混合动力汽车及其电机的控制方法和装置与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种混合动力汽车中电机的控制方法、一种非临时性计算机可读存储介质、一种混合动力汽车中电机的控制装置和一种混合动力汽车。

背景技术：

相关技术的混合动力汽车中的逆变器与电池连接，且逆变器的三相交流端与永磁同步电机相连，永磁同步电机可在发电机的带动下进行发电，以为电池充电，然而，当永磁同步电机的转速达到一定值时，电机的反电动势高于电池的电压，电机的三相会产生电压差，出现不可控的电流，此时可能会导致电池被烧毁。

目前，当出现不可控的电流时，可通过整车控制永磁同步电机，即可通过司机踩刹车来降低永磁同步电机的转速，以减小对电池的损害，但司机一般无法及时地获取到出现不可控整流的信息，因此司机无法及时地对永磁同步电机的转速进行控制；还可通过发动机控制永磁同步电机，此时，发动机会出现动力不足的现象。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种混合动力汽车中电机的控制方法，能够在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。

本发明的第二个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

本发明的第三个目的在于提出一种混合动力汽车中电机的控制装置。

本发明的第四个目的在于提出一种混合动力汽车。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种混合动力汽车中电机的控制方法，所述电机与发动机进行动力连接以在所述发动机的带动下进行发电，所述电机的三相端与逆变器的三相交流端相连，所述逆变器的直流端与动力电池相连，所述控制方法包括以下步骤：在所述混合动力汽车整车上电后，实时接收整车信息，并根据所述整车信息判断是否有发电需求；如果有所述发电需求，则控制所述电机在所述发动机的带动下进行发电工作；如果没有所述发电需求，则判断所述电机是否发生故障，并在所述电机未发生故障时对所述电机进行弱磁控制。

根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制方法，电机与发动机进行动力连接，电机与逆变器相连，且逆变器与动力电池相连，在混合动力汽车整车上电后，实时接收整车信息，并根据整车信息判断是否有发电需求，如果有发电需求，则控制电机在发动机的带动下进行发电工作，如果没有发电需求，则判断电机是否发生故障，并在电机未发生故障时对电机进行弱磁控制。由此，通过对电机进行弱磁控制，能够有效地控制电机的反电动势，以使电机的反电动势小于逆变器的直流端电压，从而能够在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面实施例提出的混合动力汽车中电机的控制方法。

根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行其存储的计算机程序，通过对电机进行弱磁控制，能够有效地控制电机的反电动势，以使电机的反电动势小于逆变器的直流端电压，从而能够在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种混合动力汽车中电机的控制装置，所述电机与发动机进行动力连接以在所述发动机的带动下进行发电，所述电机的三相端通过三相可控开关与逆变器的三相交流端相连，所述逆变器的直流端与动力电池相连，所述控制装置包括：第一接收模块，所述第一接收模块用于在所述混合动力汽车整车上电后，实时接收整车信息；第一判断模块，所述第一判断模块用于根据所述整车信息判断是否有发电需求；第二判断模块，所述第二判断模块用于在所述第一判断模块判断没有所述发电需求时，判断所述电机是否发生故障；控制模块，所述控制模块用于在所述第一判断模块判断有所述发电需求时，控制所述电机在所述发动机的带动下进行发电工作，并在所述第二判断模块判断所述电机未发生故障时对所述电机进行弱磁控制。

根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制装置，电机与发动机进行动力连接，电机通过三相可控开关与逆变器相连，且逆变器与动力电池相连，通过第一接收模块在混合动力汽车整车上电后，实时接收整车信息，以及通过第一判断模块根据整车信息判断是否有发电需求，并通过第二判断模块在第一判断模块判断没有发电需求时，判断电机是否发生故障，以及通过控制模块在第一判断模块判断有发电需求时，控制电机在发动机的带动下进行发电工作，并在第二判断模块判断电机未发生故障时对电机进行弱磁控制。由此，通过对电机进行弱磁控制，能够有效地控制电机的反电动势，以使电机的反电动势小于逆变器的直流端电压，从而能够在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种混合动力汽车。

