用于电动车辆混合动力总成的双电机控制器及电动车辆的制作方法

本技术涉及电动汽车领域，特别涉及用于电动车辆混合动力总成的双电机控制器及电动车辆。

背景技术：

1、随着近年来能源和环境问题的日益突出，以燃油作为能源的汽车受到了一定的限制和冲击。电动汽车以动力电池作为动力来源，相较于传统的燃油汽车具有节能、低污染、效率高等众多优点，因此在近些年来得到迅猛发展。

2、但由于电动汽车的动力电池的容量有限，当电动汽车行驶过程中，若行驶路径上未设置充电桩或者设置少量的充电桩，则会影响电动汽车的正常行驶。具有混动的电动汽车作为电动汽车的一种，以其可以实现燃油发动机带动发电机产电，并为动力电池提供电量而被广泛应用。

3、电动汽车在低温环境下，其动力电池的充放电能力急剧下降，因此需要对动力电池进行加热从而使电动汽车正常行驶。当前较为常见的加热方式有正温度系数加热(positive temperature coefficient ceramic heating mode，ptc)以及电机主动加热等多种加热方式，上述加热方式均通过加热水路方式实现加热电池，加热速率不高，影响用户体验。

技术实现思路

1、本技术用于电动车辆混合动力总成的双电机控制器及电动车辆，用于提高动力电池的加热效率，提升用户的驾乘体验。

2、第一方面，本技术提供一种用于电动车辆混合动力总成的双电机控制器，双电机控制器包括发电机功率电路、电动机功率电路和控制电路，发电机功率电路的多个开关管桥臂的桥臂中点分别用于连接发电机的多相绕组，电动机功率电路的多个开关管桥臂的桥臂中点分别用于连接电动机的多相绕组，发电机的多相绕组的中心抽头和电动机的多相绕组的中心抽头用于连接动力电池一端，发电机功率电路的每个开关管桥臂一端和电动机功率电路的一端用于通过直流母线连接动力电池另一端；发电机功率电路的每个开关管桥臂一端和电动机功率电路的每个开关管桥臂一端用于连接母线电容一端，发电机功率电路的每个开关管桥臂一端和电动机功率电路的每个开关管桥臂另一端用于连接母线电容另一端；控制电路用于控制电动机功率电路或发电机功率电路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。

3、通过控制电路控制电动机功率电路或者发电机功率电路，使动力电池对母线电容的放电过程与母线电容对动力电池的充电过程交替进行，进而在直流母线上产生脉冲交流电，实现动力电池的升温。由于母线电容参与了充放电的过程，避免了动力电池放电时有大量电流从母线电容经过，提升了动力电池的加热效率，此外使用电动机功率电路和发电机功率电路，相比于单个功率电路的电流明显提升，从而也可以显著提升动力电池的加热效率。

4、作为一种可能的实施方式，控制电路用于：控制至少一个桥臂的下桥臂开关管以预设占空比导通或者控制至少一个桥臂的上桥臂开关管和下桥臂开关管交替导通，动力电池放电；控制至少一个桥臂的上桥臂开关管以预设占空比导通或者控制至少一个桥臂的上桥臂开关管和下桥臂开关管交替导通，动力电池充电。

5、作为一种可能的实施方式，动力电池的放电过程包括第一放电时段和第二放电时段，其中：在第一放电时段，至少一个桥臂的下桥臂开关管导通，动力电池用于为至少一个桥臂对应的绕组供电；在第二放电时段，至少一个桥臂的下桥臂开关管断开，动力电池用于为母线电容和至少一个桥臂对应的绕组供电。

6、作为一种可能的实施方式，动力电池的充电过程包括第一充电时段和第二充电时段，其中：在第一充电时段，至少一个桥臂的上桥臂开关管导通，动力电池用于接收母线电容和至少一个桥臂对应的绕组供电；在第二充电时段，至少一个桥臂的上桥臂开关管断开，动力电池用于接收至少一个桥臂对应的绕组供电。

