CN108089132B - 一种电机快放电故障确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机快放电故障确定方法，应用于电机控制器，该方法包括：接收电机快放电指令，并根据电机快放电指令，启动快放电进程，在快放电进程的执行时长达到预设的时长阈值时，确定电机控制器的母线电压是否低于预设的安全电压阈值，如果否，则确定在电机快放电过程中存在故障。应用本发明实施例所提供的技术方案，通过电机控制器对电机控制器的母线电压进行检测，能够确定出电机快放电过程中是否出现故障，保证了电机快放电过程的安全性。本发明还公开了一种电机快放电故障确定装置，具有相应技术效果。

Description

一种电机快放电故障确定方法及装置

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种电机快放电故障确定方法及装置。

背景技术

随着科技的不断进步，新能源汽车逐渐兴起并且取得了长足的进步，例如采用传统燃料的同时配以电机来改善低速动力输出和燃油消耗的混合动力汽车、采用电力驱动的纯电动汽车以及燃料电池汽车，都是取得了大规模推广与应用的新能源汽车的代表。

由于大部分新能源汽车采用电力驱动，电机工作状态下的电压通常为几百伏，当电机由工作状态进入非工作状态时，需要进行高压快放电。

在电机高压快放电过程中，电机进入快放电状态，当电机的母线电压低于安全电压则快放电结束。电机的快放电速度通常为几十毫秒到几百毫秒。在电机的快放电过程中，如果出现快放电故障导致快放电失败，电机的高电压可能会对人员及设备造成伤害。

因此，如何检测出电机快放电过程中出现故障，避免出现安全隐患，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电机快放电故障确定方法及装置，能够确定出电机快放电过程中是否出现故障，保证了电机快放电过程的安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种电机快放电故障确定方法，应用于电机控制器，该方法包括：

接收电机快放电指令；

根据所述电机快放电指令，启动快放电进程；

在所述快放电进程的执行时长达到预设的时长阈值时，确定所述电机控制器的母线电压是否低于预设的安全电压阈值；

如果否，则确定在电机快放电过程中存在故障。

优选的，在确定所述电机控制器的母线电压不低于预设的安全电压阈值时，还包括：

确定电池包的母线电流是否为零；

所述确定在电机快放电过程中存在故障，包括：

在确定所述电池包的母线电流为零时，确定在电机快放电过程中电机系统存在故障。

优选的，在所述确定在电机快放电过程中电机系统存在故障之后，还包括：

输出电机系统故障提示信息。

优选的，还包括：

在确定所述电池包的母线电流不为零时，确定在电机快放电过程中高压继电器存在故障。

优选的，在所述确定在电机快放电过程中高压继电器存在故障之后，还包括：

停止所述快放电进程；

输出高压继电器故障提示信息。

优选的，其特征在于，通过以下步骤获得所述时长阈值：

分别获得至少N次在电机快放电过程中，电机系统和高压继电器均正常工作时，所述母线电压从工作电压降低到所述安全电压阈值的消耗时长，N为正整数；

根据每次获得的消耗时长，确定所述时长阈值。

一种电机快放电故障确定装置，应用于电机控制器，该装置包括：

快放电指令接收模块，用于接收电机快放电指令；

快放电进程启动模块，用于根据所述电机快放电指令，启动快放电进程；

母线电压确定模块，用于在所述快放电进程的执行时长达到预设的时长阈值时，确定所述电机控制器的母线电压是否低于预设的安全电压阈值，如果否，则触发故障确定模块；

所述故障确定模块，用于确定在电机快放电过程中存在故障。

优选的，还包括：

母线电流确定模块，用于在确定所述电机控制器的母线电压不低于预设的安全电压阈值时，确定电池包的母线电流是否为零；

所述故障确定模块，具体用于：

在确定所述电池包的母线电流为零时，确定在电机快放电过程中电机系统存在故障。

优选的，还包括：

高压继电器故障确定模块，用于在确定所述电池包的母线电流不为零时，确定在电机快放电过程中高压继电器存在故障。

优选的，还包括时长阈值获得模块，用于通过以下步骤获得所述时长阈值：

分别获得至少N次在电机快放电过程中，电机系统和高压继电器均正常工作时，所述母线电压从工作电压降低到所述安全电压阈值的消耗时长，N为正整数；

根据每次获得的消耗时长，确定所述时长阈值。

应用本发明实施例所提供的技术方案，接收电机快放电指令之后，根据电机快放电指令，启动快放电进程，在快放电进程的执行时长达到预设的时长阈值时，确定电机控制器的母线电压是否低于预设的安全电压阈值，如果否，则确定在电机快放电过程中存在故障。

