电机驱动装置及方法与流程

本发明涉及电机驱动装置，更具体地，涉及配置为根据驱动情况有效地驱动多个电机的电机驱动装置。

背景技术：

1、通常，包括在电机中的各个相的绕组的一端连接至逆变器，另一端彼此连接以形成y型连接。

2、当电机驱动时，逆变器中的开关元件通过脉宽调制(pulse width modulation，pwm)进行接通或关断，并且通过向y型连接的电机的绕组施加线电压而产生交流电，从而产生扭矩。

3、由于利用由电机产生的扭矩作为动力的环保车辆(例如，混合动力电动车辆(hev)、电动车辆(ev)等)的燃料效率(或电效率)由逆变器-电机的电力转换效率决定，因此，为了提高燃料效率，重要的是使逆变器的电力转换效率和电机的效率最大化。

4、逆变器-电机系统的效率主要由逆变器的电压利用率决定。当在电压利用率较高的区间内形成由电机转速和扭矩之间的关系决定的车辆的操作点时，可以提高燃料效率。

5、然而，由于增加电机的绕组的数量以增大电机的最大扭矩会使电压利用率较高的区间远离低扭矩区域，因此，存在燃料效率降低的问题。此外，从燃料效率的角度来看，当将主要操作点设计为处于电压利用率较高的区间时，存在由于电机的最大扭矩受限而导致车辆的加速性能下降的问题。

6、另一方面，四轮驱动动力总成装置也可以通过在电动化车辆的主驱动轮和辅助驱动轮分别设置不同的电机来实现。然而，为了分别控制两个电机，通常为每个电机提供单独的逆变器。在这种情况下，存在需要用于安装逆变器的车内空间并且车辆价格会提高的问题。

7、包括在本发明的背景技术中的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，不可以被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的各个方面旨在提供一种电机驱动装置，所述电机驱动装置配置为根据电机的所需输出在电机驱动模式之间进行切换，同时降低损耗并且提高电压利用率。

2、本发明所要实现的技术目的不限于上述技术目的，本发明所属领域的技术人员将清楚地理解未描述的其他技术目的。

3、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电机驱动装置，其包括第一电机、第二电机、第一逆变器、第二逆变器、第一切换开关、第二切换开关和控制器，所述第一电机包括分别对应于多个相的多个第一绕组；所述第二电机包括分别对应于多个相的多个第二绕组；所述第一逆变器包括多个第一开关元件并且连接至各个第一绕组的第一端；所述第二逆变器包括多个第二开关元件；所述第一切换开关包括多个第三开关元件，所述多个第三开关元件的第一端分别连接至各个第一绕组的第二端，所述多个第三开关元件的第二端彼此连接；所述第二切换开关包括多个开关，所述多个开关选择性地将第二逆变器与多个第一绕组的每一个的第二端连接或者将第二逆变器与多个第二绕组的每一个的第一端连接；所述控制器配置为基于预设条件控制多个第一开关元件、多个第二开关元件、多个第三开关元件和多个开关的状态。

4、例如，所述第二切换开关可以具有：第一状态，其中，通过控制多个开关，第二逆变器与各个第一绕组的第二端连接；第二状态，其中，通过控制多个开关，第二逆变器与各个第二绕组的第一端连接；关断状态，其中，通过控制多个开关，第二逆变器、各个第二绕组的第一端和各个第一绕组的第二端彼此电断开。

5、例如，预设条件包括是否需要驱动第二电机，当需要驱动第二电机时，所述控制器可以接通第一切换开关并且将第二切换开关控制为第二状态。

6、例如，当需要驱动第二电机时，所述控制器可以配置为根据第二电机的驱动需求，通过脉宽调制来控制第二逆变器。

7、例如，所述控制器可以配置为基于对第一电机的扭矩指令将闭合端部绕组模式或开放端部绕组模式确定为第一电机的驱动模式。

8、例如，所述控制器可以配置为基于与扭矩指令相对应的第一电机的反向磁通(reverse magnetic flux)确定驱动模式。

9、例如，所述控制器可以配置为基于根据扭矩和rpm为每个操作点预设驱动模式的映射图确定驱动模式。

10、例如，当将闭合端部绕组模式确定为驱动模式时，所述控制器可以关断第二逆变器，接通第一切换开关，关断第二切换开关，并且通过脉宽调制(pwm)控制第一逆变器。

11、例如，当将开放端部绕组模式确定为驱动模式时，所述控制器可以关断第一切换开关，将第二切换开关控制为第一状态，并且通过pwm控制第一逆变器和第二逆变器。

12、例如，所述控制器可以配置为：当不需要驱动第二电机时，将闭合端部绕组模式或开放端部绕组模式确定为驱动模式。

13、此外，根据本发明的示例性实施方案，一种控制电机驱动装置的方法，所述电机驱动装置包括第一电机、第二电机、第一逆变器和第二逆变器，所述第一电机包括分别对应于多个相的多个第一绕组；所述第二电机包括分别对应于多个相的多个第二绕组；所述第一逆变器包括多个第一开关元件并且连接至各个第一绕组的第一端；所述第二逆变器包括多个第二开关元件，所述方法可以包括：确定是否需要驱动第二电机；当需要驱动第二电机时，接通第一切换开关，所述第一切换开关包括多个第三开关元件，所述多个第三开关元件的第一端分别连接至各个第一绕组的第二端，所述多个第三开关元件的第二端彼此连接；通过第二切换开关将第二逆变器与各个第二绕组的第一端连接；通过pwm控制第二逆变器。

