CN111130428A - 电驱动系统的堵转诊断及保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于电驱动系统的堵转诊断及保护方法，其包含：将所述转速信息带入关于转速和时间的双滞环诊断条件，以确定电驱动系统是否处于堵转状态；若电驱动系统处于堵转状态，在堵转保护模式下，读取电驱动系统中转子磁极的位置角度，基于位置角度以及预设电流保护阈值确定电驱动系统的最大允许堵转转矩；在堵转保护模式下，测量得到电驱动系统中的绕组温度以及晶体管温度，基于绕组温度以及晶体管温度，确定电驱动系统的最大允许堵转时间；依据最大允许堵转转矩以及最大允许堵转时间对电驱动系统进行堵转保护。本发明能避免堵转临界点的转矩脉动，有效提升堵转性能，并能根据不同工况确定不同堵转保护时间。

Description

电驱动系统的堵转诊断及保护方法

技术领域

本发明涉及电机控制领域，具体地说，涉及一种用于电驱动系统的堵转诊断及保护方法。

背景技术

在电动汽车驱动系统中一般采用永磁同步电机，它具有运行可靠、体积小、质量轻、损耗少、效率高以及形状和尺寸灵活多样等显著优点。不仅能驱动整车，而且能通过制动能量回收对电池充电。

电机堵转是电机在转速为零转时仍然输出扭矩的一种情况。由于电机负载过大、拖动的机械故障、轴承损坏扫堂等原因引起的电动机无法启动或停止转动的现象。电机堵转时功率因数极低，堵转时的电流(称堵转电流)最高可达额定电流的七倍，时间稍长就会烧坏电机。

因此，本发明提供了一种用于电驱动系统的堵转诊断及保护方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于电驱动系统的堵转诊断及保护方法，所述方法包含以下步骤：

获取所述电驱动系统的转速信息，将所述转速信息带入关于转速和时间的双滞环诊断条件，以确定所述电驱动系统是否处于堵转状态；

若所述电驱动系统处于堵转状态，则进入堵转保护模式，在所述堵转保护模式下，读取所述电驱动系统中转子磁极的位置角度，基于所述位置角度以及预设电流保护阈值确定所述电驱动系统的最大允许堵转转矩；

在所述堵转保护模式下，测量得到所述电驱动系统中的绕组温度以及晶体管温度，基于所述绕组温度以及所述晶体管温度，确定所述电驱动系统的最大允许堵转时间；

依据所述最大允许堵转转矩以及所述最大允许堵转时间对所述电驱动系统进行堵转保护。

根据本发明的一个实施例，所述双滞环诊断条件包含速度滞环条件以及时间滞环条件，其中，所述速度滞环条件具备堵转进入转速阈值以及堵转退出转速阈值且所述堵转退出转速阈值大于或等于所述堵转进入转速阈值，所述时间滞环条件具备堵转进入时间计数阈值以及堵转退出时间计数阈值，在确定所述电驱动系统是否处于堵转状态的步骤中，还包括以下步骤：

将所述转速信息带入所述速度滞环条件，当所述转速信息大于或等于所述堵转进入转速阈值且小于或等于所述堵转退出转速阈值时，将堵转标志的当前状态记录为所述电驱动系统的状态，其中，所述堵转标志有效时，所述电驱动系统处于堵转状态，所述堵转标志无效时，所述电驱动系统不处于堵转状态；