7、作为一种可能的实施方式，控制电路响应于动力电池的温度小于第一预设温度，控制电路用于控制电动机功率电路和发电机功率电路其中之一输出三相电流；控制电路响应于动力电池的温度小于第二预设温度，控制电路用于控制电动机功率电路和发电机功率电路均输出三相电流，第二预设温度小于第一预设温度。

8、本技术提供的双电机控制器可以用于脉冲加热动力电池，在脉冲加热动力电池过程中，本技术提供的双电机控制器可以根据动力电池的温度选择一个功率电路产生脉冲交流电或者两个功率电路同时产生脉冲交流电。如果电池温度较高，可以利用一个功率电路产生脉冲交流电加热动力电池，如果电池温度较低，可以利用两个个功率电路产生脉冲交流电以更高的加热功率加热动力电池。

9、作为一种可能的实施方式，动力电池充放电过程中，发电机功率电路和电动机功率电路的三相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，三相电流包括u相电流、v相电流和w相电流，控制电路用于：响应于发电机功率电路和电动机功率电路输出的u相电流、v相电流或w相电流的相位差大于预设值，调整发电机功率电路的开关管的开关频率和/或电动机功率电路的开关管的开关频率，以降低发电机功率电路和电动机功率电路的输出的u相电流、v相电流和w相电流的相位差。

10、由于三相电流和脉冲电流的频率相同，通过检测两个三相桥臂对应的同相电流的相位差，同样可以判断两个三相桥臂产生的脉冲电流的相位差是否大于预设值。当两个三相桥臂输出的某相电流的相位差大于预设值，则可以调整两个三相桥臂中至少一个三相桥臂的开关管的开关频率以降低两个三相桥臂输出的某相电流的相位差，以提高动力电池的加热效率。

11、作为一种可能的实施方式，控制电路用于：响应于发电机功率电路和电动机功率电路输出的u相电流、v相电流或w相电流的相位差大于预设值，调整发电机功率电路的开关管的开关频率和/或电动机功率电路的开关管的开关频率，直到发电机功率电路和电动机功率电路输出的u相电流、v相电流或w相电流的相位差不大于预设值。

12、通过调整发电机功率电路的开关管的开关频率和/或电动机功率电路的开关频率，使发电机功率电路和电动机功率电路输出的u相电流、v相电流或w相电流的相位差不大于预设值，从而提高动力电池的加热效率。

13、作为一种可能的实施方式，控制电路用于：响应于发电机功率电路和电动机功率电路输出的u相电流、v相电流或w相电流的相位差不大于预设值，控制发电机功率电路的开关管的开关频率和电动机功率电路的开关管的开关频率为设定频率。

14、若确定发电机功率电路和电动机功率电路输出的u相电流、v相电流或w相电流的相位差不大于预设值，则控制发电机功率电路的开关管的开关频率和电动机功率电路的开关管的开关频率为设定频率，如此可以控制每个三相桥臂输出的三相电流的直轴电流分量的频率为预设频率，从而避免发电机功率电路和电动机功率电路输出的u相电流、v相电流或w相电流再次产生相位差。

15、作为一种可能的实施方式，控制电路用于：响应于发电机功率电路和电动机功率电路在直流母线上产生的脉冲电流的相位差大于预设值，控制发电机功率电路和的开关管的开关频率和/或电动机功率电路的开关管的开关频率，以降低发电机功率电路和电动机功率电路产生的脉冲电流的相位差。

16、作为一种可能的实施方式，控制电路用于：响应于发电机功率电路和电动机功率电路在直流母线上产生的脉冲电流的相位差大于预设值，控制发电机功率电路的开关管的开关频率和/或电动机功率电路的开关管的开关频率，直到发电机功率电路和电动机功率电路在直流母线上产生的脉冲电流的相位差不大于预设值。

17、通过调整发电机功率电路的开关管的开关频率和/或电动机功率电路的开关频率，使发电机功率电路和电动机功率电路在直流母线上产生的脉冲电流的相位差不大于预设值，从而提高动力电池的加热效率。

