CN110531178A - 一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法及系统，考虑到在电机线圈某相并联支路断线前后，电机的特征参数会出现激变，所以本申请可将电机特征参数的激变作为电机线圈三相不平衡故障的诊断条件，具体可提前确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，然后通过检测此电机特征参数的变化量来诊断电机线圈的三相不平衡故障。可见，本申请的三相不平衡检测方式可检测出因某相并联支路断线导致的电机线圈三相不平衡故障；且该检测方式涉及的计算过程较为简单，资源占用时间较短，从而较适用于实时性要求较高的电机驱动控制。

Description

一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法及系统

技术领域

本发明涉及电动汽车故障检测领域，特别是涉及一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法及系统。

背景技术

电动汽车作为新型的交通工具，其应用越来越广泛。目前，驱动电机作为电动汽车动力输出的核心单元，承担着将电能转化为机械能的任务，其性能直接影响电动汽车的安全性及可靠性，比如，电机内部线圈因某相并联支路断线导致三相不平衡时，电机控制输出所受的影响直接表现在电驱动系统的三相输入电压、电流、电机的磁链出现严重不对称和波形畸变，同时电机本身的特征参数也会发生激变。

当电机线圈三相不平衡时，对整个动力系统产生以下危害：1)在同一id、iq的控制目标下，电机的输出扭矩突升，会造成整车突然加速的危害；2)电机输出转矩出现严重的波动；3)由于电机特征参数激变，高速转动时极易进入电压饱和状态，使转矩输出不受控制；4)三相电流的严重不平衡会导致电机的损耗激增，从而导致电机局部过热，加速电机局部的老化，甚至直接烧坏电机引发火灾，造成不可估量的损失。

通常，电机控制器通常具备一定的电机故障诊断功能，如电流缺相诊断功能，即当电机某一相完全断路时，可通过三相电流缺相进行判断，但对于采用多并联支路设计的电机，当某相出现1条或多条而非所有支路断线导致的电机线圈三相不平衡的状态时，电流缺相诊断将无法适用。基于此，为检测电机线圈因某相并联支路断线而导致三相不平衡的情况，通常采用计算三相电流或电压不平衡度来诊断电机线圈三相不平衡故障，诊断原理为对于线圈三相不平衡的电机，其三相电流或电压严重不平衡。但是，三相电流或电压不平衡度的计算相应涉及三相电流或电压的正序、负序、零序分量，须相应测算出三相电流或电压向量的幅值和相位，该向量计算过程复杂，资源占用时间较长，从而不适用于实时性要求较高的电机驱动控制。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法及系统，可检测出因某相并联支路断线导致的电机线圈三相不平衡故障；而且，该检测方式涉及的计算过程较为简单，资源占用时间较短，从而较适用于实时性要求较高的电机驱动控制。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，包括：

预先确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，并对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定；

在电机驱动电动汽车运行的过程中，获取所述电机的当前电机特征参数，并根据所述电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数；

当所述当前电机特征参数和所述基准电机特征参数之间的偏差大于预设参数偏差阈值时，确定所述电机线圈存在三相不平衡故障。

优选地，所述电机特征参数具体为电机交轴电感值。

优选地，所述对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定的过程，包括：

对正常电机的直轴电流值、交轴电流值及交轴电感值之间的参数对应关系进行标定。

优选地，所述获取所述电机的当前电机特征参数，并根据所述电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数的过程，包括：

获取所述电机的当前直轴电流值、当前交轴电流值、直轴电压给定值、交轴电压给定值及电角频率；

将获取的所述电机的各参数值结合所述电机的矢量关系式，计算所述电机的当前交轴电感值；

根据所述参数对应关系，得到所述当前直轴电流值和所述当前交轴电流值对应的所述电机的基准交轴电感值。

优选地，所述将获取的所述电机的各参数值结合所述电机的矢量关系式，计算所述电机的当前交轴电感值的过程，包括：

预先根据预设调制电压求取关系式和预设直轴调制电压求取关系式得到交轴电感求取关系式；其中，u_{d_ref}为直轴电压给定值，u_{q_ref}为交轴电压给定值，u_{d_out}为所述电机对应的空间矢量脉宽调制SVPWM输出的直轴调制电压，u_{q_out}为所述SVPWM输出的交轴调制电压，θ_comp为偏移相角，L_q为交轴电感值，ψ_d为直轴磁通量，ω为电角频率，R为电机电阻，i_{d_fdb}为直轴电流值，i_{q_fdb}为交轴电流值；

