CN108923724A - 一种电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统及过温保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统及过温保护方法，其中，电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统包括驱动电机、MCU控制器和电子油门，MCU控制器内设有控制单元和逆变电路单元，逆变电路单元包括由MOS管组成的逆变桥，电子油门与MCU控制器信号输出端电性连接，驱动电机的定子线圈上、MCU控制器的散热底板上以及MCU控制器内的逆变电路的MOS管上均设有温度传感器，温度传感器与MCU控制器的信号输入端电性连接。当散热条件一定的前提下，通过温度传感器对温度的采集反馈，实现对输出电流的控制策略。控制驱动电机在某个温度阀值范围内自动调整，进入一个相对热平衡状态。

Description

一种电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统及过温保护 方法
技术领域
本发明涉及电动汽车控制技术领域，尤其涉及一种电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统及过温保护方法。
背景技术
随着电动汽车技术的发展，得到越来越多消费者的认可。电动汽车动力性受区域性的限制也越来越明显。我国西南地区的地势地貌对于电动汽车驱动是一个大的考验。现有的电动汽车在西南丘陵地区使用时，驱动电机及控制器负载较重，容易过温损坏。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是:提供一种控制驱动电机在某个温度阈值范围内自动调整，进入一个相对热平衡状态的一种电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统。
本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种上述的电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统的过温保护方法。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：
一种电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统，包括驱动电机、MCU控制器和电子油门，所述MCU控制器内设有控制单元和逆变电路单元，所述逆变电路单元包括由MOS管组成的逆变桥，所述电子油门与所述MCU控制器信号输出端电性连接，所述驱动电机的定子线圈上、所述MCU控制器的散热底板上以及所述MCU控制器内的逆变电路的MOS管上均设有温度传感器，所述温度传感器与所述MCU控制器的信号输入端电性连接。
优选的，所述MCU控制器内设有采样电路单元，所述采样电路单元电连接至所述MCU控制器的信号输入端子。
优选的，所述控制单元为单片机。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：
一种电动汽车驱动电机及控制器过温保护方法，应用上述的一种电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统，包括以下步骤：
a、预先在所述MCU控制器内设置以下参数：所述驱动电机的降功率温度T01、所述MCU控制器的散热底板的降功率温度T02以及所述MCU控制器内的逆变电路的MOS管的降功率温度T03,所述驱动电机的最大停机温度Tmax1、所述MCU控制器的散热底板的最大停机温度Tmax2以及所述MCU控制器内的逆变电路的MOS管的停机最大温度Tmax3；
b、定义驱动电机的定子线圈上的温度传感器为第一温度传感器，所述MCU控制器的散热底板上的温度传感器为第二温度传感器，所述MCU控制器内的逆变电路的MOS管上的温度传感器为第三温度传感器，通过所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器实时检测驱动电机的定子线圈的温度T1、所述MCU控制器的散热底板的温度T2以及所述MCU控制器内的逆变电路的MOS管的温度T3；
c、所述MCU控制器实时对三组参数T1、T01和Tmax1,T2、T02和Tmax2，T3、T03和Tmax3分别分组进行大小比对，当实时温度Tn＜T0n时，所述MCU控制器控制所述电子油门的可输出量为100％；当Tmaxn≥Tn≥T0n时，其中，n为1、2或者3，取最先满足条件Tn＞T0n的一组参数，计算降功率系数X＝(Tn-T0n)/(Tmaxn–T0n),所述MCU控制器控制电子油门的输出为额定值×(1-X)，使驱动电机降功率运行；
d、所述MCU控制器实时对三组参数T1和Tmax1,T2和Tmax2，T3和Tmax3分别分组进行大小比对，当实时温度Tn≥Tmaxn，其中，n为1、2或者3，则所述MCU控制器控制所述电子油门的可输出量为0。
优选的，在所述MCU控制器中设置错误码，所述步骤d中，所述MCU控制器实时对三组参数T1和Tmax1,T2和Tmax2，T3和Tmax3分别分组进行大小比对，当实时温度Tn≥Tmaxn，其中，n为1、2或者3，
