CN112428830B - 直流母线电压采样回路的故障处理方法、装置和设备 - Google Patents
直流母线电压采样回路的故障处理方法、装置和设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112428830B CN112428830B CN201910724899.4A CN201910724899A CN112428830B CN 112428830 B CN112428830 B CN 112428830B CN 201910724899 A CN201910724899 A CN 201910724899A CN 112428830 B CN112428830 B CN 112428830B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bus voltage
- current bus
- direct
- direct current
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
- B60L2240/423—Torque
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
Abstract
本发明提供了一种直流母线电压采样回路的故障处理方法、装置和设备,涉及汽车技术领域。该方法包括:在直流母线电压采样回路故障的情况下,若与电池管理系统通讯连接,则获取动力电池的外部电压和第一荷电状态;根据所述外部电压和所述第一荷电状态,获取第一直流母线电压,并根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩;若与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号有效,则根据预设参数控制所述电机输出扭矩。本发明实施例在电机控制器与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号有效时,则根据预设参数控制所述电机输出扭矩,保证车辆基本的低速移动功能,同时为行车安全提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,具体涉及一种直流母线电压采样回路的故障处理方法、装置和设备。
背景技术
面对日趋严峻的能源与环境问题,节能与新能源汽车正成为研究的热点,大力发展节能与新能源汽车对于实现全球可持续发展、保护人类赖以生存的地球环境具有重要意义。目前,节能与新能源汽车得到高度重视,并将其定为战略性新兴产业之一。发展节能与新能源汽车,尤其是具有零污染、零排放的纯电动汽车,不仅对能源安全、环境保护具有重大意义,同时也是汽车领域今后发展的趋势。
与传统燃油车不同,纯电动汽车通过电机驱动车轮实现车辆行驶,电机作为纯电动汽车的核心部件对整车性能影响重大,其中PMSM(永磁同步电机,Permanent MagnetSynchronous Motor)由于具有高效率、高输出转矩、高功率密度以及良好的动态性能等优点,目前成为纯电动汽车驱动系统的主流。对于纯电动汽车中的永磁同步电机,当发生电机控制器直流母线电压采样回路故障后,均通过关闭控制器中电压型逆变器输出的方式进行故障处理,该种处理方式虽然能够有效的保障故障后驱动系统处于安全状态,但是对于车上人员的驾乘感受会产生较大的破坏,同时在一些特殊工况下会使车辆暴露在风险中(高速行驶过程中电机控制器突然关闭逆变器的输出,此时电机会产生较大的制动转矩,进而使车辆被追尾的风险增大)。
发明内容
本发明实施例提供了一种直流母线电压采样回路的故障处理方法、装置和设备,用以解决特殊工况下电机控制器突然关闭逆变器的输出,导致电机产生较大的制动转矩,增加车辆被追尾的风险的问题。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种直流母线电压采样回路的故障处理方法,应用于电机控制器,包括:
在直流母线电压采样回路故障的情况下,若与电池管理系统通讯连接,则获取动力电池的外部电压和第一荷电状态;
根据所述外部电压和所述第一荷电状态,获取第一直流母线电压,并根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩;
若与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号有效,则根据预设参数控制所述电机输出扭矩。
可选的,所述根据所述外部电压和所述第一荷电状态,获取第一直流母线电压的步骤,包括:
根据预设的荷电状态的最大荷电值和最小荷电值,将所述第一荷电状态限定在所述最大荷电值和最小荷电值之间,得到第二荷电状态;
