专利名称：用于电动车的电机超速保护方法、保护装置及电动车的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车领域，具体涉及一种用于电动车的电机超速保护方法、保护装置及电动车。
背景技术：
由于石油资源的日益枯竭以及环境污染的日益严重，新能源汽车成为各国汽车行业开发的重点。例如，电动车作为一种既节能又环保的新能源汽车，成为新能源汽车开发的重点。然而，作为电动汽车动力系统的电机并不像传统的发动机一样存在自身的阻力。因此，当整车在下坡的过程中，尤其是在下长坡的过程中，电机的转速很容易随整车车速的增大而达到其设定的最高转速。此时，如果驾驶者没有采取刹车动作或其它任何减速措施，电机的转速很容易超过其设定的最高转速，而电机的反电势正比于电机的转速，电机转速的增加必然导致电机的反电势超过电机控制器的功率管的电压限值，从而导致功率管因被电压击穿而损坏，进而导致电动汽车不能正常行驶。
发明内容
本发明提出了一种电动车电机超速保护方法及保护装置，其可以在电机的转速超过预定的转速时，使电机控制器与电机断开连接，从而可以避免电机控制器的功率管被损坏。此外，本发明还提出了一种电动车，该电动车可以在电机的转速超过预定的转速时，使电机控制器与电机断开连接，从而避免电机控制器的功率管被损坏，进而提高电动车的安全性。为了达到上述目的，本发明提出了一种用于电动车的电机超速保护方法，其用于保护与电机连接的电机控制器的功率管，包括以下步骤获得所述电机的当前转速V;判断所述当前转速V是否大于预设的第一设定转速 Vsrtl，若是，则发出保护操作信号；根据所述保护操作信号断开所述电机和所述电机控制器的连接。优选地，所述第一设定转速Vsrtl满足以下条件即，所述电机在按照所述第一设定转速Vsrtl的速度下转动时产生的第一反电势Umaxl小于所述功率管的电压限值Ulim。优选地，所述第一反电势Umaxl满足以下条件Ufflaxl = 0. 8 0. 9Ulim其中，Umaxl*第一反电势；Uum为所述功率管的电压限值。优选地，在所述电机与所述电机控制器断开连接后，还包括判断所述当前转速V 是否小于第二设定转速Vsrt2，若是，则发出停止保护操作信号；根据所述停止保护操作信号将所述电机和所述电机控制器连接。优选地，所述第二设定转速Vsrt2小于所述第一设定转速入&。
优选地，所述电机在按照所述第二设定转速Vsrt2的速度下转动时产生的第二反电势Umax2满足以下条件Ufflax2 = 0. 7Uliffl其中，Umax2为第二反电势，Uliffl为所述功率管的电压限值。本发明还提出一种用于电动车的电机超速保护装置，其用于保护与电机连接的电机控制器的功率管，包括，监测单元，其用于获得所述电机的当前转速V ；第一判断单元，其用于判断所述当前转速V是否大于预设的第一设定转速Vsrtl，若是，则发出保护操作信号；执行单元，其用于根据所述保护操作信号断开所述电机和所述电机控制器的连接。优选地，在所述第一判断单元中，所述第一设定转速Vsrtl满足以下条件即，所述电机在按照所述第一设定转速Vsrtl的速度下转动时产生的第一反电势Umaxl应小于所述功率管的电压限值^吣优选地，在所述第一判断单元中，所述第一反电势Umaxl和所述功率管的电压限值 Ulim的关系为Ufflaxl = 0. 8 0. 9Ulim其中，Umaxl*第一反电势；Uliffl为所述功率管的电压限值。优选地，还包括第二判断单元，其用于判断所述当前转速V是否小于第二设定转速Vsrt2，若是，则发出停止保护操作信号。优选地，在所述第二判断单元内设定的所述第二设定转速Vsrt2小于所述第一判断单元内设定的所述第一设定转速Vsrtl。优选地，在所述第二判断单元内，所述电机在按照所述第二设定转速Vsrt2的速度下转动时产生的第二反电势Umax2满足以下条件Ufflax2 = 0. 65 0. 75Ulim其中，Umax2为第二反电势，Uliffl为所述功率管的电压限值。优选地，所述执行单元为继电器。