专利名称：电机温度监测方法及系统、功率控制方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车动力系统，尤其涉及纯电动车的电机温度监测方法及系统和电机 功率控制方法及系统。
背景技术：
目前，人们日益重视对环境的保护和能源的有效、合理使用。电动驱动系统可实现 低能耗和零排放，因此，高效、节能、环保的纯电动汽车成为汽车行业发展趋势之一，极具市 场前景。在电动车系统中，电机驱动系统受到电动车安装空间的限制，对其体积尺寸的要 求苛刻。而正弦波永磁同步电机具有运行可靠、体积小、质量轻、损耗少、效率高以及形状和 尺寸灵活多样等显著优点，因此在纯电动汽车驱动系统得到广泛采用。其不仅能驱动整车， 而且能通过制动能量回收对电池充电，有效提高了能量利用率，从而实现降低能耗的目的。 然而，由于永磁同步电机对温度的敏感特性，在电机工作过程中须实时地对电机温度进行 监控，并根据采集到的温度进行诊断，保证电机工作在允许的温度范围内。然而，传统的电 机温度监测方法比较简单，其只采用一个温度传感器来获取电机温度，并且不判断温度传 感器的检测数据是否正常，从而导致系统可靠性和免维护性都较低。此外，传统的电机功率 控制中只是根据所获取的电机温度对电机功率进行简单限制，例如当电机温度超过某一阈 值时，直接将电机最大输出功率限制为零或者是峰值功率的50%等，采用这种功率控制方 法，其实际可供电动车使用的功率范围较小，并且由于当电机温度超过设定时，直接将电机 功率限制为设定功率或峰值功率的特定百分比，从而使功率的变化不够平滑，使得电机在 某些温度范围内其实际可输出的最大功率会大于该设定功率，因此不能在保护电机的同时 保证其可输出较大的功率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种电机温度监测方法，其能够有效可靠地获得 电机当前温度。为了解决上述问题，本发明还提供一种电机功率控制方法，其可根据电机当前温 度平滑地设定电机最大输出功率，从而提高了电机系统的可靠性和免维护性，并且使电机 在安全工作的同时可输出较大的功率。为了解决上述问题，本发明还提供了一种电机温度监测系统，其可有效可靠地获 得电机当前温度。为了解决上述问题，本发明还提供了一种电机功率控制系统，其可平滑地控制电 机功率，提高了电机系统的可靠性和免维护性。为此，本发明提供了一种电机温度监测方法，其包括下述步骤1)设置η个用于检 测电机当前温度T的温度传感器，其中η彡2 ；幻读取所述η个温度传感器的检测数据；3) 基于所述η个温度传感器中正常工作的温度传感器的检测数据而获得所述电机当前温度T。其中，所述温度传感器包括温度传感器、热电偶、红外温度传感器。其中，步骤幻中具体包括下述内容当η个温度传感器的检测数据均正常时，基于 η个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度T ；当其中m个温度传感器的检 测数据异常时，则基于其余n-m个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度 T ；当η个温度传感器的检测数据均异常时，则判定η个温度传感器均故障，并忽略相应检测 数据。本发明还提供了一种功率控制方法，其包括下述步骤10)采用上述的电机温度 监测方法来获得电机当前温度T ；20)根据所述电机当前温度T及预定的电机温度区间阈值 判断所述电机当前温度T所处温度区间；30)根据所述电机当前温度T所处的温度区间设 定电机的最大输出功率。其中，所述电机温度区间包括正常工作区间，该区间的最大温度为电机温度报警 起始温度Tl ；功率受限区间，该区间的温度大于电机温度报警起始温度Tl而小于电机温 度过温故障起始温度Τ2 ；停止工作区间，该区间的最低温度为电机温度过温故障起始温度 Τ2。其中，在步骤30)中具体包括下述内容当所述电机当前温度T处于正常工作区间 时，将电机最大输出功率设定为峰值功率；当所述电机当前温度T处于功率受限区间时，将 电机最大输出功率设定为峰值功率的(Τ2-Τ)/(Τ2-Τ1)；当所述电机当前温度T处于停止工 作区间时，将电机输出功率设定为零。此外，本发明还提供了一种电机温度监测系统，其包括η个温度传感器，用于检 测与电机温度相关的数据，其中η ^ 2 ；诊断单元，用于判断所述η个温度传感器所获取的 与电机温度相关的数据是否正常；电机温度获取单元，用于基于所述η个温度传感器中正 常工作的温度传感器的检测数据而获得所述电机当前温度Τ。其中，所述温度传感器包括温度传感器、热电偶、红外温度传感器。