对第一直流母线电压补偿系数和第二直流母线电压补偿系数进行加权求和,得到第三直流母线电压补偿系数,其中,所述第一直流母线电压补偿系数和第二直流母线电压补偿系数分别为预设的直流母线电压补偿系数的最小值和最大值,且所述第一直流母线电压补偿系数的权重与所述第二荷电状态负相关,所述第二直流母线电压补偿系数的权重与所述第二荷电状态正相关;
通过所述第三直流母线电压补偿系数,对所述外部电压进行修正,得到第一直流母线电压。
可选的,所述方法还包括:
若与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号无效,则关闭脉冲宽度调制PWM输出。
可选的,所述根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩之前,所述方法还包括:
根据所述直流母线电压采样回路故障之前的第二直流母线电压和所述第一直流母线电压,计算过渡期间内的从所述第二直流母线电压过渡到所述第一直流母线电压的过渡电压;
在所述过渡期间,根据所述过渡电压控制所述电机输出扭矩。
可选的,所述根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩的步骤,包括:
在所述过渡期间结束后,根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩。
可选的,所述预设参数包括:预设故障电压、预设输出功率和预设电机转速。
本发明实施例还提供了一种直流母线电压采样回路的故障处理装置,应用于电机控制器,包括:
第一获取模块,用于在直流母线电压采样回路故障的情况下,若与电池管理系统通讯连接,则获取动力电池的外部电压和第一荷电状态;
第一控制模块,用于根据所述外部电压和所述第一荷电状态,获取第一直流母线电压,并根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩;
第二控制模块,用于若与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号有效,则根据预设参数控制所述电机输出扭矩。
可选的,所述第一控制模块,包括:
第一处理单元,用于根据预设的荷电状态的最大荷电值和最小荷电值,将所述第一荷电状态限定在所述最大荷电值和最小荷电值之间,得到第二荷电状态;
第二处理单元,用于对第一直流母线电压补偿系数和第二直流母线电压补偿系数进行加权求和,得到第三直流母线电压补偿系数,其中,所述第一直流母线电压补偿系数和第二直流母线电压补偿系数分别为预设的直流母线电压补偿系数的最小值和最大值,且所述第一直流母线电压补偿系数的权重与所述第二荷电状态负相关,所述第二直流母线电压补偿系数的权重与所述第二荷电状态正相关;
第三处理单元,用于通过所述第三直流母线电压补偿系数,对所述外部电压进行修正,得到第一直流母线电压。
可选的,所述装置还包括:
处理模块,用于若与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号无效,则关闭脉冲宽度调制PWM输出。
可选的,所述装置还包括:
计算模块,用于根据所述直流母线电压采样回路故障之前的第二直流母线电压和所述第一直流母线电压,计算过渡期间内的从所述第二直流母线电压过渡到所述第一直流母线电压的过渡电压;
第三控制模块,用于在所述过渡期间,根据所述过渡电压控制所述电机输出扭矩。
可选的,所述第一控制模块,包括:
控制单元,用于在所述过渡期间结束后,根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩。
可选的,所述预设参数包括:预设故障电压、预设输出功率和预设电机转速。
本发明实施例还提供了一种直流母线电压采样回路的故障处理设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的直流母线电压采样回路的故障处理方法中的步骤。
与现有技术相比,本发明实施例提供的直流母线电压采样回路的故障处理方法、装置和设备,至少具有以下有益效果:
当发生电机控制器直流母线电压采样回路故障时,电机控制器则判断是否能够有效获取电池管理系统关于动力电池的相关信息,在能够获得相关信息的条件下利用电池管理系统关于动力电池外部电压、第一荷电状态作为参考,计算第一直流母线电压(即虚拟母线电压),并利用该电压完成相应的逻辑控制,从而实现在保证驱动系统稳定工作的前提下,一定程度上满足驾驶员驾驶需求的目的,使车辆的驾乘感受不因故障而被破坏。若电机控制器不能够有效获得电池管理系统通过CAN(控制器局域网络,Controller AreaNetwork)发出的动力电池相关信息(例如:发生通讯故障),则电机控制器将根据唤醒信号状态进行故障处理,当唤醒信号有效,考虑到此时车辆未处于下电状态,驾驶员对车辆还具有驾驶需求,因此出于安全方面的考虑,通过控制驱动电机输出转矩的方法保证车辆基本的低速移动功能,同时为行车安全提供保障。
附图说明
图1为本发明实施例提供的方法流程图;
图2为本发明实施例提供的控制系统结构示意图;