将获取的所述电机的各参数值结合所述交轴电感求取关系式，计算所述电机的当前交轴电感值。

优选地，在获取所述电机的当前电机特征参数之前，所述三相不平衡检测方法还包括：

判断所述电机是否同时满足于当前直轴电流绝对值大于预设直轴电流阈值、当前交轴电流绝对值大于预设交轴电流阈值、电频率大于预设电频率阈值；

若是，则执行所述获取所述电机的当前电机特征参数的步骤；

若否，则不执行所述获取所述电机的当前电机特征参数的步骤。

优选地，在确定所述电机线圈存在三相不平衡故障之后，所述三相不平衡检测方法还包括：

将所述电机的给定扭矩乘以一个在故障发生预设时间内下降至0的扭矩衰减系数，并将乘积结果作为所述电机的目标扭矩；

将所述电机的实际扭矩调整至所述目标扭矩。

优选地，在确定所述电机线圈存在三相不平衡故障之后，所述三相不平衡检测方法还包括：

在故障发生预设时间后，当检测到所述电机的实际转速小于预设转速阈值时，停止输出用于控制所述电机对应的逆变器各相开关管的PWM波。

优选地，在确定所述电机线圈存在三相不平衡故障之后，所述三相不平衡检测方法还包括：

将表征电机线圈三相不平衡故障的故障信息发送至整车控制器VCU，以使所述VCU在接收到所述故障信息后执行相应保护措施。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测系统，包括：

预设模块，用于预先确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，并对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定；

参数获取模块，用于在电机驱动电动汽车运行的过程中，获取所述电机的当前电机特征参数，并根据所述电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数；

故障判定模块，用于当所述当前电机特征参数和所述基准电机特征参数之间的偏差大于预设参数偏差阈值时，确定所述电机线圈存在三相不平衡故障。

本发明提供了一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，考虑到在电机线圈某相并联支路断线前后，电机的特征参数会出现激变，即当某相出现1条或多条而非所有支路断线，或某相所有支路断线，均会导致电机特征参数出现激变，所以本申请可将电机特征参数的激变作为电机线圈三相不平衡故障的诊断条件，具体可提前确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，然后通过检测此电机特征参数的变化量来诊断电机线圈的三相不平衡故障。可见，本申请的三相不平衡检测方法可检测出因某相并联支路断线导致的电机线圈三相不平衡故障；而且，该检测方法涉及的计算过程较为简单，资源占用时间较短，从而较适用于实时性要求较高的电机驱动控制。

本发明还提供了一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测系统，与上述三相不平衡检测方法具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为本发明实施例提供的一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测原理图；

图3为本发明实施例提供的一种正常电机与线圈某相并联支路断线不平衡电机的id-iq-Lq仿真对比图；

图4为本发明实施例提供的一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法及系统，可检测出因某相并联支路断线导致的电机线圈三相不平衡故障；而且，该检测方式涉及的计算过程较为简单，资源占用时间较短，从而较适用于实时性要求较高的电机驱动控制。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法的流程图。

该电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法包括：

步骤S1：预先确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，并对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定。

具体地，考虑到在电机线圈某相并联支路断线(某相出现1条或多条而非所有支路断线，或某相所有支路断线)前后，电机的特征参数均会出现激变，所以本申请可将电机特征参数的激变作为电机线圈三相不平衡故障的诊断条件。

同时，考虑到不同电机特征参数在电机线圈某相并联支路断线前后出现的激变情况有所不同，可以理解的是，在电机线圈某相并联支路断线前后，激变现象较明显的电机特征参数较适合作为诊断电机线圈三相不平衡故障的电机特征参数，可更准确且快速检测出电机线圈三相不平衡故障。

基于此，本申请可提前确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，具体可通过电机的电磁设计分析软件，对电机线圈三相不平衡故障前后的各特征参数变化进行仿真研究分析，以锁定激变现象较明显的电机特征参数，即用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数。

而且，本申请还提前对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定(相当于标定好电机运行状态-电机特征参数的对应关系)，可以理解的是，本申请提前标定的不同运行状态下的电机特征参数可作为正常电机的特征参数基准值，以为后续判定电机线圈三相不平衡故障打下基础。

步骤S2：在电机驱动电动汽车运行的过程中，获取电机的当前电机特征参数，并根据电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数。

具体地，在电机驱动电动汽车运行的过程中，本申请一方面实时获取电机的当前电机特征参数；另一方面根据电机的当前运行状态，从标定好的电机运行状态-电机特征参数的对应关系中，找到与电机的当前运行状态对应的基准电机特征参数(表征电机当前在正常情况下的电机特征参数)，以为后续获取电机特征参数的激变情况打下基础。

步骤S3：当当前电机特征参数和基准电机特征参数之间的偏差大于预设参数偏差阈值时，确定电机线圈存在三相不平衡故障。

需要说明的是，本申请的预设是提前设置好的，只需要设置一次，除非根据实际情况需要修改，否则不需要重新设置。

具体地，本申请提前设置一个参数偏差阈值，设置原理为：当电机的当前电机特征参数和基准电机特征参数之间的偏差大于参数偏差阈值时，认为电机特征参数出现激变，即电机线圈存在三相不平衡故障；当电机的当前电机特征参数和基准电机特征参数之间的偏差不大于参数偏差阈值时，认为电机特征参数未出现激变，即电机线圈不存在三相不平衡故障。

基于此，本申请在步骤S2获取电机的当前电机特征参数和基准电机特征参数之后，求取当前电机特征参数和基准电机特征参数之间的偏差，并将二者之间的偏差与预设参数偏差阈值作比较，当二者之间的偏差大于预设参数偏差阈值时，确定电机线圈存在三相不平衡故障。

本发明提供了一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，考虑到在电机线圈某相并联支路断线前后，电机的特征参数会出现激变，即当某相出现1条或多条而非所有支路断线，或某相所有支路断线，均会导致电机特征参数出现激变，所以本申请可将电机特征参数的激变作为电机线圈三相不平衡故障的诊断条件，具体可提前确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，然后通过检测此电机特征参数的变化量来诊断电机线圈的三相不平衡故障。可见，本申请的三相不平衡检测方法可检测出因某相并联支路断线导致的电机线圈三相不平衡故障；而且，该检测方法涉及的计算过程较为简单，资源占用时间较短，从而较适用于实时性要求较高的电机驱动控制。

请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测原理图。

三相不平衡检测方法在上述实施例的基础上：

作为一种可选地实施例，电机特征参数具体为电机交轴电感值。

具体地，通过仿真研究分析发现，相较于电机的其他特征参数，电机交轴电感值这一特征参数的变化规律最统一、变化幅度最明显，因此，本申请将电机交轴电感值作为用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，以通过检测电机交轴电感值的激变情况来诊断电机线圈三相不平衡故障。

作为一种可选地实施例，对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定的过程，包括：

对正常电机的直轴电流值、交轴电流值及交轴电感值之间的参数对应关系进行标定。

具体地，当电机直轴电流值和电机交轴电流值不同时，电机的运行状态有所不同，所以本申请可采用电机直轴电流值和电机交轴电流值表征电机的运行状态。基于此，本申请对正常电机在不同运行状态下的交轴电感值进行标定，具体可对正常电机的直轴电流值、交轴电流值及交轴电感值之间的参数对应关系进行标定。

请参照图3，图3为本发明实施例提供的一种正常电机与线圈某相并联支路断线不平衡电机的id-iq-Lq仿真对比图，id表示电机直轴电流值，iq表示电机交轴电流值，Lq表示电机交轴电感值。从图3中可以看出，当电机线圈某相并联支路突然断线后，电机交轴电感值Lq在电动汽车驱动控制的id<0范围内整体急剧提升，且id、iq越靠近0，电机交轴电感值Lq的提升幅度越剧烈，从而在电机线圈某相并联支路断线后较容易检测到电机交轴电感值的激变。

此外，本实施例的参数对应关系可以用表格形式表示，且可将标定好的表格存储于MCU(Motor Control Unit，电机控制器)的flash(闪存)中，便于后续查找使用。

作为一种可选地实施例，前述实施例步骤S2获取电机的当前电机特征参数，并根据电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数的过程，包括：

获取电机的当前直轴电流值、当前交轴电流值、直轴电压给定值、交轴电压给定值及电角频率；

将获取的电机的各参数值结合电机的矢量关系式，计算电机的当前交轴电感值；

根据参数对应关系，得到当前直轴电流值和当前交轴电流值对应的电机的基准交轴电感值。

具体地，一方面实时获取电机的当前交轴电感值L_q：分析电机的矢量关系式可知，为了实时获取电机的当前交轴电感值L_q，首先需获取电机的当前直轴电流值i_{d_fdb}、当前交轴电流值i_{q_fdb}、直轴电压给定值u_{d_ref}、交轴电压给定值u_{q_ref}及电角频率ω，然后结合电机的矢量关系式，可实时计算出电机的当前交轴电感值L_q，如图2所示的电机交轴电感实时计算模块部分的工作原理。

另一方面获取电机的基准交轴电感值L_q0：根据电机的当前直轴电流值i_{d_fdb}、当前交轴电流值i_{q_fdb}，查找正常电机的直轴电流值、交轴电流值及交轴电感值之间的参数对应关系表格，找到当前直轴电流值i_{d_fdb}和当前交轴电流值i_{q_fdb}对应的基准交轴电感值L_q0，如图2所示的Lq查表模块部分的工作原理。

此外，考虑到电机的当前直轴电流值i_{d_fdb}、当前交轴电流值i_{q_fdb}、当前交轴电感值L_q及基准交轴电感值L_q0在获取过程中会掺杂一些干扰信号，影响取值的准确性，所以本申请还在计算电机的当前交轴电感值L_q之前，分别对电机的当前直轴电流值i_{d_fdb}和当前交轴电流值i_{q_fdb}进行滤波处理；且在求取电机的当前交轴电感值L_q和基准交轴电感值L_q0之间的偏差之前，分别对电机的当前交轴电感值L_q和基准交轴电感值L_q0进行滤波处理，以提高电机线圈三相不平衡故障判定的准确性。

作为一种可选地实施例，将获取的电机的各参数值结合电机的矢量关系式，计算电机的当前交轴电感值的过程，包括：

预先根据预设调制电压求取关系式和预设直轴调制电压求取关系式得到交轴电感求取关系式；其中，u_{d_ref}为直轴电压给定值，u_{q_ref}为交轴电压给定值，u_{d_out}为电机对应的SVPWM输出的直轴调制电压，u_{q_out}为SVPWM输出的交轴调制电压，θ_comp为偏移相角，L_q为交轴电感值，ψ_d为直轴磁通量，ω为电角频率，R为电机电阻，i_{d_fdb}为直轴电流值，i_{q_fdb}为交轴电流值；

将获取的电机的各参数值结合交轴电感求取关系式，计算电机的当前交轴电感值。

具体地，由于本申请的目的是通过识别交轴电感值的明显激变，来诊断电机线圈三相不平衡故障，而不是开展精确的算法控制，因此本申请可将交轴电感值这一动态参量的运算过程进行有效简化处理：

