具有用于电流传导和感测的绞合分段导线导体的功率逆变器的制作方法
未命名
09-23
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具有用于电流传导和感测的绞合分段导线导体的功率逆变器
1.本节中提供的信息是为了总体上介绍本公开的上下文。在本节中描述的程度范围内的当前提名的发明人的工作以及在提交时说明书的可不符合现有技术条件的方面,均不被明示或暗示地承认为现有技术反对本公开。
技术领域
2.本公开涉及逆变器,尤其涉及用于电动车辆的功率逆变器。
背景技术:
3.电动车辆(ev)诸如电池电动车辆(bev)、混合动力车辆和/或燃料电池车辆,包括一个或多个电机和电池系统,该电池系统包括一个或多个电池单元、模块和/或电池组。功率控制系统用于在充电和/或驱动期间控制电池系统的充电和/或放电。
4.功率控制系统包括布置在电池系统和电机之间的功率逆变器。功率逆变器包括将功率逆变器连接至电池系统以及从功率逆变器连接至电机的实心铜母线。由于铜母线的缘故,功率逆变器具有显著的体积和重量。
5.在较低频率下,铜母线的横截面以均匀的方式传导电流。随着频率的增加,铜母线的横截面不均匀地传导电流。在较高频率下,由于法拉第感应效应(趋肤效应和邻近效应),电流密度越来越多地积聚在母线的拐角处,这导致较高的电阻。
6.电流密度随频率的变化也会对使用基于磁场的方法检测相电流产生不利影响。传感器被布置在邻近铜母线的固定位置,以感测由流经铜母线的相电流产生的磁场。由于铜母线传导的电流的位置随频率而变化,因此从感测到的磁场确定相电流变得更加复杂。
技术实现要素:
7.一种功率逆变器,包括第一和第二输入端以及与第一和第二输入端通信的多个功率开关。第一、第二和第三输出端与多个功率开关通信。第一、第二和第三导体被配置为将第一、第二和第三输出端连接至电机。第一、第二和第三导体中的每一个均包含多根绞合分段导线。
8.在其他特征中,多个功率开关各自包括第一端子、第二端子和控制端子。多个功率开关中的第一个的第一端子连接至第一输入端。多个功率开关中的第二个的第二端子连接至第二输入端。第一、第二和第三输出端连接在多个功率开关中的第一个的第二端子和多个功率开关中的第二个的第一端子之间。
9.在其他特征中,第一、第二和第三导体包括将多根绞合分段导线封装的第一、第二和第三壳体。磁场传感器邻近第二导体的第二壳体布置。磁场传感器从由以下组成的组中选择:各向异性磁阻(amr)传感器、巨磁阻(gmr)传感器、隧道磁阻(tmr)传感器和霍尔效应传感器。
10.在其他特征中,第一、第二和第三导体包括将多根绞合分段导线封装的第一、第二和第三壳体。第一、第二和第三壳体中的至少两个在至少三个平面中延伸。
11.在其他特征中,第一壳体包括第一部分、第二部分和第三部分。第一部分在第一平面中延伸。第二部分从第一部分沿横向于第一平面的方向延伸。第三部分从第二部分在平行于第一平面的第二平面中延伸。
12.在其他特征中,第二壳体具有矩形形状,并且在第一平面中与第一壳体的第一部分间隔开延伸。
13.在其他特征中,第三壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,第三壳体的第一部分在第一平面中延伸,第三壳体的第二部分从第一部分沿横向于第一平面的方向延伸,并且第三部分从第二部分在横向于第一平面的第二平面中延伸。
14.在其他特征中,多根绞合分段导线中的每一根包含第一绝缘套管和布置在第一绝缘套管中的多个多导线导体。多个多导线导体彼此缠绕。每个多导线导体包括在第二绝缘套管内部彼此缠绕的多根导线。
15.一种功率逆变器,包括第一和第二输入端以及与第一和第二输入端通信的多个功率开关。第一、第二和第三输出端与多个功率开关通信。第一、第二和第三导体被配置为将第一、第二和第三输出端连接至电机。第一、第二和第三导体中的每一个均包含多根绞合分段导线。多根绞合分段导线中的每一根均包含第一绝缘套管和布置在第一绝缘套管中的多个多导线导体。多个多导线导体彼此缠绕。每个多导线导体包括在第二绝缘套管内部彼此缠绕的多根导线。第一、第二和第三导体包括将多根绞合分段导线封装的第一、第二和第三壳体。第一、第二和第三壳体中的至少两个在至少三个平面中延伸。
16.在其他特征中,多个功率开关各自包括第一端子、第二端子和控制端子,多个功率开关中的第一个的第一端子连接至第一输入端,多个功率开关中的第二个的第二端子连接至第二输入端,并且第一、第二和第三输出端被连接在多个功率开关中的第一个的第二端子和多个功率开关中的第二个的第一端子之间。
17.在其他特征中,第一、第二和第三导体包括将多根绞合分段导线封装的第一、第二和第三壳体。磁场传感器邻近第二导体的第二壳体布置。磁场传感器从由以下组成的组中选择:各向异性磁阻(amr)传感器、巨磁阻(gmr)传感器、隧道磁阻(tmr)传感器和霍尔效应传感器。
18.在其他特征中,第一壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,第一部分在第一平面中延伸,第二部分从第一部分沿横向于第一平面的方向延伸,并且第三部分从第二部分在平行于第一平面的第二平面中延伸。
19.在其他特征中,第二壳体具有矩形形状,并且在第一平面中与第一壳体的第一部分间隔开延伸。
20.在其他特征中,第三壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,并且第三壳体的第一部分在第一平面中延伸。第三壳体的第二部分从第一部分沿横向于第一平面的方向延伸。第三部分从第二部分在横向于第一平面的第二平面中延伸。
21.本公开具有以下方案。
22.方案1. 功率逆变器,包含:第一输入端和第二输入端;多个功率开关,其与所述第一输入端和所述第二输入端通信;第一输出端、第二输出端和第三输出端,其与所述多个功率开关通信;以及
第一导体、第二导体和第三导体,其被配置为将所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端连接至电机,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体中的每一个都包含多根绞合分段导线。
23.方案2. 根据方案1所述的功率逆变器,其中:所述多个功率开关各自包括第一端子、第二端子和控制端子,所述多个功率开关中的第一功率开关的第一端子被连接至所述第一输入端,所述多个功率开关中的第二功率开关的第二端子被连接至所述第二输入端,并且所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端被连接在所述多个功率开关中的第一功率开关的第二端子和所述多个功率开关中的第二功率开关的第一端子之间。
24.方案3. 根据方案1所述的功率逆变器,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体包括将所述多根绞合分段导线封装的第一壳体、第二壳体和第三壳体。
25.方案4. 根据方案3所述的功率逆变器,另外包含磁场传感器,所述磁场传感器被布置成邻近所述第二导体的第二壳体。
26.方案5. 根据方案4所述的功率逆变器,其中,所述磁场传感器从由以下组成的组中选择:各向异性磁阻(amr)传感器、巨磁阻(gmr)传感器、隧道磁阻(tmr)传感器和霍尔效应传感器。
27.方案6. 根据方案1所述的功率逆变器,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体包括将所述多根绞合分段导线封装的第一壳体、第二壳体和第三壳体,其中,所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体中的至少两个在至少三个平面中延伸。
