고 제거하는 것이 본 발명의 목적이다.
예를 들어 6상 전기 모터(기계)를 구비한 전기 자동차(EV) 또는 하이브리드 자동차(HEV) 차량에 대한 기본 모드(페일 세이프)에서, 인버터는 능동 단락 회로로 되도록 명령을 받는다. 문제는 PM 기계가 역기전력(back EMF)을 나타낸다는 것이다(명령을 받지 않은 경우에도). 고속에서, DC 버스 전압을 초과하는 역기전력은 회로의 다이오드를 통해 전류 흐름을 생성하고 배터리를 충전할 것이다(적절한 스위치에 명령을 내리지 않더라도). 이에 대한 해결책은 능동 단락 회로를 제공하는 것이다.
일 양태에서, 전기 동력 차량에서의 제동 방법이 제공되고, 상기 차량은 다상 전기 모터를 포함하는 구동 시스템을 구비하고, 상기 모터는 적어도 하나의 고정자 그룹을 포함하고; 상기 고정자 그룹은 3개의 코일(e2, e4, e6)을 포함하는 제1 고정자 배열 및 상기 제1 고정자 배열로부터 각도 오프셋된 3개의 코일(e2*, e4*, e6*)을 포함하는 제2 고정자 배열을 포함하고,
상기 제1 배열은 각각의 상기 코일에 대해 로우 측 스위치(32, 34, 36) 및/또는 하이 측 스위치(31, 33, 35)를 각각 포함하는 로우 측 회로 및/또는 하이 측 회로에 연결되어, 선택적으로 전원으로부터 상기 제1 고정자 배열의 각각의 상기 코일을 통해 전류가 흐르게 하도록 구성되고,
상기 제2 배열은 각각의 상기 코일에 대해 로우 측 스위치(32*, 34*, 36*) 및/또는 하이 측 스위치(31*, 33*, 35*)를 각각 포함하는 로우 측 회로 및/또는 하이 측 회로에 연결되어, 선택적으로 전원으로부터 상기 제2 고정자 배열의 각각의 상기 코일을 통해 전류가 흐르게 하도록 구성되고,
상기 방법은, 각각의 그룹 중 하나 이상에 대하여:
상기 제2 또는 제1 배열 중 어느 하나 또는 모두에 대해, i) 상기 로우 측 회로에서의 상기 스위치 중 임의의 2개를 폐쇄 상태로 설정하고 다른 스위치를 개방 상태로 설정하고, 하이 측에서의 상기 스위치를 개방 상태로 설정하고; 그리고/또는 ii) 상기 하이 측 회로에서의 상기 스위치 중 임의의 2개를 폐쇄 상태로 설정하고 다른 스위치를 개방 상태로 설정하고, 로우 측에서의 모든 스위치를 개방 상태로 설정하는 단계
를 포함한다.
상기 모터는, 각각의 고정자 그룹에 대해, 상기 제1 배열의 코일(e2, e4, e6)의 각각의 단자의 공통 연결 지점을 제공하는 제1 노드(N) 및 상기 제2 배열의 코일(e2*, e4*, e6*)의 각각의 단자의 공통 연결 지점을 제공하는 제2 노드(N*)를 포함하고, 상기 노드들 사이에 노드 스위치를 포함하는 스타 연결 기계이고, 제동하는 동안 상기 노드 스위치는 폐쇄된다.
상기 모터는 각각 3개의 코일을 포함하는 2개의 코일 배열을 구비하는 하나의 고정자 그룹을 갖는 6상 모터일 수 있고, 상기 배열들은 서로 오프셋된다.
상기 모터는 2개의 고정자 그룹을 갖는 12상 모터일 수 있고, 각각의 고정자 그룹은 각각 3개의 코일을 포함하는 2개의 코일 배열을 구비하고, 상기 배열들은 서로 오프셋된다.
