CN107942244B - 新能源汽车电机堵转故障检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车电机堵转故障检测方法，本方法首先采集电机转速，判断电机转速是否大于转速预设值，分别将电机控制器开关频率设为第一开关频率预设值或第二开关频率预设值；之后采集电机三相电流，计算电机电流有效值；分别判断电机电流有效值是否大于第一电流预设值和第二电流预设值，并分别对电机电流有效值累加值作相关处理，最后再判断电机电流有效值累加值是否大于N倍第一电流预设值，如果大于，则以一定的速度减小电机控制器扭矩输出值，当电机控制器扭矩输出值小于0时，停止电机驱动，并上报堵转故障。本方法检测到电机堵转故障时，及时停止电机控制器的扭矩输出，从而可以安全可靠的保护电机控制器的IGBT驱动模块和电机。

Description

新能源汽车电机堵转故障检测方法
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车电机堵转故障检测方法。
背景技术
新能源汽车电机因机械卡死或外部阻力太大将会导致电机发生堵转，若在该工况司机依然持续深踩油门，电机将会在堵转或极低转速下输出大扭矩而导致电机控制器的IGBT驱动模块和电机温升过快，最终将导致损坏或造成其烧毁。
针对上述问题，传统的新能源汽车电机堵转故障检测通常是预设电机的电流阈值，当电机电流值大于预设电流阈值时启动定时器，当电机电流值大于电流阀值时定时器计时，而电机电流值出现小于预设电流阀值时定时器清零，当定时器计时达到故障报警时，报电机堵转故障。但新能源汽车工况复杂多变，该方式并没有考虑到当频繁的出现电机电流值大于预设电流阀值，但定时器计时又未到故障报警的工况，因此该方式并不能有效的检测出电机堵转故障，但实际上该工况下电机控制器的IGBT驱动模块和电机温升会一直累积，因此也就不能恰当的保护电机控制器的IGBT驱动模块和电机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新能源汽车电机堵转故障检测方法，本方法克服了传统电机堵转故障检测的缺陷，当检测到电机堵转故障时，及时停止电机控制器的扭矩输出，从而可以安全可靠的保护电机控制器的IGBT驱动模块和电机。
为解决上述技术问题，本发明新能源汽车电机堵转故障检测方法包括如下步骤：
步骤一、设定电机的转速预设值、第一电流预设值、第二电流预设值、电机控制器的第一开关频率预设值和第二开关频率预设值，其中电机在转速预设值以下电机控制器IGBT模块和电机持续输出大扭矩时温升严重，第一电流预设值为电机控制器IGBT模块所能承受的最大电流值，当电机电流有效值小于第二电流预设值时电机和电机控制器IGBT模块的温升很小，第一开关频率预设值满足电机低速运行要求且能减少电机低转速时电机控制器IGBT模块的开关损耗，第二开关频率预设值满足电机转速大于转速预设值时发挥优良性能；
步骤二、采集当前时刻电机转速，并判断当前时刻电机转速是否大于转速预设值，如果是，执行步骤三，如果否，则执行步骤四；
步骤三、设置电机控制器的开关频率为第一开关频率预设值，第一开关频率预设值工况下减少电机低转速时电机控制器IGBT模块的开关损耗；
步骤四、设置电机控制器的开关频率为第二开关频率预设值，第二开关频率预设值工况下电机性能最优；
步骤五、采集电机三相电流，并计算当前时刻电机电流的有效值；
步骤六、判断当前时刻电机电流有效值是否大于第一电流预设值，如果是，执行步骤十一，如果否，则执行步骤七；
步骤七、判断当前时刻电机电流有效值是否小于第二电流预设值，如果是，执行步骤八，如果否，则执行步骤十二；
步骤八、将上个周期的电机电流有效值的累加值减去当前电机电流有效值，得到当前电机电流有效值的累加值；
步骤九、判断当前电机电流有效值的累加值是否小于0，如果是，执行步骤十，如果否，则执行步骤十二;
步骤十、设定当前电机电流有效值的累加值等于0执行步骤十二；
步骤十一、将上个周期的电机电流有效值的累加值加上当前电机电流有效值，得到当前电机电流有效值的累加值；
步骤十二、判断当前电机电流有效值的累加值是否大于N倍的第一电流预设值，如果是，执行步骤十三，如果否，则执行步骤二，其中N与电机电流有效值大于第一电流预设值时，电机控制器IGBT模块和电机可持续的时间长短相关；
步骤十三、以5N.m/ms的速度降低电机控制器的扭矩输出最大值；
步骤十四、判断电机控制器的扭矩输出最大值是否小于0，如果是，执行步骤十五，如果否，执行步骤十三；
步骤十五、停止电机驱动，并上报电机堵转故障。
由于本发明新能源汽车电机堵转故障检测方法采用了上述技术方案，即本方法首先采集电机转速，并判断电机转速是否大于转速预设值，如果是则将电机控制器开关频率为第一开关频率预设值，如果否，则将电机控制器开关频率设置为第二开关频率预设值；之后采集电机三相电流，并计算电机电流有效值；再判断电机电流有效值是否大于第一电流预设值，如果大于，电机电流有效值累加值等于上个周期电机电流有效值累加值加上电机电流有效值，如果电机电流有效值小于第一电流预设值，且大于第二电流预设值时，电机电流有效值累加值不做任何处理；当且仅当电机电流有效值小于第二电流预设值和电机转速小于电机转速预设值时，电机电流有效值累加值等于上个周期电机电流有效值累加值减去电机电流有效值；最后再判断电机电流有效值累加值是否大于N倍第一电流预设值，如果大于，则以5N.m/ms的速度减小电机控制器扭矩输出值，当电机控制器扭矩输出值小于0时，停止电机驱动，并上报堵转故障。本方法克服了传统电机堵转故障检测的缺陷，当检测到电机堵转故障时，及时停止电机控制器的扭矩输出，从而可以安全可靠的保护电机控制器的IGBT驱动模块和电机。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明新能源汽车电机堵转故障检测方法的流程框图。
具体实施方式
实施例如图1所示，本发明新能源汽车电机堵转故障检测方法包括如下步骤：
步骤一、设定电机的转速预设值、第一电流预设值、第二电流预设值、电机控制器的第一开关频率预设值和第二开关频率预设值，其中电机在转速预设值以下电机控制器IGBT模块和电机持续输出大扭矩时温升严重，第一电流预设值为电机控制器IGBT模块所能承受的最大电流值，当电机电流有效值小于第二电流预设值时电机和电机控制器IGBT模块的温升很小，第一开关频率预设值满足电机低速运行要求且能减少电机低转速时电机控制器IGBT模块的开关损耗，第二开关频率预设值满足电机转速大于转速预设值时发挥优良性能；
步骤二、采集当前时刻电机转速，并判断当前时刻电机转速是否大于转速预设值，如果是，执行步骤三，如果否，则执行步骤四；
步骤三、设置电机控制器的开关频率为第一开关频率预设值，第一开关频率预设值工况下减少电机低转速时电机控制器IGBT模块的开关损耗；
步骤四、设置电机控制器的开关频率为第二开关频率预设值，第二开关频率预设值工况下电机性能最优；
步骤五、采集电机三相电流，并计算当前时刻电机电流的有效值；
步骤六、判断当前时刻电机电流有效值是否大于第一电流预设值，如果是，执行步骤十一，如果否，则执行步骤七；
步骤七、判断当前时刻电机电流有效值是否小于第二电流预设值，如果是，执行步骤八，如果否，则执行步骤十二；
步骤八、将上个周期的电机电流有效值的累加值减去当前电机电流有效值，得到当前电机电流有效值的累加值；
