專利名稱：電動(dòng)車輛流體預(yù)加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及一種用于預(yù)加熱電動(dòng)車輛動(dòng)力系中的發(fā)動(dòng)機(jī)流體的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
電動(dòng)車輛一般包括一個(gè)或多個(gè)電力牽引電動(dòng)機(jī)，所述電力牽引電動(dòng)機(jī)可以利用受控的三相交流電源來(lái)推動(dòng)。為了減輕牽引的不利影響，流體潤(rùn)滑劑可以在電動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)循環(huán)以清洗任何相關(guān)的齒輪、軸承和/或電繞組。在長(zhǎng)期不工作之后，特別是在寒冷環(huán)境中，這些潤(rùn)滑劑/流體可能被冷卻到低于期望操作溫度范圍。這樣的冷卻會(huì)增加流體粘度并對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行提供更大的阻力。該增加的流體阻力可能需要額外的能量來(lái)克服，這對(duì)于最大化在再充電之間的總行駛里程/時(shí)間的目標(biāo)是達(dá)不到預(yù)期的。

發(fā)明內(nèi)容
一種電動(dòng)車輛動(dòng)力系，包括:電池，配置為與外部電源聯(lián)接；動(dòng)力設(shè)備，包括至少一個(gè)三相電動(dòng)機(jī)；和動(dòng)力控制器，配置為從電池接收電能并以受控的方式提供電能到該至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)。該電動(dòng)機(jī)包括具有多個(gè)電繞組的定子和具有磁場(chǎng)取向的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子配置為相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)；動(dòng)力控制器可以被配置為通過(guò)以下來(lái)加溫發(fā)動(dòng)機(jī)流體:確定轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置，確定用于三個(gè)電動(dòng)機(jī)相中的每一個(gè)的DC電流使得定子的電磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)取向成鏡像；以及提供確定的DC電流到電動(dòng)機(jī)以電阻加熱流體。動(dòng)力系可以包括與電動(dòng)機(jī)連通的流體回路，以及流體泵，所述流體泵使流體在流體回路中循環(huán)。流體可以是，例如，冷卻劑流體或發(fā)動(dòng)機(jī)油。該溫度傳感器可與流體回路熱連通且配置為監(jiān)測(cè)流體的溫度。在一個(gè)配置中，動(dòng)力控制器可配置為，只有當(dāng)感測(cè)的流體溫度低于預(yù)定閾值時(shí)，提供相應(yīng)DC電流到電`動(dòng)機(jī)。動(dòng)力控制器還可被配置為監(jiān)測(cè)電池的充電狀態(tài)，且可只有當(dāng)電池的充電狀態(tài)高于預(yù)定閾值時(shí)，提供相應(yīng)DC電流到電動(dòng)機(jī)。此外，一種預(yù)加溫發(fā)動(dòng)機(jī)流體的方法，可以包括接收來(lái)自用戶的激活請(qǐng)求，將電池的充電狀態(tài)與充電閾值進(jìn)行比較，響應(yīng)于激活請(qǐng)求利用DC電流激勵(lì)三相電力牽引電動(dòng)機(jī)，以及將熱能從三相電力牽引電動(dòng)機(jī)傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)流體。在一個(gè)配置中，三相電力牽引電動(dòng)機(jī)可以僅在電池的充電狀態(tài)超過(guò)充電閾值時(shí)被激勵(lì)。利用DC電流激勵(lì)三相電力牽引電動(dòng)機(jī)可以包括:確定牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相對(duì)于電力牽引電動(dòng)機(jī)的定子的角位置，確定用于三相電力牽引電動(dòng)機(jī)的三個(gè)電相中的每一個(gè)的DC電流使得定子的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)成鏡像；以及提供每一個(gè)確定的DC電流到電力牽引電動(dòng)機(jī)的相應(yīng)相中。牽引電動(dòng)機(jī)的激勵(lì)可以執(zhí)行為使得DC電流不會(huì)引發(fā)電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩。此外，從三相電力牽引電動(dòng)機(jī)傳遞熱能到發(fā)動(dòng)機(jī)流體可以包括泵送發(fā)動(dòng)機(jī)流體為與三相電力牽引電動(dòng)機(jī)熱連通。該方法還可以包括監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子的角位置，以及如果檢測(cè)到角位置變化則去除到電力牽引電動(dòng)機(jī)的DC電流供應(yīng)。