(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011329283.6
(22)申请日 2020.11.24
(71)申请人 联合汽车电子有限公司
地址 201206 上海市浦东新区榕桥路555号
(72)发明人 黄宜坤 陈剑锋 孙可 郑立夫
(74)专利代理机构 上海思微知识产权代理事务
所(普通合伙) 31237
代理人 曹廷廷
(51)Int.Cl.
H02M 7/48(2007.01)
H02M 1/34(2007.01)
H02P 27/08(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供一种逆变器母线电流计算方法，
根据电荷守恒原理，直流母线正极的电荷量等于
上桥电荷量，直流母线负极的电荷量等于下桥电
荷量。由此，根据一计算周期内逆变器交流侧所
累积的上桥或下桥的电荷量，以及该计算周期所
经历的时长即可计算出母线侧的直流电流。该母
线电流计算方案避免了物理传感器的散差特性，
以及传感器的故障失效，节省了直流电流传感
器，降低了产品成本。另外，计算精度与物理传感
器相当，且精度稳定，在故障情况下精度无下降，
避免了功率平衡法中对损耗的复杂计算。权利要求书2页 说明书6页 附图2页CN 112636619 A 2021.04.09
C N 112636619
A
1.一种逆变器母线电流计算方法，所述逆变器具有上桥与下桥，其特征在于，所述逆变器母线电流计算方法包括：
累积一计算周期内上桥电荷量与下桥电荷量之和，并得到一平均电荷和；
以所述平均电荷和除以所述计算周期得到所述计算周期内的平均母线电流。
2.根据权利要求1所述的逆变器母线电流计算方法，其特征在于，所述以所述平均电荷和除以所述计算周期得到所述计算周期内的平均母线电流之前，所述逆变器母线电流计算方法还包括：
对所述上桥电荷量和所述下桥电荷量进行修正，减去母线侧电容电荷量。
3.根据权利要求1所述的逆变器母线电流计算方法，其特征在于，所述累积一计算周期内上桥电荷量与下桥电荷量之和的过程包括：
采集逆变器交流侧电流及对应的PWM占空比；
根据所采集得到的逆变器交流侧电流及对应的PWM占空比累积得到所述上桥电荷量与所述下桥电荷量。
4.根据权利要求3所述的逆变器母线电流计算方法，其特征在于，根据所采集得到的逆变器交流侧电流及对应的PWM占空比累积得到所述上桥电荷量与下桥电荷量的步骤包括：
根据PWM的开通时刻及关断时刻，对逆变器交流侧上桥与下桥的电流进行积分，以得到上桥电荷量与下桥电荷量。
5.根据权利要求1所述的逆变器母线电流计算方法，其特征在于，所述逆变器为三相逆变器，所述累积一计算周期内上桥电荷量与下桥电荷量之和，并得到一平均电荷和的过程包括：分别累积U相上桥、V相上桥及W相上桥的电荷量，以及分别累积U相下桥、V相下桥及W 相下桥的电荷量：
Q T ＝∑(Qu T +Qv T +Qw T )
Q B ＝∑(Qu B +Qv B +Qw B )
其中：Q T 为三相半桥的上桥电荷量，Q B 为三相半桥的下桥电荷量，Q dc 为平均电荷和，Qu T 为U相上桥的电荷量，Qv T 为V相上桥的电荷量，Qw T 为W相上桥的电荷量，Qu B 为U相下桥的电荷量，Qv B 为V相下桥的电荷量，Qw B 为W相下桥的电荷量。
6.一种逆变器母线电流计算方法，所述逆变器具有上桥与下桥，其特征在于，包括：累积一计算周期内上桥电荷量或下桥电荷量；
以所述上桥电荷量或所述下桥电荷量除以所述计算周期得到所述计算周期内的平均母线电流。
