CN111865186A - 故障检测方法、电机控制方法及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种故障检测方法、电机控制方法、电机控制系统及车辆，电机控制系统的电机的三相分别连接有IGBT模块，各IGBT模块均设有温度传感器，检测方法包括：分别获取第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度值；分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值，第一温度差值为第一IGBT模块与第二IGBT模块之间的温度差值，第二温度差值为第一IGBT模块与第三IGBT模块之间的温度差值，第三温度差值为第二IGBT模块与第三IGBT模块之间的温度差值；在第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值中存在至少两个大于预设阈值时，确定存在IGBT温度异常故障。可以及时发现IGBT模块的温度异常故障，无需额外布置外部温度传感器，且检测结果不易受干扰影响。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种故障检测方法、电机控制方法及相关设备。
背景技术
三相电机的每相基本都连接有绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)，用于将直流电逆变成交流电，是实现功率变换的核心部件。IGBT在工作过程中要散发大量热量，对散热系统要求严格。过温故障是造成其损坏的主要原因，故实时检测IGBT的工作温度对IGBT的可靠工作具有重大意义。
目前，IGBT模块内部一般自带温度传感器，用于监测IGBT的温度，但现有技术中，大都没有对IGBT的温度传感器异常进行监控，无法识别由于温度传感器自身问题所导致的温度测量偏高或偏低的故障。而若IGBT温度测量偏高，则会使电机提前进入降额运行状态，进而使整车的动力性能受到影响。若IGBT温度测量偏低，则电机将无法准确识别出IGBT的过温状态，导致IGBT处在高温的恶劣环境工作；若长期处于这种工作环境，将会缩短IGBT的使用寿命，甚至会烧毁电机，影响人身安全。
现有技术中也有采用在三相母排上安装温度传感器，通过三相母排上的温度传感器来校验IGBT的测量温度，以及时发现IGBT的温度传感器异常的方案，但这种方案会导致硬件成本增加，且在三相母排上布置安装温度传感器较为困难，易受干扰影响。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种故障检测方法、电机控制方法、电机控制系统及车辆，解决了现有故障检测方法硬件成本较高，且温度传感器布置安装较为困难和易受干扰影响的问题。
为了达到上述目的，本发明实施例提供一种故障检测方法，应用于电机控制系统，所述电机控制系统的电机的U相连接有第一IGBT模块，所述电机的V相连接有第二IGBT模块，所述电机的W相连接有第三IGBT模块，所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块均设有温度传感器，所述方法包括：
分别获取所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度值；
分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值，其中，所述第一温度差值为所述第一IGBT模块与所述第二IGBT模块之间的温度差值，所述第二温度差值为所述第一IGBT模块与所述第三IGBT模块之间的温度差值，所述第三温度差值为所述第二IGBT模块与所述第三IGBT模块之间的温度差值；
在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中存在至少两个大于预设阈值的情况下，确定存在IGBT温度异常故障。
可选的，所述分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值，包括：
在所述电机控制系统满足预设条件的情况下，分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值；
其中，所述预设条件包括以下至少一项：
所述电机当前未发生堵转；
所述电机当前未发生三相电流不平衡故障；
所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度传感器均未短路或开路。
可选的，所述在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中存在至少两个大于预设阈值的情况下，确定存在IGBT温度异常故障之后，所述方法还包括：
对所述IGBT温度异常故障进行防抖处理；
在经防抖处理后确定所述IGBT温度异常故障为真的情况下，上报所述IGBT温度异常故障。
可选的，所述在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中存在至少两个大于预设阈值的情况下，确定存在IGBT温度异常故障，包括：
在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中，存在至少两个超过预设阈值的持续时长超过预设时长的情况下，确定存在IGBT温度异常故障。
可选的，所述在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中存在至少两个大于预设阈值的情况下，确定存在IGBT温度异常故障，包括：
在所述第一温度差值和所述第二温度差值均超过预设阈值的情况下，确定U相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；