则所述MCU控制器中的错误码置位，同时所述MCU控制器控制所述电子油门的可输出量为0。
优选的，步骤d中，设置所述MCU控制器的散热底板的最小停机温度Tmin2,当检测到T2＜Tmin2时，则所述MCU控制器控制所述电子油门的可输出量为0，所述MCU控制器中的错误码置位。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统及过温保护方法，当散热条件一定的前提下，通过温度传感器对驱动电机的定子线圈温度、MCU控制器的散热底板的温度以及MCU控制器内的逆变电路的MOS管的温度实时检测，与各自的降功率温度以及最大停机温度对比，当各处温度在满足小于各自的最大停机温度的情况下，检测到某一个温度大于对应的降功率温度时，则按照该温度超出对应的降功率温度的系数降低电子油门的输出，使驱动电机降功率运行，从而降低温度。实现对输出电流的控制策略，控制驱动电机在某个温度阀值范围内自动调整，进入一个相对热平衡状态。当各处温度有大于对应的最大停机温度的情况时，MCU控制器停止输出，使电动汽车停止行驶。对电动汽车驱动电机及控制器起到过温保护作用，有效防止了电动汽车驱动电机及控制器过温损坏。本发明的电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统及过温保护方法应用于电动汽车中，尤其适用于电动汽车在丘陵等不平地区的驾驶使用。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明的电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统；
图2是图1中的逆变采样电路单元单元的电子电路图；
图3是图1中的采样电路单元的电子电路图；
图4是本发明的电动汽车驱动电机及控制器过温保护的流程示意图；
图中：1-MCU控制器；2-电子油门；3-第一温度传感器；4-第二温度传感器；5-第三温度传感器；6-驱动电机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1至图3所示，本发明的电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统，包括驱动电机6、MCU控制器1和电子油门2，MCU即微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机。根据VCU的指令，控制电机的旋转状态。控制电机电动汽车常用名词。是电动汽车的电机控制常用名词。
MCU控制器1内设有控制单元和逆变电路单元，逆变电路单元包括由MOS管组成的逆变桥，电子油门2与MCU控制器1信号输出端电性连接，驱动电机6的定子线圈上、MCU控制器1的散热底板上以及MCU控制器1内的逆变电路的MOS管上均设有温度传感器，温度传感器与MCU控制器的信号输入端电性连接。温度传感器可采用空调用的压敏电阻类的温度传感器。定义驱动电机6的定子线圈上的温度传感器为第一温度传感器3，MCU控制器1的散热底板上的温度传感器为第二温度传感器4，MCU控制器1内的逆变电路的MOS管上的温度传感器为第三温度传感器5。
MCU控制器1内设有采样电路单元，采样电路单元电连接至所述MCU控制器的信号输入端子。
控制单元为单片机。
参照图4，本发明还公开了一种电动汽车驱动电机及控制器过温保护方法，应用上述的一种电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统，包括以下步骤：
a、预先在MCU控制器1的控制单元内设置以下参数：驱动电机6的降功率温度T01、MCU控制器1的散热底板的降功率温度T02以及MCU控制器1内的逆变电路的MOS管的降功率温度T03,驱动电机6的最大停机温度Tmax1、MCU控制器1的散热底板的最大停机温度Tmax2以及MCU控制器1内的逆变电路的MOS管的停机最大温度Tmax3；
b、定义驱动电机6的定子线圈上的温度传感器为第一温度传感器3，MCU控制器1的散热底板上的温度传感器为第二温度传感器4，MCU控制器1内的逆变电路的MOS管上的温度传感器为第三温度传感器5，通过第一温度传感器3、第二温度传感器4、第三温度传感器5实时检测驱动电机6的定子线圈的温度T1、MCU控制器1的散热底板的温度T2以及MCU控制器1内的逆变电路的MOS管的温度T3；
c、MCU控制器1实时对三组参数T1、T01和Tmax1,T2、T02和Tmax2，T3、T03和Tmax3分别分组进行大小比对，当实时温度Tn＜T0n时，MCU控制器1控制电子油门2的可输出量为100％；当Tmaxn≥Tn≥T0n时，其中，n为1、2或者3，取最先满足条件Tn＞T0n的一组参数，计算降功率系数X＝(Tn-T0n)/(Tmaxn–T0n),MCU控制器1控制电子油门2的输出为额定值×(1-X)，使驱动电机6降功率运行；
d、MCU控制器1实时对三组参数T1和Tmax1,T2和Tmax2，T3和Tmax3分别分组进行大小比对，当实时温度Tn≥Tmaxn，其中，n为1、2或者3，则MCU控制器1控制电子油门2的可输出量为0，MCU控制器1中的错误码置位。
优选的方案是：所述步骤d中，MCU控制器1实时对三组参数T1和Tmax1,T2和Tmax2，T3和Tmax3分别分组进行大小比对，当实时温度Tn≥Tmaxn，其中，n为1、2或者3，则MCU控制器1中的错误码置位，同时MCU控制器1控制电子油门2的可输出量为0。例如：驱动电机6的降功率温度T01为135度，最大停机温度Tmax1为150度停机。
