一种电机系统的堵转保护方法、装置、车辆和存储介质与流程

本发明实施例涉及车辆数据处理技术领域，尤其涉及一种电机系统的堵转保护方法、装置、车辆和存储介质。

背景技术：

目前，随着能源的紧缺和环境的恶化，电动汽车越来越受到人们的重视，尤其是纯电动汽车，而电机系统作为纯电动汽车的唯一动力源，它的可靠性和安全性更显得尤为重要。电机系统内含电机控制单元，如图1所示，其通过产生六路脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，pwm)控制信号来控制应的驱动控制单元及绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，igbt)模块来驱动电机系统工作。此时在车辆运行过程中，当遇到障碍物或者爬坡时，电机系统会出现堵转的情况，此时6个igbt不会再换流，同一时刻下有两个igbt会一直开通，而不切换到其他igbt，如果堵转时间过长则会导致igbt过热而烧坏，此时集成功率模块成本较高，极大增加了电机系统的维护成本。

现有技术中通常从电机转速和转矩等信号的不同维度对电机系统的堵转条件进行判断，此时如果堵转条件的判定维度少会使判断条件不全面，而极易导致堵转误判；如果堵转条件的判定维度多会使需要标定的数据量过大，在一定程度上增加电机系统的开发难度。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种电机系统的堵转保护方法、装置、车辆和存储介质，从电机系统所产生热量的角度对电机堵转时的运行转矩进行调整，避免电机系统由于电机堵转而出现故障，提高电机系统的安全性和可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种电机系统的堵住保护方法，该方法包括：

根据电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数以及转矩与电流之间的转换关系，计算对应的电流过载系数；

如果所述电机系统的累积热量超出热量标定上限，则采用预设的降额系数调整所述电机系统的运行转矩，所述电机系统的累计热量由所述电流过载系数引起。

第二方面，本发明实施例提供了一种电机系统的堵转保护装置，该装置包括：

电流过载系数计算模块，用于根据电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数以及转矩与电流之间的转换关系，计算对应的电流过载系数；

运行转矩调整模块，用于如果所述电机系统的累积热量超出热量标定上限，则采用预设的降额系数调整所述电机系统的运行转矩，所述电机系统的累计热量由所述电流过载系数引起。

第三方面，本发明实施例提供了一种车辆，该车辆包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

电机系统，用于控制车辆运行；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例所述的电机系统的堵转保护方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所述的电机系统的堵转保护方法。

本发明实施例提供了一种电机系统的堵转保护方法、装置、设备和存储介质，根据电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数以及转矩与电流之间的转换关系，计算电机系统在不同工作时刻下对应的电流过载系数，在不同工作时刻下的电流过载系数引起的累积热量超出热量标定上限，则采用预设的降额系数调整电机系统的运行转矩，以在电机堵转时采用降低后的运行转矩控制电机系统运行来保护电机系统，使电机系统散热，从电机系统所产生热量的角度对电机堵转时的运行转矩进行调整，避免电机系统由于电机堵转而出现故障，提高电机系统的安全性和可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为现有技术中电机系统的工作示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种电机系统的堵转保护方法的流程图；

图3a为本发明实施例二提供的一种电机系统的堵转保护方法的流程图；

图3b为本发明实施例二提供的电机系统在堵转工况下降额调整运行转矩的示意图；

图4为本发明实施例三提供的一种电机系统的堵转保护装置的结构示意图；

图5为本发明实施例四提供的一种车辆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图2为本发明实施例一提供的一种电机系统的堵转保护方法的流程图。本实施例可适用于任一种将电机系统作为动力源的车辆中。本实施例提供的一种电机系统的堵转保护方法可以由本发明实施例提供的电机系统的堵转保护装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在执行本方法的车辆中。

具体的，参考图2，该方法具体包括如下步骤：

s210，根据电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数以及转矩与电流之间的转换关系，计算对应的电流过载系数。

其中，电机系统为车辆中配置的作为其动力源的电机装置，其可以由电机控制单元、驱动控制单元、igbt模块以及电机等共同组成，而由于电机系统在电机堵转时间过长时，会使电机系统中igbt功率管由于热量过高而烧坏，因此本实施例中将电机系统作为一个整体，主要从电机系统所产生的热量的角度，在电机堵转过程中对电机系统进行保护。