图3为本发明实施例提供的装置结构示意图。
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。在下面的描述中,提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此,本领域技术人员应该清楚,可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外,为了清楚和简洁,省略了对已知功能和构造的描述。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中,应理解,下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
目前,对于纯电动汽车中的永磁同步电机,目前主流的控制方法为矢量控制,通过电压型逆变器IGBT(绝缘栅双极型晶体管,Insulated Gate Bipolar Transistor)驱动电机工作。对于矢量控制,需要实时获得电压型逆变器两侧的直流电压(车辆直流母线电压),并利用该电压完成控制过程中电机工作点的调节,以保证驱动电机输出预期扭矩。考虑到直流母线电压值对于永磁同步电机矢量控制的重要性,因此纯电动汽车制造及研发机构均通过故障机制在无法获取该电压信息时进行相应的处理,来保证行车安全。当发生电机控制器直流母线电压采样回路故障后,均通过关闭控制器中电压型逆变器输出的方式进行故障处理,该种处理方式能够有效的保障故障后驱动系统处于安全状态,但是对于车上人员的驾乘感受会产生较大的破坏,同时在一些特殊工况下会使车辆暴露在风险中(如:高速行驶过程中电机控制器突然关闭逆变器的输出,此时电机会产生较大的制动转矩,进而使车辆被追尾的风险增大)。因此,本发明实施例提供了一种直流母线电压采样回路的故障处理方法、装置和设备,当发生电机控制器直流母线电压采样回路故障时,通过利用电池管理系统的相关信息实现了控制功能的冗余,在保证驱动系统(永磁同步电机、电机控制器等)及行车安全的前提下尽可能的满足驾驶员的驾驶需求,且不需要更改系统硬件,有效的改善了故障条件下车辆的驾乘感受。
具体的,如图1所示,本发明实施例提供了一种直流母线电压采样回路的故障处理方法,应用于电机控制器,包括:
步骤S11,在直流母线电压采样回路故障的情况下,若与电池管理系统通讯连接,则获取动力电池的外部电压和第一荷电状态。
步骤S12,根据所述外部电压和所述第一荷电状态,获取第一直流母线电压,并根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩。
步骤S13,若与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号有效,则根据预设参数控制所述电机输出扭矩。
其中,所述预设参数可以包括:预设故障电压、预设输出功率和预设电机转速。
如图2所示,所述直流母线电压采样回路的故障处理方法适用于控制系统,该控制系统包括电池管理系统、电机控制器和永磁同步电机,其中,电池管理系统可以通过硬线与电机控制器连接,且电池管理系统与电机控制器通过CAN(控制器局域网络,ControllerArea Network)总线连接,电机控制器与永磁同步电机连接,并且,电机控制器还可以获取加速踏板、制动踏板以及挡位信息。电池管理系统负责动力电池的管理以及整车的上、下电过程,并通过CAN总线与电池控制器进行信息交互,同时利用硬线通过唤醒信号控制着电机控制器的低压唤醒和下电休眠;电机控制器根据唤醒信号以及电池管理系统的指令完成对永磁同步电机的控制,其中,电机控制器独立采集车辆加速踏板、制动踏板以及挡位的状态信息,根据以上信息,电机控制器可以计算出驾驶员的需求扭矩,并利用预设参数对永磁同步电机实施控制,使其输出预期的扭矩(即电机输出扭矩),从而达到驱动车辆行驶的目的。控制系统中原有的整车控制器的功能被分解到了电池管理系统和电机控制器,具有高集成度,并降低了成本。
本发明的上述实施例,当发生电机控制器直流母线电压采样回路故障后,电机控制器则判断是否能够有效获取电池管理系统关于动力电池的相关信息,在能够获得相关信息的条件下利用电池管理系统关于动力电池外部电压、动力电池荷电状态作为参考,计算虚拟母线电压,并利用该电压完成相应的逻辑控制,从而实现在保证驱动系统稳定工作的前提下,一定程度上满足驾驶员驾驶需求的目的,使车辆的驾乘感受不因故障而被破坏。若电机控制器不能够有效获得电池管理系统通过CAN发出的动力电池相关信息(例如:发生通讯故障),则电机控制器将根据硬线唤醒信号状态进行故障处理,当唤醒信号有效,考虑到此时车辆未处于下电状态,驾驶员对车辆还具有驾驶需求,因此出于安全方面的考虑,通过限制驱动电机输出转矩以及最高转速的方法保证车辆基本的低速移动功能,同时为行车安全提供保障。
可选的,所述方法还可以包括:
若与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号无效,则关闭脉冲宽度调制PWM输出。