当所述转速信息小于所述堵转进入转速阈值且所述堵转标志的当前状态为有效状态时，所述电驱动系统处于堵转状态；

当所述转速信息大于所述堵转退出转速阈值且所述堵转标志的当前状态为无效状态时，所述电驱动系统不处于堵转状态。

根据本发明的一个实施例，当所述转速信息大于或等于所述堵转进入转速阈值时，对第一计数器进行清零操作；

当所述转速信息大于或等于所述堵转进入转速阈值且小于或等于所述堵转退出转速阈值时，对第二计数器进行清零操作。

根据本发明的一个实施例，当所述转速信息小于所述堵转进入转速阈值且所述堵转标志的当前状态为无效状态时，增加所述第一计数器的数值；

判断增加后第一计数器的数值是否大于所述转矩转入时间计数阈值；

若判断结果为是，则将堵转标志的状态修改为有效，所述电驱动系统处于堵转状态；

若判断结果为否，则所述电驱动系统不处于堵转状态。

根据本发明的一个实施例，当所述转速信息大于所述堵转退出转速阈值且所述堵转标志的当前状态为有效状态时，增加所述第二计数器的数值；

判断增加后第二计数器的数值是否大于所述转矩退出时间计数阈值；

若判断结果为是，则将堵转标志的状态修改为无效，所述电驱动系统不处于堵转状态；

若判断结果为否，则所述电驱动系统处于堵转状态。

根据本发明的一个实施例，确定所述电驱动系统的最大允许堵转转矩的步骤中，还包含以下步骤：

根据转子磁极的所述位置角度确定所述电驱动系统的最大电流相；

基于所述最大电流相以及所述预设电流保护阈值计算得到所述电驱动系统的最大合成矢量电流；

依据所述最大合成矢量电流，采用线性插值法计算得到所述最大允许堵转转矩。

根据本发明的一个实施例，得到所述电驱动系统的最大合成矢量电流的步骤中，还包含以下步骤：

当所述位置角度处于0°-30°或150°-210°或330°-360°中的任一范围区间内时，U相为最大电流相，通过公式Is_max＝TH_Iprotect/|cosθ|计算得到所述最大合成矢量电流，其中，当所述位置角度处于30°或210°时，W相为最大电流相；

当所述位置角度处于90°-150°或270°-330°中的任一范围区间内时，V相为最大电流相，通过公式Is_max＝TH_Iprotect/|cos(θ-120°)|计算得到所述最大合成矢量电流，其中，当所述位置角度处于150°或330°时，U相为最大电流相；

当所述位置角度处于30°-90°或210°-270°中的任一范围区间内时，W相为最大电流相，通过公式Is_max＝TH_Iprotect/|cos(θ-240°)|计算得到所述最大合成矢量电流，其中，当所述位置角度处于90°或270°时，V相为最大电流相，Is_max表示所述最大合成矢量电流，TH_Iprotect表示所述预设电流保护阈值，θ表示所述位置角度。

根据本发明的一个实施例，确定所述电驱动系统的最大允许堵转时间的步骤中，还包含以下步骤：

根据所述绕组温度以及预设绕组低温时间阈值确定绕组温度堵转保护时间；

根据所述晶体管温度以及预设晶体管低温时间阈值确定晶体管温度堵转保护时间；

基于所述绕组温度堵转保护时间以及所述晶体管温度堵转保护时间，通过以下公式计算得到所述最大允许堵转时间：

t_protect＝max{0，min{t_motor，t_igbt}}

其中，t_protect表示所述最大允许堵转时间，t_motor表示所述绕组温度堵转保护时间，t_igbt表示所述晶体管温度堵转保护时间。

根据本发明的一个实施例，确定绕组温度堵转保护时间的步骤中，还包含以下步骤：

当所述绕组温度小于或等于所述预设绕组低温时间阈值时，将所述预设绕组低温时间阈值记录为所述绕组温度堵转保护时间；

当所述绕组温度大于所述预设绕组低温时间阈值时，通过以下公式计算得到所述绕组温度堵转保护时间：

Kmotor＝(THMotor_tH-THMotor_tL)/(TempMotor_H-TempMotor_L)

t_motor＝Kmotor*(TempMotor-TempMotor_L)+THMotor_tL

其中，Kmotor表示温度斜率，THMotor_tH表示绕组处于TempMotor_H温度值时的预设绕组高温时间阈值，THMotor_tL表示绕组处于TempMotor_L温度值时的所述预设绕组低温时间阈值，TempMotor表示所述绕组温度。

