CN106597282A - 电动汽车电机磁衰减分析监控方法 - Google Patents

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CN106597282A CN201611183727.3A CN201611183727A CN106597282A CN 106597282 A CN106597282 A CN 106597282A CN 201611183727 A CN201611183727 A CN 201611183727A CN 106597282 A CN106597282 A CN 106597282A
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杨胜兵
姚海超
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Wuhan University of Technology WUT
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    • G—PHYSICS
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    • G01R31/346—Testing of armature or field windings

Abstract

本发明涉及一种电动汽车电机磁衰减分析监控方法，其特征在于：预先在电机控制器中储存磁状态分别为100%磁钢和80%磁钢的电机反电势图，并根据电机反电势偏差率大小对电机磁衰减进行检测，查询电机反电动势图，并将目标反电势输入电机中；当电机反电势偏差率≥20%时，电机控制器找不到对应的电机反电势图，则报警器报警，停止电机运转，更换磁钢。本发明考虑到了电动汽车电机磁衰退导致反电动势图偏移，降低了电机低效率工作的可能，增加了电动汽车经济性。

Description

电动汽车电机磁衰减分析监控方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种针对电动汽车电机磁衰减分析监控方法。
背景技术
电动汽车由于节能环保而备受人们关注，政府也采取了一系列积极措施鼓励电动汽车发展。作为电动汽车三大核心部件之一的电机对保障电动汽车的正常行驶尤为重要，而对电机来说，转子尤为重要，而转子最为重要的是磁钢，因此磁钢磁衰减的监控就相当重要。与电机传统应用场合不同，电动汽车电机长期处于高温、振动环境，运行状态极不规律，易引起电机发生不可逆磁衰减，进而导致电机反电势减小。如果仍按照原始反电势对电机进行控制，会导致电机响应速度变慢、加速迟缓、效率降低。
发明内容
本发明针对目前电动汽车电机控制方面存在的缺陷，提出了一种针对电动汽车电机磁衰减分析监控方法，提高了电机后期响应速度及效率，增加了电动汽车续航里程。
一种电动汽车电机磁衰减分析监控方法，其特征在于：预先在电机控制器中储存磁状态分别为100％磁钢和80％磁钢的电机反电势图，然后根据电机反电势偏差率大小对电机磁衰减进行检测，查询电机反电动势图，并将目标反电势输入电机中；当电机反电势偏差率≥20％时，电机控制器找不到对应的电机反电势图，则报警器报警，停止电机运转，更换磁钢。
进一步的，上述方法具体包括以下步骤：
(1)、在电机仿真软件Matlab和Advisor中，建立磁钢磁通量为100％和80％磁钢的电机模型，分别绘出这两个电机反电势图；
(2)、根据电机仿真分析和电机样机，搭建样机试验平台，通过电机控制器改变不同的转速，得到不同的反电势，来验证测试并绘出更加精确的反电势图而储存在电机控制器中；
(3)、根据样机制作装车，在电动车上进行试验。
(4)、结合实时电机转速、检测电机反电势；
(5)、查询电机反电动势图，并将目标反电势输入电机中；
(6)、计算电机反电势偏差率，若反电动势偏差率≤20％，则磁衰退在正常使用中，若转速偏差率≥20％，则磁钢不能使用，需要更换磁钢，否则电源工作效率低下，经济效益降低。
进一步的，步骤(4)为整车控制器通过CAN总线采集实时电机转速、电机反电势信息，判断整车运行工况，计算电机目标转速、目标反电势，并将计算结果通过CAN总线发送至电机控制器。
进一步的，步骤(5)中电机控制器查询电机反电势图，根据目标转速和目标电机反电势关系，将该点转速对应的目标反电势输出给电机。
进一步的，步骤(6)中整车控制器通过采集的实时电机转速、反电势计算电机的实际反电势，并根据公式“电机反电势偏差率＝((目标反电势—实际反电势)/目标反电势)*100％”计算电机反电势偏差率。
进一步的，电机控制器所采用的电机不同磁衰减状态下的反电势图是分别通过磁钢磁通量为100％和80％磁钢的电机测试出来的。这两个磁钢的选择在电压调控范围较小、转速变化较大的范围内综合了经济因素。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：考虑到了电动汽车电机磁衰退导致的电机反电势偏移，预先在电机控制器中储存了磁状态100％和80％磁钢的电机反电势图，并根据电机反电势偏差率大小对电机磁衰减进行检测，当电机反电势偏差率≥20％时，控制器找不到对应的图，则报警器报警，停止电机运转，更换磁钢，来获得电机的最大效益。降低了电机低效率工作的可能，增加了电动汽车经济性。
附图说明
图1为本发明的电机磁衰减分析监控方法的流程图；
图2为电机磁钢的安装位置。
图3为本发明的实验电机样机模型简图；
