一种油冷电驱动系统油泵启动控制方法及系统与流程

1.本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及新能源汽车的冷却系统。


背景技术：

2.随着人们对能源紧缺和环境污染问题重视程度的提高，电动汽车正快速普及，逐渐占据汽车市场。电驱动系统作为电动汽车的驱动装置，在电动汽车复杂多变的工况运行中，将产生大量的热量，需搭配有效的冷却系统，及时将热量散出，保证电驱系统正常运行。
3.目前市场上电驱动系统常用的冷却方式为水冷，该方式一般以乙二醇和水的混合液为冷却介质，冷却结构为在电机壳体设置环形水道。易于设计，但散热效果有限，无法直接冷却电机绕组、转子、及轴承等部件。油冷为另一种新型冷却方式，以润滑油为冷却介质，冷却流道连通减速器箱体、电机转子、电机壳体、电机轴承，依靠油泵驱动润滑油在冷却流道中循环，可实现电机内部结构的直接冷却，冷却效果好，电驱动系统动力性大幅提升。
4.在极寒零下低温环境下，由于环境温度低，电动汽车在启动时润滑油粘度高，油泵无法推动润滑油在冷却流道中正常循环流动。若油泵在电动汽车开始加速运行时不能及时推动润滑油正常循环流动，易导致电驱动系统产生的热量无法有效散出，齿轮和轴承润滑条件不良，从而导致电机过温降额甚至出现过温故障，传动件出现润滑失效。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种油冷电驱动系统油泵启动控制方法，以解决在低温环境下导致电动汽车在启动时润滑油粘度高，油泵无法推动润滑油在冷却流道中正常循环流动的问题；目的之二在于提供一种油冷电驱动系统油泵启动控制系统。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.s1：电机控制器发出唤醒指令唤醒油泵电机，且向油泵电机发出目标转速指令；
8.s2：判断油泵电机是否触发堵转保护，若未触发，则油泵电机以正常转速控制模式运行，运行时的电流为iq
normal
；若触发，则进行s3；
9.s3：判断当前的油温或油泵控制器板温度是否低于低温阈值，若是，则进行s4；否则进行s5；
10.s4：令油泵电机先停机并持续第一预设时间，然后启动，令油泵电机运行时的电流为iq
heat
；
11.s5：否则油泵电机重启；
12.iq
normal
＜iq
heat
≤iq
max
；
13.其中iq
max
为油泵电机所能承受的最大电流。
14.根据上述技术手段，首先通过是否产生堵转，决定是否需要启动低温控制方法，这是因为油泵在低温环境下启动时，有可能当前油温虽然较低，但是油泵仍可以直接运行；有可能此时温度很低，油泵因为润滑油粘度过大不能搅动润滑油运行；也有可能确实是由于机械原因导致油泵电机转子卡住而不能运行。在电机不能运行时，将发生堵转。因此首先判
断是否触发了堵转保护条件，若未触发，则表明在当前油温下油泵可以直接搅动油，从而正常运行，就不必再判断油温是否低于油泵可搅动油的低温阈值；若触发了堵转保护，则判断油温是否低于低温阈值，确定堵转是由低温或是其他机械故障引起。因此上述技术手段中的油泵低温启动控制方法只有在发生了堵转的情况下才会去执行后续控制逻辑，若没发生堵转，直接就可正常运行，进而节约了步骤。
15.然后若是低温引起的堵转，那么通过iq
heat
的方式启动油泵电机，由于该电流大于油泵电机以正常转速控制模式运行的电流，因此能够产生较大的热量，降低油温及油的粘度。
16.若排除了低温引起的堵转，则通过重启的方式解决堵转问题，避免油泵电机过载造成油泵电机的损坏。
17.进一步，当令油泵电机以电流为iq
heat
的方式运行时，若满足条件1或者条件2，则油泵电机以正常转速控制模式运行，否则继续令油泵电机的运行电流为iq
heat
，直至满足条件1或者条件2；
18.条件1：油温高于启动温度阈值时；
19.条件2：油泵电机的运行电流为iq
heat
的运行时间大于第二预设时间时。
20.根据上述技术手段，能够避免油泵电机以较大电流运行的时间过长导致油泵电机过热的问题。
21.进一步，在所述s4中，当油泵电机以电流为iq
heat
的方式运行并满足所述条件1或者条件2，并且以正常转速控制模式运行了第三预设时间时，判断是否触发堵转保护，若触发，则执行所述s3，否则上报故障清除信息。
22.根据上述技术手段，在正常运行的同时判断是否产生触发堵转保护，避免电机堵转造成电流过大，进而导致过载的现象。
23.进一步，所述s5具体为：
24.s51：油泵电机停机第一预设时间后重启，然后以正常转速控制模式运行；
25.s52：设定运行时间为所述第三预设时间，若在所述第三预设时间内触发堵转保护，若触发，则进行s51，否则油泵电机继续以正常转速控制模式运行，并上报故障清除信息。
26.进一步，当重启次数达到次数阈值时，油泵电机关机。
27.根据上述技术手段，避免多次重启给油泵电机造成损坏。
28.进一步，当油泵电机收到强制重启的指令时，油泵电机重启，然后执行所述s1。
29.进一步，产生所述电机堵转的条件为：油泵电机当前的反电势处于下式的状态，且持续时间超过第四预设时间，(e
当前-e
目标
)/e
目标
*100％＞n
30.其中，e
当前
表示当前的反电势，e
目标
表示达到目标转速所对应的反电势，n表示预设值。
31.一种基于上的油冷电驱动系统油泵启动控制方法的油冷电驱动系统油泵启动控制系统，包括用于获得润滑油温度的第一温度传感器、用于获得油泵控制器板上温度的第二温度传感器，还包括：
32.堵转保护判断模块，配置为通过获取当前油泵电机的反电势以及目标转速的反电势，判断油泵电机是否触发堵转保护；
33.低温判断模块，配置为通过所述第一传感器或者第二传感器的信息，判断油温或者油泵控制器板温度是否低于低温阈值；
34.决策模块，配置为接收所述电机堵转判断模块和低温判断模块的信息，若未触发堵转保护，则控制油泵电机以正常转速控制模式运行；
35.若触发堵转保护，则当油温或者油泵控制器板温度低于低温阈值时，控制油泵电机先停机并持续第一预设时间，然后启动，令油泵电机运行时的电流为iq
heat
；当油温或者油泵控制器板温度不低于低温阈值时否则重启油泵电机；
36.iq
normal
＜iq
heat
≤iq
max
；
37.其中iq
max
为油泵电机所能承受的最大电流，iq
normal
为油泵电机以正常转速控制模式的运行电流。
38.进一步，当油泵电机以电流为iq
heat
的方式运行并满足条件1或者条件2，并且以正常转速控制模式运行了第三预设时间时，所述电机堵转判断模块再次判断是否产生电机堵转，若产生，则所述低温判断模块再次判断油温或者油泵控制器板温度是否低于低温阈值；
39.条件1：油温高于启动温度阈值时；
40.条件2：油泵电机的运行电流为iq
heat
的运行时间大于第二预设时间时。
41.进一步，还包括重启次数统计模块，配置为用于统计所述决策模块重启油泵电机的次数，重启油泵电机并运行第三预设时间，在第三预设时间内，若所述电机堵转判断模块判定是否触发堵转保护，则所述决策模块再次重启油泵电机，当所述重启次数统计模块统计重启油泵电机的次数达到次数阈值时，所述重启次数统计模块将信息传递给决策模块，所述决策模块关闭油泵电机。
42.本发明的有益效果：
43.本发明首先判断是否触发堵转保护，若未触发，则令油泵电机以正常模式运行，若是低温造成的堵转，则令油泵电机以高电流的模式启动，进而能够在极寒低温环境下以最快的速度成功启动油冷电驱动系统油泵，驱动润滑油在电驱动系统冷却流道中正常循环流动，保障电动汽车在低温环境下的冷却散热和润滑需求，避免电机过温降额甚至出现过温故障，传动件出现润滑失效。
附图说明
44.图1为本发明实施例1的流程图；
45.图2为本发明实施例2的结构示意图。
46.其中，1-第一温度传感器、2-第二温度传感器、3-电机堵转判断模块、4-低温判断模块、5-决策模块；6-重启次数统计模块。
具体实施方式
47.以下将参照附图和优选实施例来说明本发明技术方案的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
48.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
49.实施例1
50.本实施例提出了一种油冷电驱动系统油泵启动控制方法，如图1所示，控制方法具体为：
51.s1：电机控制器发出唤醒指令唤醒油泵电机，且向油泵电机发出目标转速指令，该目标转速不为0。
52.s2：判断油泵电机是否产生电机堵转。
53.本实施例中，产生电机堵转的条件为：油泵电机当前的反电势处于下式的状态，且持续时间超过第四预设时间，(e
当前-e
目标
)/e
目标
*100％＞n
54.其中，e
当前
表示当前的反电势，e
目标
表示达到目标转速所对应的反电势，n表示预设值。
55.实际反电势通过实时测量电压和电流估算得到；目标转速对应的反电势通过电机控制器发出的目标转速指令与电机反电势常数相乘计算得到。
56.例如，如果实际反电势与目标转速对应的反电势差值和目标转速对应的反电势的绝对百分比超出10％，并且持续时间超过1s，则产生电机堵转，进而能够满足堵转保护条件。
57.若未产生电机堵转，则油泵电机以正常转速控制模式运行，运行时的电流为
58.iq
normal
，油泵控制器向电机控制器反馈无低温降额警告信息、无堵转故障、油泵正常运行的信息；若触发，则进行s3。正常转速控制模式为电机的一种控制模式，在该模式下，油泵电机接收转速指令，响应该转速指令匀速运行。
