CN107968619A - 一种电机定子的过温保护方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种电机定子的过温保护方法及装置，所述方法包括如下步骤：采集所述电机定子的定子温度；计算所述定子温度的目标衰减率，以使得所述定子温度在预设时间内上升至指定温度时所述定子温度的温升率降为零，所述目标衰减率表示单位时间所述定子温度的温升率的衰减程度；当满足触发条件时，基于所述目标衰减率与所述定子温度的实际衰减率确定转矩控制系数，所述定子温度的实际衰减率表示当前时刻所述定子温度的温升率的衰减程度。不论汽车处于何种工况，采用本发明提供的技术方案均能最大程度扩展电机大功率输出时间，同时又满足电机定子的温度不会超过极限温度的要求，有利于提高电机的耐久性、减少电机的扭矩震荡，提高行车过程中的用户舒适性体验。

Description

一种电机定子的过温保护方法及装置

技术领域

本发明涉及电机控制领域，具体地涉及一种电机定子的过温保护方法及装置。

背景技术

现有的汽车在日常使用过程中，作为动力源的电机或者发动机在工作过程中容易由于各种损耗而导致内部温度上升，进而影响动力源的使用寿命。以新能源汽车为例，作为主要发热源之一，电机定子具有发热量大且速度快的特点。为了降低电机定子温度，现有大多采用水冷的方法来散热，但是，由于水冷散热是一个相对缓慢的过程，而且单位时间水冷液带走的热量约为恒定值。那么在大功率工况下，很容易形成电机定子的热量积累，导致即使电机输出功率变为零，定子温度也会继续上升的情况。这种情况一方面会影响电机的耐久；另一方面，由于输出功率被短时限制为零，更是车辆行驶过程中的潜在危险。

目前，在纯电动、混动类型新能源车的电机控制系统中，对电机定子的过温保护一般使用根据过温程度按比例限制扭矩命令的方式。例如，当电机定子的温度超过阈值点后，电机的转矩命令会被按比例衰减，温度超过阈值点越多，转矩命令被衰减的越深。这种过温保护方式虽然能够在一定程度上达到有效降低定子温度的目的，但对于大扭矩或大功率工况下，由于电机定子前期的大量热量积累，会出现定子温度超过转矩命令衰减至零的温度阈值点，导致车辆短时内存在无动力输出，或者动力很小，动力震荡等问题。

在现阶段，大多数情况下，只能采用根据过温程度按比例限制扭矩命令的方法，来对电机尤其是电机定子进行过温保护。但是，这样的方案在实际应用时可能会过分缩小电机的扭矩输出能力，导致汽车在行驶过程中存在短时内扭矩中断、扭矩震荡较大的问题，不利于用户的驾驶舒适性体验。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有技术无法根据电机定子的温度变化合理调节输出扭矩的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电机定子的过温保护方法，包括如下步骤：采集所述电机定子的定子温度；计算所述定子温度的目标衰减率，以使得所述定子温度在预设时间内上升至指定温度时所述定子温度的温升率降为零，所述目标衰减率表示单位时间所述定子温度的温升率的衰减程度；当满足触发条件时，基于所述目标衰减率与所述定子温度的实际衰减率确定转矩控制系数，所述定子温度的实际衰减率表示当前时刻所述定子温度的温升率的衰减程度。

可选的，所述触发条件至少包括：根据当前时刻的所述温升率估算，当前时刻的所述定子温度上升至所述指定温度需要的时间小于所述预设时间；所述定子温度的温升率为正；并且所述实际衰减率小于所述目标衰减率。

可选的，所述计算所述定子温度的目标衰减率，包括如下步骤：根据当前时刻的所述定子温度以及所述温升率，估算所述定子温度上升至所述指定温度需要的预估时间；基于所述预估时间确定所述预设时间，计算所述定子温度的目标衰减率，以使所述定子温度在所述预设时间内上升至所述指定温度时所述定子温度的温升率降为零。