在所述第一温度差值和所述第三温度差值均超过预设阈值的情况下，确定V相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；
在所述第二温度差值和所述第三温度差值均超过预设阈值的情况下，确定W相IGBT模块的温度传感器存在异常故障。
可选的，所述温度传感器为负温度系数(Negative Temperature Coefficient，NTC)热敏电阻。
本发明实施例还提供一种电机控制方法，应用于电机控制系统，所述电机控制系统的电机的U相连接有第一IGBT模块，所述电机的V相连接有第二IGBT模块，所述电机的W相连接有第三IGBT模块，所述方法包括：
在确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行。
可选的，所述在确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行，包括：
在通过上述故障检测方法确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行。
本发明实施例还提供一种故障检测系统，设置于电机控制系统，所述电机控制系统的电机的U相连接有第一IGBT模块，所述电机的V相连接有第二IGBT模块，所述电机的W相连接有第三IGBT模块，所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块均设有温度传感器，所述故障检测系统包括：
获取模块，用于分别获取所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度值；
计算模块，用于分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值，其中，所述第一温度差值为所述第一IGBT模块与所述第二IGBT模块之间的温度差值，所述第二温度差值为所述第一IGBT模块与所述第三IGBT模块之间的温度差值，所述第三温度差值为所述第二IGBT模块与所述第三IGBT模块之间的温度差值；
确定模块，用于在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中存在至少两个大于预设阈值的情况下，确定存在IGBT温度异常故障。
可选的，所述计算模块用于在所述电机控制系统满足预设条件的情况下，分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值；
其中，所述预设条件包括以下至少一项：
所述电机当前未发生堵转；
所述电机当前未发生三相电流不平衡故障；
所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度传感器均未短路或开路。
可选的，所述故障检测系统还包括：
防抖模块，用于对所述IGBT温度异常故障进行防抖处理；
上报模块，用于在经防抖处理后确定所述IGBT温度异常故障为真的情况下，上报所述IGBT温度异常故障。
可选的，所述确定模块用于在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中，存在至少两个超过预设阈值的持续时长超过预设时长的情况下，确定存在IGBT温度异常故障。
可选的，所述确定模块包括：
第一确定单元，用于在所述第一温度差值和所述第二温度差值均超过预设阈值的情况下，确定U相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；
第二确定单元，用于在所述第一温度差值和所述第三温度差值均超过预设阈值的情况下，确定V相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；
第三确定单元，用于在所述第二温度差值和所述第三温度差值均超过预设阈值的情况下，确定W相IGBT模块的温度传感器存在异常故障。
可选的，所述温度传感器为NTC热敏电阻。
本发明实施例还提供另一种电机控制系统，所述电机控制系统的电机的U相连接有第一IGBT模块，所述电机的V相连接有第二IGBT模块，所述电机的W相连接有第三IGBT模块，所述电机控制系统包括：
控制模块，用于在确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行。
可选的，所述控制模块用于在通过上述的故障检测方法确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行。
本发明实施例还提供一种车辆，包括本发明实施例所提供的电机控制系统。
本发明实施例中的故障检测方法，由于正常情况下电机三相电流是保持平衡的，三相IGBT模块的温度相差很小，因此，可以通过分别获取电机三相中的每一相上连接的IGBT模块的温度值，并分别计算每两相上连接的IGBT模块的温度差值，判断是否存在至少两个超过某预设阈值来判定电机的三相IGBT模块是否存在温度异常故障，从而可以及时发现电机三相IGBT的温度异常故障，并采取相应的措施避免不良影响，且该方案无需额外布置外部温度传感器，且检测结果不易受干扰影响。
本发明实施例中的电机控制方法，可以在确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行，以保护IGBT模块，防止IGBT模块持续工作于过温状态而影响使用寿命，进而提高电机控制系统的安全和可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种故障检测方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种电机控制方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种故障检测方法的举例示意图；