18、作为一种可能的实施方式，控制电路用于：响应于发电机功率电路和电动机功率电路在直流母线上产生的脉冲电流的相位差不大于预设值，控制发电机功率电路的开关管的开关频率和电动机功率电路的开关管的开关频率为设定频率。

19、若确定发电机功率电路和电动机功率电路在直流母线上产生的脉冲电流不大于预设值，则控制发电机功率电路的开关管的开关频率和电动机功率电路的开关管的开关频率为设定频率，如此可以控制每个三相桥臂输出的三相电流的直轴电流分量的频率为预设频率，从而避免发电机功率电路和电动机功率电路在直流母线上产生的脉冲电流再次产生相位差。

20、作为一种可能的实施方式，控制电路用于：响应于发电机功率电路和电动机功率电路在直流母线上产生的脉冲电流的相位差大于预设值，控制发电机功率电路先产生脉冲电流，控制电动机功率电路后产生脉冲电流，或者，控制电动机功率电路先产生脉冲电流，控制发电机功率电路后产生脉冲电流。

21、通过调整产生脉冲电流的先后顺序，使发电机功率电路和电动机功率电路输出的相位差降低，从而提高动力电池的加热效率。

22、作为一种可能的实施方式，发电机功率电路输出的三相电流为第一三相电流，电动机功率电路输出的三相电流为第二三相电流，第一三相电流的每相电流在任意两个相邻周期内的频率不同，第二三相电流的每相电流在任意两个相邻周期内的频率不同。

23、由于发电机/电动机功率电路的每相电流在任意两个相邻周期内的频率不同，所以相当于流经发电机绕组/电动机绕组的每相电流的频率也不同，每个绕组在迅速变化的电流的作用下产生的振动频率也不相同。若在任意两个相邻周期内的频率不同，则在两个相邻周期中驱动电机绕组产生的噪声也至少具有两种不同的频率，并且由于每个周期的时间很短，因此可以将振动产生的噪声能量分散到较广的频率范围内，从而减少在特定频率上的噪声感知，以提供更好的用户使用体验。

24、作为一种可能的实施方式，第一三相电流的每相电流在同一周期内的前半周期和后半周期的频率不同，第二三相电流的每相电流在同一周期内的前半周期和后半周期的频率不同。采用该种方式，可以将振动产生的噪声能量更平均的分散到较广的频率范围内，从而进一步减少在特定频率上的噪声感知。

25、作为一种可能的实施方式，第一三相电流的每相电流的波形为单边三角波，第二三相电流的每相电流的波形为单边三角波。

26、在脉冲交流电的一个正负周期内，单边三角波可使三相绕组电感在此周期内储存、释放的能量最大化，有效提升脉冲加热电流的有效值，提升加热功率。

27、作为一种可能的实施方式，第一三相电流的直轴电流的波形为具有直流偏置的方波，第二三相电流的直轴电流的波形为具有直流偏置的方波。使用具有直流偏置的直轴电流可以提高发电机功率电路、电动机功率电路的三相电流的有效值，以提高动力电池的加热效率。

28、作为一种可能的实施方式，第一三相电流的交轴分量为零或者发电机的扭矩值小于预设扭矩值，第二三相电流的交轴分量为零或者发电机的扭矩值小于预设扭矩值。避免发电机和电动机的非预期扭矩输出，从而提升汽车的nvh性能和驾驶舒适性

29、第二方面，本技术提供一种电动车辆，该电动车辆包括动力电池、车轮和动力装置，动力装置包括发电机、电动机以及如第一方面描述的任一项双电机控制器，发电机功率电路发电机用于将发电机产生的机械能转换为电能提供给电动机功率电路以及动力电池，或在直流母线上产生脉冲交流电以加热动力电池，电动机功率电路用于接收动力电池供电驱动电动机带动车轮，或在直流母线上产生脉冲交流电以加热动力电池。