本发明实施例的混合动力汽车，包括本发明上述实施例提出的混合动力汽车中电机的控制装置，其具体的实施方式可参照上述实施例，为避免冗余，在此不再赘述。

根据本发明实施例的混合动力汽车，通过对电机进行弱磁控制，能够有效地控制电机的反电动势，以使电机的反电动势小于逆变器的直流端电压，从而能够在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过对本发明的实践了解到。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的动力电池、电机与逆变器的连接关系图；

图2为根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制方法的流程图；

图3为根据本发明一个实施例的三相可控开关与电机、逆变器的连接关系图；

图4为根据本发明一个具体实施例的混合动力汽车中电机的控制方法的流程图；

图5为根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制装置的方框示意图；

图6为根据本发明一个实施例的混合动力汽车中电机的控制装置的方框示意图；

图7为根据本发明另一个实施例的混合动力汽车中电机的控制装置的方框示意图；

图8为根据本发明又一个实施例的混合动力汽车中电机的控制装置的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图来描述本发明实施例的混合动力汽车及其电机的控制方法和装置。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，电机3与发动机4进行动力连接以在发动机4的带动下进行发电，电机3的三相端与逆变器2的三相交流端相连，逆变器2的直流端与动力电池1相连。

图2为根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制方法的流程图。

如图2所示，本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制方法，包括以下步骤：

s1，在混合动力汽车整车上电后，实时接收整车信息，并根据整车信息判断是否有发电需求。

在本发明的一个实施例中，混合动力汽车中电机可为bsg(beltdrivenstartergenerator，皮带驱动启动发电机)电机，属于永磁同步电机。bsg控制器可实时接收动力电池中储存的电量、混合动力汽车中动力电机的运行状态等整车信息，并根据该整车信息判断是否有发电需求。例如，当动力电池中储存的电量较低，可判断有发电需求；或者动力电机需要工作时，可判断有发电需求；或者动力电池中储存的电量较低，且动力电机需要工作时，可判断有发电需求。

s2，如果有发电需求，则控制电机在发动机的带动下进行发电工作。

也就是说，当需要电机进行发电工作时，bsg控制器可控制逆变器正常地输出扭矩，以控制电机在发动机的带动下进行发电工作。

s3，如果没有发电需求，则判断电机是否发生故障，并在电机未发生故障时对电机进行弱磁控制。

具体地，当电机不需要进行发电工作，且判断电机未发生故障，并判断bsg控制器可正常进行工作时，bsg控制器可通过控制逆变器输出0扭矩控制信号，并对电机进行弱磁控制(增加电机定子中直轴去磁电流的分量，维持电机在高速运转时电压的平衡)，以减小电机的反电动势，使电机的反电动势小于逆变器的直流端电压，从而使电机的三相不会产生电压差，防止逆变器发生不可控整流。

进一步地，当没有所述发电需求时，bsg控制器还可判断发动机是否处于工作状态，并在发动机未处于工作状态时，关闭逆变器输出，以停止对电机进行弱磁控制，从而减小其功率损耗。

在本发明的一个实施例中，可获取逆变器的直流端电压，并根据直流端电压获取电机的转速阈值。其中，可基于电机的反电动势与转速的关系以及直流端电压获取电机的转速阈值。

具体地，电机的反电动势不仅与逆变器的直流端电压存在着对应关系，而且与电机的转速也存在着对应关系，由此，直流端电压与电机的转速存在着对应关系，因而可根据直流端电压获取电机的转速阈值。