可选的，所述基于所述预估时间确定所述预设时间，包括如下步骤：按预设比例对所述预估时间进行标定，以确定所述预设时间。

可选的，所述过温保护方法还包括如下步骤：基于所述转矩控制系数控制电机的输出扭矩。

可选的，所述温升率通过对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求一阶导数获得。

可选的，所述实际衰减率通过对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求二阶导数获得。

可选的，所述转矩控制系数基于所述目标衰减率与所述实际衰减率的偏差，通过对所述偏差进行查表、PI控制或者转矩分级控制确定。

本发明实施例还提供一种电机定子的过温保护装置，包括：采集模块，用于采集所述电机定子的定子温度；计算模块，用于计算所述定子温度的目标衰减率，以使得所述定子温度在预设时间内上升至指定温度时所述定子温度的温升率降为零，所述目标衰减率表示单位时间所述定子温度的温升率的衰减程度；确定模块，当满足触发条件时，基于所述目标衰减率与所述定子温度的实际衰减率确定转矩控制系数，所述定子温度的实际衰减率表示当前时刻所述定子温度的温升率的衰减程度。

可选的，所述触发条件至少包括：根据当前时刻的所述温升率估算，当前时刻的所述定子温度上升至所述指定温度需要的时间小于所述预设时间；所述定子温度的温升率为正；并且所述实际衰减率小于所述目标衰减率。

可选的，所述计算模块包括：估算子模块，用于根据当前时刻的所述定子温度以及所述温升率，估算所述定子温度上升至所述指定温度需要的预估时间；计算子模块，用于基于所述预估时间确定所述预设时间，计算所述定子温度的目标衰减率，以使所述定子温度在所述预设时间内上升至所述指定温度时所述定子温度的温升率降为零。

可选的，所述计算子模块包括基于所述预估时间确定所述预设时间的确定子模块，所述确定子模块包括：标定单元，用于按预设比例对所述预估时间进行标定，以确定所述预设时间。

可选的，所述过温保护装置还包括：控制模块，用于基于所述转矩控制系数控制电机的输出扭矩。

可选的，所述温升率通过对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求一阶导数获得。

可选的，所述实际衰减率通过对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求二阶导数获得。

可选的，所述转矩控制系数基于所述目标衰减率与所述实际衰减率的偏差，通过对所述偏差进行查表、PI控制或者转矩分级控制确定。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

当满足触发条件时，根据定子温度的实际衰减率以及目标衰减率确定转矩控制系数，以调节电机扭矩的输出能力。较之现有的单纯根据电机定子的过温程度按比例限制扭矩命令的技术方案，能够有效提高电机的耐久性、减少扭矩调节时的扭矩震荡情况，提高行车过程中的用户舒适性体验。

进一步，合理设置触发条件，尽量减少电机系统的运行负担，优选地在电机定子前期有大量热量积累，且定子温度与温升速度均达到较高水平时，才执行本发明实施例的技术方案，避免对所述电机扭矩的输出能力造成不必要的限制。

更进一步，基于定子温度上升至指定温度需要的预估时间确定预设时间，基于所述预设时间计算所述定子温度的目标衰减率，所述预设时间可以是在所述预估时间的基础上提前适当的时间量，以确保实际操作中当所述定子温度上升至所述预估时间时，所述定子温度的实际温升率能够尽可能的降为零。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的一种电机定子的过温保护方法的流程图；

图2是本发明的第二实施例的一种电机定子的过温保护方法的流程图；

图3是本发明的第三实施例的一种电机定子的过温保护装置的结构示意图；

图4是用于执行本发明实施例的过温保护方法的系统的结构框图；

图5是未采用本发明实施例的电机定子的定子温度随时间的变化曲线以及电机的输出扭矩随时间的变化曲线；以及

图6是采用本发明实施例的电机定子的定子温度随时间的变化曲线以及电机的输出扭矩随时间的变化曲线。

具体实施方式

本领域技术人员理解，在对汽车的电机定子进行过温保护时，现有技术仍局限于根据电子定子的过温程度按比例限制电机输出扭矩，但这样的技术方案在实际应用时可能会过分缩小电机的扭矩输出能力，导致汽车在行驶过程中短时内存在扭矩中断、扭矩震荡较大的问题，不利于用户的驾驶舒适性体验。