在步骤S11之前,首先进行直流母线电压采样回路故障判断,若未发生故障则直接结束,如果发生直流母线电压采样回路故障,则判断电机控制器与电池管理系统是否通讯丢失,之所以进行该条件的判断是考虑到正常状态下电池管理系统会向电机控制器发送动力电池外部电压等状态信息,动力电池外部电压与电机控制器内部检测到的直流母线电压非常接近,因此若电机控制器与电池管理系统之间的通讯正常,则电机控制器可以利用动力电池外部电压等信息继续控制永磁同步电机,并在一定程度上使永磁同步电机正常输出动力(即电机输出扭矩);若未发生通讯丢失故障,进入步骤S11中,采用“低动力输出限制”处理方法进行故障处理,在该控制模式下电机的动力输出将会轻度受限,即通过电机控制器获取的所述外部电压和所述第一荷电状态,获取第一直流母线电压,并根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩。
若检测到发生通讯丢失故障,则继续对电机控制器所接收到的唤醒信号有效性进行检测,电池管理系统控制着整车的上电与下电过程,其中在上电过程中,电池管理系统通过硬线发出唤醒信号对电机控制器进行唤醒,使其进入到工作状态,在下电过程中电池管理系统通过停止发送唤醒信号来控制电机控制器进入到休眠状态,若电机控制器在检测到唤醒信号为有效,则进入步骤S13,进行“高动力输出限制”的故障处理,即限制永磁同步电机的输出转矩以及最高转速,仅使车辆具备最基本的低速行驶能力,即电机控制器根据预设参数控制所述电机输出扭矩,即电机控制器在无法获得电池管理系统发送的CAN报文的情况下,如果电池管理系统的唤醒信号仍处于有效状态,则可以判断出整车不存在下电需求,此时电机控制器依然可以根据车辆加速踏板、制动踏板以及挡位状态控制永磁同步电机继续输出动力。
在电机控制器在检测到唤醒信号为无效后则关闭PWM(脉冲宽度调制,PulseWidth Modulation)输出,通过控制驱动永磁同步电机停止输出动力来保证行车安全,即进入到控制器下电流程,在完成相应的下电的控制后(如关闭逆变器的输出、数据存储等)进入到下电休眠状态。
可选的,所述步骤S12,具体可以包括:
根据预设的荷电状态的最大荷电值和最小荷电值,将所述第一荷电状态限定在所述最大荷电值和最小荷电值之间,得到第二荷电状态;
对第一直流母线电压补偿系数和第二直流母线电压补偿系数进行加权求和,得到第三直流母线电压补偿系数,其中,所述第一直流母线电压补偿系数和第二直流母线电压补偿系数分别为预设的直流母线电压补偿系数的最小值和最大值,且所述第一直流母线电压补偿系数的权重与所述第二荷电状态负相关,所述第二直流母线电压补偿系数的权重与所述第二荷电状态正相关;
通过所述第三直流母线电压补偿系数,对所述外部电压进行修正,得到第一直流母线电压。
其中,电机控制器首先需要根据直流母线电压修正永磁同步电机的电机输出扭矩的外特性曲线。不同电压条件下电机(即永磁同步电机)的外特性曲线不同,直流母线电压的下降会引起电机基速点前移以及动力输出(即电机输出扭矩)能力的下降。根据直流母线电压获得当前转速条件下驱动电机(即永磁同步电机)输出扭矩的最大值,在此基础上对计算得到的驾驶员需求扭矩进行限制得到最终的扭矩命令,防止由于需求扭矩过大造成控制过程中电机相电流过流故障的发生。除此之外,在永磁同步电机矢量控制过程中,直流母线电压还用于电机的高速弱磁控制、电流环调节过程中d、q轴电压命令的限制以及SVPWM(空间矢量脉宽调制,Space Vector Pulse Width Modulation)控制中U、V、W三相占空比信号的计算等。因此在发生直流母线电压采样回路故障的情况下,可以利用电池管理系统发送的动力电池外部电压来计算出一个虚拟的直流母线电压(即第一直流母线电压),并利用该电压将故障处理转化为虚拟直流母线电压的计算。虚拟直流母线电压需要比电机控制器实际采集到的直流母线电压低(保证动力输出稳定,避免发生非预期的相电流过流故障),利用比真实值低的虚拟直流母线电压进行控制会降低输出动力。
正常状态下直流母线为车辆中所有高压零部件供电,电机控制器实际检测到的直流母线电压会比动力电池外部电压低,能够有效保障行车及永磁同步电机安全,通过预留的电压余量来保障永磁同步电机采用虚拟直流母线电压执行控制逻辑过程中的稳定,防止由于电压余量不足而引发其它故障(如驱动电机三相电流过流故障)等。
步骤S12的具体实现方式如下:
电机控制器接收到的电池管理系统发送的第一荷电状态为SOC,在此基础上对其进行限制:
即,在SOCL等于SOCmax时,SOC大于SOCmax;当SOCL等于SOC时,SOC大于等于SOCmin且SOC小于等于SOCmax;在SOCL等于SOCmin时,SOC小于SOCmin。SOCL限制在[SOCmin,SOCmax]区间。
其中,SOCmax表示预设的荷电状态的最大荷电值;
SOCmin表示预设的荷电状态的最小荷电值;