根据本发明的一个实施例，确定晶体管温度堵转保护时间的步骤中，还包含以下步骤：

当所述晶体管温度小于或等于所述预设晶体管低温时间阈值时，将所述预设晶体管低温时间阈值记录为所述晶体管温度堵转保护时间；

当所述晶体管温度大于所述预设晶体管低温时间阈值时，通过以下公式计算得到所述晶体管温度堵转保护时间：

Kigbt＝(THIGBT_tH-THIGBT_tL)/(TempIGBT_H-TempIGBT_L)

t_igbt＝Kigbt*(TempIGBT-TempIGBT_L)+THIGBT_tL

其中，Kigbt表示晶体管斜率，THIGBT_tH表示晶体管处于TempIGBT_H温度值时的预设晶体管高温时间阈值，THIGBT_tL表示晶体管处于TempIGBT_L时的所述预设晶体管低温时间阈值，TempIGBT表示所述晶体管温度。

本发明提出了关于转速和时间的双滞环诊断条件，能避免在堵转临界点的转矩脉动，提升系统舒适性。并且，本发明提出了基于转子位置的动态堵转转矩限制策略，能有效提升电驱动系统的堵转性能。另外，本发明还提出了基于绕组及晶体管温度斜率的堵转转矩保护时间优化方法，能根据不同工况确定不同的堵转保护时间，有效提高保护的可靠性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的用于电驱动系统的堵转诊断及保护方法流程图；

图2显示了根据本发明的一个实施例的用于电驱动系统的堵转诊断及保护方法中确定电驱动系统是否处于堵转状态的流程图；

图3显示了根据本发明的一个实施例的用于电驱动系统的堵转诊断及保护方法中确定最大允许堵转转矩的流程图；以及

图4显示了根据本发明的一个实施例的用于电驱动系统的堵转诊断及保护方法中确定最大允许堵转时间的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明实施例作进一步地详细说明。

现有的电机堵转保护技术有：根据逆变器的当前温度对堵转扭矩的大小和堵转时间进行限制。但该方法忽略了堵转对电机温升的影响，不能对电机起到有效保护；同时该方法并未考虑电机在不同堵转位置情况下同一扭矩在不同绕组上的电流不平衡现象，存在堵转转矩限制过大或偏小的问题。

目前的电机堵转保护技术还包含：根据堵转发生时，某相绕组的温升最恶劣情况进行离线测试，建立温度与转矩关系二维表确定堵转保护时间。但该方法采用最恶劣情况对堵转转矩进行限制，无法针对不同堵转工况进行最优化保护，存在过设计的问题。

因此，图1显示了根据本发明的一个实施例的用于电驱动系统的堵转诊断及保护方法流程图。

如图1所示，在步骤S101中，获取电驱动系统的转速信息，将转速信息带入关于转速和时间的双滞环诊断条件，以确定电驱动系统是否处于堵转状态。根据本发明的一个实施例，双滞环诊断条件包含速度滞环条件以及时间滞环条件，其中，速度滞环条件具备堵转进入转速阈值以及堵转退出转速阈值且堵转退出转速阈值大于或等于堵转进入转速阈值。时间滞环条件具备堵转进入时间计数阈值以及堵转退出时间计数阈值。

在本步骤中，将转速信息带入速度滞环条件，当转速信息大于或等于堵转进入转速阈值且小于或等于堵转退出转速阈值时，将堵转标志的当前状态记录为电驱动系统的状态，其中，堵转标志有效时，电驱动系统处于堵转状态，堵转标志无效时，电驱动系统不处于堵转状态。

在一个实施例中，当转速信息小于堵转进入转速阈值且堵转标志的当前状态为有效状态时，电驱动系统处于堵转状态；当转速信息大于堵转退出转速阈值且堵转标志的当前状态为无效状态时，电驱动系统不处于堵转状态。

