專利名稱：一種電動車驅動電機堵轉保護方法
技術領域：
本發明涉及電動車電機控制技術領域，具體設計一種電動車驅動電機堵轉保護方法。
背景技術：
傳統內燃機車輛在實際使用過程中，常出現發動機憋熄火的現象，主要有起步時沒有及時松開手剎，剎車時離合器沒有及時的踩下去，坡道起步時剎車松的過早等情況。電動汽車在上述情況下同樣會出現驅動電機被憋住的現象，一般稱為電機堵轉。國標GB/T 18488. 2-2006中，對電機堵轉的實驗方法進行了詳細描述。電機堵轉時功率因素低，堵轉電流迅速升高，逆變器溫度也快速上升，時間稍長就會燒壞驅動電機和電機控制器(MCU Motor Control Unit)。根據國標標準對堵轉的定義可知，堵轉扭矩一般就是電機的峰值扭矩，但在電動汽車使用過程中，導致驅動電機發生堵轉的扭矩不僅僅是峰值扭矩，在其扭矩輸出范圍內任何一點上都可能導致驅動電機發生堵轉。同時，在不同環境溫度下使用，驅動電機發生堵轉所表現出來的溫升特性差別很大。所以，在電動汽車控制中，應該根據不同的堵轉條件，采取不同的堵轉保護措施，而且還要考慮環境溫度的影響，同時還必須兼顧整車的舒適性和安全性。

發明內容
本發明的目的是提出一種涵蓋驅動電機控制扭矩全輸出范圍的堵轉保護方法，充分涵括了驅動電機發生堵轉的情況，避免驅動電機堵轉損壞。根據本發明提出的電動車驅動電機堵轉保護方法，關鍵在于根據驅動電機的轉速信號和整車控制器對驅動電機的控制扭矩信號，將驅動電機的控制扭矩從0到最大控制扭矩之間分成N個區間，每個區間設置堵轉判斷條件，判斷驅動電機是否進入堵轉狀態，如果是，則整車控制器對驅動電機的控制扭矩進行干預，整車控制器的干預退出條件為驅動電機的轉速大于設定的電機堵轉狀態轉速閥值。本發明的電動車驅動電機堵轉保護方法，通過在整個驅動電機控制扭矩的輸出范圍分成多個區間，每個區間設置相應的堵轉判斷條件，當堵轉判斷條件成立時，整車控制器即時對驅動電機的控制扭矩進行干預，涵蓋保護驅動電機控制扭矩全輸出范圍內可能發生堵轉的情況，確保驅動電機不會因堵轉損壞。進一步的，所述整車控制器對應不同區間堵轉判斷條件的控制扭矩干預頻率不同。由于電機控制扭矩輸出范圍內不同區間的堵轉強度不同，相應的整車控制器的強制性控制扭矩干預的頻率也就要相匹配。進一步的，驅動電機及逆變器溫度越高，所述整車控制器對驅動電機的控制扭矩的干預幅度越大，頻率越小。相對的，在驅動電機和逆變器溫度低的情況下，整車控制器對驅動電機控制扭矩的干預頻率要快，降低的幅度相對較小。、
進一步的，當驅動電機及逆變器溫度到達設定的安全值時，整車控制器直接將驅動電機的控制扭矩降低到0，并維持預設時間后再恢復。這樣可以給驅動電機和逆變器一定的散熱時間，保護電子器件因堵轉而燒毀。進一步的，判斷驅動電機進入堵轉狀態后，整車控制器開啟整車的散熱系統。這樣盡可能的散去堵轉產生的熱量，保護驅動電機和驅動電機控制器中的元器件。進一步的，所述判斷驅動電機進入堵轉狀態后，整車控制器通過儀表顯示當前整車堵轉狀態信息，以方便有效的提醒駕駛員驅動電機的堵轉狀態。進一步的，所述驅動電機的轉速信號由驅動電機位置傳感器提供。這樣再結合速度傳感器提供的整車速度以及CAN總線上的動力電池即時功率相關信息，就可以計算得到驅動電機控制扭矩。


圖I為電動車系統結構示意圖。圖2為整車控制器對驅動電機控制扭矩干預示意圖。圖3為驅動電機和逆變器溫度對控制扭矩干預過程的影響示意圖。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對本發明的具體實施方式
如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明。如圖1，VMS (整車控制器)7檢測到駕駛員加速踏板3和制動踏板I的需求，解析出駕駛員對驅動或制動扭矩的請求。VMS (整車控制器)7根據檔位檢測器5的信號能夠解析出駕駛員檔位請求，根據速度傳感器11和驅動電機位置傳感器14信號能夠計算出車輛速度和驅動電機轉速，再根據CAN總線上接收到動力電池16相關的狀態信息等，最終計算出整車驅動或制動扭矩的請求。VMS (整車控制器)7將整車驅動扭矩請求記為驅動電機控制扭矩，通過CAN總線發送給MCU (驅動電機控制器)9，最終整車請求的動力由MCU (驅動電機控制器)9控制逆變器15和驅動電機13實現。在整車運動準備就緒情況下，駕駛員松開手剎6，將檔位檢測器5置于前進檔位置，踩下加速踏板3，驅動電機13輸出的驅動力大于車輛靜態阻力，車輛便可實現向前起步。