59.s3：判断当前的油温或油泵控制器板温度是否低于低温阈值，若是，则进行s4；否则进行s5。
60.s4：令油泵电机先停机并持续第一预设时间，然后启动，令油泵电机运行时的电流为
61.iq
heat
，
62.iq
normal
＜iq
heat
≤iq
max
；
63.其中iq
max
为油泵电机所能承受的最大电流。
64.也就是说，当油温或油泵控制器板温度低于低温阈值时，在油泵电机可承受的电流范围内，采用较大的电流驱动油泵电机，利用电机定子绕组发热迅速提高润滑油温度。
65.当令油泵电机以电流为iq
heat
的方式运行时，若满足条件1或者条件2，则油泵电机以正常转速控制模式运行，否则继续令油泵电机的运行电流为iq
heat
，直至满足条件1或者条件2；
66.条件1：油温高于启动温度阈值时；
67.条件2：油泵电机的运行电流为iq
heat
的运行时间大于第二预设时间时。
68.在此基础上，当油泵电机正常转速控制模式运行了第三预设时间时，判断是否产生电机堵转，若产生，则重新执行s3，否则表示油泵在低温环境下成功启动，油泵控制器向
电机控制器反馈上报故障清除信息和油泵正常运行状态信息。
69.s5：油泵电机重启。
70.具体的：
71.s51：油泵电机停机第一预设时间后重启，然后以正常转速控制模式运行；
72.s52：设定运行时间为第三预设时间，若在第三预设时间内产生电机堵转，若产生则进行s51，重启后继续运行第三预设时间，并且判断第三预设时间内是否发生电机堵转，同时统计重启次数，重启的初始值为0，当重启次数达到次数阈值时，油泵电机关机，
73.若在未达到重启次数时的某次重启中，油泵电机在第三预设时间内未产生电机堵转，则油泵电机继续以正常转速控制模式运行，并上报故障清除信息。
74.当油泵电机关机后，若收到强制重启的指令，则油泵电机重启，然后执行s1。
75.若未收到强制重启指令，油泵电机停止工作，保持故障停机状态，油泵控制器反馈堵转故障状态和油泵因故障停机状态。
76.实施例2
77.本实施例提出了一种油冷电驱动系统油泵启动控制系统，基于实施例1所述的油冷电驱动系统油泵启动控制方法。具体如图2所示，包括第一温度传感器1、第二温度传感器2、电机堵转判断模块3、低温判断模块4、决策模块5和重启次数统计模块6，其中，电机堵转判断模块3、低温判断模块4、决策模块5和重启次数统计模块6均集成在油泵控制器中。
78.其中第一温度传感器1用于获得润滑油温度，第二温度传感器2用于获得油泵控制器板上温度。
79.电机堵转判断模块3配置为通过获取当前油泵电机的反电势以及目标转速的反电势，判断油泵电机是否会产生电机堵转。
80.是否产生电机堵转的判断依据为：油泵电机当前的反电势处于下式的状态，且持续时间超过第四预设时间，(e
当前-e
目标
)/e
目标
*100％＞n
81.其中，e
当前
表示当前的反电势，e
目标
表示达到目标转速所对应的反电势，n表示预设值。
82.实际反电势通过实时测量电压和电流估算得到；目标转速对应的反电势通过电机控制器发出的目标转速指令与电机反电势常数相乘计算得到。
83.低温判断模块4获取第一温度传感器1、第二温度传感器2的信息，判断油温或者油泵控制器板温度是否低于低温阈值。
84.决策模块5接收电机堵转判断模块3和低温判断模块4的信息，若电机堵转判断模块3判断未产生电机堵转，则以正常转速控制模式运行，若电机堵转判断模块3判断产生电机堵转，则决策模块5根据低温判断模块4的信息，判断电机堵转是否由低温造成。具体的：若油温或者油泵控制器板温度低于低温阈值，则控制油泵电机先停机并持续第一预设时间，然后启动，令油泵电机运行时的电流为iq
heat
，当油泵电机以电流为iq
heat
的方式运行并满足条件1或者条件2，并且以正常转速控制模式运行了第三预设时间时，电机堵转判断模块3再次判断是否产生电机堵转，若产生，则低温判断模块4再次判断油温或者油泵控制器板温度是否低于低温阈值。其中，条件1：油温高于启动温度阈值时，条件2：油泵电机的运行电流为iq
heat
的运行时间大于第二预设时间时。
85.若低温判断模块4判断当前的油温或者超过低温阈值，则停滞了第一预设时间后，
重启油泵电机，在油泵电机运行了第三预设时间内，若所述电机堵转判断模块判定出现电机堵转，则所述决策模块再次重启油泵电机，重启次数统计模块统计重启油泵电机的次数，当重启油泵电机的次数达到次数阈值时，重启次数统计模块6将信息传递给决策模块5，决策模块5关闭油泵电机。
86.以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。