相似地，該方法可以包括使用溫度傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)流體的溫度，以及如果該溫度大于或等于閾值則去除到電力牽引電動(dòng)機(jī)的DC電流供應(yīng)。當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，從下面的用于執(zhí)行如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的一些較佳方式和其它實(shí)施例的具體描述可容易地明白本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)，以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是電動(dòng)車輛動(dòng)力系的示意圖。圖2是利用DC電流激勵(lì)三相電動(dòng)機(jī)的方法的流程圖。圖3是三相電動(dòng)機(jī)的實(shí)施例的示意圖。圖4是利用電動(dòng)車輛動(dòng)力系的三相電動(dòng)機(jī)預(yù)加熱發(fā)動(dòng)機(jī)流體的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖，其中相似的參考標(biāo)號(hào)在各附圖中被用于標(biāo)識(shí)相同或相似的部件，圖1示意性地示出了車輛動(dòng)力系10，其包括至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)(后文中稱為電動(dòng)車輛動(dòng)力系10)。盡管圖1具體地示出了混合動(dòng)力電動(dòng)配置下的電動(dòng)車輛動(dòng)力系10，應(yīng)理解本發(fā)明可以等同地用于配置為純電動(dòng)車輛(EV)的電動(dòng)車輛動(dòng)力系10?！盎旌蟿?dòng)力電動(dòng)”配置，在本文中使用時(shí)，廣泛地包括可以被用于車輛推進(jìn)目的具有兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)力源(其中一個(gè)是電動(dòng)機(jī))的任何車輛動(dòng)力系。混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的一些例子可以包括，但當(dāng)然不局限于，插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEV)、增程式電動(dòng)車輛(EREV)、雙模式混合動(dòng)力車輛、全混合動(dòng)力車輛、動(dòng)力輔助混合動(dòng)力車輛、輕度混合動(dòng)力車輛、串聯(lián)式混合動(dòng)力(series hybrid)車輛、并聯(lián)式混合動(dòng)力(parallel hybrid)車輛、串-并聯(lián)式混合動(dòng)力車輛、功率分流(powersplit)式混合動(dòng)力車輛、BAS或BAS-plus混合動(dòng)力車輛、液力混合動(dòng)力車輛或任意其他類型的混合動(dòng)力車輛。這樣的電動(dòng)車輛可以被配置為轎車、跨界車、運(yùn)動(dòng)型多功能車、休閑車、卡車、公共汽車、商用車等。盡管下面的描述是在具有增程系列混合動(dòng)力配置的示例性插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEV)的背景下給出的，應(yīng)理解本方法可以與任意電動(dòng)車輛動(dòng)力系10配置一起使用且并不局限于任意特定類型。通常，電動(dòng)車輛動(dòng)力系10可以包括電池12、動(dòng)力控制器14和動(dòng)力設(shè)備16。如圖1所示，在一種配置中，動(dòng)力設(shè)備16可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)20、第一電力牽引電動(dòng)機(jī)22、第二電力牽引電動(dòng)機(jī)24、和布置在第一和第二電動(dòng)機(jī)22、24之間的變速器26。如上文所簡(jiǎn)述，動(dòng)力設(shè)備16可以采用其他配置和/或布置，但是可以通常地包括至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)。在混合動(dòng)力配置中，發(fā)動(dòng)機(jī)20可以以可與至少一個(gè)電力牽引電動(dòng)機(jī)可選擇地分離的布置提供。該可分離配置可以例如使用以串聯(lián)布置設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)20和第一電動(dòng)機(jī)22之間的離合器組件28來(lái)提供。以該方式，在車輛的推進(jìn)期間，動(dòng)力設(shè)備16的機(jī)械輸出30可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)20、第一電動(dòng)機(jī)22和/或第二電動(dòng)機(jī)24以不同的比例提供。電池20可以使用高壓電連接部40與動(dòng)力控制器14電連通，通過(guò)該高壓電連接部40，動(dòng)力控制器14可以選擇性地接收直流電力。