其中，当η个温度传感器的检测数据均正常时，基于η个温度传感器的检测数据 的均值来获得所述电机当前温度T ；当其中m个温度传感器的检测数据异常时，则基于其余 n-m个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度T ；当η个温度传感器的检测 数据均异常时，则判定η个温度传感器均故障，并忽略相应检测数据。此外，本发明还提供了一种电机功率控制系统，其包括上述的电机温度监测系 统，用于获得电机当前温度T ；电机功率控制单元，用于根据所述电机当前温度T及预定的 电机温度区间阈值判断所述电机当前温度T所处温度区间，并根据所述判断结果设定电机 的最大输出功率。其中，所述电机温度区间包括正常工作区间，该区间的最大温度为电机温度报警 起始温度Tl ；功率受限区间，该区间的温度大于电机温度报警起始温度Tl而小于电机温 度过温故障起始温度Τ2 ；停止工作区间，该区间的最低温度为电机温度过温故障起始温度 Τ2。其中，当所述电机当前温度T处于正常工作区间时，将电机最大输出功率设定为 峰值功率；当所述电机当前温度T处于功率受限区间时，将电机最大输出功率设定为峰值 功率的(Τ2-Τ)/(Τ2-Τ1)；当所述电机当前温度T处于停止工作区间时，将电机输出功率设定为零。采用本发明的电机温度监测法及系统和功率控制方法及系统具有如下有益效 果本发明的电机温度监测方法及系统，由于采用了冗余设计，即，基于η个温度传感 器来获取电机当前温度Τ，并通过对η个温度传感器的检测数据进行诊断而确定正常的检 测数据以及正常工作的温度传感器，从而提高了电机温度采集的可靠性，并且由于其采用 正常检测数据的均值来获得电机当前温度Τ，从而具有较高的准确性和可靠性。此外，本发明的电机功率控制方法及系统，由于采用了本发明提供的电机温度 监测方法及系统，从而可有效可靠准确的获取电机当前温度Τ，并且可根据所述电机当前 温度T所处温度区间，将电机最大输出功率设定为零、峰值功率或者峰值功率的(Τ2-Τ)/ (Τ2-Τ1)，电机最大输出功率在某一温度区间与电机的峰值功率呈线性关系，这种功率控制 较为平滑，从而提高了电机系统的可靠性和免维护性，并且使电机在安全工作的同时可输 出较大的功率。
图1是本发明提供的电机温度监测方法的流程图；图2是本发明中采集与电机温度相关的检测数据的流程图；图3是本发明提供的电机功率控制方法的流程图；图4是本发明中根据电机当前温度T控制电机功率的详细流程图；图5是本发明提供的电机温度监测系统的结构框图；图6是本发明提供的电机功率控制系统的结构框图。
具体实施例方式为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提 供的电机温度监测方法及系统和电机功率控制方法及系统进行详细描述。如图1所示，为本发明电机温度监测方法的流程图。在步骤Sl中，设置η个用于检 测电机当前温度T的温度传感器，其中η ^ 2 ；在步骤S2中，读取所述η个温度传感器的检 测数据；在步骤S3中，基于所述η个温度传感器中正常工作的温度传感器的检测数据而获 得所述电机当前温度Τ，其中所述温度传感器包括温度传感器、热电偶、红外温度传感器。其中，由于在步骤S3中基于所述η个温度传感器中正常工作的温度传感器的检 测数据而获得所述电机当前温度Τ，所以需要对传感器的检测数据进行判断，确定其是否正 常，如果不正常则不采用。在实际应用中，可根据温度传感器检测数据所对应的温度是否在 该传感器的测量温度范围内或者是否在电机温度实际工作环境温度正常值内来判断所述 检测数据是否正常。下面以2个温度传感器为例说明采集与电机温度相关的检测数据的详 细流程。如图2所示，在步骤S20中，首先采集与电机相连接的两个温度传感器的检测数据 t，在步骤S20采集到两个温度传感器的检测数据后，步骤转至S21和S22，分别判断温度传 感器1的检测数据tl和温度传感器2的检测数据t2是否正常。当温度传感器1的检测数 据tl正常而温度传感器2的检测数据t2不正常时，则采用温度传感器1的检测数据tl来获得电机当前温度T ；当温度传感器1的检测数据tl不正常而温度传感器2的检测数据t2 正常时，则采用温度传感器2的检测数据t2来获得电机当前温度T ；当温度传感器1的检 测数据tl和温度传感器2的检测数据t2均正常时，则采用温度传感器1的检测数据tl和 温度传感器2的检测数据t2的均值(tl+U)/2来获得电机当前温度T ；当温度传感器1的 检测数据tl和温度传感器2的检测数据t2均不正常时，则判定两个温度传感器均故障，并 忽略检测数据tl和t2。