电机控制器、电机控制器的控制方法、动力总成、电动车辆与流程

本技术涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种电机控制器、电机控制器的控制方法、动力总成、电动车辆。

背景技术：

1、目前对动力电池加热的方式主要有正温度系数电阻(ptc)加热、电驱主动加热、高频脉冲交流电加热等方式，正温度系数电阻加热需要额外的电子器件，因此具有器件冗余、结构复杂等问题。电驱主动加热具有传热路径过长、加热效率低等问题。高频脉冲加热则采用高频脉冲交流电在动力电池的内阻上直接产生焦耳热从而快速加热动力电池。采用高频脉冲加热方式，动力电池的加热效率较高，但是当前脉冲加热方式存在加热过程中电机有非预期扭矩输出，电机噪声和震动较大等问题，同时当前的脉冲加热控制过程存在控制精确度低，控制系统鲁棒性差等问题。

技术实现思路

1、本技术提供的电机控制器、电机控制器的控制方法、动力总成以及电动车辆对脉冲加热过程中电机的直轴电流和交轴电流的闭环控制，从而提高脉冲加热过程中的系统控制精度并降低脉冲加热过程中的电机非预期扭矩输出。

2、第一方面，本技术提供一种脉冲加热动力电池的电机控制器。电机控制器包括逆变电路，逆变电路包括三个开关管桥臂，每个开关管桥臂的两端分别用于通过直流母线连接动力电池的正负极，三个开关管桥臂的桥臂中点分别用于连接电机的三相绕组。三个开关管桥臂的桥臂中点用于输出三相电流，三相电流用于在直流母线上产生脉冲交流电，脉冲交流电用于加热动力电池。三相电流的每相电流为单边三角波、三相电流之和为零。

3、本技术提供的电机控制器可以在直流母线上产生脉冲交流电以加热动力电池，本技术提供的电机控制器在产生脉冲交流电的过程中输出的三相电流为单边三角波，从而可以提升脉冲加热过程中电机绕组所储存的能量，进而提升脉冲交流电的有效值以提高动力电池的加热效率。

4、第一方面的一种实施方式中，电机控制器响应于一个电池加热档位指令，电机控制器用于根据一个电池加热档位指令的指示输出第一三相电流，第一三相电流用于产生第一脉冲交流电。电机控制器响应于另一个电池加热档位指令，电机控制器用于根据另一个电池加热档位指令的指示输出第二三相电流，第二三相电流用于产生第二脉冲交流。一个电池加热档位指令和另一个电池加热档位指令所指示的三相电流的直流偏置量、脉冲交流电的频率值和一个脉冲交流电的幅值中的至少一个不同，第一脉冲交流电和第二脉冲交流电的加热功率不同。

5、第一方面的一种实施方式中，电机控制器用于控制三相电流的交轴电流分量为零，或者用于控制三相电流驱动电机产生的扭矩值小于预设扭矩值。

6、本技术提供的电机控制器在脉冲加热动力电池过程中，电机控制器的逆变电路输出的三相电流的交轴电流分量为零，从而可以使得电机在脉冲加热过程中不输出扭矩，以避免由于电机输出非预期扭矩而导致的振动噪声问题。另一方面，在脉冲加热过程中，由于控制精度等各方面的原因，并不能保证电机输出的扭矩完全为零，电机输出的扭矩小于预设扭矩值，例如预设扭矩值为0.5牛米。

7、第一方面的一种实施方式中，电机控制器用于控制逆变电路输出的三相电流的频率等于脉冲交流电的频率。

8、第一方面的一种实施方式中，电机控制器用于控制三相电流产生的脉冲交流电的波形为非规则正弦波

9、第一方面的一种实施方式中，电机控制器响应于动力电池的温度小于第一预设温度值，电机控制器用于控制逆变电路输出第一三相电流，第一三相电流用于产生第一脉冲交流电；电机控制器响应于动力电池的温度小于第二预设温度值，电机控制器用于控制逆变电路输出第二三相电流，第二三相电流用于产生第二脉冲交流电；第二预设温度小于所述第一预设温度，所述第二脉冲交流电的频率大于所述第一脉冲交流电的频率。

10、动力电池温度较低时需要对动力电池进行脉冲加热，本技术提供的电机控制器可以根据动力电池的不同温度选择输出不同频率的三相电流进而产生不同频率的脉冲交流电最终可以以不同的加热功率加热动力电池。脉冲交流电的频率越高，动力电池的加热功率也越高，因此在动力电池的越低，可以采用越高的加热功率对动力电池进行加热，从而提高动力电池的加热效率。

11、第一方面的一种实施方式中，控制电路包括存储装置，存储装置用于存储多个预设参数组，多个预设参数组分别用于对应多个电池加热档位指令。每个预设参数组包括一个直轴电压的频率值、直轴电压的幅值及一个直轴电流给定值。任意两个预设信号组的直轴电压频率值、直轴电压幅值和直轴电流给定值中至少一个不相同，不同电池加热档位指令所指示的电池加热功率不同。