動(dòng)力控制器14可以相應(yīng)地包括一個(gè)或多個(gè)功率變換器模塊(例如功率變換器模塊42、44、46)，所述功率變換器模塊可以配置為可控地提供電力到一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)。例如，第一功率變換器模塊42可以供應(yīng)電能到第一電動(dòng)機(jī)22，第二功率變換器模塊44可以供應(yīng)電能到第二電動(dòng)機(jī)24，且第三功率變換器模塊46可以供應(yīng)電能到，例如，電動(dòng)流體泵50。電池12可以能存儲(chǔ)電能，所述電能用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)22、24，以及滿足電動(dòng)車輛10的其它電需要。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電池12可以包括高壓電池組(例如40V-600V)和傳感器單元，所述傳感器單元配置為監(jiān)視電池充電狀態(tài)(S0C)。高壓電池組可以，例如，包括大量的個(gè)體電池單元，且可以使用任意適當(dāng)?shù)碾姵鼗瘜W(xué)技術(shù)，包括基于下列技術(shù)的那些:鋰離子、鎳金屬氫化物(NiMH)、鎳鎘(NiCd)、鈉氯化鎳(NaNiCl)或一些其它的電池技術(shù)。電池12可以被設(shè)計(jì)為經(jīng)得住重復(fù)的充電和放電循環(huán)，且可以結(jié)合其它能量存儲(chǔ)設(shè)備一起使用，譬如電容器、超級(jí)電容器、電感器等。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，電池12可以根據(jù)任意數(shù)量的不同實(shí)施例提供，可以以任意數(shù)量的不同配置連接，且可以包括任意數(shù)量的不同部件，譬如傳感器、控制單元和/或本領(lǐng)域已知的任意其它適當(dāng)?shù)牟考?。?dòng)力控制器14可以用作在電池12和電動(dòng)機(jī)22、24之間的中間件。例如，在車輛推進(jìn)期間，動(dòng)力控制器14可以提高來(lái)自電池12的電壓，并將電流從DC轉(zhuǎn)換為AC以便于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)22、24。然而，在再生制動(dòng)期間，控制器14可以降低由制動(dòng)事件產(chǎn)生的電壓并將電流從AC轉(zhuǎn)換為DC，從而它可以被電池適當(dāng)?shù)卮鎯?chǔ)。動(dòng)力控制器14可以包括用于DC到AC轉(zhuǎn)換的變換器，用于AC到DC轉(zhuǎn)換的整流器，用于增加電壓的升壓轉(zhuǎn)換器或變壓器，用于降低電壓的降壓轉(zhuǎn)換器或變壓器，其它適當(dāng)?shù)哪芰抗芾聿考蛩鼈兊囊恍┙M合。動(dòng)力控制器14可以根據(jù)任意數(shù)量的不同實(shí)施例(例如具有分立的變換器和轉(zhuǎn)換器單元、雙向或單向等)提供，可以以任意數(shù)量的不同配置連接，且可以包括任意數(shù)量的不同部件，譬如冷卻系統(tǒng)、傳感器、控制單元和/或本領(lǐng)域已知的任意其它適當(dāng)?shù)牟考?。?dòng)力控制器14還可以包括或連通一個(gè)或多個(gè)數(shù)字計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)處理設(shè)備，該一個(gè)或多個(gè)數(shù)字計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)處理設(shè)備每一個(gè)具有一個(gè)或多個(gè)微處理器或中央處理單元(CPU),只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(RAM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM),高速時(shí)鐘、模擬-數(shù)字(A/D)電路、數(shù)字-模擬(D/A)電路、輸入/輸出(I/O)電路、功率電子器件/變壓器、和/或信號(hào)調(diào)制和緩沖電子器件。這樣的數(shù)字電子器件可以被配置為自動(dòng)地執(zhí)行單獨(dú)的控制/處理程序，這些程序可以存儲(chǔ)在ROM或與控制器14相關(guān)聯(lián)的其他適當(dāng)?shù)挠行未鎯?chǔ)單元(memory location)和/或存儲(chǔ)裝置中。在車輛推進(jìn)期間，電池12可以提供電能到動(dòng)力控制器14，在該處電能可以被功率變換器模塊42、44轉(zhuǎn)換為適用于電動(dòng)機(jī)22、24的形式。電能于是可以被提供到電動(dòng)機(jī)22、24，用于驅(qū)動(dòng)車輛的輪子(經(jīng)由機(jī)械輸出30)。在再生制動(dòng)期間，電動(dòng)機(jī)22、24可以用作發(fā)電機(jī)以經(jīng)由動(dòng)力控制器14提供電能回到電池12。在一種配置中，電動(dòng)機(jī)22、24可以是三相交流(AC)牽引電動(dòng)機(jī)22、24(譬如在圖3中示意性地示出的)。