SOCL表示第二荷电状态。
接下来利用第二荷电状态计算虚拟母线电压(即第一直流母线电压)。
其中,UVirtual表示虚拟母线电压;
UDC表示动力电池的外部电压;
KSOC表示第三直流母线电压补偿系数;
Kmin表示第一直流母线电压补偿系数;
Kmax表示第二直流母线电压补偿系数,其中0<Kmin<Kmax<1。
动力电池(即永磁同步电机)输出电压的稳定性与其荷电状态密切相关,在电池荷电状态较高时动力电池的输出电压波动受负载电流的变化较小,而在电池荷电状态较低时动力电池的输出电压波动受负载电流的变化则较大,为防止永磁同步电机在突然输出大功率的工况下,动力电池输出的实际电压被拉低的程度较大,进而影响永磁同步电机的稳定性,通过降低补偿系数来增加电压余量,从而达到提高故障状态下系统稳定性的目的。
以三元材料锂离子动力电池(目前装备纯电动汽车的主流动力电池)为例,SOCmax可取60%,SOCmin可取25%;Kmax可取为0.9,Kmin可取为0.8。
可选的,在步骤S12中,所述根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩之前,所述方法还可以包括:
根据所述直流母线电压采样回路故障之前的第二直流母线电压和所述第一直流母线电压,计算过渡期间内的从所述第二直流母线电压过渡到所述第一直流母线电压的过渡电压;
在所述过渡期间,根据所述过渡电压控制所述电机输出扭矩。
在所述过渡期间结束后,根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩。
由于虚拟母线电压较故障前真实的直流母线电压低,这种电压的突然降低在特定工况下(如高速工况)会影响车辆的动力输出,在驾驶过程中可表现为动力输出的不平顺,进而影响驾驶感受,因此在直流母线电压采样回路故障发生后加入过渡阶段,通过计算过渡期间内的从所述第二直流母线电压过渡到所述第一直流母线电压的过渡电压,来保证动力输出的平顺性,具体实现方式如下:
其中,Us表示从所述第二直流母线电压过渡到所述第一直流母线电压的过渡电压;
Ue表示直流母线电压采样回路故障之前的第二直流母线电压;
t表示时间;
T表示过渡周期。
在过渡周期T内,电机控制器将利用Us完成内部的控制逻辑,另外Us能够在0-T时间段内由所述第二直流母线电压过渡到所述第一直流母线电压,保证动力输出的平顺性。T可以为100ms,但是并不限定。
可选的,所述步骤S13中,在电机控制器发生直流母线电压采样回路故障并与电池管理系统的CAN通讯中断,即使电池管理系统的硬线唤醒信号有效,也认为车辆可能暴露在较大的安全风险中。采用“高动力输出限制”故障处理方式,通过限制动力输出,来实现在满足驾驶员基本移动车辆需求的前提下保证车辆系统的安全的目的。
“高动力输出限制”故障处理方法如下:
根据预定的严重故障电压Use(即预设故障电压,为预定的严重故障电压阈值)、永磁同步电机的最大输出功率P(即预设输出功率)、永磁同步电机最高转速V(即预设电机转速)控制所述电机输出扭矩。
其中,Use可以为100V,Use确定标准为:能够保证永磁同步电机输出一定动力使车辆具备基本移动能力,同时结合最大输出功率,避免在永磁同步电机输出动力过程中对动力电池造成不可逆损害;P可以为3千瓦,在该限制条件下,车辆永磁同步电机输出的动力能够满足车辆的基本移动能力;V可以为5km/h车速对应的电机转速值,保证车辆的基本移动功能。
本发明的上述实施例,当发生电机控制器直流母线电压采样回路故障后,电机控制器则判断是否能够有效获取电池管理系统关于动力电池的相关信息,在能够获得相关信息的条件下利用电池管理系统关于动力电池外部电压、动力电池荷电状态作为参考,计算虚拟母线电压,并利用该电压完成相应的逻辑控制,从而实现在保证驱动系统稳定工作的前提下,一定程度上满足驾驶员驾驶需求的目的,使车辆的驾乘感受不因故障而被破坏。若电机控制器不能够有效获得电池管理系统通过CAN发出的动力电池相关信息(例如:发生通讯故障),则电机控制器将根据硬线唤醒信号状态进行故障处理,当唤醒信号有效,考虑到此时车辆未处于下电状态,驾驶员对车辆还具有驾驶需求,因此出于安全方面的考虑,通过限制驱动电机输出转矩以及最高转速的方法保证车辆基本的低速移动功能,同时为行车安全提供保障。
如图3所示,本发明实施例还提供了一种直流母线电压采样回路的故障处理装置,应用于电机控制器,包括:
第一获取模块1,用于在直流母线电压采样回路故障的情况下,若与电池管理系统通讯连接,则获取动力电池的外部电压和第一荷电状态;
第一控制模块2,用于根据所述外部电压和所述第一荷电状态,获取第一直流母线电压,并根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩;
第二控制模块3,用于若与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号有效,则根据预设参数控制所述电机输出扭矩。