若上述情況中，駕駛員手剎6未松開，踩下加速踏板3，驅動電機13輸出的驅動力小于整車靜態阻力，車輛無法實現向前起步，此時，驅動電機13轉速幾乎為零，處于堵轉狀態，驅動電機13所做的功都將轉化為熱存在與驅動電機13和MCU (驅動電機控制器)9內部，持續時間稍長，將會燒毀其內部元器件，所以，當驅動電機13發生堵轉狀態時，應及時采取保護措施，以免造成車輛電子元器件損壞。本發明的電動車驅動電機堵轉保護方法，根據驅動電機的轉速信號和整車控制器對驅動電機的控制扭矩信號，將驅動電機的控制扭矩從0到最大控制扭矩之間分成N個區間，每個區間設置堵轉判斷條件，判斷驅動電機是否進入堵轉狀態，如果是，則整車控制器對驅動電機的控制扭矩進行干預，整車控制器的干預退出條件為驅動電機的轉速大于設定的電機堵轉狀態轉速閥值。應用時，本發明是由整車控制器軟件實現的。整車控制器系統中設定的程序實時監測驅動電機的轉速信號和整車控制器對驅動電機的控制扭矩信號，當系統判斷驅動電機進入堵轉狀態時，系統會產生一個堵轉狀態標志位信號。如圖2，上半部分是堵轉狀態標志位信號，下半部分為驅動電機控制扭矩。當堵轉狀態標志位為I時，相應的整車控制器即時對驅動電機的控制扭矩進行強制性干預。由于電機控制扭矩輸出范圍內不同區間的堵轉強度不同，所以對應不同區間堵轉判斷條件的控制扭矩干預頻率不同。如圖3所示，上半部分是驅動電機和逆變器溫度低時，整車控制器對驅動電機控制扭矩進行干預后的控制扭矩；下半部分是驅動電機和逆變器溫度高時，整車控制器對驅動電機控制扭矩進行干預后的控制扭矩。由圖3的比較可知，在驅動電機和逆變器溫度低的情況下，整車控制器對驅動電機控制扭矩的干預頻率要快，降低的幅度相對較小，只是對驅動電機控制扭矩增加了一些鋸齒波影響；在驅動電機和逆變器溫度高的情況下，整車控制器對驅動電機控制扭矩的干預幅度要大很多。當驅動電機及逆變器溫度到達設定的安全 值，也就是驅動電機和逆變器能承受的安全溫度范圍最大值時，整車控制器直接將驅動電機的控制扭矩降低到0，并維持預設時間后再恢復。這樣可以給驅動電機和逆變器一定的散熱時間，保護電子器件因堵轉而燒毀。在判斷驅動電機進入堵轉狀態后，出了對驅動電機控制扭矩進行干預外，還包括判斷驅動電機進入堵轉狀態后，整車控制器開啟整車的散熱系統，以盡可能的散去堵轉產生的熱量，保護驅動電機和驅動電機控制器中的元器件；同時通過儀表顯示當前整車堵轉狀態信息，以方便有效的提醒駕駛員驅動電機的堵轉狀態。
權利要求
1.一種電動車驅動電機堵轉保護方法，其特征在于根據驅動電機的轉速信號和整車控制器對驅動電機的控制扭矩信號，將驅動電機的控制扭矩從O到最大控制扭矩之間分成N個區間，每個區間設置堵轉判斷條件，判斷驅動電機是否進入堵轉狀態，如果是，則整車控制器對驅動電機的控制扭矩進行干預，整車控制器的干預退出條件為驅動電機的轉速大于設定的電機堵轉狀態轉速閥值。
2.根據權利要求I所述的電動車驅動電機堵轉保護方法，其特征在于所述整車控制器對應不同區間堵轉判斷條件的控制扭矩干預幅度和頻率不同。
3.根據權利要求2所述的電動車驅動電機堵轉保護方法，其特征在于驅動電機及逆變器溫度越高，所述整車控制器對驅動電機的控制扭矩的干預幅度越大，頻率越小。
4.根據權利要求3所述的電動車驅動電機堵轉保護方法，其特征在于當驅動電機及逆變器溫度提高到設定的安全值時，整車控制器直接將驅動電機的控制扭矩降低到O，并維持預設時間后再恢復。
5.根據權利要求4所述的電動車驅動電機堵轉保護方法，其特征在于判斷驅動電機進入堵轉狀態后，整車控制器開啟整車的散熱系統。
6.根據權利要求4所述的電動車驅動電機堵轉保護方法，其特征在于所述判斷驅動電機進入堵轉狀態后，整車控制器通過儀表顯示當前整車堵轉狀態信息。
7.根據權利要求4所述的電動車驅動電機堵轉保護方法，其特征在于所述驅動電機的轉速信號由驅動電機位置傳感器提供。
全文摘要
本發明提供一種涵蓋驅動電機控制扭矩全輸出范圍的電動車驅動電機堵轉保護方法，根據驅動電機的轉速信號和整車控制器對驅動電機的控制扭矩信號，將驅動電機的控制扭矩從0到最大控制扭矩之間分成N個區間，每個區間設置堵轉判斷條件，判斷驅動電機是否進入堵轉狀態，如果是，則整車控制器對驅動電機的控制扭矩進行干預，整車控制器的干預退出條件為驅動電機的轉速大于設定的電機堵轉狀態轉速閥值。本發明涵蓋保護了涵蓋驅動電機控制扭矩全輸出范圍內可能發生堵轉的情況，確保驅動電機不會因堵轉損壞。
文檔編號B60L15/00GK102700417SQ20121015870
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者劉小飛 申請人:奇瑞汽車股份有限公司