每一個(gè)電動(dòng)機(jī)22、24可以具有配置為相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，其中轉(zhuǎn)子和定子中的一個(gè)或兩者包括配置為導(dǎo)電的多個(gè)電繞組。每一個(gè)電動(dòng)機(jī)可以使用三個(gè)電導(dǎo)體(例如導(dǎo)體60、62、64)與相應(yīng)的功率變換模塊電聯(lián)接，其中每一個(gè)導(dǎo)體被用于三相AC能量的不同相。通過(guò)調(diào)節(jié)流動(dòng)通過(guò)三個(gè)導(dǎo)體60、62、64中的每一個(gè)的電的相位和/或幅度，動(dòng)力設(shè)備16的機(jī)械輸出30可以被選擇性地控制。為了在推進(jìn)之后充滿從電池12釋放的能量，車輛可以包括電池充電器70，所述電池充電器70配置為從一個(gè)或多個(gè)外部電源72接收電能。電池充電器70可以特別地配置為轉(zhuǎn)換和/或調(diào)制電能使得電能為適于電池12接收/存儲(chǔ)的形式。電池充電器70可以，例如接收電能，例如從標(biāo)準(zhǔn)AC電插口、充電站、外部發(fā)電機(jī)、或高壓AC電插口。為了促進(jìn)與外部電源72的聯(lián)接，電池充電器70可以包括適當(dāng)?shù)碾娫绰?lián)接件/插座(未示出)，其配置為與外部電源72物理地互連。充電器70可以根據(jù)任意數(shù)量的不同實(shí)施例提供，可以以任意數(shù)量的不同配置連接，且可以包括任意數(shù)量的不同部件，譬如變壓器、整流器、開(kāi)關(guān)電源、濾波裝置、冷卻裝置、傳感器、控制單元和/或本領(lǐng)域已知的任意其它適當(dāng)?shù)牟考?。電?dòng)車輛動(dòng)力系10還可以包括一個(gè)或多個(gè)流體泵(例如泵50)，所述流體泵被配置為可控地泵送流體80通過(guò)流體回路82，該流體回路82與電動(dòng)機(jī)22、24、變速器26、和/或發(fā)動(dòng)機(jī)20連通。多余的流體80可以被存儲(chǔ)在流體儲(chǔ)存器84中，該流體儲(chǔ)存器84以與流體回路82串聯(lián)的配置提供。在車輛操作期間，流體80可以用于冷卻和/或潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī)22、24和/或變速器26內(nèi)的各部件。例如，在一種配置中，流體80可以是冷卻劑流體，譬如乙二醇(glycol)，其可以被泵送通過(guò)一個(gè)或多個(gè)流體通路，該一個(gè)或多個(gè)流體通路與每一個(gè)相應(yīng)電動(dòng)機(jī)22、24的定子熱連通。在另一配置中，流體80可以是石油基的油，其可以被直接噴濺到每一個(gè)相應(yīng)電動(dòng)機(jī)22、24的定子/轉(zhuǎn)子上以冷卻和潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī)22、24的繞組、傳動(dòng)件和/或軸承。流體回路82可以是與電動(dòng)機(jī)分立的系統(tǒng)(與冷卻劑的情況類似)，或可以集成在電動(dòng)機(jī)-變速器組件中(如同配置為使油在電動(dòng)機(jī)殼體中流動(dòng)的油池)。當(dāng)長(zhǎng)期保持在寒冷天氣氣候中而發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有啟動(dòng)時(shí)，在流體回路82內(nèi)的流體80的溫度會(huì)逐漸冷卻到環(huán)境大氣溫度。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)/變速器油冷卻時(shí)，它會(huì)變得更粘且通常增加發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部阻力。該增加的阻力于是可能需要額外的電池資源來(lái)克服。此外，當(dāng)冷卻劑流體低于設(shè)計(jì)的操作溫度時(shí)，乘客艙供暖系統(tǒng)會(huì)吹冷風(fēng)，特別是因?yàn)橐话闩摴┡到y(tǒng)通過(guò)從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)抽取熱量來(lái)操作。該延遲的供暖能力可確信對(duì)車輛乘客是不期望的，特別是在寒冷的早晨。為了避免與冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)流體80相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)低效和/或乘客的不舒適，動(dòng)力控制器14可以被配置為使用一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)(例如電動(dòng)機(jī)22、24)預(yù)加溫流體80。預(yù)加溫可以在車輛從外部電源72斷開(kāi)之前發(fā)生，以避免電池消耗，且可以在任意車輛操作/推進(jìn)之前發(fā)生。在一種配置中，預(yù)加溫可以在經(jīng)由激活模塊90接收到用戶請(qǐng)求時(shí)發(fā)生。