12、电机控制器向电机的直轴注入直轴电压信号，直轴电压为方波电压。一个直轴电压信号对应的预设参数包括一个直轴电压的频率值、一个直轴电压的幅值以及一个直轴电流给定值，不同的直轴电压的频率值、直轴电压的幅值或者直轴电流给定值对应于不同的加热功率。

13、第一方面的一种实施方式中，电机控制器包括条件处理模块，条件处理模块用于根据电池加热档位指令的指示输出直轴电压频率值信号和直轴电压幅值信号，直轴电压频率值信号用于指示直轴电压的频率值，直轴电压幅值信号用于指示直轴电压的幅值。

14、第一方面的一种实施方式中，脉冲交流电的频率随直轴电压的频率值变化。

15、第一方面的一种实施方式中，控制电路包括直轴电流控制模块和交轴电流控制模块。直轴电流控制模块用于接收直轴电流给定值信号和直轴电流反馈值信号并输出直轴电压偏置信号，直轴电压偏置信号用于指示直轴电压的偏置值，直轴电流给定值信号用于指示直轴电流给定值且直轴电流给定值为直流偏置。交轴电流控制模块用于接收交轴电流给定值信号和交轴电流反馈值信号并输出交轴电压信号，交轴电流给定值信号所指示的交轴电流给定值为零，交轴电流反馈值信号用于指示三相电流的交轴电流分量，交轴电压信号用于调节三相电流的交轴电流分量。交轴电流控制模块通过比较交轴电流给定值和三相电流的交轴电流反馈值大小进而确定交轴电压的大小从而实现了对于交轴电压的闭环控制，提高了交轴电压的控制精度和鲁棒性。

16、第一方面的一种实施方式中，直轴电流给定值信号所指示的直轴电流给定值为负直流偏置，交轴电流给定值所指示的交轴电流给定值为零。

17、本技术实施例中的电机控制器通过设置交轴电流给定值所指示的交轴电流给定值为零可以使得三相电流的交轴电流分量对应为零从而使得电机在脉冲加热过程中不输出扭矩。

18、第一方面的一种实施方式中，控制电路包括低通滤波器，低通滤波器用于过滤三相电流的的直轴电流分量反馈值的高频分量，高频分量随方波电压给定值变化。

19、第一方面的一种实施方式中，方波信号发生器用于根据直轴电压的频率值和直轴电压的幅值输出直轴电压给定信号，直轴电压给定信号用于指示直轴电压的频率值以及直轴电压的幅值。

20、第一方面的一种实施方式中，控制电路包括驱动模块，驱动模块用于根据直轴电压信号以及交轴电压信号输出驱动信号，直轴电压信号包括直轴电压给定信号、直轴电压偏置信号，驱动信号用于控制逆变电路输出三相电流。

21、第二方面，本技术提供一种电机控制器的控制方法，其特征在于，电机控制器包括逆变电路、母线电容，逆变电路包括三个开关管桥臂，每个开关管桥臂的两端分别用于连接母线电容两端，母线电容两端分别用于通过直流母线连接动力电池的正负极，三个开关管桥臂的桥臂中点分别用于连接电机的三相绕组。控制方法包括：

22、响应于一个电池加热档位指令，控制三个开关管桥臂的桥臂中点用于输出第一三相电流，第一三相电流驱动电机产生的扭矩小于预设扭矩值，三相电流用于在直流母线上产生第一脉冲交流电；

23、响应于另一个电池加热档位指令，三个开关管桥臂的桥臂中点用于输出第二三相电流，第二个三相电流驱动电机产生的扭矩小于预设扭矩值，第二三相电流用于在直流母线上产生第二脉冲交流电。

24、第一脉冲交流电和第二脉冲交流电均具有直流偏置，第一脉冲交流电和第二脉冲交流电的频率、幅值或直流偏置量的至少一个不同。

25、第三方面，本技术提供一种动力总成，动力总成包括电机和电机控制器，电机控制器包括直流母线和逆变电路，逆变电路包括三个开关管桥臂，每个开关管桥臂的两端分别用于通过直流母线连接动力电池的正负极，三个开关管桥臂的桥臂中点分别用于连接电机的三相绕组。三个开关管桥臂的桥臂中点用于输出三相电流，三相电流用于在直流母线上产生脉冲交流电，脉冲交流电用于加热动力电池。三相电流的每相电流为单边三角波、三相电流之和为零。

26、本技术第三方面提供的动力总成的有益效果如本技术第一方面提供的电机控制器或者如本技术第二方面提供的电机控制器的控制方法所述，这里不再赘述。

27、第四方面，本技术提供一种电动车辆，电动车辆包括动力电池、车轮和如本技术第三方面所述的动力总成。动力总成的电机控制器用于接收动力电池供电驱动三相电机带动车轮或输出三相电流加热进而在直流母线上产生脉冲交流电以加热动力电池。

28、本技术第四方面提供的电动车辆的有益效果如本技术第一方面提供的电机控制器或者如本技术第三方面提供的动力总成的有益效果所述，这里不再赘述。