图4为本发明实施例提供的一种故障检测系统的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种故障检测系统的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种故障检测系统的确定模块的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种电机控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
参见图1，图1是本发明实施例提供一种故障检测方法的流程图，所述电机控制系统的电机的U相连接有第一IGBT模块，所述电机的V相连接有第二IGBT模块，所述电机的W相连接有第三IGBT模块，所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块均设有温度传感器，如图1所示，所述故障检测方法包括以下步骤：
步骤101、分别获取所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度值。
本发明实施例中，上述电机控制系统可以包括三相电机以及与所述三相电机连接的IGBT模块，具体地，所述电机的三相分别为U、V和W，所述电机的U相连接有第一IGBT模块，所述电机的V相连接有第二IGBT模块，所述电机的W相连接有第三IGBT模块，所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块均设有温度传感器，用于监测对应IGBT模块的温度，以监控IGBT模块的过温、短路或开路等故障。
优选地，温度传感器可以分别集成设置在各IGBT模块中，这样，温度传感器既不会独立占用空间，使得IGBT模块具备更为紧凑简单的结构，又可保证更为精准的温度检测效果。
上述分别获取所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度值，可以是分别通过所述第一IGBT模块上的温度传感器、所述第二IGBT模块上的温度传感器和所述第三IGBT模块上的温度传感器获取所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度值。
其中，需说明的是，每个IGBT模块可以是包括一个或两个IGBT，当每个IGBT模块包括两个IGBT时，所述温度传感器可以是集成在每个IGBT模块的其中一个IGBT上，或每个IGBT上均集成有温度传感器，所述分别获取所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度值，可以是分别获取每个IGBT模块的其中一个IGBT上集成的温度传感器的温度值。
本实施例中，可以采用热敏电阻作为所述温度传感器，由于热敏电阻在不同的温度下表现不同的电阻值，因此通过读取各IGBT模块上的热敏电阻的阻值，便可获得对应的温度值。
优选地，所述温度传感器为NTC热敏电阻，NTC热敏电阻具备测量精度较高和价格低廉的特点，从而不仅能够通过读取电阻值来获取对应IGBT模块的温度信息，还能节约生产成本。
步骤102、分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值，其中，所述第一温度差值为所述第一IGBT模块与所述第二IGBT模块之间的温度差值，所述第二温度差值为所述第一IGBT模块与所述第三IGBT模块之间的温度差值，所述第三温度差值为所述第二IGBT模块与所述第三IGBT模块之间的温度差值。
本实施例中，在获取到各相上的IGBT模块的温度值后，便可分别计算每两相上的IGBT模块之间的温度差值，具体为分别计算U相上的第一IGBT模块与V相上的第二IGBT模块之间的第一温度差值、U相上的第一IGBT模块与W相上的第三IGBT模块之间的第二温度差值和V相上的第一IGBT模块与W相上的第三IGBT模块之间的第三温度差值。
可选的，所述步骤102，包括：
在所述电机控制系统满足预设条件的情况下，分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值；
其中，所述预设条件包括以下至少一项：
所述电机当前未发生堵转；
所述电机当前未发生三相电流不平衡故障；
所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度传感器均未短路或开路。
由于实际应用中，当所述电机控制系统出现电机堵转、三相电流不平衡、温度传感器短路或开路等故障时，也可能会引起电机各相上的IGBT模块出现温度异常情况，因此，该实施方式中，可以在所述电机控制系统未出现上述故障的情况下，才进行IGBT温度异常故障检测，即在所述电机控制系统满足预设条件的情况下，才分别计算所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值，其中，所述预设条件包括所述电机当前未发生堵转、所述电机当前未发生三相电流不平衡故障、各IGBT模块的温度传感器均未短路或开路中的至少一项。
为保证所检测出的IGBT温度异常故障更为准确，所述预设条件可以包括所述电机当前未发生堵转、所述电机当前未发生三相电流不平衡故障和各IGBT模块的温度传感器均未短路也未开路，即在所述电机控制系统未出现以上任一故障的情况下，才进行IGBT温度异常故障检测，而当所述电机控制系统出现以上任一故障时，不进行IGBT温度异常故障检测。
这样，通过在所述电机控制系统满足预设条件的情况下，分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值，既可以保证所检测出的IGBT温度异常故障较为准确，又可避免在不必要的情况下进行IGBT温度异常故障检测和浪费系统资源。