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶請(qǐng)求可以是人工請(qǐng)求，譬如當(dāng)用戶按壓按鈕時(shí)。在另一種配置中，激活模塊90可以在接收到無(wú)線請(qǐng)求92時(shí)啟動(dòng)加溫處理，該無(wú)線請(qǐng)求92可以例如通過(guò)用戶控制的遙控或鑰匙鏈傳送。動(dòng)力控制器14可以使用一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)可控地加熱發(fā)動(dòng)機(jī)流體80，同時(shí)注意到不會(huì)導(dǎo)致從動(dòng)力設(shè)備16的任何顯著的機(jī)械輸出30。特別地，流體加溫可以通過(guò)為每一個(gè)三相AC電動(dòng)機(jī)22、24提供受控的直流(DC)電力來(lái)實(shí)現(xiàn)。以這樣的方式，電動(dòng)機(jī)繞組的內(nèi)部電阻可以用于電阻加溫該流體，同時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩可以保持忽略不計(jì)。如圖2中給出的方法100所示，且大體如圖3中給出的電動(dòng)機(jī)圖中所示，該零扭矩輸出可以通過(guò)，例如以下獲得:確定轉(zhuǎn)子112相對(duì)于定子114的角位置或磁場(chǎng)取向110 (步驟102);確定用于三個(gè)電動(dòng)機(jī)相的每一個(gè)以使得得到的定子電磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)對(duì)齊的DC電流(步驟104);以及經(jīng)由電導(dǎo)體(例如導(dǎo)體60、62、64)提供計(jì)算的DC電流到電動(dòng)機(jī)(步驟106)。以這樣的方式，定子的電磁場(chǎng)將完全與轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)成鏡像，由此導(dǎo)致相互吸引而沒(méi)有任何凈扭矩。再次參考圖1，在電動(dòng)機(jī)通過(guò)DC電流被激勵(lì)的同時(shí)，動(dòng)力控制器14可以激活流體泵50以使流體80在電動(dòng)機(jī)(一個(gè)或多個(gè))周圍流動(dòng)。同時(shí)，動(dòng)力控制器14可以使用溫度傳感器120 (譬如熱電偶或熱敏電阻)監(jiān)測(cè)流體80的溫度。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)被激勵(lì)時(shí)，產(chǎn)生的熱量可以被循環(huán)的流體80接收，并可以導(dǎo)致流體的溫度升高。此外，動(dòng)力控制器14可以旁通任何流體冷卻設(shè)備，譬如熱交換器或散熱器，冷卻設(shè)備可以將熱能從流體80傳遞到環(huán)境。該電阻式流體預(yù)加溫于是可以在感測(cè)到的流體溫度達(dá)到預(yù)定閾值時(shí)減少或關(guān)閉。例如，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)油，預(yù)定閾值可以在70-90攝氏度的范圍內(nèi)。為了防止流體加溫程序消耗存儲(chǔ)在電池12中的能量，動(dòng)力控制器14可以僅在感測(cè)到車輛與外部電源72聯(lián)接時(shí)激活流體加溫程序。這可以允許操作系統(tǒng)和流體具有最高效操作溫度，而不會(huì)犧牲車輛的行駛里程或電量。由于該預(yù)加溫可以在車輛無(wú)人看顧時(shí)發(fā)生，動(dòng)力控制器14可以連續(xù)地監(jiān)視動(dòng)力設(shè)備16的機(jī)械輸出30以避免任何無(wú)意的運(yùn)動(dòng)。例如，動(dòng)力控制器14可以連續(xù)地監(jiān)視每一個(gè)電動(dòng)機(jī)22、24的角運(yùn)動(dòng)、變速器26的角運(yùn)動(dòng)、和駐車鎖爪是否已經(jīng)被變速器擋位選擇器122接合(即車輛是否在“駐車”狀態(tài))。以這樣的方式，在如果任何從動(dòng)力設(shè)備16的機(jī)械輸出30被檢測(cè)到或可能發(fā)生，則動(dòng)力控制器14可以終止預(yù)加溫程序。圖3示出了方法130的實(shí)施例，該方法130用于通過(guò)命令電動(dòng)機(jī)的零扭矩DC輸出(譬如圖2中給出的方法100)預(yù)加溫電動(dòng)車輛動(dòng)力系10中的流體80。方法130可以體現(xiàn)為可以由動(dòng)力控制器14，或由與動(dòng)力控制器14相關(guān)聯(lián)的其它數(shù)字控制器/處理器，執(zhí)行或運(yùn)行的算法。方法130可以在步驟132處開(kāi)始，其中車輛處于動(dòng)力切斷狀態(tài)，其中控制器14于是可以查詢充電器70是否與外部電源72聯(lián)接(步驟134)。該聯(lián)接可以例如通過(guò)充電器的內(nèi)部感測(cè)電路來(lái)檢測(cè)，并可以經(jīng)由在控制器14與電池12和/或充電器70之間的數(shù)據(jù)連接而被輸送到動(dòng)力控制器14。應(yīng)注意到，在圖1中，數(shù)據(jù)/感測(cè)連接以虛線示意性地示出。