首先，需要获取经电机对应的SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)调制后输出的直轴调制电压u_{d_out}及交轴调制电压u_{q_ref}的求取关系式(简称调制电压求取关系式)：直轴调制电压u_{d_out}及交轴调制电压u_{q_ref}可采用上一载波周期内电机控制系统的电流环输出的给定直轴电压给定值u_{d_ref}及交轴电压给定值u_{q_ref}近似计算。由于从SVPWM计算得出电机对应的逆变器中各相开关管的作用时间，开关管如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，到作为车载电脑的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)重新装载比较计数值输出相应占空比的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)波，二者存在固定时间的延迟，因此最终的直轴调制电压u_{d_out}及交轴调制电压u_{q_ref}输出，是在上一载波周期的给定直轴电压给定值u_{d_ref}及交轴电压给定值u_{q_ref}上叠加固定相角θ_comp的偏移，该偏移相角θ_comp是指从上一载波周期内的电机位置角度最终更新时刻到当前载波周期中点时刻电机的电角度变化值，其可通过当前电角频率与这段时间值的乘积求得。综上，根据给定直轴电压给定值u_{d_ref}、交轴电压给定值u_{q_ref}及偏移相角θ_comp求取最终输出的直轴调制电压u_{d_out}及交轴调制电压u_{q_ref}的关系式为：

接着，利用电机的电压方程计算出电机的当前交轴电感值L_q：直轴调制电压求取关系式为：因此本申请可结合调制电压求取关系式和直轴调制电压求取关系式得到交轴电感求取关系式，然后将获取的电机的各参数值结合交轴电感求取关系式，计算出电机的当前交轴电感值L_q。

进一步地，考虑到在电机运行的过程中，磁通变化率产生的感应电压在直轴调制电压求取关系式中占比很小，所以在简化计算、节约ECU的计算资源及不影响故障诊断功能的前提下，可对直轴调制电压求取关系式进行如下简化：u_{d_out}＝-ω*L_q*i_{q_fdb}+R*i_{d_fdb}，则此时交轴电感求取关系式为：

作为一种可选地实施例，在获取电机的当前电机特征参数之前，三相不平衡检测方法还包括：

判断电机是否同时满足于当前直轴电流绝对值大于预设直轴电流阈值、当前交轴电流绝对值大于预设交轴电流阈值、电频率大于预设电频率阈值；

若是，则执行获取电机的当前电机特征参数的步骤；

若否，则不执行获取电机的当前电机特征参数的步骤。

进一步地，考虑到电机只有在当前直轴电流绝对值|i_{d_fdb}|大于一定值、当前交轴电流绝对值|i_{q_fdb}|大于一定值、电频率f大于一定值(以下称为检测条件)的情况下，电机的交轴电感值L_q在电机线圈三相不平衡前后才出现明显变化，即符合本申请的检测原理：通过检测电机的交轴电感值L_q的激变来诊断电机线圈三相不平衡故障，所以本申请若在不满足上述检测条件的情况下，通过检测电机的交轴电感值L_q的变化量来诊断电机线圈三相不平衡故障，很可能出现故障误判。

基于此，本申请根据经验提前设置直轴电流阈值i_{d_th}、交轴电流阈值i_{q_th}、电频率阈值f_{_th}，然后在电机运行过程中，首先判断电机是否同时满足于当前直轴电流绝对值|i_{d_fdb}|大于预设直轴电流阈值i_{d_th}、当前交轴电流绝对值|i_{q_fdb}|大于预设交轴电流阈值i_{q_th}、电频率f大于预设电频率阈值f_{_th}；若三者同时满足，则执行电机线圈三相不平衡故障诊断逻辑，即执行获取电机的当前电机特征参数的步骤；若不满足，则退出电机线圈三相不平衡故障诊断逻辑，即不执行获取电机的当前电机特征参数的步骤，从而防止故障误判，且节省计算资源。