可选的,所述第一控制模块2,包括:
第一处理单元,用于根据预设的荷电状态的最大荷电值和最小荷电值,将所述第一荷电状态限定在所述最大荷电值和最小荷电值之间,得到第二荷电状态;
第二处理单元,用于对第一直流母线电压补偿系数和第二直流母线电压补偿系数进行加权求和,得到第三直流母线电压补偿系数,其中,所述第一直流母线电压补偿系数和第二直流母线电压补偿系数分别为预设的直流母线电压补偿系数的最小值和最大值,且所述第一直流母线电压补偿系数的权重与所述第二荷电状态负相关,所述第二直流母线电压补偿系数的权重与所述第二荷电状态正相关;
第三处理单元,用于通过所述第三直流母线电压补偿系数,对所述外部电压进行修正,得到第一直流母线电压。
可选的,所述装置还包括:
处理模块,用于若与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号无效,则关闭脉冲宽度调制PWM输出。
可选的,所述装置还包括:
计算模块,用于根据所述直流母线电压采样回路故障之前的第二直流母线电压和所述第一直流母线电压,计算过渡期间内的从所述第二直流母线电压过渡到所述第一直流母线电压的过渡电压;
第三控制模块,用于在所述过渡期间,根据所述过渡电压控制所述电机输出扭矩。
可选的,所述第一控制模块2,包括:
控制单元,用于在所述过渡期间结束后,根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩。
可选的,所述预设参数包括:预设故障电压、预设输出功率和预设电机转速。
需要说明的是,该装置的实施例是与上述方法的实施例相对应的装置,上述方法的实施例中的所有实现方式均适用于该装置的实施例中,也能达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种直流母线电压采样回路的故障处理设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一实施例所述的直流母线电压采样回路的故障处理方法中的步骤。
综上所述,本发明实施例中,当发生电机控制器直流母线电压采样回路故障后,电机控制器则判断是否能够有效获取电池管理系统关于动力电池的相关信息,在能够获得相关信息的条件下利用电池管理系统关于动力电池外部电压、动力电池荷电状态作为参考,计算虚拟母线电压,并利用该电压完成相应的逻辑控制,从而实现在保证驱动系统稳定工作的前提下,一定程度上满足驾驶员驾驶需求的目的,使车辆的驾乘感受不因故障而被破坏。若电机控制器不能够有效获得电池管理系统通过CAN发出的动力电池相关信息(例如:发生通讯故障),则电机控制器将根据硬线唤醒信号状态进行故障处理,当唤醒信号有效,考虑到此时车辆未处于下电状态,驾驶员对车辆还具有驾驶需求,因此出于安全方面的考虑,通过限制驱动电机输出转矩以及最高转速的方法保证车辆基本的低速移动功能,同时为行车安全提供保障。
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 (11)
1.一种直流母线电压采样回路的故障处理方法,应用于电机控制器,其特征在于,包括:
在直流母线电压采样回路故障的情况下,若与电池管理系统通讯连接,则获取动力电池的外部电压和第一荷电状态;
根据所述外部电压和所述第一荷电状态,获取第一直流母线电压,并根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩;
若与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号有效,则根据预设参数控制所述电机输出扭矩;
所述根据所述外部电压和所述第一荷电状态,获取第一直流母线电压的步骤,包括:
根据预设的荷电状态的最大荷电值和最小荷电值,将所述第一荷电状态限定在所述最大荷电值和最小荷电值之间,得到第二荷电状态;
对第一直流母线电压补偿系数和第二直流母线电压补偿系数进行加权求和,得到第三直流母线电压补偿系数,其中,所述第一直流母线电压补偿系数和第二直流母线电压补偿系数分别为预设的直流母线电压补偿系数的最小值和最大值,且所述第一直流母线电压补偿系数的权重与所述第二荷电状态负相关,所述第二直流母线电压补偿系数的权重与所述第二荷电状态正相关;
通过所述第三直流母线电压补偿系数,对所述外部电压进行修正,得到第一直流母线电压。
2.如权利要求1所述的直流母线电压采样回路的故障处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
若与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号无效,则关闭脉冲宽度调制PWM输出。
3.如权利要求1所述的直流母线电压采样回路的故障处理方法,其特征在于,所述根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩之前,所述方法还包括:
根据所述直流母线电压采样回路故障之前的第二直流母线电压和所述第一直流母线电压,计算过渡期间内的从所述第二直流母线电压过渡到所述第一直流母线电压的过渡电压;
在所述过渡期间,根据所述过渡电压控制所述电机输出扭矩。
4.如权利要求3所述的直流母线电压采样回路的故障处理方法,其特征在于,所述根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩的步骤,包括:
在所述过渡期间结束后,根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩。
5.如权利要求1所述的直流母线电压采样回路的故障处理方法,其特征在于,所述预设参数包括:预设故障电压、预设输出功率和预设电机转速。
6.一种直流母线电压采样回路的故障处理装置,应用于电机控制器,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于在直流母线电压采样回路故障的情况下,若与电池管理系统通讯连接,则获取动力电池的外部电压和第一荷电状态;
第一控制模块,用于根据所述外部电压和所述第一荷电状态,获取第一直流母线电压,并根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩;
第二控制模块,用于若与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号有效,则根据预设参数控制所述电机输出扭矩;
所述第一控制模块,包括:
第一处理单元,用于根据预设的荷电状态的最大荷电值和最小荷电值,将所述第一荷电状态限定在所述最大荷电值和最小荷电值之间,得到第二荷电状态;
第二处理单元,用于对第一直流母线电压补偿系数和第二直流母线电压补偿系数进行加权求和,得到第三直流母线电压补偿系数,其中,所述第一直流母线电压补偿系数和第二直流母线电压补偿系数分别为预设的直流母线电压补偿系数的最小值和最大值,且所述第一直流母线电压补偿系数的权重与所述第二荷电状态负相关,所述第二直流母线电压补偿系数的权重与所述第二荷电状态正相关;
第三处理单元,用于通过所述第三直流母线电压补偿系数,对所述外部电压进行修正,得到第一直流母线电压。
7.如权利要求6所述的直流母线电压采样回路的故障处理装置,其特征在于,所述装置还包括:
处理模块,用于若与所述电池管理系统通讯丢失,且接收到的唤醒信号无效,则关闭脉冲宽度调制PWM输出。
8.如权利要求6所述的直流母线电压采样回路的故障处理装置,其特征在于,所述装置还包括:
计算模块,用于根据所述直流母线电压采样回路故障之前的第二直流母线电压和所述第一直流母线电压,计算过渡期间内的从所述第二直流母线电压过渡到所述第一直流母线电压的过渡电压;
第三控制模块,用于在所述过渡期间,根据所述过渡电压控制所述电机输出扭矩。
9.如权利要求8所述的直流母线电压采样回路的故障处理装置,其特征在于,所述第一控制模块,包括:
控制单元,用于在所述过渡期间结束后,根据所述第一直流母线电压控制电机输出扭矩。
10.如权利要求6所述的直流母线电压采样回路的故障处理装置,其特征在于,所述预设参数包括:预设故障电压、预设输出功率和预设电机转速。
11.一种直流母线电压采样回路的故障处理设备,其特征在于,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任一项所述的直流母线电压采样回路的故障处理方法中的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910724899.4A CN112428830B (zh) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 直流母线电压采样回路的故障处理方法、装置和设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910724899.4A CN112428830B (zh) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 直流母线电压采样回路的故障处理方法、装置和设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112428830A CN112428830A (zh) | 2021-03-02 |
CN112428830B true CN112428830B (zh) | 2022-04-08 |
Family