이제, 본 발명은 첨부 도면을 참조하여 예로서 설명되고, 도면에서:
- 도 1은 알려진 3상 전기 모터 시스템의 개략도를 도시하고;
- 도 2는 선행 기술 시스템 및 본 발명의 예에 따른 시스템에 대하여 엔진 속도에 대해 생성된 토크의 플롯을 도시하고;
- 도 3은 연관된 제어 회로를 갖는 6상 모터를 도시하고;
- 도 4a는 하나의 추가 실시예에 따른 6상 기계에서 고정자 코일의 회로 배열을 도시하고;
- 도 4b는 도시된 바와 같이 스위치 조합을 폐쇄함으로써 제공되는 예시적인 제동 테이블을 도시하고;
- 도 5는 연관된 제어 회로를 갖는 12상 기계의 도식적 표현을 도시하고;
- 도 6은 12상 기계를 위한 스위칭 로직을 보여주는 2개의 표를 도시한다.
예를 들어, 3상 전기 모터를 사용하는 전기 차량이 알려져 있다. 도 1은 모터를 제어하기 위한 연관된 회로와 함께 차량 애플리케이션에 사용되는 알려진 3상 전기 모터 시스템의 개략도를 도시한다. 3상 모터는 3개의 코일(e2, e4, e6)을 포함하는 고정자 코일 배열로 도시되며, 도시된 바와 같이, 배열에서 6개 스위치의 적절한 스위칭에 의해 제어된다. 스위치는 S1, S2, S3, S4, S5 및 S6이다. 스위치 S1, S3 및 S5는 각각 고정자 코일(e2, e4, e6)을 통한 공급으로부터 전류를 제어하도록 선택 가능한 하이 측 스위치이다. 각각의 로우 측 스위치는 S2, S4 및 S6이다.
제동 토크를 이용한 3상 기계 제어에서, 능동 단락 회로 모드는 스위치(S2, S4, S6)(로우 측)를 함께 폐쇄하고 다른 것들을 개방 상태로 유지함으로써 제공된다. 대안적으로, 스위치(S1, S3, S5)가 폐쇄되고 다른 스위치는 개방 상태로 유지된다. 이것은 전자 기계(여기서는 3상 모터)의 3상을 단락 회로로 만든다. 결과적으로, IS0 262262에 설정된 조건의 위반을 야기하는 바람직하지 않은 제동 토크를 생성할 위상으로 전류가 유도된다.
도 2는 이 경우에 엔진 속도에 대해 생성된 토크의 플롯 A를 도시한다.
발명
위에서 언급된 바와 같이, 최신 기술은 기존의 3상 컨트롤러를 사용하고 3개의 하이 측 게이트 또는 3개의 로우 측 게이트(6상(6ASC)와 동일)를 단락시키는 것이다.
본 발명의 양태에서, 6상 또는 12상 기계가 차량 내 시스템에서 전기 모터로 사용되고, 감소된 제동 토크를 제공하도록 구성된다. 따라서, 예는 ASC 모드에서 제동 토크를 줄이기 위한 방법론과 하드웨어를 제공한다.
일 양태에 따르면, 6상 기계(모터) 및 컨트롤러 배열(2개의 3상 컨트롤러를 포함함)이 차량 내 시스템에 사용되고 제동 모드/ASC 모드에서 컨트롤러당 2개의 위상이 단락된다.
6상 기계에서, 각각 3개의 코일을 포함하는 2개의 고정자 배열이 있다. 각각의 배열의 한 코일은 다른 배열의 대응하는 코일에 대해 설정(오프셋) 각도만큼 오프셋된다. 이러한 각도 오프셋 배열에서, 대응하는 코일(위상)은 바람직하게는 (토크 리플을 줄이기 위해) 2개의 컨트롤러 사이에서 전기적으로 90도 시프트되도록 선택된다. 이러한 모터는 스타 연결(star connected) 또는 델타 연결(delta connected) 배열을 가질 수 있으며 본 발명의 양태는 두 가지 모두에 적용 가능하다.