28.方案7. 根据方案6所述的功率逆变器,其中:所述第一壳体包括第一部分、第二部分和第三部分;所述第一部分在第一平面中延伸,所述第二部分从所述第一部分沿横向于所述第一平面的方向延伸,所述第三部分从所述第二部分在平行于所述第一平面的第二平面中延伸。
29.方案8. 根据方案7所述的功率逆变器,其中,所述第二壳体具有矩形形状,并且在所述第一平面中与所述第一壳体的第一部分间隔开延伸。
30.方案9. 根据方案8所述的功率逆变器,其中:所述第三壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,所述第三壳体的第一部分在所述第一平面中延伸,所述第三壳体的第二部分从所述第一部分沿横向于所述第一平面的方向延伸,并且所述第三部分从所述第二部分在横向于所述第一平面的第二平面中延伸。
31.方案10. 根据方案1所述的功率逆变器,其中,所述多根绞合分段导线中的每一根包含:第一绝缘套管;以及多个多导线导体,其被布置在所述第一绝缘套管中,其中,所述多个多导线导体彼此缠绕,以及其中,所述多导线导体中的每一个包括多根导线,其在第二绝缘套管内部彼此缠绕。
32.方案11. 功率逆变器,包含:第一输入端和第二输入端;多个功率开关,其与所述第一输入端和所述第二输入端通信;第一输出端、第二输出端和第三输出端,其与所述多个功率开关通信;以及第一导体、第二导体和第三导体,其被配置为将所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端连接至电机,其中:所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体中的每一个都包含多根绞合分段导线,所述多根绞合分段导线中的每一根包含第一绝缘套管和布置在所述第一绝缘套管中的多个多导线导体,所述多个多导线导体彼此缠绕,所述多导线导体中的每一个包括在第二绝缘套管内部彼此缠绕的多根导线,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体包括将所述多根绞合分段导线封装的第一壳体、第二壳体和第三壳体,并且所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体中的至少两个在至少三个平面中延伸。
33.方案12. 根据方案11所述的功率逆变器,其中:所述多个功率开关各自包括第一端子、第二端子和控制端子,所述多个功率开关中的第一功率开关的第一端子被连接至所述第一输入端,所述多个功率开关中的第二功率开关的第二端子被连接至所述第二输入端,并且所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端被连接在所述多个功率开关中的第一功率开关的第二端子和所述多个功率开关中的第二功率开关的第一端子之间。
34.方案13. 根据方案11所述的功率逆变器,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体包括将所述多根绞合分段导线封装的第一壳体、第二壳体和第三壳体。
35.方案14. 根据方案13所述的功率逆变器,其另外包含磁场传感器,所述磁场传感器被布置成邻近所述第二导体的第二壳体。
36.方案15. 根据方案14所述的功率逆变器,其中,所述磁场传感器从由以下组成的组中选择:各向异性磁阻(amr)传感器、巨磁阻(gmr)传感器、隧道磁阻(tmr)传感器和霍尔效应传感器。
37.方案16. 根据方案15所述的功率逆变器,其中:所述第一壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,所述第一部分在第一平面中延伸,所述第二部分从所述第一部分沿横向于所述第一平面的方向延伸,并且所述第三部分从所述第二部分在平行于所述第一平面的第二平面中延伸。
38.方案17. 根据方案16所述的功率逆变器,其中,所述第二壳体具有矩形形状,并且在所述第一平面中与所述第一壳体的第一部分间隔开延伸。
39.方案18. 根据方案17所述的功率逆变器,其中:所述第三壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,所述第三壳体的第一部分在
所述第一平面中延伸,所述第三壳体的第二部分从所述第一部分沿横向于所述第一平面的方向延伸,并且所述第三部分从所述第二部分在横向于所述第一平面的第二平面中延伸。
40.从详细描述、权利要求和附图中,本公开的进一步应用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅仅是为了说明的目的,而不是为了限制本公开的范围。
附图说明
41.通过具体实施方式和附图,将更全面地理解本公开,其中:图1是根据本公开的包括功率逆变器的功率控制系统的示例的功能框图;图2是根据本公开的被配置为控制功率控制系统的控制器的示例的功能框图;图3是根据现有技术的铜母线的示例的透视图;图4是根据本公开的绞合分段导线的示例的横截面图;图5是根据本公开的功率逆变器、并联布置且包含绞合分段导线的功率逆变器导体以及磁场传感器的示例的侧视图;图6是根据本公开的功率逆变器、绞合分段导线导体以及磁场传感器的透视图;图7是示出图6的具有主导项和频率不变项的电流和电压之间的关系的矩阵;图8和9是图示电压和电流信号的示例的曲线图;图10是根据本公开的功率逆变器、绞合分段导线导体以及磁场传感器的另一示例的透视图;以及图11是示出图10的具有主导项和频率不变项的电流和电压之间的关系的矩阵。
42.在附图中,可重复使用附图标记以标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
43.根据本公开的功率逆变器用分段绞合导线导体代替铜母线,以将功率逆变器的输出端连接到电机的相。由于法拉第感应效应(趋肤效应和邻近效应),响应于由铜母线传导的相电流所测量的磁场随着频率而变化,很难从感测到的场在低频和高频两者下都精确地确定相电流。通过将铜母线替换为分段绞合导线导体,法拉第感应效应(趋肤效应和邻近效应)引起的所测量的磁场的变化被降低,从而使在低频和高频两者下的相电流的感测更容易且更准确。
44.现在参考图1和2,用于电池系统(batt1)的功率控制系统10包括功率逆变器12。电池系统batt1可包括串联、并联和/或其组合连接的一个或多个电池单元、电池模块和/或电池组。接触器con1包括连接至电池系统batt1第一端子的第一端子和连接至电容器c1的第二端子,该电容器被并联连接在功率逆变器12的输入端上。接触器con1选择性地将电池系统batt1的第一端子连接至电容器c1和功率逆变器12。虽然示出单个接触器con1,但是当需要更复杂的电池系统和/或开关时,可使用两个或更多个接触器。
45.功率逆变器12包括多个功率开关t1、t2、t3、t4、t5和t6。功率开关t1、t3和t5的第一端子被连接至接触器con1的第二端子。功率开关t1、t3和t5的第二端子连接至功率开关t2、t4和t6的第一端子以及电机14的第一、第二和第三相。功率开关t2、t4和t6的第二端子被连接至电池系统batt1的第二端子。虽然针对功率逆变器12示出了开关的特定配置,但是
也可使用其他配置。
46.在图2中,功率开关t1、t2、t3、t4、t5和t6(统称为功率开关60)的控制端子被连接至控制器50。控制器50被连接至功率开关60、传感器64和接触器68。传感器64可包括温度传感器、电流传感器、电压传感器和/或其他类型的传感器。在一些示例中,控制器50还基于需求接收一个或多个电压命令信号。控制器50被配置为控制功率开关t1、t2、t3、t4、t5和t6的状态,以在作为马达操作(用于推进)期间将功率从电池系统batt1传递至电机14,或者在作为发电机操作(用于再生)期间将功率从电机14传递至电池系统batt1。