如果在步驟134中動(dòng)力控制器14確定充電器70與外部電源72聯(lián)接，它于是可以在步驟136中查詢電池12的充電狀態(tài)(SOC)是否在預(yù)定充電閾值之上。該充電閾值可以表示電池12的理想最大開(kāi)始充電值(maximum starting charge),其可以小于100%。如果SOC不是處于或高于該閾值，充電器70可以引導(dǎo)所有可用能量來(lái)為電池12進(jìn)一步充電(步驟138)。然而，如果SOC處于或高于該充電閾值，控制器14可以等待預(yù)加溫器激活命令(步驟140)，其可以例如通過(guò)激活模塊90而被提供。一旦激活命令在步驟140中被識(shí)別，控制器14可以在激勵(lì)電動(dòng)機(jī)(一個(gè)或多個(gè))之前從變速器26查詢駐車鎖爪是否被接合。如果鎖爪沒(méi)有被接合，系統(tǒng)可以終止加溫程序，要不然則繼續(xù)進(jìn)行上述查詢直到它檢測(cè)到鎖爪已經(jīng)被接合。如果控制器14在步驟142中檢測(cè)到駐車鎖爪被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置，它于是可以利用DC電流激勵(lì)一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)，如圖2中所示的方法100所描述的。在激勵(lì)電動(dòng)機(jī)之后，控制器14可以檢查動(dòng)力設(shè)備16的任何察覺(jué)到的運(yùn)動(dòng)(步驟144)。例如，控制器14可以檢驗(yàn)布置在電動(dòng)機(jī)中或與電動(dòng)機(jī)的輸出連通的傳感器/編碼器以檢測(cè)絕對(duì)角位置的任何變化。替代地，控制器14可以檢查供應(yīng)的DC電源的脈動(dòng)(ripple)、波動(dòng)或其它信號(hào)偽跡(signal artifact),其可以由歸因于轉(zhuǎn)子角運(yùn)動(dòng)的反電動(dòng)勢(shì)(back-EMF)產(chǎn)生。如果檢測(cè)到任何運(yùn)動(dòng)或供電沒(méi)有規(guī)率，控制器可以立即切斷到一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)的電力供應(yīng)(步驟146)。如果在步驟144中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)被檢測(cè)到，控制器14于是可以激勵(lì)流體泵(步驟148)，譬如泵50，以使得流體80通過(guò)與被激勵(lì)的電動(dòng)機(jī)(一個(gè)或多個(gè))相關(guān)聯(lián)的回路82循環(huán)。以這樣的方式，電動(dòng)機(jī)的繞組可以用作電阻加熱器以增加流體80的溫度。在使流體循環(huán)的同時(shí)，溫度傳感器120可以監(jiān)測(cè)流體80的增加的溫度(步驟150)?？刂破?4于是可以在步驟152中將感測(cè)到的流體溫度與預(yù)定溫度閾值比較，以確定流體是否已經(jīng)被充分地加熱。如果感測(cè)到的流體溫度超過(guò)該閾值，這供應(yīng)到一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)的電力可以被減少或切斷(步驟154)。如果流體溫度仍然比期望閾值更冷，方法130可以繼續(xù)監(jiān)控動(dòng)力設(shè)備16的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)加熱流體直到抵達(dá)該閾值。雖然用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式已經(jīng)被詳細(xì)描述，與本發(fā)明相關(guān)的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的執(zhí)行本發(fā)明的各種替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。期望的是，上述說(shuō)明書(shū)中包含或附圖中所示的所有內(nèi)容應(yīng)該被理解為僅是示例性的而不是限定性的。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)車輛動(dòng)力系，包括: 電池，配置為與外部電源聯(lián)接； 動(dòng)力設(shè)備，包括至少一個(gè)三相電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)包括具有多個(gè)電繞組的定子和具有磁場(chǎng)取向的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子配置為相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)； 動(dòng)力控制器，配置為從電池接收電能并以受控的方式提供電能到該至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)；以及 其中動(dòng)力控制器被配置為確定轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置，確定用于三個(gè)電動(dòng)機(jī)相中的每一個(gè)的DC電流使得定子的電磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)取向成鏡像；以及提供確定的DC電流到電動(dòng)機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛動(dòng)力系，還包括與電動(dòng)機(jī)連通的流體回路，流體回路包括流體泵，所述流體泵配置為使流體在流體回路中循環(huán)，且其中動(dòng)力控制器被配置為提供電能到流體泵。