도 3은 연관된 제어 회로를 갖는 6상 모터를 도시한다. 6상 전기 모터는 각각 3개의 코일을 포함하는 2개의 고정자 배열(37, 38)을 포함한다. 제1 배열은 코일(e2, e4, e6)을 포함하고, 제2 배열은 각각 코일(e2, e4, e6)에 대해 각도 α(예를 들어, 90°)만큼 오프셋된 대응하는 각각의 코일(e2*, e4*, e6*)을 포함한다. 각각의 코일(e2, e4, e6)에 대한 전류는 각각 하이 측에서의 스위치(31, 33, 35) 및/또는 로우 측에서의 스위치(32, 34, 36)에 의해 제어된다.
따라서, 전기 6상 모터에 대한 제어는 코일 배열(37)에 대한 제1 로우 측 하프 브리지(스위치) 및/또는 제2 로우 측 하프 브리지(스위치)와 코일 배열(38)에 대한 다른 제1 하이 측 하프 브리지(스위치) 및/또는 제2 하이 측 하프 브리지(스위치)를 통해 이루어진다.
본 발명의 방법론에 따라 언급된 바와 같이, 컨트롤러당 또는 코일당 2개의 위상이 단락된다. 따라서, 제동 양태는 다음의 스위치 조합을 폐쇄함으로써 제공된다.
a) i) 스위치(31, 33, 35) 중 임의의 2개가 폐쇄되고; 다른 스위치(32, 34, 36)가 개방됨. 이러한 조합은 도 4a의 표에서 컬럼 #1 내지 #3에서 굵은 선 위에 표시된다.
ii) 바람직하게는, 이 경우, 스위치(31*, 33*, 35*)는 각각 대응하는 스위치(31, 33, 35)와 동일한 상태에 있고, 스위치(32, 34, 36)는 모두 개방된다. 이러한 조합은 도 4b의 표에서 컬럼 #1 내지 #3 내의 굵은 선 위와 아래에 표시된다.
b) i) 스위치(31*, 33*, 35*) 중 임의의 2개가 폐쇄되고; 다른 스위치(32*, 34*, 36*)가 개방됨. 이러한 조합은 표에서 굵은 선 아래에 표시된다.
ii) 바람직하게는, 이 경우, 스위치(31, 33, 35)는 각각 대응하는 스위치(31*, 33*, 35*)와 동일한 상태에 있고, 스위치(32, 34, 36)는 모두 개방된다. 이러한 조합은 컬럼 #1 내지 #3에 표시된다; 따라서 위의 a) ii)와 동일한 조합이다.
c) i) 스위치(32, 34, 36) 중 임의의 2개가 폐쇄되고; 다른 스위치(31, 33, 35)가 개방됨. 이러한 조합은 표에서 컬럼 #4, #5, #6 내의 굵은 선 위에 표시된다.
ii) 바람직하게는, 이 경우, 스위치(32*, 34*, 36*)는 각각 대응하는 스위치(32, 34, 36)와 동일한 상태에 있고, 스위치(31, 33, 35)는 모두 폐쇄된다. 이러한 조합은 컬럼 #4 내지 #6 내의 굵은 선 위와 아래에 표시된다.
d) i) 스위치(32*, 34*, 36*) 중 임의의 2개가 폐쇄되고; 다른 스위치(31*, 33*, 35*)가 개방됨. 이러한 조합은 표에서 컬럼 #4 내지 #6 내의 굵은 선 아래에 표시된다.
ii) 바람직하게는, 이 경우, 스위치(32, 34, 36)는 각각 대응하는 스위치(32*, 34*, 36*)와 동일한 상태에 있고, 스위치(31, 33, 35)는 모두 개방된다. 이러한 조합은 컬럼 #4 내지 #6에 표시된다; 따라서 위의 c) ii)와 동일한 조합이다.