同时，电机系统的转矩过载系数表示电机在转动过程中实际转矩与额定转矩之间的差异度，堵转转矩系数表示电机堵转时的堵转转矩与额定转矩之间的差异度。

具体的，由于电机系统在电机堵转时所产生的热量可以由相应的电流计算得到，因此本实施例中首先可以根据电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数，计算出电机系统中对应的转矩变化情况，进而根据转矩与电流之间的转换关系，将该转矩变化情况对应转换为电流的变化，得到对应的电流过载系数，以便后续根据该电流过载系数计算对应引起的电机系统所产生的热量。

本实施例中，在计算对应的电流过载系数之前，还需要对应计算电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数，如下：

1)根据电机系统的实际转矩和额定转矩，计算对应的转矩过载系数。

其中，转矩过载系数的计算公式为：n＝t_act/t_rtd；

n为转矩过载系数，t_act为电机系统的实际转矩，t_rtd为电机系统的额定转矩。

2)根据电机系统的转速确定对应的堵转调节系数；根据堵转调节系数，以及电机系统的堵转转矩和额定转矩，计算对应的堵转转矩系数。

其中，堵转转矩系数的计算公式为：m＝k*t_lck/t_rtd；

m为堵转转矩系数，k为堵转调节系数，t_lck为电机系统的堵转转矩；此时，堵转调节系数k与电机系统的转速相关，转速越小，堵转调节系数越大，本实施例中可以预先通过系统仿真或者台架标定中设置的电机系统的转速与堵转调节系数之间的对应关系，根据电机系统当前时刻的转速查找到对应的堵转调节系数，进而采用上述公式通过该堵转调节系数，以及电机系统的堵转转矩和额定转矩，计算对应的堵转转矩系数。

此时，本实施例根据电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数以及转矩与电流之间的转换关系，计算对应的电流过载系数，具体可以包括：叠加电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数，得到对应的整合转矩过载系数；根据转矩与电流之间的转换关系对整合转矩过载系数进行转换，得到对应的电流过载系数。

具体的，由于电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数均属于电机系统中针对转矩所对应的变化，因此可以按照一定的方式来叠加电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数，以对电机系统中的转矩变化情况进行整合，得到对应的整合转矩过载系数，进而通过转矩与电流之间的转换关系，如t＝f(i)，其中t为转矩，i为电流，将该整合转矩过载系数对应转换为电流的变化情况，得到对应的电流过载系数；例如，将上述过程统一后，可以得到电流过载系数j＝g(m,n)，其中g为转矩与电流之间的转换关系的逆向转换，本实施例中可以直接将电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数代入上述计算公式中进行计算，得到对应的电流过载系数。

s220，如果电机系统的累积热量超出热量标定上限，则采用预设的降额系数调整所述电机系统的运行转矩。

具体的，电机系统的累计热量由电流过载系数引起，当电机系统的电流过大时，会产生相应的热量。热量标定上限为预先设定的电机系统的热量所能达到的上限值，如果电机系统产生的累积热量超出该上限值，会导致电机系统内的功率管由于不断产生热量所引起的温度过高而烧坏；降额系数为在电机系统产生的累积热量过高时，用于将电机系统的运行转矩降低至额定转矩或者额定转矩之下的调整参数，此时在电机系统的运行转矩处于额定转矩或者额定转矩之下时，电机系统产生的热量会缓慢下降。

需要说明的是，本实施例中针对不同车辆中设置的电机系统，会实车标定对应的热量标定上限和降额系数。

在本实施例中，在电机系统正常工作后，会实时计算每一时刻下电流引起的热量，设定如果电机系统未处于电机堵转状态，而且运行转矩低于额定转矩，那么电机系统中的电流引起的热量可以忽略不计，在电机系统处于电机堵转状态后，或者运行转矩高于额定转矩，电机系统中的电流会逐渐累加产生相应的热量，而由于驾驶员在电机堵转状态下向电机系统下发的转矩指令过大使得电机系统产生的热量散发不出去，进而导致电机系统内的温度过高而烧坏相应的功率管，因此本实施例会计算电机系统每一时刻下产生的热量，进而得到当前时刻下的累积热量，如果电机系统的累积热量超出对应的热量标定上限，则采用预设的降额系数调整电机系统的运行转矩，也就是将整车的转矩指令通过降额系数降低至额定转矩或者额定转矩之下，后续电机系统采用调整后的运行转矩工作，以使电机系统的热量缓慢下降，从而降低电机系统由热量引起的温度，避免电机系统内的功率管被烧坏，保证电机系统的正常运行。