本发明还提出一种电动车，包括电机以及用于控制所述电机的电机控制器，在所述电机控制器内设有功率管，所述功率管与所述电机连接，还包括用于接通或断开所述功率管与所述电机的电机超速保护装置，所述电机超速保护装置本发明提出的所述电机超速保护装置。与现有技术相比，本发明具有下述有益效果本发明提供的用于电动车的电机超速保护方法是在电机的转速达到预设的第一设定转速Vsrtl时，使电机和电机控制器断开连接，从而可以避免因电机转速过快而导致其产生的反电势超过功率管的电压限值，进而可以避免电机控制器的功率管被损坏，这不仅可以提高功率管的安全性，而且可以提高电机本身故障的耐受程度，从而确保电动车正常行驶。类似地，本发明提供的用于电动车的电机超速保护装置，当电机的转速大于预设的第一设定转速Vsrtl时，第一判断单元发出保护操作信号，并由执行单元使电机和电机控制器的连接断开，从而可以避免因电机转速过快而导致其产生的反电势超过电机控制器的功率管的电压限值，进而可以避免功率管被损坏，这不仅可以提高功率管的安全性，而且可以提高电机本身故障的耐受程度，从而确保电动车正常行驶。此外，本发明提供的电动车，当电机的转速大于预设的第一设定转速Vsrtl时，电机超速保护装置将电机和电机控制器的连接断开，从而可以避免因电机转速过快而导致电机控制器的功率管损坏，从而提高电机控制器的功率管的安全性，以及提高电机本身故障的耐受程度，从而确保电动车正常行驶。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明提出的一种用于电动车的电机超速保护方法的流程图；图2为本发明提出的一种用于电动车的电机超速保护装置的结构框图。
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出的用于电动车的电机超速保护方法、保护装置及电动车进行详细描述。根据电机的电磁感应定律，电机的反电势正比于电机的转速，因此，为了保护电机控制器的功率管不被电机反电势击穿，就要控制电机的转速，或在电机的转速超过一定转速范围时，使电机和电机控制器的连接断开，以避免电机控制器的功率管被损坏。本实施例是采用断开电机和电机控制器的连接来保护电机控制器的功率管。本实施例提出了一种用于电动车的电机超速保护方法，如图1所示，包括以下步骤步骤SlOl，获得所述电机的当前转速V。电动车在运行过程中，实时监测电机的当前转速V。步骤S102，判断所述当前转速V是否大于预设的第一设定转速Vsrtl，若是，则发出保护操作信号。由于电机的反电势与电机的转速成正比。设定电机的当前转速为V，与之对应的当前反电势为uemf。在电机的设计最高转速Vmax下，电机的反电动势为Umax，同时，假设电机控制器的功率管的电压限值为Ulim。在实际应用中，不能在电机的当前反电势Uailf达到电机控制器的功率管的电压限值Ulim时才发出保护操作信号，而应该在小于功率管的电压限值Ulim的某一值时发出保护操作信号。本实施例是在电机的当前反电势Uanf为0. 8 0. 9UUm时发出保护操作信号，即将电机的当前反电势Uemf等于0. 8 0. 9Ulim时电机所对应的转速设定为第一设定转速Vsrtl。当电机的当前转速V大于第一设定转速Vsrtl时发出保护操作信号，以避免电机控制器的功率管被损坏。换言之，第一设定转速Vsrtl满足以下条件S卩，电机在按照第一设定转速Vsrtl 的速度下转动时产生的第一反电势Umaxl应满足以下条件Ufflaxl = 0. 8 0. 9Ulim其中，Umaxl*第一反电势；Uliffl为所述功率管的电压限值。在实际应用中，可以根据电动车的安全等级，将第一反电势Umaxl设定为0. 85Ulim或 0.9Ulim时，即小于功率管的电压限值Ulim的任何值都可以作为第一反电势Umaxl的值。也就是说，第一设定转速Vsrtl满足以下条件，即，只要电机在按照第一设定转速Vsrtl的速度下转动时产生的第一反电势Umaxl小于功率管的电压限值Ulim均可实现本发明的目的。步骤sl03，根据保护操作信号使电机和电机控制器断开连接。根据步骤sl02发出的保护操作信号，将电机和电机控制器连接的断开，从而避免电机所产生的反电势将电机控制器的功率管击穿。