CN103095213B - 一种电机温度保护方法、电机控制设备及电机系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电机温度保护方法，每隔一预设时间获取电机当前时刻的运行温度，并根据当前时刻的运行温度得到电机的允许参数，控制电机下一时刻的运行参数小于等于该允许参数，这样实时的调整电机的运行参数，可以在电机的温度出现异常时及时进行调整，保护电机不至于过温的同时可以得到较为平顺的输出。本申请还提供了一种电机控制设备和电机系统。

Description

一种电机温度保护方法、电机控制设备及电机系统

技术领域

本申请涉及电机控制领域，特别是涉及一种电机温度保护方法、电机控制设备及电机系统。

背景技术

目前，新能源混合动力系统的应用日趋广泛，电机作为新能源混合动力系统的关键零部件，必须保证电机工作的安全性和可靠性，电机在工作时，电能一部分转化为机械能输出，一部分转化为热能，热量通过电机材料传播到空气中或其他介质中，如果电机持续工作产生的大量热量积聚到一定程度，电机就有被烧毁的可能。

现有的保护电机的温度不至于过高的方法是：如果电机的温度达到警告阀值后，直接降低电机的最大输出功率到设计最大值的一半，降低输出功率后如果还是不能控制电机的温度，电机的温度升高到电机最高允许工作温度，此时认为电机出现严重的散热问题，则控制电机关闭，电机关闭后混合动力系统也随之失效，

在混合动力系统中，可能需要电机短时间的输出较大的功率，此时电机温度随之上升，如果温度一超过警告阀值就直接的将电机的输出功率限制到一半，调整的波动性太大，使混合动力系统不能获得持续的平顺的功率输出，容易对电机造成过保护。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种电机温度保护方法，可以实时调整电机的运行参数，有效优化了现有电机的温度保护策略，使混合动力系统的运行更加可靠。

为了实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种电机温度保护方法，所述电机温度保护方法包括:

每隔一预设时间获取电机当前时刻的运行温度；

比较所述当前时刻的运行温度和预设警告阀值的大小；

判断所述当前时刻的运行温度小于所述预设警告阀值时，确定电机的允许参数为电机的峰值参数；

判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值时，比较所述当前时刻的运行温度和预设电机最高允许工作温度的大小；

判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值、且小于预设电机最高允许工作温度时，根据电机运行温度和电机允许参数的预设对应关系，确定与所述电机当前时刻的运行温度相对应的电机的允许参数；

判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值、且大于等于预设电机最高允许工作温度时，确定所述电机的允许参数为0；

控制电机下一时刻的运行参数小于等于所述允许参数。

优选地，所述电机运行温度和电机允许参数的预设对应关系为：

预先建立的以电机运行温度为横轴，电机的允许参数为纵轴的曲线，所述曲线包括抛物线和直线；

所述抛物线为斜率由零开始逐渐减小的抛物线，其中，所述抛物线的起点为与电机的峰值参数和电机的预设警告阀值温度对应的点，所述抛物线的终点为与电机的额定工作参数点和预设额定工作温度对应的点；

所述直线的起点为与电机的额定工作参数和预设额定工作温度对应的点，终点为与电机的额定工作参数和电机的最高允许工作温度对应的点。

优选地，在获取电机当前时刻的运行温度后，进一步包括：根据电机所述当前时刻的运行温度，确定电机的运行状态，并输出所述电机的运行状态。

优选地，根据电机所述当前时刻的运行温度，确定电机的运行状态，包括以下步骤：

比较所述当前时刻的运行温度和预设警告阀值的大小；

判断所述当前时刻的运行温度小于所述预设警告阀值时，确定电机的运行状态为正常状态；

判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值时，比较所述当前时刻的运行温度和预设电机最高允许工作温度的大小；

判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值、且小于预设电机最高允许工作温度时，确定电机的运行状态为警告状态；

判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值、且大于预设电机最高允许工作温度时，确定电机的运行状态为故障状态。