根据本发明的一个实施例，当转速信息大于或等于堵转进入转速阈值时，对第一计数器进行清零操作；当转速信息大于或等于堵转进入转速阈值且小于或等于堵转退出转速阈值时，对第二计数器进行清零操作。

根据本发明的一个实施例，当转速信息小于堵转进入转速阈值且堵转标志的当前状态为无效状态时，增加第一计数器的数值。然后，判断增加后第一计数器的数值是否大于转矩转入时间计数阈值。若判断结果为是，则将堵转标志的状态修改为有效，电驱动系统处于堵转状态；若判断结果为否，则电驱动系统不处于堵转状态。

根据本发明的一个实施例，当转速信息大于堵转退出转速阈值且堵转标志的当前状态为有效状态时，增加第二计数器的数值。然后，判断增加后第二计数器的数值是否大于转矩退出时间计数阈值。若判断结果为是，则将堵转标志的状态修改为无效，电驱动系统不处于堵转状态；若判断结果为否，则电驱动系统处于堵转状态。

确定电驱动系统是否处于堵转状态后，然后，在步骤S102中，若电驱动系统处于堵转状态，则进入堵转保护模式，在堵转保护模式下，读取电驱动系统中转子磁极的位置角度，基于位置角度以及预设电流保护阈值确定电驱动系统的最大允许堵转转矩。

在一个实施例中，首先，根据转子磁极的位置角度确定电驱动系统的最大电流相。然后，基于最大电流相以及预设电流保护阈值计算得到电驱动系统的最大合成矢量电流。最后，依据最大合成矢量电流，采用线性插值法计算得到最大允许堵转转矩。需要说明的是，计算得到最大允许堵转转矩的方式可以不为线性插值法，其他能够计算得到最大允许堵转转矩的方式也可以应用到本发明中，本发明不对此做出限制。

为了计算得到最大合成矢量电流，在一个实施例中，当位置角度处于0°-30°或150°-210°或330°-360°中的任一范围区间内时，U相为最大电流相，通过公式Is_max＝TH_Iprotect/|cosθ|计算得到最大合成矢量电流。

当位置角度处于90°-150°或270°-330°中的任一范围区间内时，V相为最大电流相，通过公式Is_max＝TH_Iprptect/|cos(θ-120°)|计算得到最大合成矢量电流。

当位置角度处于30°-90°或210°-270°中的任一范围区间内时，W相为最大电流相，通过公式Is_max＝TH_Iprotect/|cos(θ-240°)|计算得到最大合成矢量电流，其中，Is_max表示最大合成矢量电流，TH_Iprotect表示预设电流保护阈值，θ表示位置角度。

需要说明的是，在临界角度150°或330°或360°处，U相为最大电流相；在临界角度90°或270°处，V相为最大电流相；在临界角度30°或210°处，W相为最大电流相。

接着，在步骤S103中，在堵转保护模式下，测量得到电驱动系统中的绕组温度以及晶体管温度，基于绕组温度以及晶体管温度，确定电驱动系统的最大允许堵转时间。

在一个实施例中，计算得到最大允许堵转时间的步骤包含：根据绕组温度以及预设绕组低温时间阈值确定绕组温度堵转保护时间。然后，根据晶体管温度以及预设晶体管低温时间阈值确定晶体管温度堵转保护时间。

最后，基于绕组温度堵转保护时间以及晶体管温度堵转保护时间，通过以下公式计算得到最大允许堵转时间：

t_protect＝max{0，min{t_motor，t_igbt}}

其中，t_protect表示最大允许堵转时间，t_motor表示绕组温度堵转保护时间，t_igbt表示晶体管温度堵转保护时间。

在一个实施例中，计算得到绕组温度堵转保护时间的步骤包含：当绕组温度小于或等于预设绕组低温时间阈值时，将预设绕组低温时间阈值记录为绕组温度堵转保护时间。当绕组温度大于预设绕组低温时间阈值时，通过以下公式计算得到绕组温度堵转保护时间：