为了解决这一技术问题，本发明所述技术方案在满足触发条件时，根据定子温度的实际衰减率以及目标衰减率确定转矩控制系数，以调节电机扭矩的输出能力。较之现有的单纯根据电机定子的过温程度按比例限制扭矩命令的技术方案，能够有效提高电机的耐久性、减少扭矩调节时的扭矩震荡情况，提高行车过程中的用户舒适性体验。

在本发明的一个优选实施例中，采集电机定子的定子温度，根据所述定子温度的温度随时间的变化曲线计算获得所述定子温度的温升率以及实际衰减率，根据当前时刻所述电机定子的定子温度计算所述定子温度的目标衰减率，所述目标数衰减率用于使得所述定子温度在预设时间内上升至制定温度时所述定子温度的温升率已经降为零，当满足触发条件时，基于所述目标衰减率以及所述实际衰减率确定转矩控制系数，从而根据所述转矩控制系数控制电机的输出扭矩。进一步地，基于定子温度上升至指定温度需要的预估时间确定预设时间，基于所述预设时间计算所述定子温度的目标衰减率，所述预设时间可以是在所述预估时间的基础上提前适当的时间量，以确保实际操作中当所述定子温度上升至所述预估时间时，所述定子温度的实际温升率能够尽可能的降为零。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明的第一实施例的一种电机定子的过温保护方法的流程图。其中，所述电机包括纯电动、混合动力等类型的新能源汽车中的电机；所述电机定子包括所述电机中静止不动的部分，用于产生旋转磁场。本领域技术人员理解，在电机的日常使用中，所述电机定子是电机的主要发热源之一，所述电机定子的发热具有发热量大且速度快的特点，因而需要对所述电机定子进行过温保护，避免电机过热而损坏，确保所述电机时刻处于正常工作状态。

具体地，在本实施例中，首先执行步骤S101，采集所述电机定子的定子温度。更为具体地，所述定子温度可以由温度传感器采集获得。在一个优选例中，实时采集所述电机定子的定子温度，以准确获得所述电机定子的温度变化情况。

然后进入步骤S102执行，计算所述定子温度的目标衰减率，以使得所述定子温度在预设时间内上升至指定温度时所述定子温度的温升率降为零，所述目标衰减率表示单位时间所述定子温度的温升率的衰减程度。具体地，所述定子温度的温升率表示单位时间所述定子温度的变化程度。更为具体地，所述指定温度可以表示所述电机定子的极限工作温度。更进一步地，所述预设时间可以表示基于当前时刻的定子温度以及温升率，所述电机定子的定子温度上升至所述指定温度所需的时间。

优选地，所述温升率通过对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求一阶导数获得。在一个优选例中，基于所述步骤S101采集获得所述电机定子的定子温度，即可获得温度随时间的变化曲线，进而计算获得所述定子温度的温升率，根据当前时刻所述电机定子的定子温度以及温升率可以计算获得所述预设时间，再以所述预设时间为基准，模拟计算从当前时刻开始，若要使所述定子温度在所述预设时间内上升至所述指定温度时所述定子温度的温升率降为零，当前时刻所述定子温度的理论衰减率是多少，则所述理论衰减率可以理解为所述目标衰减率。

最后执行步骤S103，当满足触发条件时，基于所述目标衰减率与所述定子温度的实际衰减率确定转矩控制系数，所述定子温度的实际衰减率表示当前时刻所述定子温度的温升率的衰减程度。具体地，所述触发条件基于用户设定产生，用于判断是否需要调节当前所述电机的扭矩输出能力。更为具体地，所述转矩控制系数可以基于所述目标衰减率与所述实际衰减率的偏差，通过对所述偏差进行查表、PI控制或者转矩分级控制确定。更进一步地，所述定子温度的实际衰减率可以通过对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求二阶导数获得。优选地，所述触发条件至少包括根据当前时刻的所述温升率估算，当前时刻的所述定子温度上升至所述指定温度需要的时间小于所述预设时间；所述定子温度的温升率为正；并且所述实际衰减率小于所述目标衰减率。优选地，若所述定子温度的温升率为正，则表示所述定子温度的温度随时间的变化曲线呈上升趋势；若所述定子温升率为负，则表示所述定子温度的温度随时间的变化曲线呈下降趋势。