7.根据权利要求6所述的逆变器母线电流计算方法，其特征在于，所述以所述上桥电荷量或所述下桥电荷量除以所述计算周期得到所述计算周期内的平均母线电流之前，所述逆变器母线电流计算方法还包括：
对所述上桥电荷量或所述下桥电荷量进行修正，减去母线侧电容电荷量。
8.根据权利要求6所述的逆变器母线电流计算方法，其特征在于，所述累积一计算周期内上桥电荷量或下桥电荷量的过程包括：采集逆变器交流侧电流及对应的PWM占空比；
根据所采集得到的逆变器交流侧电流及对应的PWM占空比累积得到所述上桥电荷量或所述下桥电荷量。
9.根据权利要求8所述的逆变器母线电流计算方法，其特征在于，根据所采集得到的逆变器交流侧电流及对应的PWM占空比累积得到所述上桥电荷量或所述下桥电荷量的步骤包括：
根据PWM的开通时刻及关断时刻，对逆变器交流侧上桥或下桥的电流进行积分，以得到上桥电荷量或下桥电荷量。
10.根据权利要求6所述的逆变器母线电流计算方法，其特征在于，所述逆变器为三相逆变器，所述累积一计算周期内上桥电荷量或下桥电荷量的过程包括：分别累积U相上桥、V 相上桥及W相上桥的电荷量，或者分别累积U相下桥、V相下桥及W相下桥的电荷量；
Q T ＝∑(Qu T +Qv T +Qw T )
Q B ＝∑(Qu B +Qv B +Qw B )
其中：Q T 为三相半桥的上桥电荷量，Q B 为三相半桥的下桥电荷量，Qu T 为U相上桥的电荷量，Qv T 为V相上桥的电荷量，Qw T 为W相上桥的电荷量，Qu B 为U相下桥的电荷量，Qv B 为V相下桥的电荷量，Qw B 为W相下桥的电荷量。
逆变器母线电流计算方法技术领域
[0001]本发明涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种逆变器母线电流计算方法。背景技术
[0002]新能源汽车电驱动系统中，电压电流等信号是电机控制器需要的重要输入。逆变器直流侧电流即是其中之一，其可用于逆变器的控制与降额保护、功率计算，又可用于与电池管理系统的电流信号进行相互校验保证系统的安全。直流母线电流的获取可以直接采用放置直流电流传感器，但这样增加了硬件成本，且存在物理传感器失效和故障情况下精度下降问题。采用软件计算的方式代替物理传感器既可降低产品成本又可避免传感器的散差及故障等问题。一种可行的计算方法为利用逆变器输入输出功率平衡的方法，根据交流侧功率和直流电压以及逆变器损耗计算出直流电流。但该方法需要标定不同工况下的逆变器损耗，标定工作繁杂。且逆变器损耗与直流电压、交流电流、开关频率、功率因数、调制度等多个因数相关，在应用时很难把这些因数全部考虑，导致计算的母线电流精度受限。发明内容
[0003]本发明的目的在于提供一种逆变器母线电流计算方法，以实现一种应用简单且精度较高的获取直流母线电流的软件计算方案。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种逆变器母线电流计算方法，所述逆变器具有上桥与下桥，所述逆变器母线电流计算方法包括：
[0005]累积一计算周期内上桥电荷量与下桥电荷量之和，并得到一平均电荷和；
[0006]以所述平均电荷和除以所述计算周期得到所述计算周期内的平均母线电流。
[0007]可选的，所述以所述平均电荷和除以所述计算周期得到所述计算周期内的平均母线电流之前，所述逆变器母线电流计算方法还包括：
[0008]对所述上桥电荷量和所述下桥电荷量进行修正，减去母线侧电容电荷量。
[0009]可选的，所述累积一计算周期内上桥电荷量与下桥电荷量之和的过程包括：
[0010]采集逆变器交流侧电流及对应的PWM占空比；
[0011]根据所采集得到的逆变器交流侧电流及对应的PWM占空比累积得到所述上桥电荷量与所述下桥电荷量。
