一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统的制作方法

本实用新型属于电机故障诊断领域，具体的说，是涉及一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统。

背景技术：

永磁同步电机具有体积小、功率密度大、转动惯量小、转矩响应快、输出转矩大等优点，因而它在电动汽车领域得到了广泛的应用。但是电机的工况恶劣、振动严重、工作环境温度高，容易出现匝间短路、转子偏心、永磁体退磁等故障，这严重影响到车辆的安全，需要对电机故障实时进行诊断，并对故障信息进行存储。

现有的永磁同步电机故障诊断设备采用软硬件捆绑设计，根据需求自行定制软硬件，最大限度发挥了软、硬件的功能，但同时也存在成本高、软硬件升级困难的问题。此外现有的诊断系统设备诊断功能单一，只能特定某个故障的进行诊断，不具备通用性；而且诊断速度慢，不能对故障信息进行存储，历史故障信息无法查询，给诊断带来极大不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统，解决了现有的永磁同步电机故障诊断设备成本高、软硬件升级困难，且功能单一、通用性不强等问题。本实用新型可以实现永磁同步电机常见故障的实时诊断，故障信息云端存储，软件升级快捷方便。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统，包括永磁同步电机，与永磁同步电机连接的电机控制器，通过CAN网络与电机控制器连接的整车控制器，通过CAN网络与整车控制器连接的GPS车载终端，通过无线通讯网络与GPS车载终端连接的云计算平台，该云计算平台集成有用于故障诊断的诊断模块和用于存储诊断数据的存储器。

具体地，所述整车控制器连接有仪表。通过仪表显示故障状态信息，让驾驶员实时掌握车辆状态。

进一步地，所述电机控制器连接有传感器，通过该传感器采集永磁同步电机的信息。

为了实时掌控云计算平台的诊断情况，所述云计算平台连接有显示屏。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型在云计算平台集成有用于故障诊断的诊断模块和用于存储诊断数据的存储器，通过电机控制器、整车控制器、GPS车载终端实时将永磁同步电机的信息发送至云端，诊断速度快，响应也快，并且能对故障信息进行云端存储，这样就能实现历史性信息查询的目的；云端升级方便，不需要专门的硬件设备，成本低，并且具有较强的通用性。

附图说明

图1为本实用新型-实施例的系统框图。

图2为本实用新型-实施例的云计算平台的诊断流程图。

图3为本实用新型-实施例的整车控制器的故障处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1所示，一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统，包括永磁同步电机PMSM、电机控制器、整车控制器、GPS车载终端、云计算平台，其中永磁同步电机与电机控制器连接，电机控制器通过CAN网络与整车控制器连接，整车控制器通过CAN网络与GPS车载终端连接，GPS车载终端通过无线通讯网络与云计算平台连接，整车控制器连接有仪表。

在本实施例中，电机控制器通过传感器采集永磁同步电机的电流、电压、转速、位置等信息。

一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统的故障诊断方法，包括步骤：

S1、电机控制器采集永磁同步电机的电流、电压、转速、转子位置等特征信息，并通过整车控制器传递给GPS车载终端，GPS车载终端再通过无线通讯网络将特征信息发送至云计算平台；

S2、云计算平台通过智能诊断，对特征信息进行分析，提取故障特征值，并根据特征值判断故障状态，并且将故障状态存储至存储器中；

S3、云计算平台将故障状态下发到GPS车载终端，然后发送至整车控制器；

S4、整车控制器接收到故障状态的信息后，根据故障处理的控制逻辑(故障的严重程度和故障类别)，向电机控制器发出相应的指令，同时将故障信息发送给仪表，让驾驶员实时掌握车辆状态；

S5、电机控制器接收到命令后，做出限功、停止等相应的响应，仪表接收到故障状态信息后，在仪表上显示。

电机控制器通过传感器采集永磁同步电机的电流、电压、转速、转子位置等特征信息，整车控制器通过CAN网络发送特征信息至GPS车载终端。

如图2所示，上述步骤S2的云计算平台的诊断流程为：

S21、进行数据预处理；

S22、计算匝间短路故障特征值、转子偏心故障特征值、永磁体退磁故障特征值、其他故障特征值；

S23、判断是否有故障，若是，则跳至S24，若否，则结束；

S24、判断故障等级；

S25、故障处理、故障显示、故障状态信息存储。

本实施例以永磁体退磁故障为例，智能诊断方法通过对大量的数据分析，得出在永磁体在退磁的情况下，q轴电压U_q与电机转速的比值将会发生显著的变化，因此将q轴电压U_q和电机转速ω作为永磁体退磁故障的特征量。通过数据的分析和对比发现，特征值越小，永磁体退磁越严重。

判断是否有故障的原则为：故障特征值超过正常值，则表示有故障；故障等级根据实时的特征值与正常值的差值确定。

如图3所示，上述步骤S4中，整车控制器接收到故障状态的信息后的故障处理流程为：

S41、整车控制器接收到故障，延时20S；

S42、整车控制器判断是否还接收故障信息，若是，则进行步骤S43，若否，则结束；

S43、查看故障等级，并判断是否是一级故障，若是，则向电机控制器发出“停止，坡行路边”的指令，并发送仪表显示；若否，则进行步骤S44；

S44、判断是否是二级故障，若是，则向电机控制器发送“限功50％”的指令，并发送仪表显示，若否，则向电机控制器发送“限功30％”的指令，并发送仪表显示。

通过云计算平台，可以对历史的电机特征信息和故障信息进行查询，故障诊断算法直接在云计算平台进行升级。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围。