进一步地，所述温度传感器可以预设于所述电机定子的附近，还可以设置在所述电机上接近于所述电机定子的位置，以准确采集所述电机定子的定子温度。

进一步地，所述指定温度还可以由用户设定产生，例如，将小于所述电机定子的极限工作温度的温度设定为所述指定温度，以对所述电机定子进行更好的保护。优选地，所述指定温度的设定原则可以包括，尽量减小所述电机的输出扭矩的微调波动，以确保用户的驾驶舒适性体验。

进一步地，在根据所述定子温度的温度随时间的变化曲线获得所述定子温度的温升率以及实际衰减率时，可以设置所述定子温度的温度随时间的变化曲线的初始一段时间内的变化曲线无效，以屏蔽数据突变对本发明实施例的过温保护效果的影响。

在本实施例的一个变化例中，所述步骤S101还可以根据预设周期来采集所述电机定子的定子温度，例如，按50ms的采样周期进行数据采集，本领域技术人员理解，所述电机定子的温度变化本身具有较大惯性，所以可以不用采用太高的采样率(如，实时采样)，本变化例所述技术方法通过适当降低采样周期的方式，可以减少电机系统的运行负担，减少资源浪费。

由上，采用第一实施例的方案，与现有的根据定子温度的过温程度按比例限制电机的扭矩输出能力的技术方案相比，本发明实施例的技术方案在采集获得所述电机定子的定子温度后，并不简单的以所述定子温度为唯一衡量标准限制电机的扭矩输出能力，尤其在当前时刻的所述定子温度已经超出了电机定子的正常工作温度范围的情况下，通过综合考虑所述定子温度的温升率、温升率的衰减程度等因素，优选地确保在所述电机定子前期存在大量热量积累，且所述定子温度与定子温度的升温速度均达到较高水平时才触发过温保护措施。例如，对于汽车在执行类似于长距离爬坡这类的工况时，汽车电机的定子温度实际处于缓慢上升至较高温度，此时所述定子温度的温升率实际可能处于较低水平且还在不断衰减，那么此时所述电机的扭矩完全可以继续输出而不需要被衰减。通过执行本发明实施例的技术方案，可以优选地确保所述电机无论出于何种工况下，均能最大程度的扩展电机的大功率输出时间，同时又满足定子温度不高于极限温度的要求，有利于提高电机的耐久性、减少电机的扭矩震荡，提高行车过程中的用户舒适性体验。

图2是本发明的第二实施例的一种电机定子的过温保护方法的流程图。具体地，在本实施例中，首先执行步骤S201，采集所述电机定子的定子温度。更为具体地，所述定子温度可以由温度传感器采集获得。更进一步地，本领域技术人员可以参考上述图1所示实施例中所述步骤S101，在此不予赘述。

然后进入步骤S202执行，根据当前时刻的所述定子温度以及所述温升率，估算所述定子温度上升至所述指定温度需要的预估时间。具体地，所述指定温度可以表示所述电机定子的极限工作温度。更为具体地，所述预估时间可以理解为理论计算值。在一个优选例中，在假定所述电机定子的定子温度保持当前时刻的所述定子温度以及温升率不变的情况下，所述定子温度从当前时刻开始上升至所述极限工作温度所预计需要的时间，将这一时间作为所述预估时间，进行本发明实施例后续步骤的计算。

接下来执行步骤S203，基于所述预估时间确定所述预设时间，计算所述定子温度的目标衰减率，以使所述定子温度在所述预设时间内上升至所述指定温度时所述定子温度的温升率降为零。具体地，所述预设时间可以为所述预估时间的适当的时间量，以确保实际应用中所述定子温度不会上升至所述极限工作温度。优选地，按预设比例对所述预估时间进行标定，以确定所述预设时间。在一个优选例中，所述预设比例可以由用户设定产生，例如，在所述电机处于小功率工况时将所述预设比例设定为80％；而在所述电机处于大功率工况时则将所述预设比例设定为70％，本领域技术人员还可根据实际需要变化出更多实施例，这并不影响本发明的技术内容。进一步地，所述计算所述定子温度的目标衰减率的计算方式，本领域技术人员可以参考上述图1所示实施例中所述步骤S102，在此不予赘述。