图4根据本发明绘制的电机转速在不同磁通量下与反电势的关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细的描述，该实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。不经过创造性劳动而获得的任何其他实施例，都在本专利保护范围内。
本发明为一种针对电动汽车电机磁衰减分析监控方法，控制流程图如图1所示，具体按照以下步骤实施：
1、在电机仿真软件(Matlab、Advisor)中，分别建立磁钢磁通量为100％和80％磁钢的电机(如图2所示为电机磁钢的安装位置)，并分别绘出这两个电机反电势图；
2、根据电机仿真分析和电机样机，搭建样机试验平台如图3所示，来验证测试并绘出更加精确的反电势图；
图3的样机试验平台中，驱动电机控制器控制驱动电机，负载电机控制器控制负载电机而使驱动电机与负载电机转速转矩平衡，转矩转速传感器和样机设置在驱动电机和负载电机之间，转矩转速传感器记录实验的转速数据并传到记录器里面。本发明通过驱动电机控制器调节驱动电机转速进行监控，则负载电机为保持转矩平衡会跟驱动电机速度一致到达目标转速。
通过电机控制器改变不同的转速，同时计算出不同的反电势，最后根据数据绘图；其中，反电势计算公式E＝0.1045pnHwΦkwΦδ×10-8(v)；
负载时每级气隙磁通量
Hc该点的磁场强度；
Sm永磁体中性界截面积；
Lm永磁体长度；
δ气隙的长度；
u0真空的导磁率；
P为极对数；
wΦ为电枢绕线的每相匝数；
kw为电枢绕组的绕组系数；
nH负载时电动机的转速(r/min)。
3、根据样机试验平台制作装车,在电动车上进行试验。
4、整车控制器通过CAN总线采集实时电机转速、电机反电势信息，判断整车运行工况，计算电机目标转速、目标反电势，并将计算结果通过CAN总线发送至电机控制器；
5、电机控制器查询电机反电势图，根据目标转速和目标反电势关系，将该点转速对应的目标反电势输出给电机；
6、整车控制器通过采集的实时电机转速、实时反电势计算电机实际反电势，根据公式电机反电势偏差率＝((目标反电势—实际反电势)/目标反电势)*100％”计算电机反电势偏差率。若反电势偏差率≤20％，则磁衰退在正常使用中，若转速偏差率≥20％，则磁钢不能使用，需要更换磁钢，否则电源工作效率低下，不经济。上述方法中，电机控制器所采用的电机不同磁衰减状态下的反电势图是分别通过磁钢磁通量为100％和80％磁钢的电机测试出来的。
如图4所示，电机磁钢的磁通量在80％到100％之间的范围内，通过电机的反电势调控电机转速的范围更大，电瓶的输出电压也可以在相对较小的范围内变化，减低对电瓶的要求，利益最大化，节约资源。
以上所述仅为本发明推荐的具体实施方式，但本发明的保护范围不限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员能够轻易想到的变换都应该涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电动汽车电机磁衰减分析监控方法，其特征在于：预先在电机控制器中储存磁状态分别为100%磁钢和80%磁钢的电机反电势图，然后根据电机反电势偏差率大小对电机磁衰减进行检测，查询电机反电动势图，并将目标反电势输入电机中；当电机反电势偏差率≥20%时，电机控制器找不到对应的电机反电势图，则报警器报警，停止电机运转，更换磁钢。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电机磁衰减分析监控方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）、在电机仿真软件Matlab和 Advisor中，建立磁钢磁通量为100%和80%磁钢的电机模型，分别绘出这两个电机反电势图；
（2）、根据电机仿真分析和电机样机，搭建样机试验平台，通过电机控制器改变不同的转速，得到不同的反电势，来验证测试并绘出更加精确的反电势图而储存在电机控制器中；
（3）、根据样机制作装车，在电动车上进行试验；
（4）、结合实时电机转速、检测电机反电势；
（5）、查询电机反电动势图，并将目标反电势输入电机中；
（6）、计算电机反电势偏差率，若反电动势偏差率≤20%，则磁衰退在正常使用中，若转速偏差率≥20%，则磁钢不能使用，需要更换磁钢，否则电源工作效率低下，经济效益降低。
3.根据权利要求2所述的电动汽车电机磁衰减分析监控方法，其特征在于：步骤（4）为整车控制器通过CAN总线采集实时电机转速、电机反电势信息，判断整车运行工况，计算电机目标转速、目标反电势，并将计算结果通过CAN总线发送至电机控制器。
4.根据权利要求2所述的电动汽车电机磁衰减分析监控方法，其特征在于：步骤（5）中电机控制器查询电机反电势图，根据目标转速和目标电机反电势关系，将该点转速对应的目标反电势输出给电机。
5.根据权利要求2所述的电动汽车电机磁衰减分析监控方法，其特征在于：步骤（6）中整车控制器通过采集的实时电机转速、反电势计算电机的实际反电势，并根据公式“电机反电势偏差率=（（目标反电势—实际反电势）/目标反电势）*100%”计算电机反电势偏差率。
6.根据权利要求1所述的电动汽车电机磁衰减分析监控方法，其特征在于：电机控制器所采用的电机不同磁衰减状态下的反电势图是分别通过磁钢磁通量为100%和80%磁钢的电机测试出来的。
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