步骤sl04，判断所述当前转速V是否小于第二设定转速Vset2,若是，则发出停止保护操作信号；若否，继续执行步骤sl03。步骤sl04是在电机和电机控制器断开连接后的步骤，其目的是使电机和电机控制器再次连接。第二设定转速Vsrt2小于第一设定转速Vsrtl，本实施例第二设定转速Vsrt2满足下述条件，即，电机在按照第二设定转速Vsrt2的速度下转动时产生的第二反电势Umax2等于0. 7Ulim。当然，第二反电势Umax2也可以等于0. 6Ulim或0. 5Ulim，这可以根据实际使用情况来确定。步骤s 105，根据所述停止保护操作信号将所述电机和所述电机控制器连接。根据步骤S104发出的停止保护操作信号，使电机和电机控制器再次连接，从而使电机正常运行。本实施例提供的用于电动车的电机超速保护方法是在电机的转速达到预设的第一设定转速Vsrtl时，使电机和电机控制器断开连接，从而可以避免因电机转速过快而导致其产生的反电势超过电机控制器的功率管的电压限值，进而可以避免电机控制器的功率管被损坏，这不仅可以提高功率管的安全性，而且可以提高电机本身故障的耐受程度，从而确保电动车正常行驶。本实施例提出了一种用于电动车的电机超速保护装置，如图2所示，用于电动车的电机超速保护装置包括监测单元1、第一判断单元2、执行单元3以及第二判断单元4， 其中，监测单元1，其用于获得所述电机的当前转速V。电动车在运行过程中，监测单元1实时监测电机的当前转速V。第一判断单元2，其用于判断所述当前转速V是否大于预设的第一设定转速Vsrtl， 若是，则发出保护操作信号。第一判断单元2与监测单元1连接。在第一判断单元2中，第一设定转速Vsrtl满足以下条件即，电机在按照第一设定转速Vsrtl的速度下转动时所产生的第一反电势Umaxl 应小于所述功率管的电压限值^吣在本实施例中，第一设定转速Vsrtl满足以下条件S卩，电机在按照第一设定转速Vsetl的速度下转动时产生的第一反电势Umaxl应满足以下条件 _] Ufflaxl = 0. 8 0. 9Ulim其中，Umaxl*第一反电势；Uliffl为所述功率管的电压限值。在第一判断单元2中，可以根据电动车的安全等级，将第一反电势Umaxl设定为 0. 85UUn^0. 9Ulim时，即小于功率管的电压限值Ulim的任何值都可以作为第一反电势Umaxl的值。也就是说，第一设定转速Vsrtl满足以下条件，S卩，只要电机在按照第一设定转速Vsrtl的速度下转动时产生的第一反电势Umaxl小于功率管的电压限值Ulim均可实现本发明的目的。执行单元3，其用于根据所述保护操作信号断开所述电机和所述电机控制器的连接。执行单元3与第一判断单元2连接。当执行单元3收到第一判断单元2发出的保护操作信号时，将电机和电机控制器的连接断开。执行单元3可以为继电器或其它能够将电机和电机控制器的连接断开的部件。第二判断单元4，其用于判断所述当前转速V是否小于第二设定转，若是，则发出停止保护操作信号。第二判断单元4的输入端与监测单元1连接，其输出端与执行单元3连接。第二判断单元4内设定的第二设定转速Vsrt2小于第一判断单元2内设定的第一设定转速Vsrtl。本实施例中，第二设定转速Vsrt2按照以下方式设定即，电机在按照第二设定转速 Vset2的速度下转动时产生的第二反电势Umax2等于0. 65 0. 75Ulim，优选等于0. 7Ulim，Ulim为所述功率管的电压限值。在第二判断单元4中，第二设定转速Vsrt2的设定值可以根据实际工作环境进行设定，可以将第二反电势Umax2设定为小于第一设定转速Vsrtl的任何值。当第二判断单元4获得当前转速V小于第二设定转速Vsrt2时，其向执行单元3发出停止保护操作信号，执行单元 3根据第二判断单元4发出的停止保护操作信号使电机和电机控制器重新连接。本实施例提供的电动车电机超速保护装置的具体工作过程如下具体地，当电机的当前转速V小于电机的第一设定转速Vsrtl时，电机的当前反电势 Uefflf < Ufflaxl ( 0. SUlim，第一判断单元2不发出保护操作信号，电机和电机控制器连接，电机正常运行。