将实际驱动电机温度值和规定的驱动电机的降功率温度做差值，当实际温度低于规定的驱动电机6的降功率温度使不作处理。当温度高于规定的驱动电机6的时开始计算应该限制的系数。例如此时温度是140度，135度开始降功率，150度停机，则此时算出的降功率系数X＝(140-135)/(150-135)＝2/3，则MCU控制器1在电子油门2的输出就会乘以1/3(1-2/3)，最大电流随之被限制。使驱动电机6的温度降低到正常温度范围。
当驱动电机6的温度T1、MCU控制器1的散热底板的温度T2以及MCU控制器1内的逆变电路的MOS管的温度T3，与各自的规定的降功率温度值对比，取最先达到或超过对应的降功率温度值的一组参数，利用上述的公式计算降功率系数，来调整电子油门2的输出值。实现对输出电流的控制策略，控制驱动电机在某个温度阀值范围内自动调整，进入一个相对热平衡状态。
当各处温度有大于对应的最大停机温度的情况时，MCU控制器1停止输出，使电动汽车停止行驶。对电动汽车驱动电机6及MCU控制器1起到过温保护作用，有效防止了电动汽车驱动电机及控制器过温损坏。MCU控制器1内还设置有功率模块、驱动模块等现有的电路单元，逆变电路单元、采样电路单元、功率模块、驱动模块均为现有的电动汽车的MCU控制器内公开的技术，在此不再赘述。
本发明的电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统及过温保护方法应用于电动汽车中，尤其适用于电动汽车在丘陵等不平地区的驾驶使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统，包括驱动电机、MCU控制器和电子油门，所述MCU控制器内设有控制单元和逆变电路单元，所述逆变电路单元包括由MOS管组成的逆变桥，所述电子油门与所述MCU控制器信号输出端电性连接，其特征在于：所述驱动电机的定子线圈上、所述MCU控制器的散热底板上以及所述MCU控制器内的逆变电路的MOS管上均设有温度传感器，所述温度传感器与所述MCU控制器的信号输入端电性连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统，其特征在于：所述MCU控制器内设有采样电路单元，所述采样电路单元电连接至所述MCU控制器的信号输入端子。
3.根据权利要求2所述的电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统，其特征在于：所述控制单元为单片机。
4.一种电动汽车驱动电机及控制器过温保护方法，其特征在于，应用权利要求1至3任一项所述的电动汽车驱动电机及控制器过温保护系统，包括以下步骤：
a、预先在所述MCU控制器内设置以下参数：所述驱动电机的降功率温度T01、所述MCU控制器的散热底板的降功率温度T02以及所述MCU控制器内的逆变电路的MOS管的降功率温度T03,所述驱动电机的最大停机温度Tmax1、所述MCU控制器的散热底板的最大停机温度Tmax2以及所述MCU控制器内的逆变电路的MOS管的停机最大温度Tmax3；
b、定义驱动电机的定子线圈上的温度传感器为第一温度传感器，所述MCU控制器的散热底板上的温度传感器为第二温度传感器，所述MCU控制器内的逆变电路的MOS管上的温度传感器为第三温度传感器，通过所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器实时检测驱动电机的定子线圈的温度T1、所述MCU控制器的散热底板的温度T2以及所述MCU控制器内的逆变电路的MOS管的温度T3；
c、所述MCU控制器实时对三组参数T1、T01和Tmax1,T2、T02和Tmax2，T3、T03和Tmax3分别分组进行大小比对，当实时温度Tn＜T0n时，所述MCU控制器控制所述电子油门的可输出量为100％；当Tmaxn≥Tn≥T0n时，其中，n为1、2或者3，取最先满足条件Tn＞T0n的一组参数，计算降功率系数X＝(Tn-T0n)/(Tmaxn–T0n),所述MCU控制器控制电子油门的输出为额定值×(1-X)，使驱动电机降功率运行；
d、所述MCU控制器实时对三组参数T1和Tmax1,T2和Tmax2，T3和Tmax3分别分组进行大小比对，当实时温度Tn≥Tmaxn，其中，n为1、2或者3，则所述MCU控制器控制所述电子油门的可输出量为0。
5.根据权利要求4所述的电动汽车驱动电机及控制器过温保护方法，其特征在于，在所述MCU控制器中设置错误码，所述步骤d中，所述MCU控制器实时对三组参数T1和Tmax1,T2和Tmax2，T3和Tmax3分别分组进行大小比对，当实时温度Tn≥Tmaxn，其中，n为1、2或者3，
则所述MCU控制器中的错误码置位，同时所述MCU控制器控制所述电子油门的可输出量为0。
6.根据权利要求4所述的电动汽车驱动电机及控制器过温保护方法，其特征在于，步骤d中，设置所述MCU控制器的散热底板的最小停机温度Tmin2,当检测到T2＜Tmin2时，则所述MCU控制器控制所述电子油门的可输出量为0，所述MCU控制器中的错误码置位。
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