本实施例提供的技术方案，根据电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数以及转矩与电流之间的转换关系，计算电机系统在不同工作时刻下对应的电流过载系数，在不同工作时刻下的电流过载系数引起的累积热量超出热量标定上限，则采用预设的降额系数调整电机系统的运行转矩，以在电机堵转时采用降低后的运行转矩控制电机系统运行来保护电机系统，使电机系统散热，从电机系统所产生热量的角度对电机堵转时的运行转矩进行调整，避免电机系统由于电机堵转而出现故障，提高电机系统的安全性和可靠性。

实施例二

图3a为本发明实施例二提供的一种电机系统的堵转保护方法的流程图。本发明实施例是在上述实施例的基础上进行优化。可选的，本实施例主要对于调整电机系统的运行转矩的具体过程进行详细的解释说明。

具体的，参见图3a，本实施例的方法具体可以包括：

s310，根据电机系统的实际转矩和额定转矩，计算对应的转矩过载系数。

s320，根据电机系统的转速确定对应的堵转调节系数；根据堵转调节系数，以及电机系统的堵转转矩和额定转矩，计算对应的堵转转矩系数。

s330，叠加电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数，得到对应的整合转矩过载系数。

s340，根据转矩与电流之间的转换关系对整合转矩过载系数进行转换，得到对应的电流过载系数。

s350，如果电机系统处于堵转工况的时长达到预设堵转时长，则控制电机系统进入降额保护阶段，直至电机系统的累积热量散至预设热量之下，控制电机系统进入降额解除阶段。

可选的，为了电机系统的工作状态以及相应的堵转情况进行详细的划分，本实施例会实时检测电机系统是否进入电机堵转状态，如图3b所示，在检测到电机系统处于电机堵转时刻时，说明电机系统进入电机堵转状态，此时开始检测电机系统处于堵转工况的时长，在电机系统处于堵转工况的时长达到预设堵转时长后，控制电机系统进入降额保护阶段，在该降额保护阶段内，如果电机系统的累积热量超出热量标定上限，会采用预设的降额系数降低电机系统的运行转矩，以使电机系统的热量缓慢下降，直至电机系统的累积热量散至预设热量之下，保证电机系统内的功率管不会被烧坏，控制电机系统进入降额解除阶段，在该降额解除阶段内，不会对电机系统的运行功率进行调整。

s360，在降额保护阶段内，如果电机系统的累积热量超出热量标定上限，且电机系统的运行转矩超出额定转矩，则根据预设的降额系数调整电机系统的运行转矩，并采用调整后的运行转矩控制电机系统工作，以使电机系统散热。

示例性的，如图3b所示，在降额保护阶段内，如果电机系统的累积热量超出热量标定上限，可以通过降额系数降低运行转矩来散发热量，如果累积热量未散发至预设热量之下，且电机系统的转矩指令仍超出额定转矩时，为了不产生新的热量，本实施例可以采用预设的降额系数降低电机系统的运行转矩，并采用降低后的运行转矩控制电机系统工作，以使电机系统不断散热；而在电机系统的转矩指令未超出额定转矩时，该运行转矩也不会产生新的热量，因此在降额保护阶段内，如果电机系统的转矩指令未超出额定转矩，则不对该运行转矩作任何调整，直接采用该运行转矩控制电机系统工作。

s370，在降额解除阶段内，采用电机系统的转矩指令控制电机系统工作。

示例性的，如图3b所示，在降额解除阶段内，由于电机系统的累积热量已经降低至预设热量之下，不会对电机系统的正常工作造成影响，因此无需对电机系统的转矩指令作任何调整，可以直接采用电机系统的转矩指令控制电机系统工作。