作为一种可选地实施例，在确定电机线圈存在三相不平衡故障之后，三相不平衡检测方法还包括：

将电机的给定扭矩乘以一个在故障发生预设时间内下降至0的扭矩衰减系数，并将乘积结果作为电机的目标扭矩；

将电机的实际扭矩调整至目标扭矩。

进一步地，本申请可为电机线圈设置一个故障标识error_code，在当前交轴电感值和基准交轴电感值之间的偏差ΔL_q大于预设参数偏差阈值，即交轴电感偏差阈值L_{q_th}时，确定电机线圈存在三相不平衡故障，此时可将故障标识error_code的值设置为表征电机线圈存在三相不平衡故障的故障值；同理，当电机线圈不存在三相不平衡故障时，将故障标识error_code的值设置为表征电机线圈不存在三相不平衡故障的正常值，即图2的电机线圈并联支路断线判断部分的工作原理。基于此，本申请可通过检测故障标识error_code的值来判定电机线圈是否存在三相不平衡故障，以为后续执行电机故障保护控制策略打下基础。

在确定电机线圈存在三相不平衡故障之后，本申请可将电机的给定扭矩VCU_TorqueReq(由VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)给出)乘以一个在故障发生时间T_th内下降至0的扭矩衰减系数coff_Torque，并将乘积结果作为电机的目标扭矩Torque_real，然后将电机的实际扭矩调整至目标扭矩Torque_real(具体是乘积结果发送至MCU，由MCU调整电机扭矩)，即电机的实际扭矩将在电机线圈三相不平衡故障发生T_th时间后降为0Nm，以实现系统卸载，起到保护作用，即图2的扭矩管理模块的工作原理。

更具体地，当电机线圈不存在三相不平衡故障时，本申请可设置扭矩衰减系数coff_Torque为100％。当电机线圈三相不平衡故障发生后开始计时，在计时时间t达到预设时间T_th的计时过程中，扭矩衰减系数coff_Torque以在时间T_th内衰减至0的速度递减。

作为一种可选地实施例，在确定电机线圈存在三相不平衡故障之后，三相不平衡检测方法还包括：

在故障发生预设时间后，当检测到电机的实际转速小于预设转速阈值时，停止输出用于控制电机对应的逆变器各相开关管的PWM波。

进一步地，本申请还可在故障发生预设时间T_th后，持续判断电机的实际转速n是否小于预设转速阈值n_th，当电机的实际转速n小于预设转速阈值n_th时，停止输出用于控制电机对应的逆变器各相开关管的PWM波，以使电机转为纯机械式运行，起到保护作用，即图2的PWM管理模块的工作原理。

作为一种可选地实施例，在确定电机线圈存在三相不平衡故障之后，三相不平衡检测方法还包括：

将表征电机线圈三相不平衡故障的故障信息发送至VCU，以使VCU在接收到故障信息后执行相应保护措施。

进一步地，在确定电机线圈存在三相不平衡故障之后，本申请还可将表征电机线圈三相不平衡故障的故障信息发送至VCU，以告知VCU电机线圈存在三相不平衡故障，使VCU执行相应保护措施，如断高压等措施。

更具体地，本申请可通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线协议与VCU交互，以向VCU传递表征电机线圈三相不平衡故障的CAN信号Phase UnbalanceFault，具体可在电机线圈不存在三相不平衡故障时将CAN信号PhaseUnbalanceFault置为0，在电机线圈存在三相不平衡故障时将CAN信号PhaseUnbalanceFault置为1，以使VCU根据CAN信号PhaseUnbalanceFault的值确定电机线圈是否存在三相不平衡故障，即图2的CAN通讯模块的工作原理。

此外，为避免电机出厂后在运行过程中出现线圈支路断线三相不平衡的情况，电机在生成过程中可采用提升加工工艺，提升生产质量管控，选择合格人员严格按照技术规范和操作规程安装、调试、正确维护、加强检查，发现问题及时维修等手段提前预防故障发生。

请参照图4，图4为本发明实施例提供的一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测系统的结构示意图。

该电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测系统包括：

预设模块1，用于预先确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，并对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定；

参数获取模块2，用于在电机驱动电动汽车运行的过程中，获取电机的当前电机特征参数，并根据电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数；

