CN109591602A - 一种电动汽车的驱动电机堵转保护系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车的驱动电机堵转保护系统及方法，属于电动汽车技术领域。系统包括散热器、水泵、电机控制器、流量传感器、水箱、驱动电机、整车控制器、风扇；散热器的出水口连接水泵的进水口，水泵的出水口连接电机控制器的进水口，电机控制器的出水口连接流量传感器的进水口，流量传感器的出水口连接驱动电机的进水口，驱动电机的出水口连接水箱的进水口，水箱的出水口连接散热器的进水口，以构成电机冷却水路；电机控制器发送IGBT温度信号给整车控制器，整车控制器发送扭矩指令给电机控制器；流量传感器用于将流量信号传递给整车控制器；整车控制器用于控制水泵、风扇工作。本发明解决了电动汽车电机驱动系统有冷却液和无冷却液情况下电机堵转问题。

Description

一种电动汽车的驱动电机堵转保护系统及方法

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车的驱动电机堵转保护系统及方法。

背景技术

现在电动汽车普及程度越来越高，车型的覆盖程度越来越广，加上对正常动力性的要求，所需要的电机功率比较大，电机驱动系统普遍采用液冷系统。

正常情况下，如果电机驱动系统的冷却液正常加注，在电机发生堵转时，可以根据控制系统有效对电机进行保护。若电机冷却液没有被加注或加注后泄露，在电机发生持续堵转时，IGBT温度会迅速上升，短时间内无法有效冷却，导致IGBT烧毁。

发明专利CN102700417B公开了一种电动车驱动电机堵转保护方法，并具体公开了根据驱动电机的转速信号和整车控制器对驱动电机的控制扭矩信号，将驱动电机的控制扭矩从0到最大控制扭矩之间分成N个区间，每个区间设置堵转判断条件，判断驱动电机是否进入堵转状态，如果是，则整车控制器对驱动电机的控制扭矩进行干预，当驱动电机及逆变器温度提高到设定的安全值时，整车控制器直接将驱动电机的控制扭矩降低到0，并维持预设时间后再回复，整车控制器的干预退出条件为驱动电机的转速大于设定的电机堵转状态转速阀值；所述整车控制器对应不同区间堵转判断条件的控制扭矩干预幅度和频率不同；驱动电机及逆变器温度越高，所述整车控制器对驱动电机的控制扭矩的干预幅度越大，频率越小。该发明专利虽然对驱动电机的控制扭矩进行干预，但在无冷却液情况下，IGBT温升过快，无法有效遏制，仍然存在使IGBT烧毁的风险。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种解决电动汽车电机驱动系统有冷却液和无冷却液两种情况下电机发生堵转问题的电动汽车的驱动电机堵转保护系统、方法。

本发明一种电动汽车的驱动电机堵转保护系统电动汽车的驱动电机堵转保护系统，包括散热器、水泵、电机控制器、流量传感器、水箱、驱动电机、整车控制器、风扇；所述散热器的出水口连接所述水泵的进水口，所述水泵的出水口连接所述电机控制器的进水口，所述电机控制器的出水口连接所述流量传感器的进水口，所述流量传感器的出水口连接驱动电机的进水口，所述驱动电机的出水口连接所述水箱的进水口，所述水箱的出水口连接所述散热器的进水口，以构成电机冷却水路；所述电机控制器发送IGBT温度信号给所述整车控制器，所述整车控制器发送扭矩指令给所述电机控制器；所述流量传感器用于将流量信号传递给所述整车控制器；所述整车控制器用于控制水泵、风扇工作。

作为优选，所述电机控制器通过CAN网络与所述整车控制器通信连接。

一种电动汽车的驱动电机堵转保护方法，采用上述一种电动汽车的驱动电机堵转保护系统，方法包括：

当整车控制器接收到电机控制器内部的IGBT温度达到温度保护临界值T₂的温度检测信号，流量传感器探测到的流量信号f大于0的流量检测信号，以及电机堵转信号时， 整车控制器发送扭矩指令给电机控制器；

当整车控制器接收到电机控制器内部的IGBT温度达到极限温度值T₃的温度检测信号，流量传感器探测到的流量信号f大于0的流量检测信号，以及电机堵转信号时，整车控制器切断电机驱动电路；

其中，极限温度值T₃大于温度保护临界值T₂。

作为优选，方法还包括：

当整车控制器接收到电机控制器内部的IGBT温度达到温度保护值T₁的温度检测信号，流量传感器探测到的流量信号f小于等于0的流量检测信号，以及电机堵转信号时，整车控制器发送扭矩指令给电机控制器；

当整车控制器接收到电机控制器内部的IGBT温度达到温度保护临界值T₂的温度检测信号，流量传感器探测到的流量信号f小于等于0的流量检测信号，以及电机堵转信号时，整车控制器切断电机驱动电路；