ID=74689512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910724899.4A Active CN112428830B (zh) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 直流母线电压采样回路的故障处理方法、装置和设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112428830B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108445870B (zh) * | 2018-04-02 | 2021-06-22 | 精进电动科技股份有限公司 | 一种电机控制器绝缘监测电路 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9711778B2 (en) * | 2013-09-06 | 2017-07-18 | Johnson Controls Technology Company | Layered battery module system and method of assembly |
CN104659921B (zh) * | 2013-11-26 | 2018-09-21 | 北京科易动力科技有限公司 | 车用复合储能系统 |
CN107139726A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-09-08 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 采样回路的故障检测处理方法、装置、电机控制器及车辆 |
CN109159669B (zh) * | 2018-07-24 | 2021-08-06 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种电驱动系统的保护系统和方法 |
-
2019
- 2019-08-07 CN CN201910724899.4A patent/CN112428830B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112428830A (zh) | 2021-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110040038B (zh) | 一种氢-电混合燃料电池客车能量管理控制方法及系统 | |
CN110562256B (zh) | 一种氢能汽车扭矩管理系统的控制方法 | |
US11201567B2 (en) | Vehicle and control method thereof and system | |
WO2019227862A1 (zh) | 一种电梯救援方法、系统以及控制器 | |
CN112590759B (zh) | 一种混合动力汽车线控驱动与制动协调控制方法 | |
CN111619351B (zh) | 一种安全状态控制方法、装置及汽车 | |
CN107599889B (zh) | 一种倒车控制方法、装置及电动汽车 | |
CN107154755B (zh) | 大功率永磁同步电机制动能量回收装置及控制方法 | |
CN112428830B (zh) | 直流母线电压采样回路的故障处理方法、装置和设备 | |
CN113415166A (zh) | 一种增程式混合动力汽车上电、下电控制方法及系统 | |
WO2024040881A1 (zh) | 应用于竞赛级遥控模型车的线性刹车控制方法和装置 | |
CN112659919A (zh) | 一种电动汽车电机控制器上下电的控制策略 | |
CN113442737B (zh) | 一种双电机联合驱动系统的双电机控制系统及控制方法 | |
CN102765332B (zh) | 一种纯电动客车的控制系统及其控制方法 | |
WO2022057650A1 (zh) | 逆变器温度控制方法、系统、车辆及介质 | |
CN112564556B (zh) | 一种基于无刷直流电机三相电流的退弱磁制动装置及方法 | |
CN112606713A (zh) | 混合动力汽车的电机驱动与锂电池充电一体化方法 | |
CN113071378B (zh) | 一种动力系统多能源协同控制方法 | |
WO2023273580A1 (zh) | 车辆控制方法、装置及车辆 | |
CN109291913B (zh) | 一种混合动力汽车超速状态下的电压保护方法 | |
CN111016719B (zh) | 利用电动汽车的永不断电柔性不间断电源控制方法 | |
CN102902292B (zh) | 纯电动汽车直流高低压转换器的电压设定点的控制方法 | |
CN109291914B (zh) | 一种混合动力汽车的电压保护方法 | |
CN114148316B (zh) | 一种增程式电动客车发电控制方法及系统 | |
WO2018066624A1 (ja) | 電源システム制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |