本申请涉及电驱系统,具体地涉及一种电机轴承温度估算方法。
背景技术:
1、随着新能源汽车的发展,车载的电驱系统转速越来越高,轴承的压力越来越大。感应电机(特别是铝转子感应电机)在新能源汽车辅助驱动中运用比例逐渐提高。感应电机因其转子损耗较高,容易导致转子温度高进而导致轴承温度升高(轴承温升有相当一部分是由转子传热导致),使得轴承面临温度过高失效的风险。因此,发明人认识到,需要有效的轴承温度估算方法来预测轴承温度,从而进行电机过热保护。
技术实现思路
1、本申请旨在提供一种电机轴承温度估算方法,以解决或缓解至少部分背景技术中提及的问题。
2、为了实现前述目的之一,根据本申请的一个方面,提供一种电机轴承温度估算方法,所述估算方法包括以下步骤:
3、s11:布置轴承及其温度采集装置;
4、s12:使所述轴承在给定测试工况下运行并采集所述轴承的实时温度;
5、s13:根据采集的所述轴承的实时温度拟合在给定测试工况下的所述轴承的稳态温度和温升时间常数;
6、s14:利用拟合得到的稳态温度和温升时间常数基于基础轴承温度模型获得估算的所述轴承的温度;
7、在所述基础轴承温度模型中,轴承温度设置成仅与引起轴承温度变化的主导节点相关联,所述主导节点为引起轴承温度变化的多个节点中使轴承温度变化最大的节点。
8、除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述基础轴承温度模型通过以下公式构建:
9、
10、其中,tx表示轴承的温度;tx,1表示在所述主导节点的作用下所述轴承达到的稳态温度;τx,1为与所述主导节点相关的温升时间常数;t表示时间。
11、除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述基础轴承温度模型通过以下公式构建:
12、
13、其中,tx表示轴承的温度;tx,1表示在所述主导节点的作用下所述轴承达到的稳态温度;τx,1为与所述主导节点相关的温升时间常数;s表示拉普拉斯变量。
14、除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述多个节点包括转子节点、冷却液节点、空气节点。
15、除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述方法还包括基于多个测试工况中的每个测试工况循环执行步骤s12至s14并记录每个测试工况下的拟合的轴承稳态温度、拟合的温升时间常数以及估算的轴承的温度,以得到第一查询表。
16、除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述估算方法还包括:
17、s20:判断电机转速是否低于限定转速,如是执行步骤s30;
18、s30:基于低速轴承温度模型估算电机转速低于限定转速时的轴承的温度,所述低速轴承温度模型通过以下公式构建:
19、
20、其中,txl表示电机转速低于限定转速时的轴承的温度;txw为基于测试工况的数据查询所述第一查询表得到拟合的轴承稳态温度;tr为转子的温度;△t为转子与轴承的温度差;τm为与txw和tr-△t的中的较大值相对应的温升时间常数。
21、除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,步骤s30包括:
22、s311:将转子的温度升高至预设温度;
23、s312:去除所述转子上施加的扭矩并将所述转子的转速降低至停机转速,并采集所述转子的实时温度和所述轴承的实时温度;
24、s313:基于步骤s312中采集的所述转子的实时温度和所述轴承的实时温度拟合△t以及与tr-△t相对应的温升时间常数。
25、除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,步骤s30还包括:预设以一转速差逐渐增大转速的多个停机转速,依次基于多个停机转速中的每个停机转速循环执行步骤s311至s313,并记录每个停机转速下拟合得到的△t以及与tr-△t相对应的温升时间常数,以得到第二查询表。
26、除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,步骤s30还包括:
27、s321:基于停机转速查询所述第二查询表以得到拟合的△t,将采集的转子的实时温度作为所述低速轴承温度模型的公式中的tr并利用查询得到的拟合的△t计算实时的tr-△t;基于测试工况的数据查询所述第一查询表得到拟合的轴承稳态温度txw;
28、s322:判断txw是否大于所述实时的tr-△t,如是,则根据所述低速轴承温度模型基于txw估算电机转速低于限定转速时的轴承的温度;如否,则根据所述低速轴承温度模型基于所述实时的tr-△t估算电机转速低于限定转速时的轴承的温度。
29、除了上述特征中的一个或多个之外,或者作为替代方案,在另外的实施例中,所述多个停机转速中的初始停机转速为0rpm,所述转速差为100rpm。
30、根据本申请的电机轴承温度估算方法,实现了电机轴承温度的便捷、准确的估算,有助于轴承以及电机的过热保护。
1.一种电机轴承温度估算方法,其特征在于,所述估算方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的电机轴承温度估算方法,其特征在于,
3.根据权利要求1所述的电机轴承温度估算方法,其特征在于,
4.根据权利要求1所述的电机轴承温度估算方法,其特征在于,所述多个节点包括转子节点、冷却液节点、空气节点。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电机轴承温度估算方法,其特征在于,所述方法还包括基于多个测试工况中的每个测试工况循环执行步骤s12至s14并记录每个测试工况下的拟合的轴承稳态温度、拟合的温升时间常数以及估算的轴承的温度,以得到第一查询表。
6.根据权利要求5所述的电机轴承温度估算方法,其特征在于,所述估算方法还包括:
7.根据权利要求6所述的电机轴承温度估算方法,其特征在于,步骤s30包括:
8.根据权利要求7所述的电机轴承温度估算方法,其特征在于,步骤s30还包括:预设以一转速差逐渐增大转速的多个停机转速,依次基于多个停机转速中的每个停机转速循环执行步骤s311至s313,并记录每个停机转速下拟合得到的△t以及与tr-△t相对应的温升时间常数,以得到第二查询表。
9.根据权利要求8所述的电机轴承温度估算方法,其特征在于,步骤s30还包括:
10.根据权利要求8所述的电机轴承温度估算方法,其特征在于,所述多个停机转速中的初始停机转速为0rpm,所述转速差为100rpm。