其中，温度保护值T₁小于温度保护临界值T₂。

作为优选，所述温度保护值T₂大于初始温度值T₀，T₀大于0。

作为优选，所述温度保护值T₁大于初始温度值T₀,T₀大于0。

作为优选，方法还包括：

当整车控制器接收到电机控制器内部的IGBT温度达到初始温度值T₀的温度检测信号时，整车控制器控制水泵工作；

其中，初始温度值T₀小于所述温度保护值T₂。

作为优选，方法还包括：

当整车控制器接收到电机控制器内部的IGBT温度达到温度保护值T₁的温度检测信号时，整车控制器控制水泵和风扇工作；

其中，温度保护值T₁小于所述温度保护值T₂。

本发明具有以下有益效果：

本发明一种电动汽车的驱动电机堵转保护系统及方法，不仅能在电动汽车电机驱动系统有冷却液情况下实现电机堵转保护，而且还解决了电动汽车电机驱动系统无冷却液情况下，当发生电机堵转的时候，可以有效控制IGBT温度，避免IGBT烧毁。

附图说明

图1为本发明一种电动汽车的驱动电机堵转保护系统的原理框图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1，本发明一种电动汽车的驱动电机堵转保护系统包括散热器1、水泵2、电机控制器3、流量传感器4、水箱6、驱动电机5、整车控制器7、风扇8。所述散热器1的出水口连接所述水泵2的进水口，所述水泵2的出水口连接所述电机控制器3的进水口，所述电机控制器3的出水口连接所述流量传感器4的进水口，所述流量传感器4的出水口连接驱动电机5的进水口，所述驱动电机5的出水口连接所述水箱6的进水口，所述水箱6的出水口连接所述散热器1的进水口，以构成电机冷却水路（参见图1中黑色实线部分示出的水管走向）。所述整车控制器7与所述电机控制器3双向通信连接，所述电机控制器3能将其内部的IGBT温度信号通过CAN网络传递给整车控制器，所述整车控制器可以根据温度调控策略、防堵转保护策略，发送扭矩指令给电机控制器，实施限制功率保护。所述整车控制器7还分别与风扇8、水泵2电性连接，可根据温度调控策略，控制风扇8、水泵2工作（参见图1中黑色虚线部分示出的电路信号）。

所述水泵2采用电子水泵，所述整车控制器7能使能电子水泵2工作。

所述水箱6为膨胀水箱，用于为电机冷却系统提供冷却所需的液体。

本发明系统在电机控制器3的出水口设置流量传感器4，对电机控制器3内部的冷却液流量进行监控，流量信号传递给整车控制器7，整车控制器7根据流量信号，再结合电机控制器3的温度情况采取不同的控制策略。

采用上述系统进行电动汽车的驱动电机堵转保护，保护方法包括针对具有冷却液的情况和不具有冷却液的两种情况实施保护。

针对具有冷却液的情况下的保护如下：

当电机控制器内部的IGBT温度大于初始温度T₀时，如T₀为45摄氏度，整车控制器7使能水泵2工作，水泵启动散热，同时流量传感器4工作，将检测的流量以流量信号f的方式发送给整车控制器。当电机控制器内部的IGBT温度大于初始温度T₀时，且流量信号大于零时，此时电机控制器3内的冷却液正常。若此时发生电机堵转，电机控制器3温度上升，上升到温度保护临界值T₂,如T₂为90摄氏度，此时电机控制器内部的IGBT温度达到温度保护临界值T₂的条件时，则电机控制器发出该条件被触发下的温度检测信号给整车控制器7。另外，整车控制器7还收到流量检测信号，该流量检测信号为流量传感器探测到流量信号大于零时而触发发出的信号。当整车控制器7收到上述温度检测信号、流量检测信号和电机堵转信号时，整车控制器发送扭矩指令给电机控制器，以实施限制功率保护。

当电机控制器3内部的IGBT温度继续上升，上升到极限温度值T₃时，如T₃为135摄氏度，整车控制器整体协调控制电机冷却系统下的电路部分。具体地，一旦电机控制器内部的IGBT温度达到极限温度值T₃的条件时，则电机控制器发出该条件被触发下的温度检测信号给整车控制器7，另外，整车控制器7还收到流量检测信号，该流量检测信号为流量传感器探测到流量信号大于零时而触发发出的信号。当整车控制器7收到上述温度检测信号、流量检测信号和电机堵转信号时，整车控制器切断电机驱动电路。所述极限温度值T₃大于所述温度保护临界值T₂，所述温度保护临界值T₂大于所述初始温度值T₀，所述初始温度值T₀大于零。

在上述过程中，当整车控制器7接收到电机控制器3内部的IGBT温度达到温度保护值T₁的温度检测信号时，如T₁为70摄氏度，整车控制器7控制水泵2和风扇8工作。所述风扇8位于散热器处，用于降低工作环境空气温度。所述温度保护值T₁小于所述温度保护值T₂。当温度上升至温度保护值T₁时，整车控制器7同时控制水泵2和风扇8工作。