在本发明的一个实施例中，当bsg控制器不能正常进行工作，例如当电机发生故障时，可根据转速阈值对发动机的转速进行限制，并实时获取电机的当前转速。

进一步地，可判断当前转速是否大于转速阈值。如果当前转速大于转速阈值，可控制电机进入三相短路状态。

具体地，当电机的当前转速大于预设阈值时，电机的反电动势高于逆变器的直流端电压，此时，可控制电机进入三相短路状态，即可同时关断三相的上桥臂和开通三相的下桥臂，或者同时关断三相的下桥臂和开通三相的上桥臂，以使电机与逆变器之间无法形成回路，从而防止逆变器发生不可控整流。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，电机3的三相端可通过三相可控开关5与逆变器2的三相交流端相连。其中，三相可控开关5可包括可控开关k1、可控开关k2和可控开关k3，控制三相可控开关5关断，即控制可控开关k1、可控开关k2和可控开关k3中的至少两相可控开关关断；控制三相可控开关5闭合，即控制可控开关k1、可控开关k2和可控开关k3均闭合。

在本发明的一个实施例中，可判断电机是否处于极限工况，例如，可判断电机是否出现持续过温的情况。如果电机处于极限工况，则可控制电机进行扭矩卸载，直到电机的扭矩卸载至0后可控制三相可控开关断开。

具体地，当出现电机的电流过大，电机持续过温等极限工况时，电机的电流可通过三相可控开关流入逆变器，从而对三相可控开关造成损坏。由于电机的温度较高，电机的绝缘层容易发生老化，使电机的漏电流增加，漏电流增加可进一步对电机的绝缘层进行破坏，同时，可导致电机的轴承润滑失效，电机的使用寿命大大缩短。而控制三相可控开关断开，可防止继续产生较大的电流，降低电机的温度，从而保护电机和三相可控开关免于损坏。

其中，在控制三相可控开关断开之前，可控制逆变器输出电流控制信号，使电机的电流给0，从而控制电机的扭矩给0。电机的扭矩给0，即与三相可控开关相连接的负载为零，此时改变三相可控开关的开关状态，相比于在三相可控开关与非零负载连接时改变其开关状态，可降低对电机的损害。

根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制方法，电机与发动机进行动力连接，电机与逆变器相连，且逆变器与动力电池相连，在混合动力汽车整车上电后，实时接收整车信息，并根据整车信息判断是否有发电需求，如果有发电需求，则控制电机在发动机的带动下进行发电工作，如果没有发电需求，则判断电机是否发生故障，并在电机未发生故障时对电机进行弱磁控制。由此，通过对电机进行弱磁控制，能够有效地控制电机的反电动势，以使电机的反电动势小于逆变器的直流端电压，从而能够在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。

在本发明的一个具体实施例中，如图4所示，混合动力汽车中电机的控制方法可包括以下步骤：

s301，混合动力汽车整车上电。

s302，控制三相可控开关闭合。

s303，获取逆变器的直流端电压，并根据直流端电压获取电机的转速阈值。

s304，获取整车信息。其中，整车信息可包括动力电池中储存的电量、混合动力汽车中动力电机的运行状态等。

s305，判断电机是否需要进行工作。例如，判断是否需要电机进行发电等工作。如果是，则执行步骤s306；如果否，则执行步骤s307。

s306，控制逆变器正常地输出扭矩以控制电机进行工作。

s307，判断是否存在电机发生故障或发动机未处于工作状态的情况。如果是，则执行步骤s309；如果否，则执行步骤s308。

s308，控制逆变器输出0扭矩控制信号以对电机进行弱磁控制。也就是说，当电机未发生故障，且发动机处于工作状态时，可对电机进行弱磁控制，以防止逆变器发生不可控整流。

s309，关闭逆变器输出以停止对电机进行弱磁控制。也就是说，当电机发生故障或发动机未处于工作状态时，可停止对电机进行弱磁控制，以减少功率损耗。

s310，根据电机的转速阈值对发动机的转速进行限制，并实时获取电机的当前转速。

s311，判断电机的当前转速是否大于电机的预设阈值。如果是，则执行步骤s312；如果否，则执行步骤s313。

s312，控制电机进入三相短路状态。具体地，当电机的当前转速大于预设阈值时，电机的反电动势高于逆变器的直流端电压，逆变器可发生不可控整流，可控制电机进入三相短路状态，即可同时关断三相的上桥臂和开通三相的下桥臂，或者同时关断三相的下桥臂和开通三相的上桥臂。

s313，判断电机是否处于极限工况。例如，可判断电机是否处于持续过温状态。如果是，则执行步骤s315；如果否，则执行步骤s314。

s314，保持三相可控开关处于闭合状态。

s315，控制电机进行扭矩卸载。其中，可通过控制逆变器输出电流控制信号，使电机的电流给0，以对电机进行扭矩卸载。

s316，判断电机的扭矩是否为0。如果是，则执行步骤s317；如果否，则执行步骤s315。也就是说，当电机的电流给0，以控制电机的扭矩给0时，可执行步骤s317；当电机扭矩不为0时，可继续控制电机进行扭矩卸载，直至电机的扭矩为0时，可执行步骤s317。

s317，控制三相可控开关断开。也就是说，在控制三相可控开关断开之前，可控制电机进行卸载扭矩，直到电机的扭矩卸载至0。电机的扭矩给0，即与三相可控开关相连接的负载为零，此时改变三相可控开关的开关状态，相比于在三相可控开关与非零负载连接时改变其开关状态，可降低对电机的损害。

对应上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质。

本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其中当该程序被处理器执行时，可实现本发明上述实施例提出的混合动力汽车中电机的控制方法。

根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行其存储的计算机程序，通过对电机进行弱磁控制，能够有效地控制电机的反电动势，以使电机的反电动势小于逆变器的直流端电压，从而能够在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。

对应上述实施例，本发明还提出一种混合动力汽车中电机的控制装置。

如图5所示，本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制装置包括第一接收模块10、第一判断模块20、第二判断模块30和控制模块40和。

其中，第一接收模块10用于在混合动力汽车整车上电后，实时接收整车信息；第一判断模块20用于根据整车信息判断是否有发电需求；第二判断模块30用于在第一判断模块20判断没有所述发电需求时，判断所述电机是否发生故障；控制模块40用于在第一判断模块判断20有发电需求时，控制电机在发动机的带动下进行发电工作，并在第二判断模块30判断电机未发生故障时对电机进行弱磁控制。

在本发明的一个实施例中，混合动力汽车中电机可为bsg(beltdrivenstartergenerator，皮带驱动启动发电机)电机，属于永磁同步电机。bsg控制器可通过第一接收模块10实时接收动力电池中储存的电量、混合动力汽车中动力电机的运行状态等整车信息，并可通过第一判断模块20根据该整车信息判断是否有发电需求。例如，当动力电池中储存的电量较低，第一判断模块20可判断有发电需求；或者当动力电机需要工作时，第一判断模块20可判断有发电需求；或者当动力电池中储存的电量较低，且动力电机需要工作时，第一判断模块20可判断有发电需求。

在本发明的一个实施例中，当需要电机进行发电工作时，bsg控制器可通过控制模块40控制逆变器正常地输出扭矩，以控制电机在发动机的带动下进行发电工作。

在本发明的一个实施例中，如果没有发电需求，且判断电机未发生故障，并判断bsg控制器可正常进行工作时，bsg控制器可通过控制模块40控制逆变器输出0扭矩控制信号，并对电机进行弱磁控制(增加电机定子中直轴去磁电流的分量，以维持电机在高速运转时电压的平衡)，以减小电机的反电动势，使电机的反电动势小于逆变器的直流端电压，从而使电机的三相不会产生电压差，防止逆变器发生不可控整流。

进一步地，如图6所示，混合动力汽车中电机的控制装置还包括第三判断模块50。当没有所述发电需求时，bsg控制器可通过控制第三判断模块50判断发动机是否处于工作状态，并在第三判断模块50判断发动机未处于工作状态时，通过控制模块40关闭逆变器输出，以停止对电机进行弱磁控制，从而减小功率损耗。

在本发明的一个实施例中，如图7所示，混合动力汽车中电机的控制装置还包括第一获取模块60、第二获取模块70和第四判断模块80。

第一获取模块60可获取逆变器的直流端电压，并根据直流端电压获取电机的转速阈值。其中，第一获取模块60可基于电机的反电动势与转速的关系以及直流端电压获取电机的转速阈值。