步骤九、判断当前电机电流有效值的累加值是否小于0，如果是，执行步骤十，如果否，则执行步骤十二;
步骤十、设定当前电机电流有效值的累加值等于0并执行步骤十二；
步骤十一、将上个周期的电机电流有效值的累加值加上当前电机电流有效值，得到当前电机电流有效值的累加值；
步骤十二、判断当前电机电流有效值的累加值是否大于N倍的第一电流预设值，如果是，执行步骤十三，如果否，则执行步骤二，其中N与电机电流有效值大于第一电流预设值时，电机控制器IGBT模块和电机可持续的时间长短相关；
步骤十三、以5N.m/ms的速度降低电机控制器的扭矩输出最大值；
步骤十四、判断电机控制器的扭矩输出最大值是否小于0，如果是，执行步骤十五，如果否，执行步骤十三；
步骤十五、停止电机驱动，并上报电机堵转故障。
本方法根据电机控制器及电机的工作原理，结合电机堵转故障的工况，预设电机转速、电流及电机控制器的开关频率，通过采集电机转速和电流并与各项预设值比较进行判断，得到电机堵转信息后以一定的速度降低电机控制器的扭矩输出值，直至电机控制器的扭矩输出最大值小于0，随后停止电机驱动并上报电机堵转故障。如此解决了当电机电流值频繁出现大于预设电流阀值，但定时器计时未到，无法实现电机堵转故障报警，而电机控制器IGBT模块和电机温升一直在累加，最终造成其损坏，甚至烧毁的问题。

Claims (1)

1.一种新能源汽车电机堵转故障检测方法，其特征在于本方法包括如下步骤：
步骤一、设定电机的转速预设值、第一电流预设值、第二电流预设值、电机控制器的第一开关频率预设值和第二开关频率预设值，其中电机在转速预设值以下电机控制器IGBT模块和电机持续输出大扭矩时温升严重，第一电流预设值为电机控制器IGBT模块所能承受的最大电流值，当电机电流有效值小于第二电流预设值时电机和电机控制器IGBT模块的温升很小，第一开关频率预设值满足电机低速运行要求且能减少电机低转速时电机控制器IGBT模块的开关损耗，第二开关频率预设值满足电机转速大于转速预设值时发挥优良性能；
步骤二、采集当前时刻电机转速，并判断当前时刻电机转速是否大于转速预设值，如果是，执行步骤三，如果否，则执行步骤四；
步骤三、设置电机控制器的开关频率为第一开关频率预设值，第一开关频率预设值工况下减少电机低转速时电机控制器IGBT模块的开关损耗；
步骤四、设置电机控制器的开关频率为第二开关频率预设值，第二开关频率预设值工况下电机性能最优；
步骤五、采集电机三相电流，并计算当前时刻电机电流的有效值；
步骤六、判断当前时刻电机电流有效值是否大于第一电流预设值，如果是，执行步骤十一，如果否，则执行步骤七；
步骤七、判断当前时刻电机电流有效值是否小于第二电流预设值，如果是，执行步骤八，如果否，则执行步骤十二；
步骤八、将上个周期的电机电流有效值的累加值减去当前电机电流有效值，得到当前电机电流有效值的累加值；
步骤九、判断当前电机电流有效值的累加值是否小于0，如果是，执行步骤十，如果否，则执行步骤十二;
步骤十、设定当前电机电流有效值的累加值等于0并执行步骤十二；
步骤十一、将上个周期的电机电流有效值的累加值加上当前电机电流有效值，得到当前电机电流有效值的累加值；
步骤十二、判断当前电机电流有效值的累加值是否大于N倍的第一电流预设值，如果是，执行步骤十三，如果否，则执行步骤二，其中N与电机电流有效值大于第一电流预设值时，电机控制器IGBT模块和电机可持续的时间长短相关；
步骤十三、以5N.m/ms的速度降低电机控制器的扭矩输出最大值；
步骤十四、判断电机控制器的扭矩输出最大值是否小于0，如果是，执行步骤十五，如果否，执行步骤十三；
步骤十五、停止电机驱动，并上报电机堵转故障。
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