Kmotor＝(THMotor_tH-THMotor_tL)/(TempMotor_H-TempMotor_L)

t_motor＝Kmotor*(TempMotor-TempMotor_L)+THMotor_tL

其中，Kmotor表示温度斜率，THMotor_tH表示绕组处于TempMotor_H温度值时的预设绕组高温时间阈值，THMotor_tL表示绕组处于TempMotor_L温度值时的预设绕组低温时间阈值，TempMotor表示绕组温度。

在一个实施例中，计算得到晶体管温度堵转保护时间的步骤包含：当晶体管温度小于或等于预设晶体管低温时间阈值时，将预设晶体管低温时间阈值记录为晶体管温度堵转保护时间。当晶体管温度大于预设晶体管低温时间阈值时，通过以下公式计算得到晶体管温度堵转保护时间：

Kigbt＝(THIGBT_tH-THIGBT_tL)/(TempIGBT_H-TempIGBT_L)

t_igbt＝Kigbt*(TempIGBT-TempIGBT_L)+THIGBT_tL

其中，Kigbt表示晶体管斜率，THIGBT_tH表示晶体管处于TempIGBT_H温度值时的预设晶体管高温时间阈值，THIGBT_tL表示晶体管处于TempIGBT_L时的预设晶体管低温时间阈值，TempIGBT表示晶体管温度。

最后，在步骤S104中，依据最大允许堵转转矩以及最大允许堵转时间对电驱动系统进行堵转保护。

图2显示了根据本发明的一个实施例的用于电驱动系统的堵转诊断及保护方法中确定电驱动系统是否处于堵转状态的流程图。

为了避免在堵转临界点因重复进入或退出堵转状态而造成的转矩脉动，本发明采用基于速度-时间的双滞环诊断方法来判断电驱动系统是否处于堵转状态，具体实现过程如图2所示。

首先，预先设定第一级滞环条件即转速滞环条件：堵转进入转速阈值为THspd_L，堵转退出转速阈值为THspd_H，其中THspd_H≥THspd_L。预先设定第二级滞环条件即时间滞环条件：堵转进入时间计数阈值为TH_t1，堵转退出时间计数阈值为TH_t2。

接着，计算当前转速Spd_real，在步骤S201中判断Spd_real≥THspd_L是否成立。当Spd_real≥THspd_L时，进入步骤S202，清除第一计数器即时间滞环计数器计数值Counter_t1。

在步骤S203中，判断Spd_real≤THspd_H是否成立，当Spd_real≤THspd_H时，进入步骤S204，清除第二计数器即时间滞环计数器计数值Counter_t2。将堵转标志的当前状态记录为电驱动系统的状态。

在步骤S201中，若Spd_real＜THspd_L，则进入步骤S205，判断SpdLock_Flag＝＝0是否成立。

若SpdLock_Flag＝＝0不成立，则电驱动系统处于堵转状态。

若SpdLock_Flag＝＝0成立，则进入步骤S206，Counter_t1开始计数。接着，在步骤S207中，判断Counter_t1＞TH_t1是否成立。若Counter_t1＞TH_t1成立，则进入堵转保护模式，置位堵转标志SpdLock_Flag，电驱动系统处于堵转状态。

在步骤S203中，若Spd_real＞THspd_H，则进入步骤S209，判断SpdLock_Flag＝＝1是否成立。

若SpdLock_Flag＝＝1不成立，则电驱动系统处于堵转状态。

若SpdLock_Flag＝＝1成立，则进入步骤S210，Counter_t2开始计数。接着，在步骤S211中，判断Counter_t2＞TH_t2是否成立。若Counter_t2＞TH_t2，则退出堵转保护模式，清除堵转标志SpdLock_Flag，电驱动系统不处于堵转状态。