最后执行步骤S204，当满足触发条件时，基于所述目标衰减率与所述定子温度的实际衰减率确定转矩控制系数，所述定子温度的实际衰减率表示当前时刻所述定子温度的温升率的衰减程度。具体地，所述触发条件基于用户设定产生，用于判断是否需要调节当前所述电机的扭矩输出能力。更为具体地，本领域技术人员可以参考上述图1所示实施例中所述步骤S103，在此不予赘述。

由上，采用第二实施例的方案，将所述预估时间按比例标定适当的预设时间作为时间量，以确保实际操作中当所述定子温度上升至所述预估时间时，所述定子温度的实际温升率能够尽可能的降为零。本领域技术人员理解，与上述图1所示实施例相比，本实施例所述步骤S202以及所述步骤S203可以理解为上述图1所示实施例中所述步骤S102的一个具体实施方式，更进一步明确了所述预估时间的确定方式，尽量减少所述电机定子在实际应用中温度上升至极限工作温度的情形，有利于提高所述电机的持久性。

在上述图1以及图2的一个共同变化例中，上述图1所示实施例中所述步骤S103或者上述图2所示实施例中所述步骤S204之后，还可以包括步骤“基于所述转矩控制系数控制电机的输出扭矩”。优选地，所述转矩控制系数可以基于百分比形式表示，本发明实施例根据所述转矩控制系数对所述电机的输出扭矩按比例进行衰减，以达到控制目的。例如，根据上述图2所示实施例的技术方案，发现按照所述电机定子的当前时刻的定子温度的实际衰减率，在所述预设时间内当所述定子温度上升至所述指定温度时，所述定子温度的温升率仍大于零，则优选地根据当前时刻所述定子温度的实际衰减率以及目标衰减率的偏差确定所述转矩控制系数为50％，则所述电机的输出扭矩在当前时刻的输出扭矩的大小基础上降低50％，以提高所述定子温度的实际衰减率。

图3是本发明的第三实施例的一种电机定子的过温保护装置的结构示意图。本领域技术人员理解，本实施例所述过温保护装置4用于实施上述图1及上述图2所示实施例中所述的方法技术方案。具体地，在本实施例中，所述过温保护装置4包括采集模块41，用于采集所述电机定子的定子温度；计算模块42，用于计算所述定子温度的目标衰减率，以使得所述定子温度在预设时间内上升至指定温度时所述定子温度的温升率降为零，所述目标衰减率表示单位时间所述定子温度的温升率的衰减程度；以及确定模块43，当满足触发条件时，基于所述目标衰减率与所述定子温度的实际衰减率确定转矩控制系数，所述定子温度的实际衰减率表示当前时刻所述定子温度的温升率的衰减程度。进一步地，所述过温保护装置4还包括控制模块44，用于基于所述转矩控制系数控制电机的输出扭矩。

优选地，所述触发条件至少包括：根据当前时刻的所述温升率估算，当前时刻的所述定子温度上升至所述指定温度需要的时间小于所述预设时间；所述定子温度的温升率为正；并且所述实际衰减率小于所述目标衰减率。

优选地，所述计算模块42包括估算子模块421，用于根据当前时刻的所述定子温度以及所述温升率，估算所述定子温度上升至所述指定温度需要的预估时间；以及计算子模块422，用于基于所述预估时间确定所述预设时间，计算所述定子温度的目标衰减率，以使所述定子温度在所述预设时间内上升至所述指定温度时所述定子温度的温升率降为零。

优选地，所述计算子模块422包括基于所述预估时间确定所述预设时间的确定子模块4221，所述确定子模块4221包括标定单元42211，标定单元42211用于按预设比例对所述预估时间进行标定，以确定所述预设时间。