요약하면, 이에 따라 예에서, 스위치(32, 34, 36) 중 임의의 2개는 폐쇄되고 각각의 스위치(32*, 34*, 36*) 중 임의의 2개는 폐쇄되며(90° 시프트 조건에 따라), 다른 것은 개방된다. 즉, 허용되는 조합은 하이 측 드라이브 ASC의 경우 도 4b의 표에서 #1 내지 #3이고, 로우 측 드라이브 ASC의 경우 #4 내지 #6이다.
요약하자면, 전기 구동 차량에서의 제동 방법이 제공되며, 상기 차량은 6상 전기 모터를 포함하는 구동 시스템을 구비하고, 상기 모터는 적어도 하나의 고정자 그룹을 포함하고; 상기 고정자 그룹은 3개의 코일(e2, e4, e6)을 포함하는 제1 고정자 배열 및 상기 제1 고정자 배열로부터 각도 오프셋된 3개의 코일(e2*, e4*, e6*)을 포함하는 제2 고정자 배열을 포함하고, 상기 제1 배열은 각각의 상기 코일에 대해 로우 측 스위치(32, 34, 36) 및/또는 하이 측 스위치(31, 33, 35)를 각각 포함하는 로우 측 회로 및/또는 하이 측 회로에 연결되어, 선택적으로 전원으로부터 상기 제1 고정자 배열의 각각의 상기 코일을 통해 전류가 흐르게 하도록 구성되고, 상기 제2 배열은 각각의 상기 코일에 대해 로우 측 스위치(32*, 34*, 36*) 및/또는 하이 측 스위치(31*, 33*, 35*)를 각각 포함하는 로우 측 회로 및/또는 하이 측 회로에 연결되어, 선택적으로 전원으로부터 상기 제2 고정자 배열의 각각의 상기 코일을 통해 전류가 흐르게 하도록 구성되고, 상기 방법은, 각각의 그룹 중 하나 이상에 대하여: 상기 제2 또는 제1 배열 중 어느 하나 또는 모두에 대해, 상기 로우 측 회로에서의 상기 스위치 중 임의의 2개를 폐쇄 상태로 설정하고 다른 스위치를 개방 상태로 설정하고, 하이 측에서의 모든 스위치를 개방 상태로 설정하고; 그리고/또는 상기 하이 측 회로에서의 상기 스위치 중 임의의 2개를 폐쇄 상태로 설정하고 다른 스위치를 개방 상태로 설정하고, 로우 측에서의 모든 스위치를 개방 상태로 설정하는 단계를 포함한다.
도 2로 돌아가면, 플롯 B는 위의 6상 기계와 위에서 설명된 제동 기술을 사용하여 획득된 최대 33%의 제동 토크에서의 감소를 보여준다.
도 4a는 하나의 추가 실시예에 따른 6상 기계에서 고정자 코일의 회로 배열을 도시한다. 배열은 배열(30)과 동일하고, 동일한 참조 번호가 동일한 구성 요소를 나타낸다. 기계는 코일(e2, e4, e6)의 각각의 단자의 공통 연결 지점을 제공하는 제1 노드(N) 및 코일(e2*, e4*, e6*)의 각각의 단자의 공통 연결 지점을 제공하는 제2 노드(N*)를 포함하는 도시된 바와 같은 스타 배열을 갖는다. 그러나, 노드를 통해 제1 고정자(코일 배열)와 제2 고정자(코일 배열) 사이에 연결된 추가 스위치(40)가 제공된다. 즉, 노드 N과 N* 사이에 추가 스위치가 있다. 여기에서, 스위치는 코일(e2, e4, e6)의 공통 연결 지점과 코일(e2*, e4*, e6*)의 공통 연결 지점 사이에 연결된다.