优选地，所述电机的允许参数包括：电机的输出功率和输出转矩。

本申请实施例还提供了一种电机控制设备，包括：获取模块、第一比较判断模块、第二比较判断模块、确定模块和发送模块，其中：

所述获取模块用于每隔一预设时间获取电机当前时刻的运行温度；

所述第一比较判断模块用于比较并判断所述运行温度与预设警告阀值的大小；

所述第二比较判断模块用于当所述运行温度大于等于所述预设警告阀值时，比较并判断所述运行温度和电机最高允许工作温度的大小；

所述确定模块用于当所述运行温度小于所述预设警告阀值时，确定允许参数为电机的峰值参数；当所述运行温度大于等于所述预设警告阀值并且小于电机最高允许工作温度时，根据所述运行温度与允许参数的预设对应关系确定允许参数；当所述运行温度大于等于所述预设警告阀值并且大于电机最高允许工作温度时，确定允许参数为0；

所述发送模块用于将所述允许参数向外发送，以使其他控制设备控制电机的运行参数小于等于所述允许参数。

本申请实施例还提供了一种电机系统，包括：上述的电机控制设备、整车控制器和电机，其中：

所述电机控制设备用于每隔一预设时间根据所述电机当前时刻的运行温度与允许参数的预设对应关系得到所述电机运行的允许参数，并将所述允许参数向外发送；

所述整车控制器用于接收所述允许参数，并控制所述电机下一时刻的运行参数小于等于所述允许参数。

由以上技术方案可以看出，本申请实施例提供的电机温度保护方法，与现有技术相比，每隔一预设时间获取电机的运行温度，并根据运行温度与允许参数的预设对应关系得到电机运行的允许参数，控制电机的运行参数小于等于允许参数，这样实时的根据电机的运行温度调整电机的运行参数，可以在电机温度出现异常时及时调整，同时，控制电机的运行参数小于等于允许参数，使电机的运行参数随运行温度的升高而降低，在保护电机不至于过温的同时可以得到较为平顺的输出。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种电机温度保护方法的流程图；

图2是本申请实施例提供的一种允许参数与运行温度的对应关系图；

图3是本申请实施例提供的另一种电机温度保护方法的流程示意图；

图4是本申请实施例提供的确定运行状态的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的一种电机控制设备的示意图；

图6是本申请实施例提供的一种电机系统的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1是本申请实施例提供的一种电机温度保护方法的流程图。

如图1所示，本申请实施例提供的电机温度保护方法包括：

S100每隔一预设时间获取电机当前时刻的运行温度。

这里的预设时间是根据实际情况进行预先设置，如果需要对电机的温度进行严格的保护，则预设时间要尽可能的小，当电机在运行时，受电机的运行状态和散热条件的影响，电机的温度处在实时的变化当中，本申请实施例提供的电机温度保护方法是基于电机当前时刻的运行温度来进行后续的调整控制。

S201、比较所述当前时刻的运行温度和预设警告阀值的大小。

S202、判断当前时刻的运行温度小于预设警告阀值时，确定电机的允许参数为电机的峰值参数。

S203、判断当前时刻的运行温度大于等于预设警告阀值时，比较所述当前时刻的运行温度和预设电机最高允许工作温度的大小。

S204、判断当前时刻的运行温度大于等于预设警告阀值、且小于预设电机最高允许工作温度时，根据电机运行温度和电机允许参数的预设对应关系确定与电机当前时刻的运行温度相对应的电机的允许参数。

S205、判断当前时刻的运行温度大于等于预设警告阀值、且大于预设电机最高允许工作温度时，确定电机的允许参数为0。

该预设警告阀值为电机最高允许工作温度减去电机最大温升速率与峰值功率持续时间的乘积，这里的电机最高允许工作温度、电机最大温升速率和峰值功率持续时间都是预先根据电机温升试验计算得到的。

允许参数为所述当前时刻的运行温度下使电机正常运行的最大参数，允许参数与运行温度的对应关系是预先定义的，在获取得到了电机当前时刻的运行温度后，根据允许参数和运行温度的预设对应关系，计算得到电机在这一运行温度时运行的允许参数，这里的允许参数包括电机的输出功率或者转矩。

为了保护电机的运行温度不至于升高或不至于升高的过快，所述电机运行温度和电机允许参数的预设对应关系如图2所示：

预先建立的以电机运行温度为横轴，电机的允许参数为纵轴的曲线，所述曲线包括抛物线和直线；

所述抛物线为斜率由零开始逐渐减小的抛物线，其中，所述抛物线的起点为与电机的峰值参数和电机的预设警告阀值温度对应的点，所述抛物线的终点为与电机的额定工作参数和预设的额定工作温度对应的点；