图3显示了根据本发明的一个实施例的用于电驱动系统的堵转诊断及保护方法中确定最大允许堵转转矩的流程图。

为了提升堵转性能，避免堵转转矩限制过大或过小，本发明采用基于转子位置的动态堵转转矩限制策略，其理论基础为：根据三相定子电流相互间的相位差为1200，堵转时该理论同样成立，同一堵转转矩在不同转子位置时对应的绕组电流并不相同，由此产生的铜耗及发热量也不同，因此可以根据最大相电流保护原则，建立不同转子位置情况下的最大堵转转矩。

具体实现过程如下：首先，建立转矩Te与合成矢量电流Is的二维表Table_Lock。设定堵转状态下的预设电流保护阈值TH_Iprotect。

如图3所示，在步骤S301中，判断堵转标志SpdLock_Flag是否置位。当堵转标志SpdLock_Flag置位时进行如图3所示的流程图，否则跳出。

接着，在步骤S302中，读取转子磁极当前位置角度θ。在步骤S303中，判断当前位置下的最大电流相。具体原则如下：当转子磁极位置处于0°-30°或150°-210°或330°-360°中任一范围内时，U相电流最大，定义该区域为第1位置区；当转子磁极位置处于90°-150°或270°-330°中任一范围内时，V相电流最大，定义该区域为第2位置区；当转子磁极位置处于30°-90°或210°-270°中任一范围内时，W相电流最大，定义该区域为第3位置区。

当最大电流相位U相时，在步骤S304中，通过Is_max＝TH_Iprotect/|cosθ|计算最大合成矢量电流Is_max。当最大电流相位V相时，在步骤S306中，通过Is_max＝TH_Iprotect/|cos(θ-120°)|计算最大合成矢量电流Is_max。当最大电流相位W相时，在步骤S307中，通过Is_max＝TH_Iprotect/|cos(θ-240°)|计算最大合成矢量电流Is_max。

接着，在步骤S308中，根据Is_max搜索Table_Lock，采用线性插值的方法计算当前堵转位置下的最大允许转矩Te_max。

图4显示了根据本发明的一个实施例的用于电驱动系统的堵转诊断及保护方法中确定最大允许堵转时间的流程图。为了进一步提高堵转保护的可靠性，本发明建立了一种基于温度斜率的堵转转矩保护时间优化方法，如图4所示，具体实现过程如下：

首先，预先设定绕组低温TempMotor_L的堵转保护时间阈值THMotor_tL，高温TempMotor_H的堵转保护时间阈值THMotor_tH。其中，THMotor_tH＜THMotor_tL。计算温度斜率Kmotor的公式如下：

Kmotor＝(THMotor_tH-THMotor_tL)/(TempMotor_H-TempMotor_L)

预先设定晶体管低温TempIGBT_L的堵转保护时间阈值THIGBT_tL，高温TempIGBT_H的堵转保护时间阈值THIGBT_tH，其中THIGBT_tH＜THIGBT_tL。计算晶体管斜率Kigbt的公式如下：

Kigbt＝(THIGBT_tH-THIGBT_tL)/(TempIGBT_H-TempIGBT_L)。

在步骤S401中，判断堵转标志SpdLock_Flag是否置位。当堵转标志SpdLock_Flag置位时进行如图4所示的流程图，否则跳出。

接着，在步骤S402中，读取当前绕组温度TempMotor并判断TempMotor≤THMotor_tL是否成立。当TempMotor≤THMotor_tL时，在步骤S403中，绕组温度堵转保护时间t_motor＝THMotor_tL。

当TempMotor＞THMotor_tL时，在步骤S404中，计算绕组温度堵转保护时间t_motor＝Kmotor*(TempMotor-TempMotor_L)+THMotor_tL。