방법론에서, 제동 시, 스위치(40)는 폐쇄된다. 추가적으로 또는 선택적으로, 스위치(31 내지 36, 31* 내지 36*)는 상기 a) b) c) 또는 d)의 경우의 상태로 설정된다. 추가 스위치를 추가(중성점을 연결)함으로써, 플롯 A에 비해 제동 토크는 최대 66%(6상 2ASC)까지 더 감소될 수 있다. 이 6상 아키텍처는 특히 다수의 게이트가 이미 병렬로 사용되는 고전류 애플리케이션과 관련이 있다.
도 2로 돌아가면, 플롯 C는 중성점 사이에 추가 스위치가 추가될 때 제동 토크에서의 추가 감소를 보여준다. 제동 토크는 도시된 바와 같이 상당히 더 감소될 수 있다.
요약하자면, 상기 모터는, 제1 배열의 코일(e2, e4, e6)의 각각의 단자의 공통 연결 지점을 제공하는 제1 노드(N) 및 상기 제2 배열의 코일(e2*, e4*, e6*)의 각각의 단자의 공통 연결 지점을 제공하는 제2 노드(N*)를 포함하고, 상기 노드들 사이에 노드 스위치를 포함하는 스타 연결 기계일 수 있고, 제동하는 동안 상기 노드 스위치는 폐쇄된다.
12상
양태들은 12상 기계에도 적용 가능하다. 도 5는 연관된 제어 회로를 갖는 12상 기계(100)의 도식적 표현을 도시한다. 12상 기계는 기본적으로 6상 기계의 이중화 버전이다. 12상 기계(100)는 고정자 #1 및 고정자 #2인 2개의 고정자 그룹(배열)을 포함하는 것으로 고려될 수 있으며; 제1 그룹에서, 고정자 #1에 대하여, 서로에 대하여 예를 들어 90도만큼 오프셋된 (델타/스타 배열로 있는) 3개의 코일/권선을 각각 포함하는 2개의 고정자 코일 배열(Sa1, Sa1*)이 있고; 제2 그룹인 고정자 #2에서, 서로에 대하여 예를 들어 90도만큼 오프셋된 (델타/스타 배열로 있는) 3개의 코일/권선을 각각 포함하는 2개의 고정자 코일 배열(Sa2, Sa2*)이 또한 있다. 제1 그룹 및 제2 그룹은 전술된 바와 같이 대칭 방식으로 서로에 대하여 오프셋될 수 있다.
따라서, 12상 시스템은 모든 위상 그룹 사이에서 전기적으로 90°를 갖는 12상 기계로 구성된다: 위상 고정자 배열/서브 그룹 1 및 1* 사이에서 전기적으로 90°; 위상 고정자 배열/서브 그룹 1* 및 2 사이에서 전기적으로 90°; 위상 고정자 배열/서브 그룹 2 및 2* 사이에서 전기적으로 90°; 위상 고정자 배열/서브 그룹 2* 및 1 사이에서 전기적으로 90°.
도면에서, 각각의 그룹은 각각의 서브 그룹 고정자 배열에 대해 2개의 브리지를 갖는다. 따라서, 참조 번호 101, 102, 103 및 104는 각각 고정자 배열(Sa1, Sa1*, Sa2, Sa2*)과 관련하는 브리지에 대한 브리지를 표시한다. 각각의 브리지는 하이 측 및 로우 측 모두에 3개의 스위치를 가진다; 이는 권선/고정자 배열에서의 3개의 코일 각각에 대해 대응한다.
따라서, 도 5는 각각의 고정자 그룹에 대해 하나씩, 도 3에 도시된 회로와 동일한 2개의 회로 롯트(lot)를 포함하는 것으로 간주될 수 있다.
예에 따르면. ASC/제동 원리는 우리가 2번 적용하는 6상(서브 그룹 1 및 1* 및/또는 서브 그룹 2 및 2*)와 동일하다. 이는 6상과 동일한 제동 토크 향상을 제공한다.
다시 말해서, 6상 기계를 참조하여 위에서 설명된 방식(들)은 12상 기계의 고정자 그룹 중 하나 또는 모두에 적용된다.