故障判定模块3，用于当当前电机特征参数和基准电机特征参数之间的偏差大于预设参数偏差阈值时，确定电机线圈存在三相不平衡故障。

本申请提供的三相不平衡检测系统的介绍请参考上述三相不平衡检测方法的实施例，本申请在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，包括：

预先确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，并对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定；

在电机驱动电动汽车运行的过程中，获取所述电机的当前电机特征参数，并根据所述电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数；

当所述当前电机特征参数和所述基准电机特征参数之间的偏差大于预设参数偏差阈值时，确定所述电机线圈存在三相不平衡故障。

2.如权利要求1所述的电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，所述电机特征参数具体为电机交轴电感值。

3.如权利要求2所述的电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，所述对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定的过程，包括：

对正常电机的直轴电流值、交轴电流值及交轴电感值之间的参数对应关系进行标定。

4.如权利要求3所述的电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，所述获取所述电机的当前电机特征参数，并根据所述电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数的过程，包括：

获取所述电机的当前直轴电流值、当前交轴电流值、直轴电压给定值、交轴电压给定值及电角频率；

将获取的所述电机的各参数值结合所述电机的矢量关系式，计算所述电机的当前交轴电感值；

根据所述参数对应关系，得到所述当前直轴电流值和所述当前交轴电流值对应的所述电机的基准交轴电感值。

5.如权利要求4所述的电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，所述将获取的所述电机的各参数值结合所述电机的矢量关系式，计算所述电机的当前交轴电感值的过程，包括：

预先根据预设调制电压求取关系式和预设直轴调制电压求取关系式得到交轴电感求取关系式；其中，u_{d_ref}为直轴电压给定值，u_{q_ref}为交轴电压给定值，u_{d_out}为所述电机对应的空间矢量脉宽调制SVPWM输出的直轴调制电压，u_{q_out}为所述SVPWM输出的交轴调制电压，θ_comp为偏移相角，L_q为交轴电感值，ψ_d为直轴磁通量，ω为电角频率，R为电机电阻，i_{d_fdb}为直轴电流值，i_{q_fdb}为交轴电流值；

将获取的所述电机的各参数值结合所述交轴电感求取关系式，计算所述电机的当前交轴电感值。

6.如权利要求2-5任一项所述的电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，在获取所述电机的当前电机特征参数之前，所述三相不平衡检测方法还包括：

判断所述电机是否同时满足于当前直轴电流绝对值大于预设直轴电流阈值、当前交轴电流绝对值大于预设交轴电流阈值、电频率大于预设电频率阈值；

若是，则执行所述获取所述电机的当前电机特征参数的步骤；

若否，则不执行所述获取所述电机的当前电机特征参数的步骤。

7.如权利要求6所述的电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，在确定所述电机线圈存在三相不平衡故障之后，所述三相不平衡检测方法还包括：

将所述电机的给定扭矩乘以一个在故障发生预设时间内下降至0的扭矩衰减系数，并将乘积结果作为所述电机的目标扭矩；

将所述电机的实际扭矩调整至所述目标扭矩。

8.如权利要求7所述的电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，在确定所述电机线圈存在三相不平衡故障之后，所述三相不平衡检测方法还包括：

在故障发生预设时间后，当检测到所述电机的实际转速小于预设转速阈值时，停止输出用于控制所述电机对应的逆变器各相开关管的PWM波。

9.如权利要求8所述的电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，在确定所述电机线圈存在三相不平衡故障之后，所述三相不平衡检测方法还包括：

将表征电机线圈三相不平衡故障的故障信息发送至整车控制器VCU，以使所述VCU在接收到所述故障信息后执行相应保护措施。

10.一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测系统，其特征在于，包括：

预设模块，用于预先确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，并对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定；

参数获取模块，用于在电机驱动电动汽车运行的过程中，获取所述电机的当前电机特征参数，并根据所述电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数；

故障判定模块，用于当所述当前电机特征参数和所述基准电机特征参数之间的偏差大于预设参数偏差阈值时，确定所述电机线圈存在三相不平衡故障。