然后，在步骤S405中，读取当前晶体管温度TempIGBT并判断TempIGBT≤THIGBT_tL是否成立，当TempIGBT≤THIGBT_tL成立时，在步骤S406中，晶体管温度堵转保护时间t_igbt＝THIGBT_tL。当TempIGBT＞THIGBT_tL时，在步骤S407中，通过以下公式计算晶体管温度堵转保护时间t_igbt：

t_igbt＝Kigbt*(TempIGBT-TempIGBT_L)+THIGBT_tL。

最后，在步骤S408中，通过t_protect＝max{0，min{t_motor,t_igbt}}计算最大允许堵转时间t_protect。

需要说明的是，可以将本发明图3中的两点温度，替代为多点温度，将温度保护的斜率细分为更小的区间，提高保护的灵敏度。另外，本发明例举的应用场景为电动汽车电驱动系统，但在变频器等相关领域均能通过本发明的方法实现堵转保护，因此其他的类似应用场景中也能运用本发明提出的堵转诊断及保护方法。

本发明提出了关于转速和时间的双滞环诊断条件，能避免在堵转临界点的转矩脉动，提升系统舒适性。并且，本发明提出了基于转子位置的动态堵转转矩限制策略，能有效提升电驱动系统的堵转性能。另外，本发明还提出了基于绕组及晶体管温度斜率的堵转转矩保护时间优化方法，能根据不同工况确定不同的堵转保护时间，有效提高保护的可靠性。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于电驱动系统的堵转诊断及保护方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

获取所述电驱动系统的转速信息，将所述转速信息带入关于转速和时间的双滞环诊断条件，以确定所述电驱动系统是否处于堵转状态；

若所述电驱动系统处于堵转状态，则进入堵转保护模式，在所述堵转保护模式下，读取所述电驱动系统中转子磁极的位置角度，基于所述位置角度以及预设电流保护阈值确定所述电驱动系统的最大允许堵转转矩；

在所述堵转保护模式下，测量得到所述电驱动系统中的绕组温度以及晶体管温度，基于所述绕组温度以及所述晶体管温度，确定所述电驱动系统的最大允许堵转时间；

依据所述最大允许堵转转矩以及所述最大允许堵转时间对所述电驱动系统进行堵转保护。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双滞环诊断条件包含速度滞环条件以及时间滞环条件，其中，所述速度滞环条件具备堵转进入转速阈值以及堵转退出转速阈值且所述堵转退出转速阈值大于或等于所述堵转进入转速阈值，所述时间滞环条件具备堵转进入时间计数阈值以及堵转退出时间计数阈值，在确定所述电驱动系统是否处于堵转状态的步骤中，还包括以下步骤：

将所述转速信息带入所述速度滞环条件，当所述转速信息大于或等于所述堵转进入转速阈值且小于或等于所述堵转退出转速阈值时，将堵转标志的当前状态记录为所述电驱动系统的状态，其中，所述堵转标志有效时，所述电驱动系统处于堵转状态，所述堵转标志无效时，所述电驱动系统不处于堵转状态；

当所述转速信息小于所述堵转进入转速阈值且所述堵转标志的当前状态为有效状态时，所述电驱动系统处于堵转状态；

当所述转速信息大于所述堵转退出转速阈值且所述堵转标志的当前状态为无效状态时，所述电驱动系统不处于堵转状态。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

当所述转速信息大于或等于所述堵转进入转速阈值时，对第一计数器进行清零操作；

当所述转速信息大于或等于所述堵转进入转速阈值且小于或等于所述堵转退出转速阈值时，对第二计数器进行清零操作。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

当所述转速信息小于所述堵转进入转速阈值且所述堵转标志的当前状态为无效状态时，增加所述第一计数器的数值；

判断增加后第一计数器的数值是否大于所述转矩转入时间计数阈值；

若判断结果为是，则将堵转标志的状态修改为有效，所述电驱动系统处于堵转状态；

若判断结果为否，则所述电驱动系统不处于堵转状态。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

当所述转速信息大于所述堵转退出转速阈值且所述堵转标志的当前状态为有效状态时，增加所述第二计数器的数值；

判断增加后第二计数器的数值是否大于所述转矩退出时间计数阈值；

若判断结果为是，则将堵转标志的状态修改为无效，所述电驱动系统不处于堵转状态；

若判断结果为否，则所述电驱动系统处于堵转状态。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述电驱动系统的最大允许堵转转矩的步骤中，还包含以下步骤：