具体地，电机的反电动势不仅与逆变器的直流端电压存在着对应关系，而且与电机的转速也存在着对应关系，由此，直流端电压与电机的转速存在着对应关系，因而第一获取模块60可根据直流端电压获取电机的转速阈值。

在本发明的一个实施例中，当bsg控制器不能正常进行工作，例如当第一判断模块20判断电机发生故障时，控制模块40可根据转速阈值对发动机的转速进行限制，且第三获取模块60可实时获取电机的当前转速。

进一步地，第四判断模块80可判断当前转速是否大于转速阈值。如果第四判断模块80判断当前转速大于转速阈值，控制模块40可控制电机进入三相短路状态。

具体地，当电机的当前转速大于预设阈值时，电机的反电动势高于逆变器的直流端电压，此时，可控制电机进入三相短路状态，即可同时关断三相的上桥臂和开通三相的下桥臂，或者同时关断三相的下桥臂和开通三相的上桥臂，以使电机与逆变器之间无法形成回路，从而防止逆变器发生不可控整流。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，电机3的三相端可通过三相可控开关5与逆变器2的三相交流端相连。其中，三相可控开关5可包括可控开关k1、可控开关k2和可控开关k3，控制三相可控开关5关断，即控制可控开关k1、可控开关k2和可控开关k3中的至少两相可控开关关断；控制三相可控开关5闭合，即控制可控开关k1、可控开关k2和可控开关k3均闭合。

在本发明的一个实施例中，如图8所示，混合动力汽车中电机的控制装置还包括第五判断模块90，第五判断模块90可判断电机是否处于极限工况，例如，可判断电机是否出现持续过温的情况。如果第五判断模块90判断电机处于极限工况，则控制模块40可控制电机进行扭矩卸载，直到电机的扭矩卸载至0后可控制三相可控开关断开。

具体地，当出现电机的电流过大，电机出现持续过温等极限工况时，电机的电流可通过三相可控开关流入逆变器，从而对三相可控开关造成损坏。由于电机的温度较高，电机的绝缘层容易发生老化，使电机的漏电流增加，漏电流增加会进一步对电机的绝缘层进行破坏，同时，可导致电机的轴承润滑失效，电机的使用寿命大大缩短。而控制模块30控制三相可控开关断开，可防止继续产生较大的电流，降低电机的温度，从而保护电机和三相可控开关免于损坏。

其中，在控制模块40控制三相可控开关断开之前，可控制逆变器输出电流控制信号，使电机的电流给0，从而控制电机的扭矩给0。电机的扭矩给0，即与三相可控开关相连接的负载为零，此时改变三相可控开关的开关状态，相比于在三相可控开关与非零负载时改变其开关状态，可降低对电机的损害。

根据本发明实施例的混合动力汽车中电机的控制装置，电机与发动机进行动力连接，电机通过三相可控开关与逆变器相连，且逆变器与动力电池相连，通过第一接收模块在混合动力汽车整车上电后，实时接收整车信息，以及通过第一判断模块根据整车信息判断是否有发电需求，并通过第二判断模块在第一判断模块判断没有发电需求时，判断电机是否发生故障，以及通过控制模块在第一判断模块判断有发电需求时，控制电机在发动机的带动下进行发电工作，并在第二判断模块判断电机未发生故障时对电机进行弱磁控制。由此，通过对电机进行弱磁控制，能够有效地控制电机的反电动势，以使电机的反电动势小于逆变器的直流端电压，从而能够在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。

对应上述实施例，本发明还提出一种混合动力汽车。

本发明实施例的混合动力汽车，包括本发明上述实施例提出的混合动力汽车中电机的控制装置，其具体的实施方式可参照上述实施例，为避免冗余，在此不再赘述。

根据本发明实施例的混合动力汽车，通过对电机进行弱磁控制，能够有效地控制电机的反电动势，以使电机的反电动势小于逆变器的直流端电压，从而能够在不影响其他器件正常使用的情况下，及时有效地防止逆变器发生不可控整流，保护动力电池免于损坏。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。