通过电机控制器对电机控制器的母线电压进行检测，当电机快放电的执行时长达到预设的时长阈值时，如果检测出的电机控制器的母线电压低于预设的安全电压阈值，则说明电机快放电过程中没有故障，如果检测出的电机控制器的母线电压高于预设的安全电压阈值，则说明电机快放电过程中存在故障。通过对电机快放电过程中的故障确定，保证了电机快放电过程中的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明中电机快放电回路示意图；

图2为本发明中一种电机快放电故障确定方法的实施流程图；

图3为本发明的电机快放电过程中电机正常快放电的状态示意图；

图4为本发明的电机快放电过程中电机异常快放电的状态以及故障确定示意图；

图5为本发明中一种电机快放电故障确定装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电机快放电故障确定方法，通过电机控制器对电机控制器的母线电压进行检测，能够确定出电机快放电过程中是否出现故障，保证了电机快放电过程的安全性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，为本发明中电机快放电回路示意图。该回路包括电机控制器101、电机构成的电机系统102、母线电流传感器103、车用电池包104、高压主正继电器105、高压主负继电器106、预充继电器107、预充电阻108、并联在高压母线上的其他高压器件109、电容110。其中，电机控制器101控制电机系统102中电机的快放电进程。

请参考图2，为本发明中一种电机快放电故障确定方法的实施流程图，该方法应用于电机控制器，可以包括以下步骤：

S201：接收电机快放电指令。

在需要进行电机快放电时，可以进入一个高压快放电流程。具体的，并联在电机控制器的母线上的各个高压器件接收命令后停止工作，同时，电池管理系统断开高压继电器，并将高压继电器断开的信号发送至CAN总线上。在这之后，电机控制器接收电机快放电指令，并进行步骤S202的操作。

S202：根据电机快放电指令，启动快放电进程。

电机控制器在接收电机快放电指令之后，根据该快放电指令，启动快放电进程。在该快放电进程的执行过程中，如果各个设备均正常工作，则电机的电压会不断减小。

S203：在快放电进程的执行时长达到预设的时长阈值时，确定电机控制器的母线电压是否低于预设的安全电压阈值。

在启动快放电进程之后，在该快放电进程的执行过程中，当执行时长达到预设的时长阈值时，电机控制器确定其母线端的电压是否低于预设的安全电压阈值，本申请文件中将电机控制器的母线端的电压简称为母线电压。

电机控制器可以在快放电进程的执行过程中，实时监控其母线端的电压，如果执行时长没有到达预设的时长阈值，电机控制器的母线电压就已经低于预设的安全电压阈值，则可以确定电机快放电过程中没有故障。当然电机控制器也可以选择周期性地监控其母线端的电压，还可以在快放电的执行时长达到预设的时长阈值之前，不监控其母线端的电压，均不影响本发明的实施。

安全电压阈值可以预设为直流60伏，使得当电机的电压低于该安全电压阈值时，不会对人员造成伤害，当然，安全电压阈值也可以根据实际情况进行设定和调整。如图3所示，图3中的横坐标表示时间，纵坐标表示电机控制器的母线电压，当电机控制器的母线电压在时长阈值Δtest内，从正常工作时的电压值，降低至设定的安全电压阈值以下时，这段坐标区域为电机快放电区域，表示电机快放电的进程正常，之后，电机可以进入电机慢放电区域。

在本发明的一种具体实施方式中，可以通过以下步骤获得时长阈值：

步骤一：分别获得至少N次在电机快放电过程中，电机系统和高压继电器均正常工作时，母线电压从工作电压降低到安全电压阈值的消耗时长，N为正整数；

步骤二：根据每次获得的消耗时长，确定时长阈值。

为了便于描述，将上述两个步骤进行合并说明。

在电机控制器启动快放电进程之后，当电机的电机系统以及高压继电器均正常工作时，可以使用电机控制器实时监控其母线端的电压，当电机控制器的母线端的电压从工作电压降低到安全电压阈值时，记录下所消耗的时长。可以通过样品在试验架上进行一次或者多次测试，得到一次或者多次母线电压从工作电压降低到安全电压阈值的消耗时长。

进一步的，可以将每次获得的消耗时长求和取平均值，得到的结果作为预设的时长阈值。也可以将所有的消耗时长中，去掉最大值和最小值求平均值，并将结果作为预设的时长阈值。还可以将所有的消耗时长中的最大值，作为预设的时长阈值。当然，如果只进行了一次测试，可以将该次测试出的消耗时长作为预设的时长阈值。需要说明的是，测试次数和时长阈值均可以根据实际情况进行设定和调整，并不影响本发明的实施。