步骤103、在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中存在至少两个大于预设阈值的情况下，确定存在IGBT温度异常故障。
在计算得到所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值之后，便可分别判断所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值是否大于预设阈值，其中，所述预设阈值可以是根据无异常故障情况下IGBT模块之间的温度差值确定，例如，正常情况下不同相之间的IGBT模块的温度差值通常不超过2摄氏度，则所述预设阈值可以设定为2。
由于正常情况下，所述电机的三相电流处于平衡状态，各相之间的温度相差很小，当某相上的IGBT模块的温度传感器存在异常故障时，其所检测到的IGBT模块的温度值可能与其他相上的温度传感器所检测到的IGBT模块的温度值会存在较大偏差。因此，当所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中存在至少两个大于所述预设阈值时，便可确定存在IGBT温度异常故障，即所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块中的至少一个IGBT模块上的温度传感器存在异常故障。
需说明的是，为更好地判断各温度差值与所述预设阈值的大小，所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值均可以采用绝对值表示，所述预设阈值也可以采用正值表示。
可选的，所述步骤103包括：
在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中，存在至少两个超过预设阈值的持续时长超过预设时长的情况下，确定存在IGBT温度异常故障。
该实施方式中，可以是在每次确定所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中，存在至少两个超过预设阈值时，持续监测所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值，判断其中的至少两个超过预设阈值的持续时长是否超过所述预设时长，若所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中，存在至少两个超过预设阈值的持续时长超过预设时长，则可以确定所述电机控制系统存在IGBT温度异常故障，并可以上报所述IGBT温度异常故障。
这样，该实施方式中，通过对所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中，存在至少两个超过预设阈值的持续时长进行监测，来确定所述电机控制系统是否真的存在IGBT温度异常故障，从而可以保证所确定的IGBT温度异常故障具备较高的可信度和准确度，进而可避免在未出现真实IGBT温度异常故障的情况下采取不必要的措施，而影响电机性能。
可选的，所述步骤103包括：
在所述第一温度差值和所述第二温度差值均超过预设阈值的情况下，确定U相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；
在所述第一温度差值和所述第三温度差值均超过预设阈值的情况下，确定V相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；
在所述第二温度差值和所述第三温度差值均超过预设阈值的情况下，确定W相IGBT模块的温度传感器存在异常故障。
该实施方式中，可以通过所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中超过预设阈值的具体相，来确定存在异常故障的温度传感器所在相。
具体地，当U相IGBT模块与V相IGBT模块之间的第一温度差值超过预设阈值，且U相IGBT模块与W相IGBT模块之间的第二温度差值超过预设阈值时，可以确定U相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；当U相IGBT模块与V相IGBT模块之间的第一温度差值超过预设阈值，且V相IGBT模块与W相IGBT模块之间的第三温度差值超过预设阈值时，可以确定V相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；当U相IGBT模块与W相IGBT模块之间的第二温度差值超过预设阈值，且V相IGBT模块与W相IGBT模块之间的第三温度差值超过预设阈值时，可以确定W相IGBT模块的温度传感器存在异常故障。
这样，通过确定存在异常故障的温度传感器所在相，可以方便用户对存在异常故障的温度传感器进行检修或更换，以避免因IGBT模块的温度传感器异常故障而影响电机控制系统的性能和安全性。
可选的，所述步骤103之后，所述方法还包括：
对所述IGBT温度异常故障进行防抖处理；
在经防抖处理后确定所述IGBT温度异常故障为真的情况下，上报所述IGBT温度异常故障。
该实施方式中，为避免温度传感器因干扰等因素影响IGBT温度检测结果，进而导致上报不真实的IGBT温度异常故障，可以对上报前所确定的IGBT温度异常故障进行防抖处理，例如，采用debounce函数对所确定的IGBT温度异常故障进行防抖处理。
若在经防抖处理后，确定所述IGBT温度异常故障为真的情况下，可以向电机控制系统上报所述IGBT温度异常故障，以使所述电机控制系统采取相应的措施，来避免因IGBT温度异常故障而造成的安全隐患问题。
进一步地，为提高所述故障检测方法的效率，可以合理设置防抖处理的时长或计数阈值，避免耗费过长时间来判断所述IGBT温度异常故障是否为真，如设置在预设时长内检测到至少两次某温度差值超过预设阈值的情况下，确定所述IGBT温度异常故障为真。
进一步地，为保证所述故障检测方法的准确度，可以合理设置防抖处理过程中检测到某温度差值超过预设阈值的次数，如若连续检测到三次某温度差值超过预设阈值，则确定所述IGBT温度异常故障为真。
这样，该实施方式中，通过对所述IGBT温度异常故障进行防抖处理，在确定所述IGBT温度异常故障为真的情况下，上报所述IGBT温度异常故障，可以保证所述故障检测方法的准确度。
本发明实施例中的故障检测方法，由于正常情况下电机三相电流是保持平衡的，三相IGBT模块的温度相差很小，因此，可以通过分别获取电机三相中的每一相上连接的IGBT模块的温度值，并分别计算每两相上连接的IGBT模块的温度差值，判断是否存在至少两个超过某预设阈值来判定电机的三相IGBT模块是否存在温度异常故障，从而可以及时发现电机三相IGBT的温度异常故障，并采取相应的措施避免不良影响，且该方案无需额外布置外部温度传感器，且检测结果不易受干扰影响。
参见图2，图2是本发明实施例提供一种电机控制方法的流程图，所述电机控制系统的电机的U相连接有第一IGBT模块，所述电机的V相连接有第二IGBT模块，所述电机的W相连接有第三IGBT模块，如图2所示，所述电机控制方法包括以下步骤：
步骤201、在确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行。
本实施例中，可以在确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行，以保护所述电机上连接的IGBT模块，防止其持续工作于过温状态而引发电机控制系统故障，进而提高电机控制系统的安全和可靠性。
其中，所述确定存在IGBT温度异常故障可以是通过安装在三相母排上用于监测各IGBT模块温度的温度传感器，来校验IGBT模块内部的温度传感器所测得的温度值，在不一致时确定存在IGBT温度异常故障，或者通过对比各相上IGBT模块的温度传感器所测得的温度值，来确定每两相之间IGBT模块的温度偏差，在存在至少两个温度偏差超过预设阈值时确定存在IGBT温度异常故障；所述控制所述电机降低额定功率运行，可以是降低所述电机的实际输出功率，以防IGBT模块工作于过温状态而无法被对应的温度传感器所监测到。
可选的，所述步骤201包括：
在通过图1所示的方法实施例提供的故障检测方法确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行。
该实施方式中，可以通过图1所示的方法实施例所提供的故障检测方法来检测电机控制系统是否存在IGBT温度异常故障，在确定存在的情况下，控制所述电机降低额定功率运行，从而不仅能够有效保护IGBT模块，而且无需额外增加硬件成本，即可检测出IGBT温度异常故障。
本发明实施例中的电机控制方法，可以在确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行，以保护IGBT模块，防止IGBT模块持续工作于过温状态而影响使用寿命，进而提高电机控制系统的安全和可靠性。
下面结合图3，以举例的方式对本发明实施例的具体实施方式进行说明：
电机控制系统包括电机、电机控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、IGBT模块和NTC热敏电阻，电机控制单元与电机连接，用于控制电机的运行状态，电机的三相U、V和W上分别连接有一IGBT模块，所述IGBT模块内部集成有NTC热敏电阻。
步骤301、MUC分别读取U相、V相和W相IGBT模块内部集成的NTC热敏电阻的阻值，得到各相IGBT模块的温度值。
步骤302、MCU读取电机控制系统的故障信息。
步骤303、判断电机当前是否发生堵转或三相电流不平衡故障，以及各IGBT模块内部的NTC热敏电阻是否发生短路或开路故障；
其中，在电机发生堵转或三相电流不平衡故障，或各IGBT模块内部的NTC热敏电阻发生短路或开路故障的情况下，不进行温度异常故障检测；
在电机未发生堵转和三相电流不平衡故障，且各IGBT模块内部的NTC热敏电阻未发生短路和开路故障的情况下，执行步骤304。
步骤304、分别计算U相和V相间IGBT模块的温度偏差T1、U相和W相间IGBT模块的温度偏差T2以及V相和W相间IGBT模块的温度偏差T3；
步骤305、判断|T1|和|T2|是否均大于预设阈值C；
其中，在|T1|和|T2|均大于预设阈值C的情况下，执行步骤306；
在|T1|和|T2|不均大于预设阈值C的情况下，执行步骤307。
步骤306、确定U相IGBT模块内部NTC热敏电阻存在异常故障。
步骤307、判断|T1|和|T3|是否均大于预设阈值C；
其中，在|T1|和|T3|均大于预设阈值C的情况下，执行步骤308；
在|T1|和|T3|不均大于预设阈值C的情况下，执行步骤309。
步骤308、确定V相IGBT模块内部NTC热敏电阻存在异常故障。
步骤309、判断|T2|和|T3|是否均大于预设阈值C；
其中，在|T2|和|T3|均大于预设阈值C的情况下，执行步骤310；
在|T2|和|T3|不均大于预设阈值C的情况下，执行步骤311。
步骤310、确定W相IGBT模块内部NTC热敏电阻存在异常故障。
步骤311、确定各相IGBT模块内部NTC热敏电阻不存在异常故障，控制电机正常运行。
步骤312、控制电机降额运行。
这样，在电机未发生堵转和三相电流不平衡故障，且各IGBT模块内部的NTC热敏电阻未发生短路和开路故障的情况下，通过对比U、V和W三相中每两相间IGBT模块的温度偏差，可以确定各相IGBT模块的NTC热敏电阻是否存在异常故障，并可在确定存在异常故障的情况下，控制电机降额运行，以保护IGBT模块，提高电机控制系统的安全和可靠性。
参见图4，图4是本发明实施例提供的一种故障检测系统的结构示意图，所述故障检测系统设置于电机控制系统，所述电机控制系统的电机的U相连接有第一IGBT模块，所述电机的V相连接有第二IGBT模块，所述电机的W相连接有第三IGBT模块，所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块均设有温度传感器，如图4所示，故障检测系统400包括：
获取模块401，用于分别获取所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度值；
计算模块402，用于分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值，其中，所述第一温度差值为所述第一IGBT模块与所述第二IGBT模块之间的温度差值，所述第二温度差值为所述第一IGBT模块与所述第三IGBT模块之间的温度差值，所述第三温度差值为所述第二IGBT模块与所述第三IGBT模块之间的温度差值；
确定模块403，用于在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中存在至少两个大于预设阈值的情况下，确定存在IGBT温度异常故障。
可选的，计算模块402用于在故障检测系统400满足预设条件的情况下，分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值；
其中，所述预设条件包括以下至少一项：
所述电机当前未发生堵转；
所述电机当前未发生三相电流不平衡故障；
所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度传感器均未短路或开路。
可选的，如图5所示，故障检测系统400还包括：
防抖模块404，用于对所述IGBT温度异常故障进行防抖处理；
上报模块405，用于在经防抖处理后确定所述IGBT温度异常故障为真的情况下，上报所述IGBT温度异常故障。
可选的，确定模块403用于在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中，存在至少两个超过预设阈值的持续时长超过预设时长的情况下，确定存在IGBT温度异常故障。
可选的，如图6所示，确定模块403包括：
第一确定单元4031，用于在所述第一温度差值和所述第二温度差值均超过预设阈值的情况下，确定U相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；
第二确定单元4032，用于在所述第一温度差值和所述第三温度差值均超过预设阈值的情况下，确定V相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；
第三确定单元4033，用于在所述第二温度差值和所述第三温度差值均超过预设阈值的情况下，确定W相IGBT模块的温度传感器存在异常故障。
可选的，所述温度传感器为NTC热敏电阻。
故障检测系统400能够实现图1所示的方法实施例中的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
本发明实施例中的故障检测系统400可以通过分别获取电机三相中的每一相上连接的IGBT模块的温度值，并分别计算每两相上连接的IGBT模块的温度差值，判断是否存在至少两个超过某预设阈值来判定电机的三相IGBT模块是否存在温度异常故障，从而可以及时发现电机三相IGBT的温度异常故障，并采取相应的措施避免不良影响，且该方案无需额外布置外部温度传感器，且检测结果不易受干扰影响。
参见图7，图7是本发明实施例提供的一种电机控制系统的结构示意图，所述电机控制系统的电机的U相连接有第一IGBT模块，所述电机的V相连接有第二IGBT模块，所述电机的W相连接有第三IGBT模块，如图7所示，电机控制系统700包括：
控制模块701，用于在确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行。
可选的，电机控制系统700包括图4至图6中任一项所述的故障检测系统，控制模块701用于在通过图1所示的方法实施例提供的故障检测方法确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行。
电机控制系统700能够实现图2所示的方法实施例中的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
本发明实施例中的电机控制系统700可以在确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行，以保护IGBT模块，防止IGBT模块持续工作于过温状态而影响使用寿命，进而提高电机控制系统的安全和可靠性。
本发明实施例还提供一种车辆，包括图7所述的电机控制系统，本实施例中，所述车辆能达到和图7所示的实施例相同的有益效果，为避免重复，这里不再赘述。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (17)
1.一种故障检测方法，应用于电机控制系统，其特征在于，所述电机控制系统的电机的U相连接有第一IGBT模块，所述电机的V相连接有第二IGBT模块，所述电机的W相连接有第三IGBT模块，所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块均设有温度传感器，所述方法包括：
分别获取所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度值；
分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值，其中，所述第一温度差值为所述第一IGBT模块与所述第二IGBT模块之间的温度差值，所述第二温度差值为所述第一IGBT模块与所述第三IGBT模块之间的温度差值，所述第三温度差值为所述第二IGBT模块与所述第三IGBT模块之间的温度差值；