3.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)車輛動(dòng)力系，其中被提供到電動(dòng)機(jī)的相應(yīng)DC電流被配置為電阻加熱在流體回路中的流體。
4.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)車輛動(dòng)力系，還包括溫度傳感器，該溫度傳感器與流體回路熱連通且配置為監(jiān)測(cè)流體的溫度；以及 其中動(dòng)力控制器配置為，只有當(dāng)感測(cè)的溫度低于預(yù)定閾值時(shí)，提供相應(yīng)DC電流到電動(dòng)機(jī)。
5.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)車輛動(dòng)力系，其中流體包括冷卻劑流體或發(fā)動(dòng)機(jī)油。
6.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛動(dòng)力系，其中動(dòng)力控制器被配置為監(jiān)視電池的充電狀態(tài)；且 其中動(dòng)力控制器配置為，只有當(dāng)電池的充電狀態(tài)高于預(yù)定閾值時(shí)，提供相應(yīng)DC電流到電動(dòng)機(jī)。
7.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛動(dòng)力系，其中三相電動(dòng)機(jī)是電力牽引電動(dòng)機(jī)，且其中該電力牽引電動(dòng)機(jī)與變速器聯(lián)接。
8.一種預(yù)加溫發(fā)動(dòng)機(jī)流體的方法，包括 確定轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的角位置，該轉(zhuǎn)子和定子屬于電動(dòng)車輛動(dòng)力系的三相電力牽引電動(dòng)機(jī)； 確定用于三相電力牽引電動(dòng)機(jī)的三個(gè)電相的每一個(gè)的DC電流,使得定子的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)成鏡像；以及 提供每個(gè)確定的DC電流到電力牽引電動(dòng)機(jī)的相應(yīng)相； 泵送發(fā)動(dòng)機(jī)流體為與三相電力牽引電動(dòng)機(jī)熱連通。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括: 監(jiān)視轉(zhuǎn)子的角位置；以及 如果檢測(cè)到角位置變化，則去除到電動(dòng)機(jī)的DC電流的供應(yīng)。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括: 使用溫度傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)流體的溫度；以及 如果溫度大于或等于閾值，則去除到電動(dòng)機(jī)的DC電流的供應(yīng)。
全文摘要
一種電動(dòng)車輛動(dòng)力系，包括電池，配置為與外部電源聯(lián)接；動(dòng)力設(shè)備，包括至少一個(gè)三相電動(dòng)機(jī)；動(dòng)力控制器，配置為從電池接收電能并可控地提供電能到該至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)。該電動(dòng)機(jī)包括具有多個(gè)電繞組的定子和具有磁場(chǎng)取向的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子配置為相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)。動(dòng)力控制器被配置為通過(guò)以下來(lái)加溫發(fā)動(dòng)機(jī)流體確定轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置，確定用于三個(gè)電動(dòng)機(jī)相中的每一個(gè)的DC電流使得定子的電磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)取向成鏡像；以及提供確定的DC電流到電動(dòng)機(jī)以電阻加熱流體。
文檔編號(hào)B60L11/18GK103171448SQ20121055697
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者S.S.霍金斯, C.J.特沃羅格, P.F.特恩布爾 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司