当快放电进程的执行时长达到预设的时长阈值，并且电机控制器确定其母线电压低于预设的安全电压阈值时，可以确定电机快放电过程中没有故障，即快放电正常，如图2所示，当电机控制器确定其母线电压高于预设的安全电压阈值时，可以执行步骤S204的操作。

S204：确定在电机快放电过程中存在故障。

在电机控制器确定其母线电压高于预设的安全电压阈值之后，确定在电机快放电过程中存在故障。当然，电机控制器还可以发送提示信息，例如使用蜂鸣器发出警报信息，以便专业的工作人员能够对故障进行及时的处理。

应用本发明实施例所提供的技术方案，接收电机快放电指令之后，根据电机快放电指令，启动快放电进程，在快放电进程的执行时长达到预设的时长阈值时，确定电机控制器的母线电压是否低于预设的安全电压阈值，如果否，则确定在电机快放电过程中存在故障。

通过电机控制器对电机控制器的母线电压进行检测，当电机快放电的执行时长达到预设的时长阈值时，如果检测出的电机控制器的母线电压低于预设的安全电压阈值，则说明电机快放电过程中没有故障，如果检测出的电机控制器的母线电压高于预设的安全电压阈值，则说明电机快放电过程中存在故障。通过对电机快放电过程中的故障确定，保证了电机快放电过程中的安全性。

在本发明的一种具体实施方式中，在确定电机控制器的母线电压不低于预设的安全电压阈值时，还包括：

确定电池包的母线电流是否为零。

步骤S204具体包括：

在确定电池包的母线电流为零时，确定在电机快放电过程中电机系统存在故障。

在快放电进程的执行时长达到预设的时长阈值时，当电机控制器确定其母线电压不低于预设的安全电压阈值时，进一步确定电池包的母线电流是否为零。可以通过与电池包连接的电流传感器确定电池包的母线电流是否为零。当确定电池包的母线电流为零时，确定在电机快放电过程中电机系统存在故障。

需要说明的是，在确定在电机快放电过程中电机系统存在故障之后，还可以输出电机系统故障提示信息，以便专业人员对电机系统进行故障检查和故障维修。具体的，可以输出电机系统故障代码，例如当电机系统的故障代码为0时，表示电机系统没有故障，当电机系统的故障代码为1时，表示电机系统出现故障。如图4所示，图中的每一个坐标系的横坐标均表示时间，坐标系C1的纵坐标表示电机控制器的母线电压，当电机控制器的母线电压并未在时长阈值Δtest内，从正常工作时的电压值，降低至设定的安全电压阈值以下时，则电机快放电出现故障。进一步的，图4中的坐标系C2的纵坐标表示电池母线电流，当电机快放电过程中电池母线电流为零，且电机快放电出现故障时，电机系统的故障代码从0变为1，如图4中的坐标系C3所示。

采用本发明的该种实施方式，能够使得专业人员获知电机快放电的故障是由于电机系统故障导致的，能够方便专业人员对电机系统进行故障排查和故障维修。

在本发明的一种具体实施方式中，当确定电池包的母线电流不为零时，可以确定在电机快放电过程中高压继电器存在故障。例如，当高压继电器烧结并短路时，电池包和两个高压继电器之间形成回路，此时电池包的母线电流大于零。

在确定电机快放电过程中高压继电器存在故障之后，电机控制器可以立即停止快放电进程，并输出高压继电器故障提示信息。具体的，可以输出高压继电器故障代码，例如当高压继电器的故障代码为0时，表示高压继电器没有故障，当高压继电器的故障代码为1时，表示高压继电器存在故障。如图4所示，坐标系C4的纵坐标表示电池母线电流，当电机快放电过程中电池母线电流大于零，且电机快放电出现故障时，高压继电器的故障代码从0变为1，如图4中的坐标系C5所示。

采用本发明的该种实施方式，能够使得专业人员获知电机快放电的故障是由于高压继电器导致的，能够方便故障排查和故障维修。同时，由于在确定电池包的母线电流大于零之后，立即停止快放电进程，能够防止电池包的能量由于持续放电而带来的能量损失。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种电机快放电故障确定装置，下文描述的一种电机快放电故障确定装置与上文描述的一种电机快放电故障确定方法可相互对应参照。