在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中存在至少两个大于预设阈值的情况下，确定存在IGBT温度异常故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值，包括：
在所述电机控制系统满足预设条件的情况下，分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值；
其中，所述预设条件包括以下至少一项：
所述电机当前未发生堵转；
所述电机当前未发生三相电流不平衡故障；
所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度传感器均未短路或开路。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中存在至少两个大于预设阈值的情况下，确定存在IGBT温度异常故障之后，所述方法还包括：
对所述IGBT温度异常故障进行防抖处理；
在经防抖处理后确定所述IGBT温度异常故障为真的情况下，上报所述IGBT温度异常故障。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中存在至少两个大于预设阈值的情况下，确定存在IGBT温度异常故障，包括：
在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中，存在至少两个超过预设阈值的持续时长超过预设时长的情况下，确定存在IGBT温度异常故障。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中存在至少两个大于预设阈值的情况下，确定存在IGBT温度异常故障，包括：
在所述第一温度差值和所述第二温度差值均超过预设阈值的情况下，确定U相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；
在所述第一温度差值和所述第三温度差值均超过预设阈值的情况下，确定V相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；
在所述第二温度差值和所述第三温度差值均超过预设阈值的情况下，确定W相IGBT模块的温度传感器存在异常故障。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述温度传感器为NTC热敏电阻。
7.一种电机控制方法，应用于电机控制系统，其特征在于，所述电机控制系统的电机的U相连接有第一IGBT模块，所述电机的V相连接有第二IGBT模块，所述电机的W相连接有第三IGBT模块，所述方法包括：
在确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行，包括：
在通过权利要求1-6中任一项所述的故障检测方法确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行。
9.一种故障检测系统，设置于电机控制系统，其特征在于，所述电机控制系统的电机的U相连接有第一IGBT模块，所述电机的V相连接有第二IGBT模块，所述电机的W相连接有第三IGBT模块，所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块均设有温度传感器，所述故障检测系统包括：
获取模块，用于分别获取所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度值；
计算模块，用于分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值，其中，所述第一温度差值为所述第一IGBT模块与所述第二IGBT模块之间的温度差值，所述第二温度差值为所述第一IGBT模块与所述第三IGBT模块之间的温度差值，所述第三温度差值为所述第二IGBT模块与所述第三IGBT模块之间的温度差值；
确定模块，用于在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中存在至少两个大于预设阈值的情况下，确定存在IGBT温度异常故障。
10.根据权利要求9所述的故障检测系统，其特征在于，所述计算模块用于在所述电机控制系统满足预设条件的情况下，分别计算第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值；
其中，所述预设条件包括以下至少一项：
所述电机当前未发生堵转；
所述电机当前未发生三相电流不平衡故障；
所述第一IGBT模块、所述第二IGBT模块和所述第三IGBT模块的温度传感器均未短路或开路。
11.根据权利要求9所述的故障检测系统，其特征在于，所述故障检测系统还包括：
防抖模块，用于对所述IGBT温度异常故障进行防抖处理；
上报模块，用于在经防抖处理后确定所述IGBT温度异常故障为真的情况下，上报所述IGBT温度异常故障。
12.根据权利要求9所述的故障检测系统，其特征在于，所述确定模块用于在所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值中，存在至少两个超过预设阈值的持续时长超过预设时长的情况下，确定存在IGBT温度异常故障。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的故障检测系统，其特征在于，所述确定模块包括：
第一确定单元，用于在所述第一温度差值和所述第二温度差值均超过预设阈值的情况下，确定U相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；
第二确定单元，用于在所述第一温度差值和所述第三温度差值均超过预设阈值的情况下，确定V相IGBT模块的温度传感器存在异常故障；