14、例如，所述方法可以进一步包括：当不需要驱动第二电机时，基于对第一电机的扭矩指令将第一电机的驱动模式确定为闭合端部绕组模式或开放端部绕组模式。

15、例如，所述方法可以进一步包括：当将第一电机的驱动模式确定为闭合端部绕组模式时，接通第一切换开关；关断第二切换开关；关断第二逆变器；通过pwm控制第一逆变器。

16、例如，所述方法可以进一步包括：当将第一电机的驱动模式确定为开放端部绕组模式时，关断第一切换开关；通过第二切换开关将第二逆变器与各个第一绕组的第二端连接；通过脉宽调制(pwm)控制第一逆变器和第二逆变器。

17、例如，第二电机的驱动需求可以包括四轮驱动需求。

18、根据电机驱动装置，当驱动单个电机时，可以基于电机的反向磁通和所需输出来切换电机驱动模式，从而可以根据驱动情况选择性地提高效率或增大输出。

19、此外，可以利用单个电机驱动系统同时驱动两个电机，从而与包括针对每个电机的单独的逆变器的结构相比，可以提高车辆中的空间效率。

20、本发明的方法和装置具有其它的特征和优点，这些特征和优点从并入本文的所附附图和下面的详细描述中将是显而易见的，或者将在并入本文的所附附图和下面的详细描述中进行更详细的陈述，所附附图和下面的详细描述共同用于解释本发明的特定原理。

技术特征：

1.一种电机驱动装置，其包括：

2.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其中，所述第二切换开关包括以下工作状态：

3.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其中，

4.根据权利要求3所述的电机驱动装置，其中，当需要驱动第二电机时，所述控制器进一步配置为：根据第二电机的驱动需求，通过脉宽调制控制第二逆变器。

5.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其中，所述控制器进一步配置为：基于对第一电机的扭矩指令将闭合端部绕组模式或开放端部绕组模式确定为第一电机的驱动模式。

6.根据权利要求5所述的电机驱动装置，其中，所述控制器进一步配置为：基于与所述扭矩指令相对应的第一电机的反向磁通来确定所述驱动模式。

7.根据权利要求5所述的电机驱动装置，其中，所述控制器进一步配置为：基于根据扭矩和每分钟转数为每个操作点预设驱动模式的映射图来确定所述驱动模式。

8.根据权利要求5所述的电机驱动装置，其中，所述控制器进一步配置为：当将闭合端部绕组模式确定为所述驱动模式时，关断第二逆变器，接通第一切换开关，关断第二切换开关，并且通过脉宽调制控制第一逆变器。

9.根据权利要求5所述的电机驱动装置，其中，所述控制器进一步配置为：当将开放端部绕组模式确定为所述驱动模式时，关断第一切换开关，将第二切换开关控制为第一状态，并且通过脉宽调制控制第一逆变器和第二逆变器。

10.根据权利要求5所述的电机驱动装置，其中，所述控制器进一步配置为：当不需要驱动第二电机时，将闭合端部绕组模式或开放端部绕组模式确定为所述驱动模式。

11.一种控制电机驱动装置的方法，所述电机驱动装置包括第一电机、第二电机、第一逆变器和第二逆变器，所述第一电机包括分别对应于多个相的多个第一绕组；所述第二电机包括分别对应于多个相的多个第二绕组；所述第一逆变器包括多个第一开关元件并且连接至各个第一绕组的第一端；所述第二逆变器包括多个第二开关元件，所述方法包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二切换开关包括多个开关，所述多个开关选择性地将第二逆变器与各个第一绕组的第二端连接或者将第二逆变器与各个第二绕组的第一端连接。

13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：当不需要驱动第二电机时，基于对第一电机的扭矩指令将第一电机的驱动模式确定为闭合端部绕组模式或开放端部绕组模式。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：

15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：

16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述控制器进一步配置为：基于与所述扭矩指令相对应的第一电机的反向磁通来确定所述驱动模式。

17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述控制器进一步配置为：基于根据扭矩和每分钟转数为每个操作点预设驱动模式的映射图来确定所述驱动模式。

18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二电机的驱动需求包括四轮驱动需求。

技术总结
本发明涉及电机驱动装置及方法。所述装置包括第一电机、第二电机、第一逆变器、第二逆变器、第一切换开关、第二切换开关和控制器，第一电机包括分别对应于多个相的第一绕组；第二电机包括分别对应于多个相的第二绕组；第一逆变器包括第一开关元件并且连接至各个第一绕组的第一端；第二逆变器包括第二开关元件；第一切换开关包括第三开关元件，第三开关元件的第一端分别连接至各个第一绕组的第二端，第二端彼此连接；第二切换开关包括多个开关，所述多个开关选择性地将第二逆变器与各个第一绕组的第二端连接或者将第二逆变器与各个第二绕组的第一端连接；控制器配置为基于预设条件控制第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件和多个开关的状态。

技术研发人员：张汉根,朴内春,金寅镐,申相哲,郑澈愚
受保护的技术使用者：现代自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1