当电机的当前转速V等于电机的第一设定转速Vsrtl时，电机的当前反电势UMf = Ufflaxl ( 0. SUlim，第一判断单元2不发出保护操作信号，电机和电机控制器连接，电机正常运行。当电机的当前转速V大于电机的第一设定转速Vsetl时，且电机的当前反电势Uemf > 0. SUlim，第一判断单元2发出保护操作信号，执行单元3将电机和电机控制器断开连接。当电机的当前转速V等于电机的第二设定转速Vsrt2时，电机的当前反电势Uailf = Ufflax2 ( 0. 7Ulim，第二判断单元4不发出停止保护操作信号，电机和电机控制器的连接断开。当电机的当前转速V小于电机的第二设定转速Vsrt2时，电机的当前反电势 Uefflf ^ 0. 7Ulim，第二判断单元4发出停止保护操作信号，执行单元3将电机和电机控制器的连接，电机正常运行。本实施例提供的用于电动车的电机超速保护装置，当电机的转速大于预设的第一设定转速Vsrtl时，第一判断单元发出保护操作信号，并由执行单元使电机和电机控制器的连接断开，从而可以避免因电机转速过快而导致其产生的反电势超过电机控制器的功率管的电压限值，进而可以避免电机控制器的功率管被损坏，这不仅可以提高功率管的安全性， 而且可以提高电机本身故障的耐受程度，从而确保电动车正常行驶。本实施例还提出了一种电动车，电动车包括电机31、电机控制器32以及电机超速保护装置34。其中，电机31和电机控制器32通过三相高压电缆33A、33B、33C电连接。三相高压电缆33A、33B、33C的两端均设有插头，插头与电机31和电机控制器32上的插座相配合， 借助插头和插座的配合使用将电机31和电机控制器32电连接。电机超速保护装置34采用本实施例提出的电机超速保护装置。电机超速保护装置34的监测单元与电机31连接，用于监测电机31的转速；电机超速保护装置34的执行单元设置在电机31和电机控制器32之间，执行单元根据第一判断单元的发出的保护操作信号使电机31和电机控制器32断开；或根据第二判断单元的发出的保护操作信号使电机31 和电机控制器32连接。在本实施例中，电机超速保护装置34的执行单元可以设置在电机31和电机控制器32之间的任何位置，如可以设置在连接电机31和电机控制器32的高压电缆的插头位置，也可以设置在高压电缆上。也就是说，电机超速保护装置34的执行单元可以设置在能够将电机31和电机控制器32断开的任何位置。本实施例提供的电动车的基本工作流程如下首先把钥匙打到“ON”档，控制系统上电，将钥匙打到“START”模式，使各用高压电设备接入高压电。此时，控制系统自检，整车没有给电机发出任何指令，电机31的当前转速 V应为零，电机的当前反电势Uemf为零。若自检结果显示电机31的转速V不为零，电机的反电势Uailf不为零，则关闭钥匙，对控制系统进行检查，排出故障。在电动车行驶的过程中，电机超速保护装置的监测单元实时监测电机的当前转速 V，当电机的当前转速V达到第一设定转速Vsrtl时，电机超速保护装置的执行单元将电机31 和电机控制器32断开，以保护电机控制器的功率管不被反电势击穿。同时，电机超速保护装置的监测单元继续监测电机的当前转速V，当电机的当前转速V达到第二设定转速Vsrt2 时，电机超速保护装置的执行单元使电机31和电机控制器32再次连接，从而使电机正常运行。本实施例提供的电动车，当电机的转速大于预设的第一设定转速Vsrtl时，电机超速保护装置将电机和电机控制器的连接断开，从而可以避免因电机转速过快而导致电机控制器的功率管损坏，从而提高电机控制器的功率管的安全性，以及提高电机本身故障的耐受程度，从而确保电动车正常行驶。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于电动车的电机超速保护方法，其用于保护与电机连接的电机控制器的功率管，其特征在于，包括以下步骤获得所述电机的当前转速V;判断所述当前转速V是否大于预设的第一设定转速Vsrtl，若是，则发出保护操作信号； 根据所述保护操作信号断开所述电机和所述电机控制器的连接。