第三确定单元，用于在所述第二温度差值和所述第三温度差值均超过预设阈值的情况下，确定W相IGBT模块的温度传感器存在异常故障。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的故障检测系统，其特征在于，所述温度传感器为NTC热敏电阻。
15.一种电机控制系统，其特征在于，所述电机控制系统的电机的U相连接有第一IGBT模块，所述电机的V相连接有第二IGBT模块，所述电机的W相连接有第三IGBT模块，所述电机控制系统包括：
控制模块，用于在确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行。
16.根据权利要求15所述的电机控制系统，其特征在于，包括权利要求9-14中任一项所述的故障检测系统；
所述控制模块用于在通过权利要求1-6中任一项所述的故障检测方法确定存在IGBT温度异常故障的情况下，控制所述电机降低额定功率运行。
17.一种车辆，其特征在于，包括权利要求15或16所述的电机控制系统。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113489424A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-10-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种电机控制器及其控制方法、装置、存储介质及处理器 |
| CN113933057A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-14 | 郑州嘉晨电器有限公司 | 一种永磁电机堵转检测方法及系统 |
| CN114670630A (zh) * | 2021-03-23 | 2022-06-28 | 北京新能源汽车股份有限公司 | Igbt模块过压的控制方法、装置及电动汽车 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103050944A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-04-17 | 深圳市航盛电子股份有限公司 | 一种电动汽车牵引电机控制器 |
| CN105785224A (zh) * | 2014-12-18 | 2016-07-20 | 国家电网公司 | 基于三相电压信号的电网故障识别方法以及系统 |
| CN205901692U (zh) * | 2016-08-10 | 2017-01-18 | 浙江云迪电气科技有限公司 | 一种具有igbt温度检测功能的电机控制器 |
| CN106896292A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-06-27 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种电机控制器温度采样回路故障检测方法及电路 |
| CN206931990U (zh) * | 2017-04-26 | 2018-01-26 | 上海力信电气技术有限公司 | Igbt并联的过温保护机构 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103050944A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-04-17 | 深圳市航盛电子股份有限公司 | 一种电动汽车牵引电机控制器 |
| CN105785224A (zh) * | 2014-12-18 | 2016-07-20 | 国家电网公司 | 基于三相电压信号的电网故障识别方法以及系统 |
| CN205901692U (zh) * | 2016-08-10 | 2017-01-18 | 浙江云迪电气科技有限公司 | 一种具有igbt温度检测功能的电机控制器 |
| CN206931990U (zh) * | 2017-04-26 | 2018-01-26 | 上海力信电气技术有限公司 | Igbt并联的过温保护机构 |
| CN106896292A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-06-27 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种电机控制器温度采样回路故障检测方法及电路 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114670630A (zh) * | 2021-03-23 | 2022-06-28 | 北京新能源汽车股份有限公司 | Igbt模块过压的控制方法、装置及电动汽车 |
| CN114670630B (zh) * | 2021-03-23 | 2024-03-15 | 北京新能源汽车股份有限公司 | Igbt模块过压的控制方法、装置及电动汽车 |
| CN113489424A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-10-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种电机控制器及其控制方法、装置、存储介质及处理器 |
| CN113933057A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-14 | 郑州嘉晨电器有限公司 | 一种永磁电机堵转检测方法及系统 |
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