所述直线的起点为与电机的额定工作参数和额定工作温度对应的点，终点为与电机的额定工作参数和电机的最高允许工作温度对应的点。电机的额定工作点通过电机温升试验测试得到，当电机温度达到最高允许运行温度时，此时电机能够输出的最大功率，即为电机的额定工作点；实际运用时，额定工作点还要求通过车辆的实际路试进行调整，以达到最优效果。

S300控制电机下一时刻的运行参数小于等于允许参数，在得到了电机运行的允许参数后，控制电机下一时刻的运行参数小于等于已得到的允许参数，这里的电机下一时刻的运行参数与得到的允许参数相对应的，若允许参数是输出功率，则控制电机下一时刻的输出功率小于或者等于允许参数，若允许参数是转矩，则控制电机下一时刻的转矩小于或者等于允许参数。

这里的运行参数是由其他控制设备发出的，该运行参数可能是大于上述允许参数的一个指令，如果电机直接以一个大于允许参数的运行参数来工作，电机的温度将会继续升高，因此，为了保证电机的温度不至于升高，本申请实施例中，控制该运行参数小于或者等于已经得到的允许参数，可以控制运行参数直接等于允许参数，也可以控制运行参数为允许参数的预设比例，但都必须小于或者等于允许参数，当其他控制设备发出的指令是小于允许参数的，则也可以控制该运行参数等于允许参数，或者控制该运行参数不变，使电机直接以该指令运行，或者控制该运行参数为允许参数的预设比例，同样都必须小于或者等于允许参数。

当电机当前时刻的运行温度小于电机的警告阀值，允许参数为电机的峰值参数，即允许参数可以为电机的峰值功率或峰值扭矩。

当电机当前时刻的运行温度大于电机的警告阀值，但小于等于电机的最高允许工作温度，此时允许参数与运行温度的预设对应关系为图2中的曲线段，所述抛物线为斜率由零开始逐渐减小的抛物线，其中，所述抛物线的起点为与电机的峰值参数和电机的预设警告阀值温度对应的点，所述抛物线的终点为与电机的额定工作参数和预设的额定工作温度对应的点；所述直线的起点为与电机的额定工作参数和额定工作温度对应的点，终点为与电机的额定工作参数和电机的最高允许工作温度对应的点。电机的额定工作点通过电机温升试验测试得到，当电机温度达到最高允许运行温度时，此时电机能够输出的最大功率，即为电机的额定工作点。

当电机的运行温度大于或等于电机的最高允许工作温度，此时的允许参数为0，此时的电机停止工作。

因此，在通过上述方法得到电机的允许参数后，则控制电机下一时刻的运行参数小于等于允许参数。

当电机的运行温度小于警告阀值时，可以控制电机的运行参数小于或等于电机的峰值参数，即此时电机运行的参数为小于或等于峰值的输出功率或峰值的扭矩，在实际应用中，为了获得最大的工作效率，可以控制此时的运行参数为电机的峰值输出功率或峰值时的扭矩。

当电机的运行温度大于等于警告阀值且小于电机最高允许工作温度，由上述的方法得到此阶段的允许参数与运行温度是一段曲线，此时控制电机下一时刻的运行参数为曲线上某一点对应的允许参数，在这一阶段中，电机的运行参数是随着电机温度的升高逐渐降低的，处在一个动态的调整过程，因为电机的运行参数降低所以电机的温度就会自然的降低，当电机的温度降低后再经由上述方法得到一个新的允许参数，再控制电机下一时刻处于一个新的运行参数状态，如此循环，可以使电机的运行参数处在一个动态的变化过程，在保护了电机的温度不至于过温的同时，又获得了较大的较为平顺的功率输出。

而当电机的温度由于某些原因升高到了超过电机最高允许工作温度，此时的允许参数为零，则控制电机下一时刻的运行参数也为零，即电机处于停车状态，保证电机运行的安全性。

上述的步骤标号并不是限定步骤执行的先后顺序，某些步骤可以是同时进行的，由以上技术方案可以看出，本申请实施例提供的电机温度保护方法，与现有技术相比，每隔一预设时间获取电机的运行温度，并根据运行温度与允许参数的预设对应关系得到电机运行的允许参数，控制电机的运行参数小于等于允许参数，电机的运行参数是由其他控制设备发送给电机，若此发送的运行参数大于得到的允许参数，则控制电机的运行参数小于等于允许参数，若此发送的运行参数本身就小于允许参数，则按该小于允许参数的运行参数控制电机参数，这样实时的根据电机的运行温度调整电机的运行参数，可以在电机温度出现异常时及时调整。