本实施例提供的技术方案，根据电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数以及转矩与电流之间的转换关系，计算电机系统在不同工作时刻下对应的电流过载系数，在不同工作时刻下的电流过载系数引起的累积热量超出热量标定上限，则采用预设的降额系数调整电机系统的运行转矩，以在电机堵转时采用降低后的运行转矩控制电机系统运行来保护电机系统，使电机系统散热，从电机系统所产生热量的角度对电机堵转时的运行转矩进行调整，避免电机系统由于电机堵转而出现故障，提高电机系统的安全性和可靠性。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种电机系统的堵转保护装置的结构示意图，如图4所示，该装置可以包括：

电流过载系数计算模块410，用于根据电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数以及转矩与电流之间的转换关系，计算对应的电流过载系数；

运行转矩调整模块420，用于如果电机系统的累积热量超出热量标定上限，则采用预设的降额系数调整电机系统的运行转矩，该电机系统的累计热量由电流过载系数引起。

本实施例提供的技术方案，根据电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数以及转矩与电流之间的转换关系，计算电机系统在不同工作时刻下对应的电流过载系数，在不同工作时刻下的电流过载系数引起的累积热量超出热量标定上限，则采用预设的降额系数调整电机系统的运行转矩，以在电机堵转时采用降低后的运行转矩控制电机系统运行来保护电机系统，使电机系统散热，从电机系统所产生热量的角度对电机堵转时的运行转矩进行调整，避免电机系统由于电机堵转而出现故障，提高电机系统的安全性和可靠性。

进一步的，上述电机系统的堵转保护装置，还可以包括：

工作状态控制模块，用于如果电机系统处于堵转工况的时长达到预设堵转时长，则控制电机系统进入降额保护阶段，直至电机系统的累积热量散至预设热量之下，控制电机系统进入降额解除阶段。

进一步的，上述运行转矩调整模块420，可以具体用于：

在降额保护阶段内，如果电机系统的累积热量超出热量标定上限，且电机系统的运行转矩超出额定转矩，则根据预设的降额系数调整电机系统的运行转矩，并采用调整后的运行转矩控制电机系统工作，以使电机系统散热。

进一步的，上述电机系统的堵转保护装置，还可以包括：

电机系统控制模块，用于在降额解除阶段内，采用电机系统的转矩指令控制电机系统工作。

进一步的，上述电流过载系数计算模块410，可以具体用于：

叠加电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数，得到对应的整合转矩过载系数；

根据转矩与电流之间的转换关系对整合转矩过载系数进行转换，得到对应的电流过载系数。

进一步的，上述电机系统的堵转保护装置，还可以包括：

转矩过载计算模块，用于根据电机系统的实际转矩和额定转矩，计算对应的转矩过载系数。

进一步的，上述电机系统的堵转保护装置，还可以包括：

堵转系数计算模块，用于根据电机系统的转速确定对应的堵转调节系数；根据堵转调节系数，以及电机系统的堵转转矩和额定转矩，计算对应的堵转转矩系数。

本实施例提供的电机系统的堵转保护装置可适用于上述任意实施例提供的电机系统的堵转保护方法，具备相应的功能和有益效果。

实施例四

图5为本发明实施例四提供的一种车辆的结构示意图。如图5所示，该车辆包括处理器50、存储装置51和电机系统52；车辆中处理器50的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器50为例；车辆的处理器50、存储装置51和电机系统52可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

存储装置51作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的电机系统的堵转保护方法对应的模块(例如，用于电机系统的堵转保护装置中的电流过载系数计算模块410和运行转矩调整模块420)。处理器50通过运行存储在存储装置51中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的电机系统的堵转保护方法。

存储装置51可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置51可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置51可进一步包括相对于处理器50远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

电机系统52可用于控制车辆运行，为车辆提供动力。

本实施例提供的一种车辆可用于执行上述任意实施例提供的电机系统的堵转保护方法，具备相应的功能和有益效果。

实施例五

本发明实施例五还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可实现上述任意实施例中的电机系统的堵转保护方法。该方法具体包括：

根据电机系统的转矩过载系数和堵转转矩系数以及转矩与电流之间的转换关系，计算对应的电流过载系数；

如果电机系统的累积热量超出热量标定上限，则采用预设的降额系数调整电机系统的运行转矩，该电机系统的累计热量由电流过载系数引起。

当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的电机系统的堵转保护方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述电机系统的堵转保护装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理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。