[0012]可选的，根据所采集得到的逆变器交流侧电流及对应的PWM占空比累积得到所述上桥电荷量与下桥电荷量的步骤包括：
[0013]根据PWM的开通时刻及关断时刻，对逆变器交流侧上桥与下桥的电流进行积分，以得到上桥电荷量与下桥电荷量。
[0014]可选的，所述逆变器为三相逆变器，所述累积一计算周期内上桥电荷量与下桥电荷量之和，并得到一平均电荷和的过程包括：分别累积U相上桥、V相上桥及W相上桥的电荷量，以及分别累积U相下桥、V相下桥及W相下桥的电荷量：
[0015]Q T ＝∑(Qu T +Qv T +Qw T )
[0016]
Q B ＝∑(Qu B +Qv B +Qw B )
[0017][0018]
其中：Q T 为三相半桥的上桥电荷量，Q B 为三相半桥的下桥电荷量，Q dc 为平均电荷和，Qu T 为U相上桥的电荷量，Qv T 为V相上桥的电荷量，Qw T 为W相上桥的电荷量，Qu B 为U相下桥的电荷量，Qv B 为V相下桥的电荷量，Qw B 为W相下桥的电荷量。
[0019]为解决上述技术问题，本发明还提供一种逆变器母线电流计算方法，所述逆变器具有上桥与下桥，所述逆变器母线电流计算方法包括：
[0020]累积一计算周期内上桥电荷量或下桥电荷量；
[0021]以所述上桥电荷量或所述下桥电荷量除以所述计算周期得到所述计算周期内的平均母线电流。
[0022]可选的，所述以所述上桥电荷量或所述下桥电荷量除以所述计算周期得到所述计算周期内的平均母线电流之前，所述逆变器母线电流计算方法还包括：
[0023]对所述上桥电荷量或所述下桥电荷量进行修正，减去母线侧电容电荷量。
[0024]可选的，所述累积一计算周期内上桥电荷量或下桥电荷量的过程包括：
[0025]采集逆变器交流侧电流及对应的PWM占空比；
[0026]根据所采集得到的逆变器交流侧电流及对应的PWM占空比累积得到所述上桥电荷量或所述下桥电荷量。
[0027]可选的，根据所采集得到的逆变器交流侧电流及对应的PWM占空比累积得到所述上桥电荷量或所述下桥电荷量的步骤包括：
[0028]根据PWM的开通时刻及关断时刻，对逆变器交流侧上桥或下桥的电流进行积分，以得到上桥电荷量或下桥电荷量。
[0029]可选的，所述逆变器为三相逆变器，所述累积一计算周期内上桥电荷量或下桥电荷量的过程包括：分别累积U相上桥、V相上桥及W相上桥的电荷量，或者分别累积U相下桥、V 相下桥及W相下桥的电荷量；
[0030]Q T ＝∑(Qu T +Qv T +Qw T
)[0031]Q B ＝∑(Qu B +Qv B +Qw B
)[0032]其中：Q T 为三相半桥的上桥电荷量，Q B 为三相半桥的下桥电荷量，Qu T 为U相上桥的电荷量，Qv T 为V相上桥的电荷量，Qw T 为W相上桥的电荷量，Qu B 为U相下桥的电荷量，Qv B 为V相下桥的电荷量，Qw B 为W相下桥的电荷量。
[0033]综上所述，在本发明提供的逆变器母线电流计算方法中，通过累积逆变器交流侧上下两个半桥的电荷量，根据电荷守恒原理，直流母线正极的电荷量等于上桥电荷量，直流母线负极的电荷量等于下桥电荷量。由此，根据一计算周期内逆变器交流侧所累积的上桥或下桥的电荷量，以及该计算周期所经历的时长即可计算出母线侧的直流电流。该母线电流计算方案避免了物理传感器的散差特性，以及传感器的故障失效，节省了直流电流传感器，降低了产品成本。另外，计算精度与物理传感器相当，且精度稳定，在故障情况下精度无下降，避免了功率平衡法中对损耗的复杂计算。
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