根据转子磁极的所述位置角度确定所述电驱动系统的最大电流相；

基于所述最大电流相以及所述预设电流保护阈值计算得到所述电驱动系统的最大合成矢量电流；

依据所述最大合成矢量电流，采用线性插值法计算得到所述最大允许堵转转矩。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，得到所述电驱动系统的最大合成矢量电流的步骤中，还包含以下步骤：

当所述位置角度处于0°-30°或150°-210°或330°-360°中的任一范围区间内时，U相为最大电流相，通过公式Is_max＝TH_Iprotect/|cosθ|计算得到所述最大合成矢量电流，其中，当所述位置角度处于30°或210°时，W相为最大电流相；

当所述位置角度处于90°-150°或270°-330°中的任一范围区间内时，V相为最大电流相，通过公式Is_max＝TH_Iprotect/|cos(θ-120°)|计算得到所述最大合成矢量电流，其中，当所述位置角度处于150°或330°时，U相为最大电流相；

当所述位置角度处于30°-90°或210°-270°中的任一范围区间内时，W相为最大电流相，通过公式Is_max＝TH_Iprotect/|cos(θ-240°)|计算得到所述最大合成矢量电流，其中，当所述位置角度处于90°或270°时，V相为最大电流相，Is_max表示所述最大合成矢量电流，TH_Iprotect表示所述预设电流保护阈值，θ表示所述位置角度。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述电驱动系统的最大允许堵转时间的步骤中，还包含以下步骤：

根据所述绕组温度以及预设绕组低温时间阈值确定绕组温度堵转保护时间；

根据所述晶体管温度以及预设晶体管低温时间阈值确定晶体管温度堵转保护时间；

基于所述绕组温度堵转保护时间以及所述晶体管温度堵转保护时间，通过以下公式计算得到所述最大允许堵转时间：

t_protect＝max{0，min{t_motor，t_igbt}}

其中，t_protect表示所述最大允许堵转时间，t_motor表示所述绕组温度堵转保护时间，t_igbt表示所述晶体管温度堵转保护时间。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，确定绕组温度堵转保护时间的步骤中，还包含以下步骤：

当所述绕组温度小于或等于所述预设绕组低温时间阈值时，将所述预设绕组低温时间阈值记录为所述绕组温度堵转保护时间；

当所述绕组温度大于所述预设绕组低温时间阈值时，通过以下公式计算得到所述绕组温度堵转保护时间：

Kmotor＝(THMotor_tH-THMotor_tL)/(TempMotor_H-TempMotor_L)

t_motor＝Kmotor*(TempMotor-TempMotor_L)+THMotor_tL

其中，Kmotor表示温度斜率，THMotor_tH表示绕组处于TempMotor_H温度值时的预设绕组高温时间阈值，THMotor_tL表示绕组处于TempMotor_L温度值时的所述预设绕组低温时间阈值，TempMotor表示所述绕组温度。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，确定晶体管温度堵转保护时间的步骤中，还包含以下步骤：

当所述晶体管温度小于或等于所述预设晶体管低温时间阈值时，将所述预设晶体管低温时间阈值记录为所述晶体管温度堵转保护时间；

当所述晶体管温度大于所述预设晶体管低温时间阈值时，通过以下公式计算得到所述晶体管温度堵转保护时间：

Kigbt＝(THIGBT_tH-THIGBT_tL)/(TempIGBT_H-TempIGBT_L)

t_igbt＝Kigbt*(TempIGBT-TempIGBT_L)+THIGBT_tL

其中，Kigbt表示晶体管斜率，THIGBT_tH表示晶体管处于TempIGBT_H温度值时的预设晶体管高温时间阈值，THIGBT_tL表示晶体管处于TempIGBT_L时的所述预设晶体管低温时间阈值，TempIGBT表示所述晶体管温度。

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