도 6은 12상 기계에 대한 스위칭 로직을 보여주는 두 개의 테이블을 도시하고, 각각의 고정자 그룹 #1 및 #2에 대하여 2개(X1, X2)를 도시한다.
제1 고정자 그룹 #1의 경우, 표는 제1 고정자 서브 그룹에 대해 "하이 측 고정자 1" 및 "로우 측 고정자 1"로 표시되고; 제2 고정자 서브 그룹에 대해 "하이 측 고정자 1*" 및 "로우 측 고정자 1*"로 표시된 하이 및 로우 고정자 서브 그룹을 보여준다.
제2 고정자 그룹 #1의 경우, 표는 제1 고정자 서브 그룹에 대해 "하이 측 고정자 2" 및 "로우 측 고정자 2"로 표시되고; 제2 고정자 서브 그룹에 대해 "하이 측 고정자 2*" 및 "로우 측 고정자 2*"로 표시된 하이 및 로우 고정자 서브 그룹을 보여준다.
다시, 각각의 고정자 그룹은 제1 서브 그룹에 대한 로우 측 스위치(31, 33, 35), 제1 서브 그룹에 대한 하이 측 스위치(32, 34, 36), 제2 서브 그룹에 대한 로우 측 스위치(31*, 33*, 35*) 및 제2 서브 그룹에 대한 하이 측 스위치(32*, 34*, 36*)를 가지며, (각각의 주요 그룹에 대한) 서브 그룹들은 서로 오프셋된다.
표는 제동 시 스위치들의 상태를 보여준다.
12상의 경우, 차량에서 이러한 기계를 사용하는 것과 관련하여, 제동을 위해, 스위치 설정의 유효한 조합은 제1 고정자 그룹과 관련하여 표 X1에 표시된 컬럼 #1 내지 #6에 표시된 임의의 것 및/또는 제2 고정자 그룹과 관련하여 표 X2의 컬럼 #7 내지 #12에 표시된 것으로부터의 임의의 조합일 수 있다.
기본적으로, 고정자 그룹 중 어느 하나 또는 모두는 6상 기계에서의 단일 그룹과 유사하게 제어될 수 있다; 즉, 로우 측 또는 하이 측에서 그룹 2의 코일 배열 중 하나 또는 모두에 대해 스위치는 폐쇄되고, 다른 것은 개방된다; 적절한 다른 로우/하이 측에서 대응하는 스위치는 개방된다.
본 발명의 양태는 특히 상용 차량의 전기적으로 움직이는 애플리케이션에 적용 가능하고, 특히 고전력 애플리케이션(즉, Pmax/Vdc가 ~ 250kW/320V를 초과하는 경우)과 관련된다.

Claims (4)

  1. 전기 동력 차량에서의 제동 방법에 있어서, 상기 차량은 다상 전기 모터를 포함하는 구동 시스템을 구비하고, 상기 모터는 적어도 하나의 고정자 그룹을 포함하고; 상기 고정자 그룹은 3개의 코일(e2, e4, e6)을 포함하는 제1 고정자 배열 및 상기 제1 고정자 배열로부터 각도 오프셋된 3개의 코일(e2*, e4*, e6*)을 포함하는 제2 고정자 배열을 포함하고,
    상기 제1 배열은 각각의 상기 코일에 대해 로우 측 스위치(32, 34, 36) 및/또는 하이 측 스위치(31, 33, 35)를 각각 포함하는 로우 측 회로 및/또는 하이 측 회로에 연결되어, 선택적으로 전원으로부터 상기 제1 고정자 배열의 각각의 상기 코일을 통해 전류가 흐르게 하도록 구성되고,
    상기 제2 배열은 각각의 상기 코일에 대해 로우 측 스위치(32*, 34*, 36*) 및/또는 하이 측 스위치(31*, 33*, 35*)를 각각 포함하는 로우 측 회로 및/또는 하이 측 회로에 연결되어, 선택적으로 전원으로부터 상기 제2 고정자 배열의 각각의 상기 코일을 통해 전류가 흐르게 하도록 구성되고,
    상기 방법은, 각각의 그룹 중 하나 이상에 대하여:
    상기 제2 또는 제1 배열 중 어느 하나 또는 모두에 대해, i) 상기 로우 측 회로에서의 상기 스위치 중 임의의 2개를 폐쇄 상태로 설정하고 다른 스위치를 개방 상태로 설정하고, 상기 하이 측에서의 모든 상기 스위치를 개방 상태로 설정하고; 그리고/또는 ii) 상기 하이 측 회로에서의 상기 스위치 중 임의의 2개를 폐쇄 상태로 설정하고 다른 스위치를 개방 상태로 설정하고, 상기 로우 측에서의 모든 상기 스위치를 개방 상태로 설정하는 단계
    를 포함하는, 제동 방법.