为了更准确的了解电机运行的具体状态，本申请实施例还提供了一种电机温度保护方法，可以根据电机的运行温度了解电机的运行状态，从而采取具体的控制策略。

图3是本申请实施例提供的另一种电机温度保护方法的流程示意图。

如图3所示，在获取了电机当前时刻的运行温度后还包括：

S400根据电机当前时刻的运行温度，确定电机的运行状态。

图4是本申请实施例提供的确定运行状态的流程示意图，如图4所示，可以包括以下步骤：

S401、比较所述当前时刻的运行温度和预设警告阀值的大小；

S402、判断所述当前时刻的运行温度小于所述预设警告阀值时，确定电机的运行状态为正常状态；

S403、判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值时，比较所述当前时刻的运行温度和预设电机最高允许工作温度的大小；

S404、判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值、且小于预设电机最高允许工作温度时，确定电机的运行状态为警告状态；

S405、判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值、且大于预设电机最高允许工作温度时，确定电机的运行状态为故障状态。

运行状态是根据电机当前时刻的运行温度分为：正常状态、警告状态和故障状态。

其中的正常状态为当前时刻的运行温度小于警告阀值，该警告阀值为电机最高允许工作温度减去电机最大温升速率与峰值功率持续时间的乘积，这里的电机最高允许工作温度、电机最大温升速率和峰值功率持续时间都是预先根据电机温升试验计算得到的。

警告状态为当前时刻的运行温度大于等于警告阀值并且小于电机最高允许工作温度。

故障状态为当前时刻的运行温度大于等于电机最高允许工作温度。

上述的电机可以是永磁同步电机也可以是其他电机，本申请实施例不作限定，由以上技术方案可以看出，本申请实施例提供的电机温度保护方法，每隔一预设时间获取电机的运行温度，并根据运行温度与允许参数的预设对应关系得到电机运行的允许参数，允许参数与运行温度的对应关系为平顺的对应关系，再控制电机的运行参数小于等于允许参数，这样实时的根据电机的运行温度调整电机的运行参数，可以在电机温度出现异常时及时调整，同时，控制电机的运行参数小于等于允许参数，使电机的运行参数随运行温度的升高缓慢的降低，在保护电机不至于过温的同时可以得到较为平顺的输出。

本申请实施例还提供了一种电机控制设备，图5是本申请实施例提供的一种电机控制设备的示意图，如图5所示，该电机控制设备包括：获取模块501、第一比较判断模块502、第二比较判断模块503、确定模块504和发送模块505，其中：

获取模块501用于每隔一预设时间获取电机当前时刻的运行温度。获取模块可以是设置在电机上的温度传感器

第一比较判断模块502用于比较并判断所述运行温度与预设警告阀值的大小。

第二比较判断模块503用于当所述运行温度大于等于所述预设警告阀值时，比较并判断所述运行温度和电机最高允许工作温度的大小。

确定模块504用于当运行温度小于所述预设警告阀值时，确定允许参数为电机的峰值参数；当运行温度大于等于所述预设警告阀值并且小于电机最高允许工作温度时，根据运行温度与允许参数的预设对应关系确定允许参数；当运行温度大于等于所述预设警告阀值并且大于电机最高允许工作温度时，确定允许参数为0。允许参数的具体确定过程与上述方法实施例中相同，这里不再赘述。

发送模块505用于将所述允许参数向外发送，以使其他控制设备控制电机的运行参数小于等于所述允许参数。上述模块可以集成在一个单片机中，或者可以是微处理器或其他芯片。

本申请实施例还提供了一种电机系统，图6是本申请实施例提供的一种电机系统的示意图，如图6所示，该电机系统包括：电机控制设备500、整车控制器600和电机700，其中：

电机控制设备500用于每隔一预设时间根据电机700当前时刻的运行温度与允许参数的预设对应关系得到电机700运行的允许参数，并将允许参数发送给整车控制器600；

整车控制器600接收允许参数，并控制电机700下一时刻的运行参数小于等于允许参数。

该电机系统可以应用于电动汽车上，实现对电动汽车中电机温度的保护。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需要说明的是，以上所述仅仅是本申请技术方案的一部分优选具体实施方式，使本领域技术人员能够充分理解或实现本申请，而不是全部的实施例，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，基于以上实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理，不做出创造性劳动前提下，还可以做出多种显而易见的修改和润饰，通过这些修改和润饰所获得的所有其他实施例，都可以应用于本申请技术方案，这些都不影响本申请的实现，都应当属于本申请的保护范围。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合于本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上对本申请进行了详细介绍，本文中应用可具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.一种电机温度保护方法，其特征在于，所述电机温度保护方法包括:

每隔一预设时间获取电机当前时刻的运行温度；

比较所述当前时刻的运行温度和预设警告阀值的大小；

判断所述当前时刻的运行温度小于所述预设警告阀值时，确定电机的允许参数为电机的峰值参数；

判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值时，比较所述当前时刻的运行温度和预设电机最高允许工作温度的大小；

判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值、且小于预设电机最高允许工作温度时，根据电机运行温度和电机允许参数的预设对应关系，确定与所述电机当前时刻的运行温度相对应的电机的允许参数；

判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值、且大于等于预设电机最高允许工作温度时，确定所述电机的允许参数为0；

控制电机下一时刻的运行参数小于等于所述允许参数；

其中，所述电机运行温度和电机允许参数的预设对应关系为：

预先建立的以电机运行温度为横轴，电机的允许参数为纵轴的曲线，所述曲线包括抛物线和直线；

所述抛物线为斜率由零开始逐渐减小的抛物线，其中，所述抛物线的起点为与电机的峰值参数和电机的预设警告阀值温度对应的点，所述抛物线的终点为与电机的额定工作参数点和预设额定工作温度对应的点；

所述直线的起点为与电机的额定工作参数和预设额定工作温度对应的点，终点为与电机的额定工作参数和电机的最高允许工作温度对应的点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取电机当前时刻的运行温度后，进一步包括：根据电机所述当前时刻的运行温度，确定电机的运行状态，并输出所述电机的运行状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据电机所述当前时刻的运行温度，确定电机的运行状态，包括以下步骤：

比较所述当前时刻的运行温度和预设警告阀值的大小；

判断所述当前时刻的运行温度小于所述预设警告阀值时，确定电机的运行状态为正常状态；

判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值时，比较所述当前时刻的运行温度和预设电机最高允许工作温度的大小；

判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值、且小于预设电机最高允许工作温度时，确定电机的运行状态为警告状态；

判断所述当前时刻的运行温度大于等于所述预设警告阀值、且大于预设电机最高允许工作温度时，确定电机的运行状态为故障状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电机的允许参数包括：电机的输出功率和输出转矩。

5.一种电机控制设备，其特征在于，包括：获取模块、第一比较判断模块、第二比较判断模块、确定模块和发送模块，其中：

所述获取模块用于每隔一预设时间获取电机当前时刻的运行温度；

所述第一比较判断模块用于比较并判断所述运行温度与预设警告阀值的大小；

所述第二比较判断模块用于当所述运行温度大于等于所述预设警告阀值时，比较并判断所述运行温度和电机最高允许工作温度的大小；

所述确定模块用于当所述运行温度小于所述预设警告阀值时，确定允许参数为电机的峰值参数；当所述运行温度大于等于所述预设警告阀值并且小于电机最高允许工作温度时，根据所述运行温度与允许参数的预设对应关系确定允许参数；当所述运行温度大于等于所述预设警告阀值并且大于电机最高允许工作温度时，确定允许参数为0；

所述发送模块用于将所述允许参数向外发送，以使其他控制设备控制电机的运行参数小于等于所述允许参数；

其中，所述电机运行温度和电机允许参数的预设对应关系为：

预先建立的以电机运行温度为横轴，电机的允许参数为纵轴的曲线，所述曲线包括抛物线和直线；

所述抛物线为斜率由零开始逐渐减小的抛物线，其中，所述抛物线的起点为与电机的峰值参数和电机的预设警告阀值温度对应的点，所述抛物线的终点为与电机的额定工作参数点和预设额定工作温度对应的点；

所述直线的起点为与电机的额定工作参数和预设额定工作温度对应的点，终点为与电机的额定工作参数和电机的最高允许工作温度对应的点。

6.一种电机系统，其特征在于，包括：如权利要求5所述的电机控制设备、整车控制器和电机，其中：

所述电机控制设备用于每隔一预设时间根据所述电机当前时刻的运行温度与允许参数的预设对应关系得到所述电机运行的允许参数，并将所述允许参数向外发送；

所述整车控制器用于接收所述允许参数，并控制所述电机下一时刻的运行参数小于等于所述允许参数。