优选地，所述温升率通过对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求一阶导数获得。

优选地，所述实际衰减率通过对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求二阶导数获得。

优选地，所述转矩控制系数基于所述目标衰减率与所述实际衰减率的偏差，通过对所述偏差进行查表、PI控制或者转矩分级控制确定。

关于所述过温保护装置4的工作原理、工作方式的更多内容，可以参照图1及图2的相关描述，这里不再赘述。

所述过温保护装置4可以集成在所述汽车内，例如，集成于所述汽车中用于控制电机的操作装置中；或者，所述过温保护装置4还可以外置于所述汽车，通过与所述操作装置相通讯的方式，监控所述电机的定子温度变化情况以执行本发明实施例所述技术方案。

图4是用于执行本发明实施例的过温保护方法的系统的结构框图。其中，本发明实施例通过上述图3所示实施例中所述过温保护装置来执行上述图1以及上述图2所示的方法技术方案。

在一个典型的应用场景中，通过温度传感器采集所述电机定子的定子温度，采样结果通过定子温度输入端1传入，温升率计算单元2对传入的所述定子温度进行处理以获得所述定子温度的温升率，温升率变化率计算单元7则根据所述定子温度的温升率计算所述温升率的衰减率。另一方面，指定温度单元3中预先设定有所述指定温度，第一信号整合单元4将所述指定温度以及当前时刻的定子温度一同传送给第一时间估计单元5，所述第一时间估计单元5结合所述温升率计算单元2传来的信号，判断是否满足第一触发条件。若判断结果表明满足所述第一触发条件，则第二时间估计单元6进一步判断当前时刻定子温度的温升率是否满足第二触发条件。若所述第二触发条件也满足，则所述第二时间估计单元6进一步计算所述定子温度的目标衰减率，并将所述目标衰减率发送给第二信号整合单元8，所述第二信号整合单元8将所述温升率变化率计算单元7计算获得的所述定子温度的温升率的衰减率与所述第二时间估计单元6发送的所述目标衰减率相比较，判断是否满足第三触发条件。若所述第三触发条件同样满足，则转矩控制系数生成单元9根据所述定子温度的温升率的衰减率以及目标衰减率的偏差采用查表法计算获得转矩控制系数，转矩控制单元11结合所述转矩控制系数，对命令转矩输入单元10发送的所述电机当前的输出扭矩进行衰减，并基于实际转矩命令单元12将衰减后的输出扭矩发送出去，以控制所述电机的输出扭矩大小。

进一步地，上述图3所述的过温保护装置4中包括的模块可以与本实施例所述的单元相对应。例如上述图3所述的采集模块41可以与本实施例所述定子温度输入端1相对应；上述图3所述的计算模块42可以与本实施例所述指定温度单元3、所述第一信号整合单元4、所述第一时间估计单元5以及所述第二时间估计单元6相对应；上述图3所述的确定模块43可以与本实施例所述温升率计算单元2、所述温升率变化率计算单元7、所述第二信号整合单元8以及所述转矩控制系数生成单元9相对应；上述图3所述的控制模块44可以与本实施例所述命令转矩输入单元10、所述转矩控制单元11以及实际转矩命令单元12相对应。

进一步地，所述温度传感器可以以50ms的采样周期进行数据采集，本领域技术人员也可根据实际需要变化出更多实施例，在此不予赘述。

进一步地，所述温升率计算单元2实时对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求一阶导数，以获得所述定子温度的温升率。

进一步地，还可以对计算获得的所述定子温度的温升率进行一阶滤波处理，以提高所述定子温度的温升率的计算结果的准确度，避免由于采集获得的所述定子温度的波形的波动而导致的所述计算结果的不稳定性。

进一步地，所述温升率变化率计算单元7在根据所述定子温度的温升率计算所述温升率的衰减率的同时，还可以设计滤波器，以减小最终获得的所述转矩控制系数的波动。本领域技术人员理解，所述温升率变化率计算单元7计算获得的所述温升率的衰减率即为上述图1至上述图3所示实施例中所述的实际衰减率，所述实际衰减率可以通过对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求二阶导数获得，即在所述温升率的基础上再求一次一阶导数获得。优选地，涉及到变化率的信号(例如，温升率以及衰减率的信号)在开始执行本发明实施例时，可以先设置一小段时间的数据无效，以屏蔽数据突变的影响。

