专利名称：一种电动车驱动电机堵转保护方法
技术领域：
本发明涉及电动车电机控制技术领域，具体设计一种电动车驱动电机堵转保护方法。
背景技术：
传统内燃机车辆在实际使用过程中，常出现发动机憋熄火的现象，主要有起步时没有及时松开手刹，刹车时离合器没有及时的踩下去，坡道起步时刹车松的过早等情况。电动汽车在上述情况下同样会出现驱动电机被憋住的现象，一般称为电机堵转。国标GB/T 18488. 2-2006中，对电机堵转的实验方法进行了详细描述。电机堵转时功率因素低，堵转电流迅速升高，逆变器温度也快速上升，时间稍长就会烧坏驱动电机和电机控制器(MCU Motor Control Unit)。根据国标标准对堵转的定义可知，堵转扭矩一般就是电机的峰值扭矩，但在电动汽车使用过程中，导致驱动电机发生堵转的扭矩不仅仅是峰值扭矩，在其扭矩输出范围内任何一点上都可能导致驱动电机发生堵转。同时，在不同环境温度下使用，驱动电机发生堵转所表现出来的温升特性差别很大。所以，在电动汽车控制中，应该根据不同的堵转条件，采取不同的堵转保护措施，而且还要考虑环境温度的影响，同时还必须兼顾整车的舒适性和安全性。
发明内容
本发明的目的是提出一种涵盖驱动电机控制扭矩全输出范围的堵转保护方法，充分涵括了驱动电机发生堵转的情况，避免驱动电机堵转损坏。根据本发明提出的电动车驱动电机堵转保护方法，关键在于根据驱动电机的转速信号和整车控制器对驱动电机的控制扭矩信号，将驱动电机的控制扭矩从0到最大控制扭矩之间分成N个区间，每个区间设置堵转判断条件，判断驱动电机是否进入堵转状态，如果是，则整车控制器对驱动电机的控制扭矩进行干预，整车控制器的干预退出条件为驱动电机的转速大于设定的电机堵转状态转速阀值。本发明的电动车驱动电机堵转保护方法，通过在整个驱动电机控制扭矩的输出范围分成多个区间，每个区间设置相应的堵转判断条件，当堵转判断条件成立时，整车控制器即时对驱动电机的控制扭矩进行干预，涵盖保护驱动电机控制扭矩全输出范围内可能发生堵转的情况，确保驱动电机不会因堵转损坏。进一步的，所述整车控制器对应不同区间堵转判断条件的控制扭矩干预频率不同。由于电机控制扭矩输出范围内不同区间的堵转强度不同，相应的整车控制器的强制性控制扭矩干预的频率也就要相匹配。进一步的，驱动电机及逆变器温度越高，所述整车控制器对驱动电机的控制扭矩的干预幅度越大，频率越小。相对的，在驱动电机和逆变器温度低的情况下，整车控制器对驱动电机控制扭矩的干预频率要快，降低的幅度相对较小。、
进一步的，当驱动电机及逆变器温度到达设定的安全值时，整车控制器直接将驱动电机的控制扭矩降低到0，并维持预设时间后再恢复。这样可以给驱动电机和逆变器一定的散热时间，保护电子器件因堵转而烧毁。进一步的，判断驱动电机进入堵转状态后，整车控制器开启整车的散热系统。这样尽可能的散去堵转产生的热量，保护驱动电机和驱动电机控制器中的元器件。进一步的，所述判断驱动电机进入堵转状态后，整车控制器通过仪表显示当前整车堵转状态信息，以方便有效的提醒驾驶员驱动电机的堵转状态。进一步的，所述驱动电机的转速信号由驱动电机位置传感器提供。这样再结合速度传感器提供的整车速度以及CAN总线上的动力电池即时功率相关信息，就可以计算得到驱动电机控制扭矩。
图I为电动车系统结构示意图。图2为整车控制器对驱动电机控制扭矩干预示意图。图3为驱动电机和逆变器温度对控制扭矩干预过程的影响示意图。
具体实施例方式下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式
如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。如图1，VMS (整车控制器)7检测到驾驶员加速踏板3和制动踏板I的需求，解析出驾驶员对驱动或制动扭矩的请求。VMS (整车控制器)7根据档位检测器5的信号能够解析出驾驶员档位请求，根据速度传感器11和驱动电机位置传感器14信号能够计算出车辆速度和驱动电机转速，再根据CAN总线上接收到动力电池16相关的状态信息等，最终计算出整车驱动或制动扭矩的请求。VMS (整车控制器)7将整车驱动扭矩请求记为驱动电机控制扭矩，通过CAN总线发送给MCU (驱动电机控制器)9，最终整车请求的动力由MCU (驱动电机控制器)9控制逆变器15和驱动电机13实现。在整车运动准备就绪情况下，驾驶员松开手刹6，将档位检测器5置于前进档位置，踩下加速踏板3，驱动电机13输出的驱动力大于车辆静态阻力，车辆便可实现向前起步。若上述情况中，驾驶员手刹6未松开，踩下加速踏板3，驱动电机13输出的驱动力小于整车静态阻力，车辆无法实现向前起步，此时，驱动电机13转速几乎为零，处于堵转状态，驱动电机13所做的功都将转化为热存在与驱动电机13和MCU (驱动电机控制器)9内部，持续时间稍长，将会烧毁其内部元器件，所以，当驱动电机13发生堵转状态时，应及时采取保护措施，以免造成车辆电子元器件损坏。本发明的电动车驱动电机堵转保护方法，根据驱动电机的转速信号和整车控制器对驱动电机的控制扭矩信号，将驱动电机的控制扭矩从0到最大控制扭矩之间分成N个区间，每个区间设置堵转判断条件，判断驱动电机是否进入堵转状态，如果是，则整车控制器对驱动电机的控制扭矩进行干预，整车控制器的干预退出条件为驱动电机的转速大于设定的电机堵转状态转速阀值。应用时，本发明是由整车控制器软件实现的。整车控制器系统中设定的程序实时监测驱动电机的转速信号和整车控制器对驱动电机的控制扭矩信号，当系统判断驱动电机进入堵转状态时，系统会产生一个堵转状态标志位信号。如图2，上半部分是堵转状态标志位信号，下半部分为驱动电机控制扭矩。当堵转状态标志位为I时，相应的整车控制器即时对驱动电机的控制扭矩进行强制性干预。由于电机控制扭矩输出范围内不同区间的堵转强度不同，所以对应不同区间堵转判断条件的控制扭矩干预频率不同。如图3所示，上半部分是驱动电机和逆变器温度低时，整车控制器对驱动电机控制扭矩进行干预后的控制扭矩；下半部分是驱动电机和逆变器温度高时，整车控制器对驱动电机控制扭矩进行干预后的控制扭矩。由图3的比较可知，在驱动电机和逆变器温度低的情况下，整车控制器对驱动电机控制扭矩的干预频率要快，降低的幅度相对较小，只是对驱动电机控制扭矩增加了一些锯齿波影响；在驱动电机和逆变器温度高的情况下，整车控制器对驱动电机控制扭矩的干预幅度要大很多。当驱动电机及逆变器温度到达设定的安全 值，也就是驱动电机和逆变器能承受的安全温度范围最大值时，整车控制器直接将驱动电机的控制扭矩降低到0，并维持预设时间后再恢复。这样可以给驱动电机和逆变器一定的散热时间，保护电子器件因堵转而烧毁。在判断驱动电机进入堵转状态后，出了对驱动电机控制扭矩进行干预外，还包括判断驱动电机进入堵转状态后，整车控制器开启整车的散热系统，以尽可能的散去堵转产生的热量，保护驱动电机和驱动电机控制器中的元器件；同时通过仪表显示当前整车堵转状态信息，以方便有效的提醒驾驶员驱动电机的堵转状态。
权利要求
1.一种电动车驱动电机堵转保护方法，其特征在于根据驱动电机的转速信号和整车控制器对驱动电机的控制扭矩信号，将驱动电机的控制扭矩从O到最大控制扭矩之间分成N个区间，每个区间设置堵转判断条件，判断驱动电机是否进入堵转状态，如果是，则整车控制器对驱动电机的控制扭矩进行干预，整车控制器的干预退出条件为驱动电机的转速大于设定的电机堵转状态转速阀值。
2.根据权利要求I所述的电动车驱动电机堵转保护方法，其特征在于所述整车控制器对应不同区间堵转判断条件的控制扭矩干预幅度和频率不同。
3.根据权利要求2所述的电动车驱动电机堵转保护方法，其特征在于驱动电机及逆变器温度越高，所述整车控制器对驱动电机的控制扭矩的干预幅度越大，频率越小。
4.根据权利要求3所述的电动车驱动电机堵转保护方法，其特征在于当驱动电机及逆变器温度提高到设定的安全值时，整车控制器直接将驱动电机的控制扭矩降低到O，并维持预设时间后再恢复。
5.根据权利要求4所述的电动车驱动电机堵转保护方法，其特征在于判断驱动电机进入堵转状态后，整车控制器开启整车的散热系统。
6.根据权利要求4所述的电动车驱动电机堵转保护方法，其特征在于所述判断驱动电机进入堵转状态后，整车控制器通过仪表显示当前整车堵转状态信息。
7.根据权利要求4所述的电动车驱动电机堵转保护方法，其特征在于所述驱动电机的转速信号由驱动电机位置传感器提供。
全文摘要
本发明提供一种涵盖驱动电机控制扭矩全输出范围的电动车驱动电机堵转保护方法，根据驱动电机的转速信号和整车控制器对驱动电机的控制扭矩信号，将驱动电机的控制扭矩从0到最大控制扭矩之间分成N个区间，每个区间设置堵转判断条件，判断驱动电机是否进入堵转状态，如果是，则整车控制器对驱动电机的控制扭矩进行干预，整车控制器的干预退出条件为驱动电机的转速大于设定的电机堵转状态转速阀值。本发明涵盖保护了涵盖驱动电机控制扭矩全输出范围内可能发生堵转的情况，确保驱动电机不会因堵转损坏。
文档编号B60L15/00GK102700417SQ20121015870
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者刘小飞 申请人:奇瑞汽车股份有限公司