当设置的温度传感器数量为η个时，则可采用类似的进行判断，并且，当η个温度 传感器的检测数据均正常时，基于η个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前 温度T ；当其中m个温度传感器的检测数据异常时，则基于其余n-m个温度传感器的检测数 据的均值来获得所述电机当前温度T ；当η个温度传感器的检测数据均异常时，则判定η个 温度传感器均故障，并忽略相应检测数据。在实际应用中，可根据实验数据获得电机温度与电机功率的对应关系，所以当获 得电机当前温度T后，可判断其是否是电机可承受的工作温度，如果不是，可根据电机温度 与电机功率的对应关系，通过限制电机功率来降低电机温度，使电机工作在其可承受的温 度范围内。如图3所示，为本发明电机功率控制方法的流程图。如图所示，首先在步骤S 100 中采用本发明提供的上述电机温度监测方法来获取电机当前温度τ。然后在步骤S200中 根据电机当前温度T及预定的电机温度区间阈值判断电机当前温度T所处温度区间，其中， 电机温度区间包括正常工作区间，该区间的最大温度为电机温度报警起始温度Tl ；功率 受限区间，该区间的温度大于电机温度报警起始温度Tl而小于电机温度过温故障起始温 度Τ2 ；停止工作区间，该区间的最低温度为电机温度过温故障起始温度Τ2。接着转至步骤 S300，根据电机当前温度T所处的温度区间设定电机的最大输出功率。下面结合图4详细说明如何根据电机当前温度T控制电机功率。如图4所示，在步骤SlOO采集到电机当前温度T后，步骤转至S200和S210，分别 判断电机温度T是否大于Tl和Τ2。当电机温度T小于Tl时，步骤转至S300，将电机的最 大输出功率设为电机的峰值功率；当T大于Tl而小于Τ2时，步骤转至S310，将电机的最大 输出功率限制为峰值功率的(Τ2-Τ)/(Τ2-Τ1)；当电机温度T大于Τ2时，步骤转至S320，将 电机输出功率设定为零。其中，当在步骤S200中判定T小于Tl时，则不必再进行步骤S21 来判断T是否大于Τ2。此外，本发明还提供了一种电机温度监测系统，如图5所示，该系统包括η个温度 传感器，诊断单元2和电机温度获取单元3。η个温度传感器与电机连接，用于获取与电机 温度相关的检测数据，并将所获取的检测数据传送至诊断单元2。诊断单元2获取η个温度 传感器的检测数据，并判断所述检测数据是否正常。电机温度获取单元3基于η个温度传 感器中正常工作的温度传感器的检测数据而获得所述电机当前温度Τ，其中，当η个温度传 感器的检测数据均正常时，基于η个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温 度T ；当其中m个温度传感器的检测数据异常时，则基于其余n-m个温度传感器的检测数据 的均值来获得所述电机当前温度T ；当η个温度传感器的检测数据均异常时，则判定η个温 度传感器均故障，并忽略相应检测数据。其中，所述温度传感器包括温度传感器、热电偶、红外温度传感器。
此外，本发明还提供了一种电机功率控制系统，如图6所示，包括本发明提供的上 述电机温度监测系统10，用于获取电机当前温度T并将其传送至电机功率控制单元20 ；电 机功率控制单元20，用于判断电机当前温度T所处温度区间并根据判断结果设定电机最 大输出功率。其中，所述电机温度区间包括正常工作区间，该区间的最大温度为电机温度 报警起始温度Tl ；功率受限区间，该区间的温度大于电机温度报警起始温度Tl而小于电 机温度过温故障起始温度T2 ；停止工作区间，该区间的最低温度为电机温度过温故障起始 温度T2。当所述电机当前温度T处于正常工作区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功 率；当所述电机当前温度T处于功率受限区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功率的 (T2-T)/(T2-T1)；当所述电机当前温度T处于停止工作区间时，将电机输出功率设定为零。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施 方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精 神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种电机温度监测方法，其特征在于包括下述步骤1)设置η个用于检测电机当前温度T的温度传感器，其中η彡2；2)读取所述η个温度传感器的检测数据；3)基于所述η个温度传感器中正常工作的温度传感器的检测数据而获得所述电机当 前温度Τ。