2.如权利要求1所述的用于电动车的电机超速保护方法，其特征在于，所述第一设定转速Vsrtl满足以下条件即，所述电机在按照所述第一设定转速Vsrtl的速度下转动时产生的第一反电势Umaxl小于所述功率管的电压限值Ulim。
3.如权利要求2所述的用于电动车的电机超速保护方法，其特征在于，所述第一反电势Umaxl满足以下条件Umaxl = 0.8-0. OTlim 其中，Umaxl为第一反电势； Ulim为所述功率管的电压限值。
4.如权利要求1所述的用于电动车的电机超速保护方法，其特征在于，在所述电机与所述电机控制器断开连接后，还包括判断所述当前转速V是否小于第二设定转速Vsrt2，若是，则发出停止保护操作信号； 根据所述停止保护操作信号将所述电机和所述电机控制器连接。
5.如权利要求4所述的用于电动车的电机超速保护方法，其特征在于，所述第二设定转速Vsrt2小于所述第一设定转速Vsrtl。
6.如权利要求5所述的用于电动车的电机超速保护方法，其特征在于，所述电机在按照所述第二设定转速Vsrt2的速度下转动时产生的第二反电势Umax2满足以下条件U—2 — 0. 7Ulim其中，Umax2为第二反电势，Ulim为所述功率管的电压限值。
7.一种用于电动车的电机超速保护装置，其用于保护与电机连接的电机控制器的功率管，其特征在于，包括，监测单元，其用于获得所述电机的当前转速V ；第一判断单元，其用于判断所述当前转速V是否大于预设的第一设定转速Vsrtl，若是， 则发出保护操作信号；执行单元，其用于根据所述保护操作信号断开所述电机和所述电机控制器的连接。
8.如权利要求7所述的电动车电机超速保护装置，其特征在于，在所述第一判断单元中，所述第一设定转速Vsrtl满足以下条件即，所述电机在按照所述第一设定转速Vsrtl的速度下转动时产生的第一反电势Umaxl应小于所述功率管的电压限值Ulim。
9.如权利要求8所述的电动车电机超速保护装置，其特征在于，在所述第一判断单元中，所述第一反电势Umaxl和所述功率管的电压限值Uum的关系为Umaxl = 0.8-0. OTlim 其中，Umaxl为第一反电势； Ulim为所述功率管的电压限值。
10.如权利要求7所述的电动车电机超速保护装置，其特征在于，还包括第二判断单元，其用于判断所述当前转速V是否小于第二设定转速Vsrt2，若是，则发出停止保护操作信号。
11.如权利要求10所述的电动车电机超速保护装置，其特征在于，在所述第二判断单元内设定的所述第二设定转速Vsrt2小于所述第一判断单元内设定的所述第一设定转速Vsetl 0
12.如权利要求11所述的电动车电机超速保护装置，其特征在于，在所述第二判断单元内，所述电机在按照所述第二设定转速Vsrt2的速度下转动时产生的第二反电势Umax2满足以下条件Umax2 = 0.65- 0. 75Ulim 其中，Umax2为第二反电势， Ulim为所述功率管的电压限值。
13.如权利要求7所述的电动车电机超速保护装置，其特征在于，所述执行单元为继电ο
14.一种电动车，包括电机以及用于控制所述电机的电机控制器，在所述电机控制器内设有功率管，所述功率管与所述电机连接，其特征在于，还包括用于接通或断开所述功率管与所述电机的电机超速保护装置，所述电机超速保护装置采用权利要求7-13任意一项所述电机超速保护装置。
全文摘要
本发明提出了一种用于电动车的电机超速保护方法、保护装置以及电动车，该电机超速保护方法其用于保护与电机连接的电机控制器的功率管，包括以下步骤获得所述电机的当前转速V；判断所述当前转速V是否大于预设的第一设定转速Vset1，若是，则发出保护操作信号；根据所述保护操作信号断开所述电机和所述电机控制器的连接。该保护方法可以避免因电机转速过快而导致其产生的反电势击穿电机控制器的功率管，从而提高电机控制器的安全性以及电机的耐受程度，进而确保电动车正常行驶。
文档编号H02H7/093GK102324735SQ20111027987
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者刘艳, 孙玉玲, 李陈勇, 林伟义, 王钦, 罗晓, 裴善忠 申请人:奇瑞汽车股份有限公司