参见图5所示，为本发明中一种电机快放电故障确定装置的结构示意图。该装置应用于电机控制器，可以包括以下模块：

快放电指令接收模块501，用于接收电机快放电指令；

快放电进程启动模块502，用于根据电机快放电指令，启动快放电进程；

母线电压确定模块503，用于在快放电进程的执行时长达到预设的时长阈值时，确定电机控制器的母线电压是否低于预设的安全电压阈值，如果否，则触发故障确定模块504；

故障确定模块504，用于确定在电机快放电过程中存在故障。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

母线电流确定模块，用于在确定电机控制器的母线电压不低于预设的安全电压阈值时，确定电池包的母线电流是否为零；

故障确定模块504，具体用于：

在确定电池包的母线电流为零时，确定在电机快放电过程中电机系统存在故障。

应用本发明实施例所提供的装置，接收电机快放电指令之后，根据电机快放电指令，启动快放电进程，在快放电进程的执行时长达到预设的时长阈值时，确定电机控制器的母线电压是否低于预设的安全电压阈值，如果否，则确定在电机快放电过程中存在故障。

通过电机控制器对电机控制器的母线电压进行检测，当电机快放电的执行时长达到预设的时长阈值时，如果检测出的电机控制器的母线电压低于预设的安全电压阈值，则说明电机快放电过程中没有故障，如果检测出的电机控制器的母线电压高于预设的安全电压阈值，则说明电机快放电过程中存在故障。通过对电机快放电过程中的故障确定，保证了电机快放电过程中的安全性。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

电机系统故障提示模块，用于在确定在电机快放电过程中电机系统存在故障之后，输出电机系统故障提示信息。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

高压继电器故障确定模块，用于在确定电池包的母线电流不为零时，确定在电机快放电过程中高压继电器存在故障。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

快放电进程停止模块，用于在确定在电机快放电过程中高压继电器存在故障之后，停止快放电进程；

高压继电器故障提示模块，用于输出高压继电器故障提示信息。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括时长阈值获得模块，用于通过以下步骤获得时长阈值：

分别获得至少N次在电机快放电过程中，电机系统和高压继电器均正常工作时，母线电压从工作电压降低到安全电压阈值的消耗时长，N为正整数；

根据每次获得的消耗时长，确定时长阈值。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

本文中应用了具体个例对本发明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发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电机快放电故障确定方法，应用于电机控制器，其特征在于，包括：

接收电机快放电指令；

根据所述电机快放电指令，启动快放电进程；

在所述快放电进程的执行时长达到预设的时长阈值时，确定所述电机控制器的母线电压是否低于预设的安全电压阈值；

如果否，则确定在电机快放电过程中存在故障；

在确定所述电机控制器的母线电压不低于预设的安全电压阈值时，还包括：

确定电池包的母线电流是否为零；

所述确定在电机快放电过程中存在故障，包括：

在确定所述电池包的母线电流为零时，确定在电机快放电过程中电机系统存在故障；

还包括：

在确定所述电池包的母线电流不为零时，确定在电机快放电过程中高压继电器存在故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定在电机快放电过程中电机系统存在故障之后，还包括：

输出电机系统故障提示信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定在电机快放电过程中高压继电器存在故障之后，还包括：

停止所述快放电进程；

输出高压继电器故障提示信息。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，通过以下步骤获得所述时长阈值：

分别获得至少N次在电机快放电过程中，电机系统和高压继电器均正常工作时，所述母线电压从工作电压降低到所述安全电压阈值的消耗时长，N为正整数；

根据每次获得的消耗时长，确定所述时长阈值。

5.一种电机快放电故障确定装置，应用于电机控制器，其特征在于，包括：

快放电指令接收模块，用于接收电机快放电指令；

快放电进程启动模块，用于根据所述电机快放电指令，启动快放电进程；

母线电压确定模块，用于在所述快放电进程的执行时长达到预设的时长阈值时，确定所述电机控制器的母线电压是否低于预设的安全电压阈值，如果否，则触发故障确定模块；

所述故障确定模块，用于确定在电机快放电过程中存在故障；

还包括：

母线电流确定模块，用于在确定所述电机控制器的母线电压不低于预设的安全电压阈值时，确定电池包的母线电流是否为零；

所述故障确定模块，具体用于：

在确定所述电池包的母线电流为零时，确定在电机快放电过程中电机系统存在故障；

还包括：

高压继电器故障确定模块，用于在确定所述电池包的母线电流不为零时，确定在电机快放电过程中高压继电器存在故障。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括时长阈值获得模块，用于通过以下步骤获得所述时长阈值：

分别获得至少N次在电机快放电过程中，电机系统和高压继电器均正常工作时，所述母线电压从工作电压降低到所述安全电压阈值的消耗时长，N为正整数；

根据每次获得的消耗时长，确定所述时长阈值。

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