进一步地，所述指定温度用于表示用户希望所述定子温度的温升率为零时的目标温度值。优选地，所述指定温度可以表示所述电机定子的极限工作温度，或者，所述指定温度还可以由用户根据所述极限工作温度设定适当的时间量。

进一步地，所述第一触发条件表示，所述第一时间估计单元5根据所述当前时刻的定子温度以及温升率计算单元2传来的当前时刻所述定子温度的温升率，来估算所述定子温度上升至所述指定温度需要的时间，若所述时间小于预设时间，则判断满足本发明实施例执行过温保护措施的所述第一触发条件。

进一步地，所述第二触发条件表示，所述第二时间估计单元6判断当前时刻定子温度的温升率是否为正，若所述当前时刻定子温度的温升率为正，则所述第二时间估计单元6判断满足本发明实施例执行过温保护措施的所述第二触发条件。

进一步地，所述第三触发条件表示，若所述温升率的衰减率小于所述目标衰减率，则判断满足本发明实施例执行过温保护措施的所述第三触发条件。

本领域技术人员理解，本实施例所述第一至第三触发条件的判断顺序并不唯一，本领域技术人员可以根据实际需要对所述判断顺序进行变换，这并不影响本发明的技术内容。

进一步地，所述转矩控制系数计算方法还可以包括PI控制或者转矩分级控制等，所述控制选择单元9可以根据所述电机的运行情况选择合适的转矩控制系数计算方法。

进一步地，通过图5以及图6所示的图例，本领域技术人员可以清楚、直观的了解采用本发明实施例前后，所述电机定子的定子温度随时间的变化曲线以及电机的输出扭矩随时间的变化曲线的区别。其中，所述图5是未采用本发明实施例的电机定子的定子温度随时间的变化曲线以及电机的输出扭矩随时间的变化曲线；所述图6是采用本发明实施例的电机定子的定子温度随时间的变化曲线以及电机的输出扭矩随时间的变化曲线。进一步地，所述图5以及所述图6中的曲线1均代表所述电机定子的定子温度随时间的变化曲线；所述图5以及所述图6中的曲线2均代表所述电机的输出扭矩随时间的变化曲线。

在所述图5所示的应用场景中，所述电机定子仍采用传统的根据过温程度按比例限制扭矩输出的技术方案，则从图中可以清楚的看到，当所述定子温度超过150℃后所述输出扭矩就开始被限制，随着所述定子温度很快超过170℃，转矩被限制至零，此后的约2～3s时间内，虽然所述定子温度继续升高后最终回落至175℃以下，但在此过程中所述电机处于无动力输出状态，而且整个动态过程中扭矩输出能力的波动很大。

而在所述图6所述的应用场景中，所述电机定子即采用了本发明实施例的过温保护方法，所述定子温度在达到150℃之前，所述电机的输出扭矩已经受到抑制，所述定子温度的温升率逐渐下降至零，当所述定子温度达到180℃时，所述定子温度已经不再上升，之后更回归稳定。

本领域技术人员理解，图5所示的现有过温控制策略存在的弊端包括单纯降低转矩限制的温度阈值点，这种技术方案虽然可以控制所述定子温度不超过180℃，但是会过分缩小电机的扭矩输出能力。例如，如果所述指定温度设在了150℃，则当所述定子温度超过150℃后，所述电机的输出扭矩就会开始逐渐被限制，但是如果此时所述定子温度的温升率实际处于较低水平，且所述温升率还在不断衰减，那么此时电机的扭矩完全可以继续输出，而不需要被限制。所以，采用本发明实施例的技术方案，可以在任何工况下，最大程度扩展电机大功率输出时间，同时又满足定子温度不高于所述指定温度的要求，有利于提高电机的耐久性、减少电机的扭矩震荡，提高行车过程中的用户舒适性体验。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于以计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (16)

1.一种电机定子的过温保护方法，其特征在于，包括如下步骤：

采集所述电机定子的定子温度；

计算所述定子温度的目标衰减率，以使得所述定子温度在预设时间内上升至指定温度时所述定子温度的温升率降为零，所述目标衰减率表示单位时间所述定子温度的温升率的衰减程度；

当满足触发条件时，基于所述目标衰减率与所述定子温度的实际衰减率确定转矩控制系数，所述定子温度的实际衰减率表示当前时刻所述定子温度的温升率的衰减程度。

2.根据权利要求1所述的过温保护方法，其特征在于，所述触发条件至少包括：

根据当前时刻的所述温升率估算，当前时刻的所述定子温度上升至所述指定温度需要的时间小于所述预设时间；

所述定子温度的温升率为正；并且

所述实际衰减率小于所述目标衰减率。

3.根据权利要求1或2所述的过温保护方法，其特征在于，所述计算所述定子温度的目标衰减率，包括如下步骤：

根据当前时刻的所述定子温度以及所述温升率，估算所述定子温度上升至所述指定温度需要的预估时间；

基于所述预估时间确定所述预设时间，计算所述定子温度的目标衰减率，

以使所述定子温度在所述预设时间内上升至所述指定温度时所述定子温度的温升率降为零。

4.根据权利要求3所述的过温保护方法，其特征在于，所述基于所述预估时间确定所述预设时间，包括如下步骤：

按预设比例对所述预估时间进行标定，以确定所述预设时间。

5.根据权利要求1或2所述的过温保护方法，其特征在于，还包括如下步骤：

基于所述转矩控制系数控制电机的输出扭矩。

6.根据权利要求1或2所述的过温保护方法，其特征在于，所述温升率通过对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求一阶导数获得。

7.根据权利要求1或2所述的过温保护方法，其特征在于，所述实际衰减率通过对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求二阶导数获得。

8.根据权利要求1或2所述的过温保护方法，其特征在于，所述转矩控制系数基于所述目标衰减率与所述实际衰减率的偏差，通过对所述偏差进行查表、PI控制或者转矩分级控制确定。

9.一种电机定子的过温保护装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集所述电机定子的定子温度；

计算模块，用于计算所述定子温度的目标衰减率，以使得所述定子温度在预设时间内上升至指定温度时所述定子温度的温升率降为零，所述目标衰减率表示单位时间所述定子温度的温升率的衰减程度；

确定模块，当满足触发条件时，基于所述目标衰减率与所述定子温度的实际衰减率确定转矩控制系数，所述定子温度的实际衰减率表示当前时刻所述定子温度的温升率的衰减程度。

10.根据权利要求9所述的过温保护装置，其特征在于，所述触发条件至少包括：

根据当前时刻的所述温升率估算，当前时刻的所述定子温度上升至所述指定温度需要的时间小于所述预设时间；

所述定子温度的温升率为正；并且

所述实际衰减率小于所述目标衰减率。

11.根据权利要求9或10所述的过温保护装置，其特征在于，所述计算模块包括：

估算子模块，用于根据当前时刻的所述定子温度以及所述温升率，估算所述定子温度上升至所述指定温度需要的预估时间；

计算子模块，用于基于所述预估时间确定所述预设时间，计算所述定子温度的目标衰减率，以使所述定子温度在所述预设时间内上升至所述指定温度时所述定子温度的温升率降为零。

12.根据权利要求11所述的过温保护装置，其特征在于，所述计算子模块包括基于所述预估时间确定所述预设时间的确定子模块，所述确定子模块包括：标定单元，用于按预设比例对所述预估时间进行标定，以确定所述预设时间。

13.根据权利要求9或10所述的过温保护装置，其特征在于，还包括：

控制模块，用于基于所述转矩控制系数控制电机的输出扭矩。

14.根据权利要求9或10所述的过温保护装置，其特征在于，所述温升率通过对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求一阶导数获得。

15.根据权利要求9或10所述的过温保护装置，其特征在于，所述实际衰减率通过对所述定子温度的温度随时间的变化曲线求二阶导数获得。

16.根据权利要求9或10所述的过温保护装置，其特征在于，所述转矩控制系数基于所述目标衰减率与所述实际衰减率的偏差，通过对所述偏差进行查表、PI控制或者转矩分级控制确定。