针对不具有冷却液的情况下的保护如下：

当电机控制器内部的IGBT温度大于初始温度T₀时，如T₀为45摄氏度，整车控制器7使能水泵2工作，水泵启动散热，同时流量传感器4工作，将检测的流量以流量信号f的方式发送给整车控制器。当电机控制器内部的IGBT温度大于初始温度T₀时，且流量信号小于等于零时，此时电机控制器3内的冷却液异常。若此时发生电机堵转，电机控制器3温度上升，上升到温度保护临界值T₁, 如T₁为70摄氏度，此时电机控制器内部的IGBT温度达到温度保护临界值T₁的条件时，则电机控制器发出该条件被触发下的温度检测信号给整车控制器7。另外，整车控制器7还收到流量检测信号，该流量检测信号为流量传感器探测到流量信号小于等于零时而触发发出的信号。当整车控制器7收到上述温度检测信号、流量检测信号和电机堵转信号时，整车控制器发送扭矩指令给电机控制器，以实施限制功率保护。

当温度持续上升到温度保护临界值T₂,此时电机控制器内部的IGBT温度达到温度保护临界值T₂的条件时，如T₂为90摄氏度，则电机控制器发出该条件被触发下的温度检测信号给整车控制器7。另外，整车控制器7还收到流量检测信号，该流量检测信号为流量传感器探测到流量信号小于等于零时而触发发出的信号。当整车控制器7收到上述温度检测信号、流量检测信号和电机堵转信号时，整车控制器切断电机驱动电路。所述极限温度值T₃大于所述温度保护临界值T₂，所述温度保护临界值T₂大于所述温度保护值T₁，所述温度保护值T₁大于所述初始温度值T₀，所述初始温度值T₀大于零。

在上述过程中，当整车控制器7接收到电机控制器3内部的IGBT温度达到温度保护值T₁的温度检测信号时，整车控制器7控制水泵2和风扇8工作。所述风扇8位于散热器处，用于降低工作环境空气温度。当温度上升至温度保护值T₁时，整车控制器7同时控制水泵2和风扇8工作。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (8)

1.一种电动汽车的驱动电机堵转保护系统，其特征在于，包括散热器、水泵、电机控制器、流量传感器、水箱、驱动电机、整车控制器、风扇；所述散热器的出水口连接所述水泵的进水口，所述水泵的出水口连接所述电机控制器的进水口，所述电机控制器的出水口连接所述流量传感器的进水口，所述流量传感器的出水口连接驱动电机的进水口，所述驱动电机的出水口连接所述水箱的进水口，所述水箱的出水口连接所述散热器的进水口，以构成电机冷却水路；所述电机控制器发送IGBT温度信号给所述整车控制器，所述整车控制器发送扭矩指令给所述电机控制器；所述流量传感器用于将流量信号传递给所述整车控制器；所述整车控制器用于控制水泵、风扇工作。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车的驱动电机堵转保护方法，其特征在于，所述电机控制器通过CAN网络与所述整车控制器通信连接。

3.一种电动汽车的驱动电机堵转保护方法，其特征在于，采用权利要求1所述一种电动汽车的驱动电机堵转保护系统，方法包括：

当整车控制器接收到电机控制器内部的IGBT温度达到温度保护临界值T₂的温度检测信号，流量传感器探测到的流量信号f大于0的流量检测信号，以及电机堵转信号时， 整车控制器发送扭矩指令给电机控制器；

当整车控制器接收到电机控制器内部的IGBT温度达到极限温度值T₃的温度检测信号，流量传感器探测到的流量信号f大于0的流量检测信号，以及电机堵转信号时，整车控制器切断电机驱动电路；

其中，极限温度值T₃大于温度保护临界值T₂。

4.根据权利要求3所述的一种电动汽车的驱动电机堵转保护方法，其特征在于，方法还包括：

当整车控制器接收到电机控制器内部的IGBT温度达到温度保护值T₁的温度检测信号，流量传感器探测到的流量信号f小于等于0的流量检测信号，以及电机堵转信号时，整车控制器发送扭矩指令给电机控制器；

当整车控制器接收到电机控制器内部的IGBT温度达到温度保护临界值T₂的温度检测信号，流量传感器探测到的流量信号f小于等于0的流量检测信号，以及电机堵转信号时，整车控制器切断电机驱动电路；

其中，温度保护值T₁小于温度保护临界值T₂。

5.根据权利要求3所述的一种电动汽车的驱动电机堵转保护方法，其特征在于，所述温度保护值T₂大于初始温度值T₀，T₀大于0。

6.根据权利要求4所述的一种电动汽车的驱动电机堵转保护方法，其特征在于，所述温度保护值T₁大于初始温度值T₀,T₀大于0。

7.根据权利要求3或4所述的一种电动汽车的驱动电机堵转保护方法，其特征在于，方法还包括：

当整车控制器接收到电机控制器内部的IGBT温度达到初始温度值T₀的温度检测信号时，整车控制器控制水泵工作；

其中，初始温度值T₀小于所述温度保护值T₂。

8.根据权利要求3或4所述的一种电动汽车的驱动电机堵转保护方法，其特征在于，方法还包括：

当整车控制器接收到电机控制器内部的IGBT温度达到温度保护值T₁的温度检测信号时，整车控制器控制水泵和风扇工作；

其中，温度保护值T₁小于所述温度保护值T₂。