47.现在参考图3,示出了铜母线100的透视图。虽然铜母线100的横截面在较低频率下相对均匀地传导电流,但在较高频率下它并不均匀地传导电流。由于法拉第感应效应(趋肤效应和邻近效应),电流密度在铜母线100的拐角处积聚(如110所示),这导致较高的电阻。由于铜母线传导的相电流随频率而变化,因此从感测到的磁场确定相电流变得更加复杂。
48.现在参考图4,不使用铜母线将功率逆变器12连接至电机14,而是使用多个绞合分段导线导体150将根据本公开的功率逆变器12连接至电机14。绞合分段导线导体150包括外部绝缘套管158。多个多导线导体160-1、160-1、160-2、
…
和160-x(统称为多导线导体160)被布置在外绝缘套管158内。在一些示例中,多导线导体160被缠绕在芯172周围。在其他示例中,多导线导体160在没有芯172的情况下彼此缠绕。
49.多导线导体160中的每一个包括多根导线164-1、164-2、
…
和164-x,这些导线在第二绝缘套管166内部彼此绞合。在一些示例中,导线164-1、164-2,
…
和164-x也被缠绕在芯(未示出)周围。由于趋肤效应降低且因此随频率变化的磁场变化也更小,所以绞合分段导线导体150在电流密度上具有明显更低的变化。因此,从感测到的磁场确定相电流不太复杂。
50.现在参考图5,功率逆变器200包括绞合分段导线导体210-a、210-b和210-c,用于将功率逆变器200的第一、第二和第三相分别连接至电机14的第一、二和第三相a、b和c。绞合分段导线导体210-a、210-b和210-c包括壳体212和布置在其中的多根绞合分段导线214。在图5中的示例中,绞合分段导线导体210-a、210-b和210-c中的每一个中的绞合分段导线214被布置成两行和多列。绞合分段导线导体210-a、210-b和210-c被连接至在平面中并排布置的功率逆变器200。更一般地,绞合分段导线214可被布置成两行或更多行以及两列或更多列,或者被布置成其他配置,诸如圆形、方形或其他壳体形状。
51.传感器222-a、222-b和222-c分别被布置成邻近导体210-a、210-b和210-c。在一些示例中,传感器222-a、222-b和222-c被布置在印刷电路板220上或者其他基板上,该基板被布置在与包括导体210-a、210-b和210-c的平面平行的平面中。在一些示例中,传感器222-a、222-b和222-c之间的间隔被最大化以减少来自不同相的场之间的交叉耦合。
52.现在参考图6,功率逆变器300包括绞合分段导线导体320-a、320-b和320-c,分别将功率逆变器300的第一、第二和第三相连接至电机14的第一、二和第三相a、b和c。将功率逆变器300连接至电池系统batt1的导体310和312可为铜母线或其他类型的导体。
53.绞合分段导线导体320-a、320-b和320-c被布置在壳体326-a、326-b和326-c中,并且多根绞合分段导线328被布置在其中。在一些示例中,壳体326-a、326-b和326-c由塑料或不影响磁场的另一种材料制成。
54.外壳体326-a包括邻近功率逆变器300定位的第一部分340、从第一部340延伸的第
二部分342以及从第二部342延伸的第三部分344。第一部分340从功率逆变器300在第一平面中延伸。第二部分342在从第一部分340沿横向于第一平面的方向延伸。第三部分344从第二部分342在与第一平面平行且与第一平面间隔开的第二平面中延伸。外壳体326-b在第一平面中与外壳体326-a的第一部分侧向间隔开延伸。在一些示例中,外壳体326-b具有矩形横截面形状,但也可使用其他形状。
55.在一些示例中,外壳体326-c包括第一部分350、第二部分352和第三部分354。第一部分350在第一平面中延伸。第二部分352从第一部分沿横向于第一平面的方向延伸。第三部分354被旋转且从第二部分352在横向于第一平面的第二平面中延伸。
56.绞合分段导线导体320-a、320-b和320-c在不同平面中的布置是为了分别产生对应于a、b和c电流的x、y和z场。这种方法能够以更高的精度测量a、b和c电流。
57.在图6的示例中,绞合分段导线导体320-a、320-b和320-c中的每一个中的绞合分段导线328被布置成四行和多列。更一般地,绞合分段导线214可被布置成两行或更多行以及两列或更多列,或者被布置成其他配置,诸如圆形、方形或其他壳体形状。
58.由于图6中的布置,可使用单个传感器来感测相位的磁场。传感器360相应被布置成邻近绞合分段导线导体320-b。在一些示例中,传感器360包含点场检测器(pfd),诸如各向异性磁阻(amr)传感器、巨磁阻(gmr)传感器、隧道磁阻(tmr)传感器和霍尔效应传感器,或可检测三维x、y和z方向上的场的其他合适的传感器。
59.现在参考图7-9,可使用矩阵从感测到的场计算电流。矩阵包括主导项和频率不变项。在图7中,项d
xa
、d
yb
和d
zc
占主导地位,并且由于传感器360以及分段绞合导体的取向,矩阵的所有项是相对频率不变的。在图8中,示出了感测场vb
x
、vby和vbz的示例。在图9中,示出了去耦相电流ia、ib和ic。
60.现在参考图10和11,示出了功率逆变器500类似于功率逆变器300。在图10中,传感器360的取向相对于第一平面被旋转,如图10所示。在图11中,项d
xa
、d
ya
、d
yb
、d
yc
和d
zc
占主导地位,并且矩阵的所有项均是相对频率不变的。传感器的这种取向以不同的形式提供场信息,允许添加冗余传感器。
61.上述描述本质上仅仅是说明性的,决不是为了限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导能以多种形式实施。因此,虽然本公开包括特定示例,但是本公开的真实范围不应被如此限制,因为在研究附图、说明书和所附权利要求后,其他修改将变得显而易见。应理解,在不改变本公开的原理的情况下,方法中的一个或多个步骤能以不同的顺序(或同时)执行。此外,虽然实施例中的每一个在上面被描述为具有某些特征,但是关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可在任何其他实施例的特征中实施和/或与任何其他实施例的特征组合,即使该组合没有被明确描述。换句话说,所描述的实施例不是互斥的,并且一个或多个实施例彼此的置换仍在本公开的范围内。
62.元件之间(例如,模块、电路元件、半导体层等之间)之间的空间和功能关系使用各种术语,包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧接”、“在
…
顶部上”、“上面”、“下面”和“设置”来描述。除非明确描述为“直接”,否则当在以上公开中描述第一和第二元件之间的关系时,该关系可为第一和第二元件之间不存在其他中间元件的直接关系,但是也可为第一和第二元件之间存在一个或多个中间元件(空间上或功能上)的间接关系。如本文所用,短语a、b和c中的至少一个应被理解为意指使用非排他性逻辑或的逻辑(a或b或c),而不应被理
解为意指“a中的至少一个、b中的至少一个和c中的至少一个”。
63.在附图中,由箭头指示的箭头方向通常表示有利于进行说明的信息流(诸如数据或指令)。例如,当元件a和元件b交换各种信息,但是从元件a传输至元件b的信息与图示相关时,箭头可从元件a指向元件b。这个单向箭头并不意指没有其他信息从元件b传输至元件a。此外,对于从元件a发送至元件b的信息,元件b可向元件a发送对该信息的请求或接收确认。
64.在本技术中,包括以下定义,术语“模块”或术语“控制器”可替换为术语“电路”。术语“模块”可指以下各项、是以下各项或者包括以下各项:专用集成电路(asic);数字、模拟或混合模拟/数字分立电路;数字、模拟或混合模拟/数字集成电路;组合逻辑电路;现场可编程门阵列(fpga);执行代码的处理器电路(共享、专用或群组);存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或群组);提供所述功能性的其他合适硬件组件;或者上述的一些或全部的组合,诸如在片上系统中。
65.模块可能包括一个或多个接口电路。在一些示例中,接口电路可包括连接至局域网(lan)、互联网、广域网(wan)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能性可分布在经由接口电路连接的多个模块间。例如,多个模块可允许负载平衡。在另一个示例中,服务器(也称为远程或云)模块可代表客户端模块完成一些功能性。
66.如上所述,术语代码可包括软件、固件和/或微码,并且也可指程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的一些或所有代码的单处理器电路。术语组处理器电路涵盖处理器电路,该处理器电路与附加处理器电路结合以执行来自一个或多个模块的一些或所有代代码。对多处理器电路的引用涵盖分立管芯上的多处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个芯、单个处理器电路的多个线程或者上述的组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的一些或所有代码的单个存储器电路。术语组存储器电路涵盖存储器电路,该存储器电路与附加存储器结合以存储来自一个或多个模块的一些或所有代码的存储器电路。
67.术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。本文所使用的术语计算机可读介质不涵盖通过介质(诸如在载波上)传播的瞬态电信号或电磁信号;因此,术语计算机可读介质可被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性、有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路)、易失性存储电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储电路)、磁存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光盘存储介质(诸如cd、dvd或蓝光光盘)。
68.本技术中描述的设备和方法可部分或全部由专用计算机实现,该专用计算机通过配置通用计算机以执行计算机程序中体现的一个或多个特定功能而创建。上述功能块、流程图组件和其他元件充当软件规范,其可通过熟练技术人员或程序员的日常工作译为计算机程序。
69.计算机程序包括存储在至少一种非暂时性、有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序也可能包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可涵盖与专用计算机硬件交互的基本输入/输出系统(bios)、与专用计算机特定装置交互的装置驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
70.计算机程序可能包括:(i)待解析的描述性文本,诸如html(超文本标记语言)、xml
(可扩展标记语言)或json(javascript对象表示法)(ii)汇编代码,(iii)由编译器从源代码生成的对象代码,(iv)由解释器执行的源代码,(v)由实时编译器编译和执行的源代码,等等。仅作为示例,源代码可使用来自包括以下各项的语言的语法来编写:c、c++、c#、objective-c、swift、haskell、go、sql、r、lisp、java
®
、fortran、perl、pascal、curl、ocaml、javascript
®
、html5(超文本标记语言第五版)、ada、asp(活动服务器页面)、php(php:超文本预处理器)、scala、eiffel、smalltalk、erlang、ruby、flash
®
、visual basic
®
、lua、matlab、simulink和python
®
。
技术特征:
1.功率逆变器,包含:第一输入端和第二输入端;多个功率开关,其与所述第一输入端和所述第二输入端通信;第一输出端、第二输出端和第三输出端,其与所述多个功率开关通信;以及第一导体、第二导体和第三导体,其被配置为将所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端连接至电机,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体中的每一个都包含多根绞合分段导线。2.根据权利要求1所述的功率逆变器,其中:所述多个功率开关各自包括第一端子、第二端子和控制端子,所述多个功率开关中的第一功率开关的第一端子被连接至所述第一输入端,所述多个功率开关中的第二功率开关的第二端子被连接至所述第二输入端,并且所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端被连接在所述多个功率开关中的第一功率开关的第二端子和所述多个功率开关中的第二功率开关的第一端子之间。3.根据权利要求1所述的功率逆变器,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体包括将所述多根绞合分段导线封装的第一壳体、第二壳体和第三壳体。4.根据权利要求3所述的功率逆变器,另外包含磁场传感器,所述磁场传感器被布置成邻近所述第二导体的第二壳体。5.根据权利要求4所述的功率逆变器,其中,所述磁场传感器从由以下组成的组中选择:各向异性磁阻(amr)传感器、巨磁阻(gmr)传感器、隧道磁阻(tmr)传感器和霍尔效应传感器。6.根据权利要求1所述的功率逆变器,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体包括将所述多根绞合分段导线封装的第一壳体、第二壳体和第三壳体,其中,所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体中的至少两个在至少三个平面中延伸。7.根据权利要求6所述的功率逆变器,其中:所述第一壳体包括第一部分、第二部分和第三部分;所述第一部分在第一平面中延伸,所述第二部分从所述第一部分沿横向于所述第一平面的方向延伸,所述第三部分从所述第二部分在平行于所述第一平面的第二平面中延伸。8.根据权利要求7所述的功率逆变器,其中,所述第二壳体具有矩形形状,并且在所述第一平面中与所述第一壳体的第一部分间隔开延伸。9. 根据权利要求8所述的功率逆变器,其中:所述第三壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,所述第三壳体的第一部分在所述第一平面中延伸,所述第三壳体的第二部分从所述第一部分沿横向于所述第一平面的方向延伸,并且所述第三部分从所述第二部分在横向于所述第一平面的第二平面中延伸。10. 根据权利要求1所述的功率逆变器,其中,所述多根绞合分段导线中的每一根包含:第一绝缘套管;以及
多个多导线导体,其被布置在所述第一绝缘套管中,其中,所述多个多导线导体彼此缠绕,以及其中,所述多导线导体中的每一个包括多根导线,其在第二绝缘套管内部彼此缠绕。
技术总结
本发明涉及一种功率逆变器,其包括:第一和第二输入端以及与第一和第二输入端通信的多个功率开关。第一、第二和第三输出端与多个功率开关通信。第一、第二和第三导体被配置为将第一、第二和第三输出端连接至电机。第一、第二和第三导体中的每一个均包含多根绞合分段导线。导线。导线。
技术研发人员:M
受保护的技术使用者:通用汽车环球科技运作有限责任公司
技术研发日:2022.10.20
技术公布日:2023/9/22
1.本节中提供的信息是为了总体上介绍本公开的上下文。在本节中描述的程度范围内的当前提名的发明人的工作以及在提交时说明书的可不符合现有技术条件的方面,均不被明示或暗示地承认为现有技术反对本公开。
技术领域
2.本公开涉及逆变器,尤其涉及用于电动车辆的功率逆变器。
背景技术:
3.电动车辆(ev)诸如电池电动车辆(bev)、混合动力车辆和/或燃料电池车辆,包括一个或多个电机和电池系统,该电池系统包括一个或多个电池单元、模块和/或电池组。功率控制系统用于在充电和/或驱动期间控制电池系统的充电和/或放电。
4.功率控制系统包括布置在电池系统和电机之间的功率逆变器。功率逆变器包括将功率逆变器连接至电池系统以及从功率逆变器连接至电机的实心铜母线。由于铜母线的缘故,功率逆变器具有显著的体积和重量。
5.在较低频率下,铜母线的横截面以均匀的方式传导电流。随着频率的增加,铜母线的横截面不均匀地传导电流。在较高频率下,由于法拉第感应效应(趋肤效应和邻近效应),电流密度越来越多地积聚在母线的拐角处,这导致较高的电阻。
6.电流密度随频率的变化也会对使用基于磁场的方法检测相电流产生不利影响。传感器被布置在邻近铜母线的固定位置,以感测由流经铜母线的相电流产生的磁场。由于铜母线传导的电流的位置随频率而变化,因此从感测到的磁场确定相电流变得更加复杂。
技术实现要素:
7.一种功率逆变器,包括第一和第二输入端以及与第一和第二输入端通信的多个功率开关。第一、第二和第三输出端与多个功率开关通信。第一、第二和第三导体被配置为将第一、第二和第三输出端连接至电机。第一、第二和第三导体中的每一个均包含多根绞合分段导线。
8.在其他特征中,多个功率开关各自包括第一端子、第二端子和控制端子。多个功率开关中的第一个的第一端子连接至第一输入端。多个功率开关中的第二个的第二端子连接至第二输入端。第一、第二和第三输出端连接在多个功率开关中的第一个的第二端子和多个功率开关中的第二个的第一端子之间。
9.在其他特征中,第一、第二和第三导体包括将多根绞合分段导线封装的第一、第二和第三壳体。磁场传感器邻近第二导体的第二壳体布置。磁场传感器从由以下组成的组中选择:各向异性磁阻(amr)传感器、巨磁阻(gmr)传感器、隧道磁阻(tmr)传感器和霍尔效应传感器。
10.在其他特征中,第一、第二和第三导体包括将多根绞合分段导线封装的第一、第二和第三壳体。第一、第二和第三壳体中的至少两个在至少三个平面中延伸。
11.在其他特征中,第一壳体包括第一部分、第二部分和第三部分。第一部分在第一平面中延伸。第二部分从第一部分沿横向于第一平面的方向延伸。第三部分从第二部分在平行于第一平面的第二平面中延伸。
12.在其他特征中,第二壳体具有矩形形状,并且在第一平面中与第一壳体的第一部分间隔开延伸。
13.在其他特征中,第三壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,第三壳体的第一部分在第一平面中延伸,第三壳体的第二部分从第一部分沿横向于第一平面的方向延伸,并且第三部分从第二部分在横向于第一平面的第二平面中延伸。
14.在其他特征中,多根绞合分段导线中的每一根包含第一绝缘套管和布置在第一绝缘套管中的多个多导线导体。多个多导线导体彼此缠绕。每个多导线导体包括在第二绝缘套管内部彼此缠绕的多根导线。
15.一种功率逆变器,包括第一和第二输入端以及与第一和第二输入端通信的多个功率开关。第一、第二和第三输出端与多个功率开关通信。第一、第二和第三导体被配置为将第一、第二和第三输出端连接至电机。第一、第二和第三导体中的每一个均包含多根绞合分段导线。多根绞合分段导线中的每一根均包含第一绝缘套管和布置在第一绝缘套管中的多个多导线导体。多个多导线导体彼此缠绕。每个多导线导体包括在第二绝缘套管内部彼此缠绕的多根导线。第一、第二和第三导体包括将多根绞合分段导线封装的第一、第二和第三壳体。第一、第二和第三壳体中的至少两个在至少三个平面中延伸。
16.在其他特征中,多个功率开关各自包括第一端子、第二端子和控制端子,多个功率开关中的第一个的第一端子连接至第一输入端,多个功率开关中的第二个的第二端子连接至第二输入端,并且第一、第二和第三输出端被连接在多个功率开关中的第一个的第二端子和多个功率开关中的第二个的第一端子之间。
17.在其他特征中,第一、第二和第三导体包括将多根绞合分段导线封装的第一、第二和第三壳体。磁场传感器邻近第二导体的第二壳体布置。磁场传感器从由以下组成的组中选择:各向异性磁阻(amr)传感器、巨磁阻(gmr)传感器、隧道磁阻(tmr)传感器和霍尔效应传感器。
18.在其他特征中,第一壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,第一部分在第一平面中延伸,第二部分从第一部分沿横向于第一平面的方向延伸,并且第三部分从第二部分在平行于第一平面的第二平面中延伸。
19.在其他特征中,第二壳体具有矩形形状,并且在第一平面中与第一壳体的第一部分间隔开延伸。
20.在其他特征中,第三壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,并且第三壳体的第一部分在第一平面中延伸。第三壳体的第二部分从第一部分沿横向于第一平面的方向延伸。第三部分从第二部分在横向于第一平面的第二平面中延伸。
21.本公开具有以下方案。
22.方案1. 功率逆变器,包含:第一输入端和第二输入端;多个功率开关,其与所述第一输入端和所述第二输入端通信;第一输出端、第二输出端和第三输出端,其与所述多个功率开关通信;以及
第一导体、第二导体和第三导体,其被配置为将所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端连接至电机,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体中的每一个都包含多根绞合分段导线。
23.方案2. 根据方案1所述的功率逆变器,其中:所述多个功率开关各自包括第一端子、第二端子和控制端子,所述多个功率开关中的第一功率开关的第一端子被连接至所述第一输入端,所述多个功率开关中的第二功率开关的第二端子被连接至所述第二输入端,并且所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端被连接在所述多个功率开关中的第一功率开关的第二端子和所述多个功率开关中的第二功率开关的第一端子之间。
24.方案3. 根据方案1所述的功率逆变器,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体包括将所述多根绞合分段导线封装的第一壳体、第二壳体和第三壳体。
25.方案4. 根据方案3所述的功率逆变器,另外包含磁场传感器,所述磁场传感器被布置成邻近所述第二导体的第二壳体。
26.方案5. 根据方案4所述的功率逆变器,其中,所述磁场传感器从由以下组成的组中选择:各向异性磁阻(amr)传感器、巨磁阻(gmr)传感器、隧道磁阻(tmr)传感器和霍尔效应传感器。
27.方案6. 根据方案1所述的功率逆变器,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体包括将所述多根绞合分段导线封装的第一壳体、第二壳体和第三壳体,其中,所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体中的至少两个在至少三个平面中延伸。
28.方案7. 根据方案6所述的功率逆变器,其中:所述第一壳体包括第一部分、第二部分和第三部分;所述第一部分在第一平面中延伸,所述第二部分从所述第一部分沿横向于所述第一平面的方向延伸,所述第三部分从所述第二部分在平行于所述第一平面的第二平面中延伸。
29.方案8. 根据方案7所述的功率逆变器,其中,所述第二壳体具有矩形形状,并且在所述第一平面中与所述第一壳体的第一部分间隔开延伸。
30.方案9. 根据方案8所述的功率逆变器,其中:所述第三壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,所述第三壳体的第一部分在所述第一平面中延伸,所述第三壳体的第二部分从所述第一部分沿横向于所述第一平面的方向延伸,并且所述第三部分从所述第二部分在横向于所述第一平面的第二平面中延伸。
31.方案10. 根据方案1所述的功率逆变器,其中,所述多根绞合分段导线中的每一根包含:第一绝缘套管;以及多个多导线导体,其被布置在所述第一绝缘套管中,其中,所述多个多导线导体彼此缠绕,以及其中,所述多导线导体中的每一个包括多根导线,其在第二绝缘套管内部彼此缠绕。
32.方案11. 功率逆变器,包含:第一输入端和第二输入端;多个功率开关,其与所述第一输入端和所述第二输入端通信;第一输出端、第二输出端和第三输出端,其与所述多个功率开关通信;以及第一导体、第二导体和第三导体,其被配置为将所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端连接至电机,其中:所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体中的每一个都包含多根绞合分段导线,所述多根绞合分段导线中的每一根包含第一绝缘套管和布置在所述第一绝缘套管中的多个多导线导体,所述多个多导线导体彼此缠绕,所述多导线导体中的每一个包括在第二绝缘套管内部彼此缠绕的多根导线,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体包括将所述多根绞合分段导线封装的第一壳体、第二壳体和第三壳体,并且所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体中的至少两个在至少三个平面中延伸。
33.方案12. 根据方案11所述的功率逆变器,其中:所述多个功率开关各自包括第一端子、第二端子和控制端子,所述多个功率开关中的第一功率开关的第一端子被连接至所述第一输入端,所述多个功率开关中的第二功率开关的第二端子被连接至所述第二输入端,并且所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端被连接在所述多个功率开关中的第一功率开关的第二端子和所述多个功率开关中的第二功率开关的第一端子之间。
34.方案13. 根据方案11所述的功率逆变器,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体包括将所述多根绞合分段导线封装的第一壳体、第二壳体和第三壳体。
35.方案14. 根据方案13所述的功率逆变器,其另外包含磁场传感器,所述磁场传感器被布置成邻近所述第二导体的第二壳体。
36.方案15. 根据方案14所述的功率逆变器,其中,所述磁场传感器从由以下组成的组中选择:各向异性磁阻(amr)传感器、巨磁阻(gmr)传感器、隧道磁阻(tmr)传感器和霍尔效应传感器。
37.方案16. 根据方案15所述的功率逆变器,其中:所述第一壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,所述第一部分在第一平面中延伸,所述第二部分从所述第一部分沿横向于所述第一平面的方向延伸,并且所述第三部分从所述第二部分在平行于所述第一平面的第二平面中延伸。
38.方案17. 根据方案16所述的功率逆变器,其中,所述第二壳体具有矩形形状,并且在所述第一平面中与所述第一壳体的第一部分间隔开延伸。
39.方案18. 根据方案17所述的功率逆变器,其中:所述第三壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,所述第三壳体的第一部分在
所述第一平面中延伸,所述第三壳体的第二部分从所述第一部分沿横向于所述第一平面的方向延伸,并且所述第三部分从所述第二部分在横向于所述第一平面的第二平面中延伸。
40.从详细描述、权利要求和附图中,本公开的进一步应用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅仅是为了说明的目的,而不是为了限制本公开的范围。
附图说明
41.通过具体实施方式和附图,将更全面地理解本公开,其中:图1是根据本公开的包括功率逆变器的功率控制系统的示例的功能框图;图2是根据本公开的被配置为控制功率控制系统的控制器的示例的功能框图;图3是根据现有技术的铜母线的示例的透视图;图4是根据本公开的绞合分段导线的示例的横截面图;图5是根据本公开的功率逆变器、并联布置且包含绞合分段导线的功率逆变器导体以及磁场传感器的示例的侧视图;图6是根据本公开的功率逆变器、绞合分段导线导体以及磁场传感器的透视图;图7是示出图6的具有主导项和频率不变项的电流和电压之间的关系的矩阵;图8和9是图示电压和电流信号的示例的曲线图;图10是根据本公开的功率逆变器、绞合分段导线导体以及磁场传感器的另一示例的透视图;以及图11是示出图10的具有主导项和频率不变项的电流和电压之间的关系的矩阵。
42.在附图中,可重复使用附图标记以标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
43.根据本公开的功率逆变器用分段绞合导线导体代替铜母线,以将功率逆变器的输出端连接到电机的相。由于法拉第感应效应(趋肤效应和邻近效应),响应于由铜母线传导的相电流所测量的磁场随着频率而变化,很难从感测到的场在低频和高频两者下都精确地确定相电流。通过将铜母线替换为分段绞合导线导体,法拉第感应效应(趋肤效应和邻近效应)引起的所测量的磁场的变化被降低,从而使在低频和高频两者下的相电流的感测更容易且更准确。
44.现在参考图1和2,用于电池系统(batt1)的功率控制系统10包括功率逆变器12。电池系统batt1可包括串联、并联和/或其组合连接的一个或多个电池单元、电池模块和/或电池组。接触器con1包括连接至电池系统batt1第一端子的第一端子和连接至电容器c1的第二端子,该电容器被并联连接在功率逆变器12的输入端上。接触器con1选择性地将电池系统batt1的第一端子连接至电容器c1和功率逆变器12。虽然示出单个接触器con1,但是当需要更复杂的电池系统和/或开关时,可使用两个或更多个接触器。
45.功率逆变器12包括多个功率开关t1、t2、t3、t4、t5和t6。功率开关t1、t3和t5的第一端子被连接至接触器con1的第二端子。功率开关t1、t3和t5的第二端子连接至功率开关t2、t4和t6的第一端子以及电机14的第一、第二和第三相。功率开关t2、t4和t6的第二端子被连接至电池系统batt1的第二端子。虽然针对功率逆变器12示出了开关的特定配置,但是
也可使用其他配置。
46.在图2中,功率开关t1、t2、t3、t4、t5和t6(统称为功率开关60)的控制端子被连接至控制器50。控制器50被连接至功率开关60、传感器64和接触器68。传感器64可包括温度传感器、电流传感器、电压传感器和/或其他类型的传感器。在一些示例中,控制器50还基于需求接收一个或多个电压命令信号。控制器50被配置为控制功率开关t1、t2、t3、t4、t5和t6的状态,以在作为马达操作(用于推进)期间将功率从电池系统batt1传递至电机14,或者在作为发电机操作(用于再生)期间将功率从电机14传递至电池系统batt1。
47.现在参考图3,示出了铜母线100的透视图。虽然铜母线100的横截面在较低频率下相对均匀地传导电流,但在较高频率下它并不均匀地传导电流。由于法拉第感应效应(趋肤效应和邻近效应),电流密度在铜母线100的拐角处积聚(如110所示),这导致较高的电阻。由于铜母线传导的相电流随频率而变化,因此从感测到的磁场确定相电流变得更加复杂。
48.现在参考图4,不使用铜母线将功率逆变器12连接至电机14,而是使用多个绞合分段导线导体150将根据本公开的功率逆变器12连接至电机14。绞合分段导线导体150包括外部绝缘套管158。多个多导线导体160-1、160-1、160-2、
…
和160-x(统称为多导线导体160)被布置在外绝缘套管158内。在一些示例中,多导线导体160被缠绕在芯172周围。在其他示例中,多导线导体160在没有芯172的情况下彼此缠绕。
49.多导线导体160中的每一个包括多根导线164-1、164-2、
…
和164-x,这些导线在第二绝缘套管166内部彼此绞合。在一些示例中,导线164-1、164-2,
…
和164-x也被缠绕在芯(未示出)周围。由于趋肤效应降低且因此随频率变化的磁场变化也更小,所以绞合分段导线导体150在电流密度上具有明显更低的变化。因此,从感测到的磁场确定相电流不太复杂。
50.现在参考图5,功率逆变器200包括绞合分段导线导体210-a、210-b和210-c,用于将功率逆变器200的第一、第二和第三相分别连接至电机14的第一、二和第三相a、b和c。绞合分段导线导体210-a、210-b和210-c包括壳体212和布置在其中的多根绞合分段导线214。在图5中的示例中,绞合分段导线导体210-a、210-b和210-c中的每一个中的绞合分段导线214被布置成两行和多列。绞合分段导线导体210-a、210-b和210-c被连接至在平面中并排布置的功率逆变器200。更一般地,绞合分段导线214可被布置成两行或更多行以及两列或更多列,或者被布置成其他配置,诸如圆形、方形或其他壳体形状。
51.传感器222-a、222-b和222-c分别被布置成邻近导体210-a、210-b和210-c。在一些示例中,传感器222-a、222-b和222-c被布置在印刷电路板220上或者其他基板上,该基板被布置在与包括导体210-a、210-b和210-c的平面平行的平面中。在一些示例中,传感器222-a、222-b和222-c之间的间隔被最大化以减少来自不同相的场之间的交叉耦合。
52.现在参考图6,功率逆变器300包括绞合分段导线导体320-a、320-b和320-c,分别将功率逆变器300的第一、第二和第三相连接至电机14的第一、二和第三相a、b和c。将功率逆变器300连接至电池系统batt1的导体310和312可为铜母线或其他类型的导体。
53.绞合分段导线导体320-a、320-b和320-c被布置在壳体326-a、326-b和326-c中,并且多根绞合分段导线328被布置在其中。在一些示例中,壳体326-a、326-b和326-c由塑料或不影响磁场的另一种材料制成。
54.外壳体326-a包括邻近功率逆变器300定位的第一部分340、从第一部340延伸的第
二部分342以及从第二部342延伸的第三部分344。第一部分340从功率逆变器300在第一平面中延伸。第二部分342在从第一部分340沿横向于第一平面的方向延伸。第三部分344从第二部分342在与第一平面平行且与第一平面间隔开的第二平面中延伸。外壳体326-b在第一平面中与外壳体326-a的第一部分侧向间隔开延伸。在一些示例中,外壳体326-b具有矩形横截面形状,但也可使用其他形状。
55.在一些示例中,外壳体326-c包括第一部分350、第二部分352和第三部分354。第一部分350在第一平面中延伸。第二部分352从第一部分沿横向于第一平面的方向延伸。第三部分354被旋转且从第二部分352在横向于第一平面的第二平面中延伸。
56.绞合分段导线导体320-a、320-b和320-c在不同平面中的布置是为了分别产生对应于a、b和c电流的x、y和z场。这种方法能够以更高的精度测量a、b和c电流。
57.在图6的示例中,绞合分段导线导体320-a、320-b和320-c中的每一个中的绞合分段导线328被布置成四行和多列。更一般地,绞合分段导线214可被布置成两行或更多行以及两列或更多列,或者被布置成其他配置,诸如圆形、方形或其他壳体形状。
58.由于图6中的布置,可使用单个传感器来感测相位的磁场。传感器360相应被布置成邻近绞合分段导线导体320-b。在一些示例中,传感器360包含点场检测器(pfd),诸如各向异性磁阻(amr)传感器、巨磁阻(gmr)传感器、隧道磁阻(tmr)传感器和霍尔效应传感器,或可检测三维x、y和z方向上的场的其他合适的传感器。
59.现在参考图7-9,可使用矩阵从感测到的场计算电流。矩阵包括主导项和频率不变项。在图7中,项d
xa
、d
yb
和d
zc
占主导地位,并且由于传感器360以及分段绞合导体的取向,矩阵的所有项是相对频率不变的。在图8中,示出了感测场vb
x
、vby和vbz的示例。在图9中,示出了去耦相电流ia、ib和ic。
60.现在参考图10和11,示出了功率逆变器500类似于功率逆变器300。在图10中,传感器360的取向相对于第一平面被旋转,如图10所示。在图11中,项d
xa
、d
ya
、d
yb
、d
yc
和d
zc
占主导地位,并且矩阵的所有项均是相对频率不变的。传感器的这种取向以不同的形式提供场信息,允许添加冗余传感器。
61.上述描述本质上仅仅是说明性的,决不是为了限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导能以多种形式实施。因此,虽然本公开包括特定示例,但是本公开的真实范围不应被如此限制,因为在研究附图、说明书和所附权利要求后,其他修改将变得显而易见。应理解,在不改变本公开的原理的情况下,方法中的一个或多个步骤能以不同的顺序(或同时)执行。此外,虽然实施例中的每一个在上面被描述为具有某些特征,但是关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可在任何其他实施例的特征中实施和/或与任何其他实施例的特征组合,即使该组合没有被明确描述。换句话说,所描述的实施例不是互斥的,并且一个或多个实施例彼此的置换仍在本公开的范围内。
62.元件之间(例如,模块、电路元件、半导体层等之间)之间的空间和功能关系使用各种术语,包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧接”、“在
…
顶部上”、“上面”、“下面”和“设置”来描述。除非明确描述为“直接”,否则当在以上公开中描述第一和第二元件之间的关系时,该关系可为第一和第二元件之间不存在其他中间元件的直接关系,但是也可为第一和第二元件之间存在一个或多个中间元件(空间上或功能上)的间接关系。如本文所用,短语a、b和c中的至少一个应被理解为意指使用非排他性逻辑或的逻辑(a或b或c),而不应被理
解为意指“a中的至少一个、b中的至少一个和c中的至少一个”。
63.在附图中,由箭头指示的箭头方向通常表示有利于进行说明的信息流(诸如数据或指令)。例如,当元件a和元件b交换各种信息,但是从元件a传输至元件b的信息与图示相关时,箭头可从元件a指向元件b。这个单向箭头并不意指没有其他信息从元件b传输至元件a。此外,对于从元件a发送至元件b的信息,元件b可向元件a发送对该信息的请求或接收确认。
64.在本技术中,包括以下定义,术语“模块”或术语“控制器”可替换为术语“电路”。术语“模块”可指以下各项、是以下各项或者包括以下各项:专用集成电路(asic);数字、模拟或混合模拟/数字分立电路;数字、模拟或混合模拟/数字集成电路;组合逻辑电路;现场可编程门阵列(fpga);执行代码的处理器电路(共享、专用或群组);存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或群组);提供所述功能性的其他合适硬件组件;或者上述的一些或全部的组合,诸如在片上系统中。
65.模块可能包括一个或多个接口电路。在一些示例中,接口电路可包括连接至局域网(lan)、互联网、广域网(wan)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能性可分布在经由接口电路连接的多个模块间。例如,多个模块可允许负载平衡。在另一个示例中,服务器(也称为远程或云)模块可代表客户端模块完成一些功能性。
66.如上所述,术语代码可包括软件、固件和/或微码,并且也可指程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的一些或所有代码的单处理器电路。术语组处理器电路涵盖处理器电路,该处理器电路与附加处理器电路结合以执行来自一个或多个模块的一些或所有代代码。对多处理器电路的引用涵盖分立管芯上的多处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个芯、单个处理器电路的多个线程或者上述的组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的一些或所有代码的单个存储器电路。术语组存储器电路涵盖存储器电路,该存储器电路与附加存储器结合以存储来自一个或多个模块的一些或所有代码的存储器电路。
67.术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。本文所使用的术语计算机可读介质不涵盖通过介质(诸如在载波上)传播的瞬态电信号或电磁信号;因此,术语计算机可读介质可被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性、有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路)、易失性存储电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储电路)、磁存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光盘存储介质(诸如cd、dvd或蓝光光盘)。
68.本技术中描述的设备和方法可部分或全部由专用计算机实现,该专用计算机通过配置通用计算机以执行计算机程序中体现的一个或多个特定功能而创建。上述功能块、流程图组件和其他元件充当软件规范,其可通过熟练技术人员或程序员的日常工作译为计算机程序。
69.计算机程序包括存储在至少一种非暂时性、有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序也可能包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可涵盖与专用计算机硬件交互的基本输入/输出系统(bios)、与专用计算机特定装置交互的装置驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
70.计算机程序可能包括:(i)待解析的描述性文本,诸如html(超文本标记语言)、xml
(可扩展标记语言)或json(javascript对象表示法)(ii)汇编代码,(iii)由编译器从源代码生成的对象代码,(iv)由解释器执行的源代码,(v)由实时编译器编译和执行的源代码,等等。仅作为示例,源代码可使用来自包括以下各项的语言的语法来编写:c、c++、c#、objective-c、swift、haskell、go、sql、r、lisp、java
®
、fortran、perl、pascal、curl、ocaml、javascript
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、html5(超文本标记语言第五版)、ada、asp(活动服务器页面)、php(php:超文本预处理器)、scala、eiffel、smalltalk、erlang、ruby、flash
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、visual basic
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、lua、matlab、simulink和python
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。
技术特征:
1.功率逆变器,包含:第一输入端和第二输入端;多个功率开关,其与所述第一输入端和所述第二输入端通信;第一输出端、第二输出端和第三输出端,其与所述多个功率开关通信;以及第一导体、第二导体和第三导体,其被配置为将所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端连接至电机,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体中的每一个都包含多根绞合分段导线。2.根据权利要求1所述的功率逆变器,其中:所述多个功率开关各自包括第一端子、第二端子和控制端子,所述多个功率开关中的第一功率开关的第一端子被连接至所述第一输入端,所述多个功率开关中的第二功率开关的第二端子被连接至所述第二输入端,并且所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端被连接在所述多个功率开关中的第一功率开关的第二端子和所述多个功率开关中的第二功率开关的第一端子之间。3.根据权利要求1所述的功率逆变器,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体包括将所述多根绞合分段导线封装的第一壳体、第二壳体和第三壳体。4.根据权利要求3所述的功率逆变器,另外包含磁场传感器,所述磁场传感器被布置成邻近所述第二导体的第二壳体。5.根据权利要求4所述的功率逆变器,其中,所述磁场传感器从由以下组成的组中选择:各向异性磁阻(amr)传感器、巨磁阻(gmr)传感器、隧道磁阻(tmr)传感器和霍尔效应传感器。6.根据权利要求1所述的功率逆变器,其中,所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体包括将所述多根绞合分段导线封装的第一壳体、第二壳体和第三壳体,其中,所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体中的至少两个在至少三个平面中延伸。7.根据权利要求6所述的功率逆变器,其中:所述第一壳体包括第一部分、第二部分和第三部分;所述第一部分在第一平面中延伸,所述第二部分从所述第一部分沿横向于所述第一平面的方向延伸,所述第三部分从所述第二部分在平行于所述第一平面的第二平面中延伸。8.根据权利要求7所述的功率逆变器,其中,所述第二壳体具有矩形形状,并且在所述第一平面中与所述第一壳体的第一部分间隔开延伸。9. 根据权利要求8所述的功率逆变器,其中:所述第三壳体包括第一部分、第二部分和第三部分,所述第三壳体的第一部分在所述第一平面中延伸,所述第三壳体的第二部分从所述第一部分沿横向于所述第一平面的方向延伸,并且所述第三部分从所述第二部分在横向于所述第一平面的第二平面中延伸。10. 根据权利要求1所述的功率逆变器,其中,所述多根绞合分段导线中的每一根包含:第一绝缘套管;以及
多个多导线导体,其被布置在所述第一绝缘套管中,其中,所述多个多导线导体彼此缠绕,以及其中,所述多导线导体中的每一个包括多根导线,其在第二绝缘套管内部彼此缠绕。
技术总结
本发明涉及一种功率逆变器,其包括:第一和第二输入端以及与第一和第二输入端通信的多个功率开关。第一、第二和第三输出端与多个功率开关通信。第一、第二和第三导体被配置为将第一、第二和第三输出端连接至电机。第一、第二和第三导体中的每一个均包含多根绞合分段导线。导线。导线。
技术研发人员:M
受保护的技术使用者:通用汽车环球科技运作有限责任公司
技术研发日:2022.10.20
技术公布日:2023/9/22
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