  2. 제2항에 있어서,
    상기 모터는, 각각의 고정자 그룹에 대해, 상기 제1 배열의 코일(e2, e4, e6)의 각각의 단자의 공통 연결 지점을 제공하는 제1 노드(N) 및 상기 제2 배열의 코일(e2*, e4*, e6*)의 각각의 단자의 공통 연결 지점을 제공하는 제2 노드(N*)를 포함하고, 상기 노드들 사이에 노드 스위치를 포함하는 스타 연결 기계이고, 제동하는 동안 상기 노드 스위치는 폐쇄되는, 제동 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모터는 각각 3개의 코일을 포함하는 2개의 코일 배열을 구비하는 하나의 고정자 그룹을 갖는 6상 모터이고, 상기 배열들은 서로 오프셋되는, 제동 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모터는 2개의 고정자 그룹을 갖는 12상 모터이고, 각각의 고정자 그룹은 각각 3개의 코일을 포함하는 2개의 코일 배열을 구비하고, 상기 배열들은 서로 오프셋되는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3999226B2 (ja) * 2004-11-11 2007-10-31 三菱電機株式会社 電動機制御装置
JP4350676B2 (ja) * 2005-03-31 2009-10-21 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP4449942B2 (ja) 2006-06-19 2010-04-14 株式会社デンソー ハイブリッド電気自動車の制御装置
JP5104647B2 (ja) 2008-08-20 2012-12-19 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車の制御装置及び制御方法
GB2474321B (en) * 2010-08-11 2011-09-14 Protean Holdings Corp Electric motor and method of braking using an electric motor
EP2570291B1 (de) * 2011-09-16 2014-06-25 Siemens Aktiengesellschaft Antriebssystem eines batteriebetriebenen Fahrzeugs mit einer stromrichtergespeisten permanent erregten Synchronmaschine
DE102012203528A1 (de) * 2012-03-06 2013-09-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeug mit elektrischer Maschine und Verfahren zum Betreiben dieser
JP5733259B2 (ja) * 2012-04-05 2015-06-10 株式会社デンソー 回転機の制御装置
DE102013016216A1 (de) * 2013-09-28 2015-04-02 Andreas Stihl Ag & Co. Kg "Verfahren zum Bremsen eines elektrischen Antriebsmotors"
JP2015091174A (ja) * 2013-11-05 2015-05-11 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
DE102014222256A1 (de) * 2014-10-31 2016-05-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Umschalten eines Betriebszustands einer elektrischen Maschine und Vorrichtung zum Umschalten eines Betriebszustands einer elektrischen Maschine
JP2017213614A (ja) * 2016-05-30 2017-12-07 日立工機株式会社 電動工具
CN109383304A (zh) * 2017-08-04 2019-02-26 湖南中车时代电动汽车股份有限公司 一种车辆的电驱动电路及车辆
US11296617B2 (en) * 2017-09-28 2022-04-05 Aisin Corporation Inverter control device
CN211786770U (zh) * 2020-05-29 2020-10-27 江铃汽车股份有限公司 车辆冗余控制系统

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