2.如权利要求1所述的电机温度监测方法，其特征在于在所述步骤幻中具体包括下述 内容当η个温度传感器的检测数据均正常时，基于η个温度传感器的检测数据的均值来获 得所述电机当前温度T ；当其中m个温度传感器的检测数据异常时，则基于其余n-m个温度传感器的检测数据 的均值来获得所述电机当前温度T ；当η个温度传感器的检测数据均异常时，则判定η个温度传感器均故障，并忽略相应检 测数据。
3.一种电机功率控制方法，其特征在于包括下述步骤10)采用如权利要求1-2任意一项所述的电机温度监测方法来获得电机当前温度T ； 20)根据所述电机当前温度T及预定的电机温度区间阈值判断所述电机当前温度T所 处温度区间；30)根据所述电机当前温度T所处的温度区间设定电机的最大输出功率。
4.如权利要求3所述的电机功率控制方法，其特征在于所述电机温度区间包括 正常工作区间，该区间的最大温度为电机温度报警起始温度Tl ；功率受限区间，该区间的温度大于电机温度报警起始温度Tl而小于电机温度过温故 障起始温度Τ2;以及停止工作区间，该区间的最低温度为电机温度过温故障起始温度Τ2。
5.如权利要求3或4所述的电机功率控制方法，其特征在于在步骤30)中具体包括下 述内容当所述电机当前温度T处于正常工作区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功率； 当所述电机当前温度T处于功率受限区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功率的 (Τ2-Τ)/(Τ2-Τ1)；当所述电机当前温度T处于停止工作区间时，将电机输出功率设定为零。
6.一种电机温度监测系统，其特征在于包括η个温度传感器，用于检测与电机温度相关的数据，其中η > 2 ； 诊断单元，用于判断所述η个温度传感器所获取的与电机温度相关的数据是否正常； 电机温度获取单元，用于基于所述η个温度传感器中正常工作的温度传感器的检测数 据而获得所述电机当前温度Τ。
7.如权利要求6所述的电机温度监测系统，其特征在于当η个温度传感器的检测数据均正常时，则基于η个温度传感器的检测数据的均值来 获得所述电机当前温度T ；当其中m个温度传感器的检测数据异常时，则基于其余n-m个温度传感器的检测数据 的均值来确定所述电机当前温度T ；当η个温度传感器的检测数据均异常时，则判定η个温度传感器均故障。
8.一种电机功率控制系统，其特征在于包括如权利要求6或7所述的电机温度监测系统，用于获得电机当前温度T ； 电机功率控制单元，用于根据所述电机当前温度T及预定的电机温度区间阈值判断所 述电机当前温度T所处温度区间，并根据所述判断结果设定电机的最大输出功率。
9.如权利要求8所述的电机功率控制系统，其特征在于所述电机温度区间包括 正常工作区间，该区间的最大温度为电机温度报警起始温度Tl ；功率受限区间，该区间的温度大于电机温度报警起始温度Tl而小于电机温度过温故 障起始温度Τ2;以及停止工作区间，该区间的最低温度为电机温度过温故障起始温度Τ2。
10.如权利要求9所述的电机功率控制系统，其特征在于所述电机功率控制单元执行 下述操作当其判断出所述电机当前温度T处于正常工作区间时，将电机最大输出功率设定为峰 值功率；当其判断出所述电机当前温度T处于功率受限区间时，将电机最大输出功率设定为峰 值功率的(Τ2-Τ)/(Τ2-Τ1)；当其判断出所述电机当前温度T处于停止工作区间时，将电机输出功率设定为零。
全文摘要
本发明公开了一种电机温度监测方法，其包括设置n个用于检测电机当前温度T的温度传感器，其中n≥2；读取所述n个温度传感器的检测数据；基于所述n个温度传感器中正常工作的温度传感器的检测数据而获得所述电机当前温度T。本发明还提供了一种电机功率控制方法，其包括采用上述的电机温度监测方法来获得电机当前温度T；根据电机当前温度T及预定的电机温度区间阈值判断电机当前温度T所处温度区间；根据电机当前温度T所处的温度区间设定电机的最大输出功率。采用本发明提供的电机温度监测方法和功率控制方法，可有效可靠地获得电机当前温度，提高电机的可靠性和免维护性。
文档编号G01K7/04GK102135453SQ20101060139
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者宋波, 王瑛, 罗晓, 陈立冲 申请人:奇瑞汽车股份有限公司