CN112861254B - 电驱动桥变速箱油温的检测方法、电机的控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电驱动桥变速箱油温的检测方法，用于检测变速箱内的润滑油的油温，以润滑油的温度、环境温度、电机内各零件的温度及变速箱内各零件的温度为温度节点，根据各个温度节点之间的热传导关系创建变速箱热传导模型；获取电机当前的工况数据和当前的环境温度；将工况数据和当前的环境温度输入变速箱热传导模型中以得到变速箱的油温。通过变速箱热传导模型计算出变速箱油温值，无需增加硬件成本，能够降低电驱动桥的成本。相应的，本发明还提供了一种电驱动桥变速箱油温的检测系统、电机的控制方法及系统。电机的控制方法及系统能够通过变速箱的油温而调整电机功率，以免变速箱的油温进一步升高，继而影响电驱动桥的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种电驱动桥变速箱油温的检测方法、电机的控制方法及系统。
背景技术
目前新能源汽车动力总成的系统架构主要是采用结构紧凑的三合一电驱动桥，即电控装置、电机、变速箱通过共壳体、共水路等方式实现电驱动桥的高度集成。变速箱中很多零件的寿命曲线，如润滑油、油封等，都与其温度载荷和润滑油的油温有着十分紧密的联系，而且这些零件基本不会在电驱动桥的寿命周期内进行更换。因此油温是表征变速箱温度最直接的指标，如何能够长期精确且稳定地预测并控制变速箱的油温可以用于避免变速箱发生过温失效和提升零部件的寿命。相比于独立的电控装置、电机、变速箱，高度集成的电驱动桥更需要重点考察各零部件之间的温度场耦合,以及耦合的温度场是否会影响到各零件自身的热性能设计。因此电驱动桥的热性能设计和控制策略对于充分发挥电驱动桥的性能、保护零部件的安全和提升零件部的寿命等有着十分重要的意义。
在目前电驱动桥的热性能设计方案中，多数方案采用在电控装置和电机中布置温度传感器的方式，目的是实时监控关键零部件的温度，或基于此温度传感器用软件模拟其他零件的温度，如水道、电路板、转子等。这种方式可以较为精确的得到温度数据，并且电控装置可以在任一零部件温度超过对应阀值时主动降低功率输出，以达到保护零部件的作用。而对于多数仅采用一档减速的电驱动桥，其变速箱的体积和重量相比于内燃机变速箱要紧凑很多。因此多数一档变速箱通常不设置单独的冷却水路。另外，考虑到与电机温度场的高度耦合以及电驱动桥自身较高的峰值功率与持续功率，变速箱很可能在某些极限工况下达到一个比较高的温度，从而影响变速箱的性能和寿命。因此，预测并控制变速器的温度对于电驱动桥的性能有十分重要的意义。
对于如何精确且稳定地监测变速器油温，业内通常有以下方法：
1、与电控装置和电机一样采用内置的温度传感器。此种方法虽然可以精确地监测油温，但传感器走线的行程通常较长，且需要考虑到润滑油对传感器的化学腐蚀和温度冲击，因此该方案的成本十分高昂。
2、采用外置的温度传感器。此方法虽然降低了电驱动桥内部机械设计的难度，但整车复杂且严苛的工作环境给外置温度传感器的线束提出了很高的要求，因此这种方法同样存在成本高、可靠性低的缺点。
3、根据电机和电控装置已有的温度传感器和温度模型，通过在软件中搭建变速箱热模型的方法来预测变速器油温。此种方法不会增加硬件成本，但由于变速器的温度场十分复杂，因此该方案会对模型的精度和稳定性提出很高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电驱动桥变速箱油温的检测方法、电控系统、装置及存储介质，本发明的电驱动桥变速箱油温的检测方法通过搭建变速箱的温度模型来精确地预测变速箱内的油温，能够降低电驱动桥的成本。
为了达到上述目的，本发明提供了一种电驱动桥变速箱的油温检测方法，用于检测变速箱内的润滑油的油温，包括：
以所述润滑油的温度、环境温度、电机内各零件的温度及变速箱内各零件的温度为温度节点，根据各个所述温度节点之间的热传导关系创建变速箱热传导模型；
获取电机当前的工况数据和当前的环境温度；
将所述工况数据和当前的环境温度输入所述变速箱热传导模型中以得到所述变速箱的油温。
可选的，所述工况数据包括所述电机的转速和转矩。
可选的，所述电机内各零件的温度包括：转子的温度、定子的温度；
其中，所述转子的温度对应转子温度节点，所述定子的温度对应定子温度节点。
可选的，所述变速箱包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体扣合后形成空腔，所述空腔内设置有齿轮组和轴封；
以及，所述变速箱内各零件的温度包括：齿轮组的温度、轴封的温度、上壳体的温度和下壳体的温度；
其中，所述齿轮组的温度对应齿轮组温度节点，所述轴封的温度对应轴封温度节点，所述上壳体的温度对应上壳体温度节点，所述下壳体的温度对应下壳体温度节点。
可选的，所述定子与所述上壳体均与一散热水道相接，所述散热水道用于冷却所述定子与所述上壳体；
以及，所述变速箱内各零件的温度还包括散热水道的温度，所述散热水道的温度对应散热水道温度节点。
可选的，所述温度节点还包括：
第一损失温度节点，对应于所述轴封与所述转子摩擦产生的温度；
第二损失温度节点，对应于所述齿轮组内部互相摩擦产生的温度和所述润滑油与所述齿轮组摩擦产生的温度之和。
可选的，所述温度节点之间的热传导关系为：所述轴封温度节点、所述上壳体温度节点、所述下壳体温度节点、所述齿轮组温度节点和所述油温温度节点之间互相传热；所述定子温度节点向所述散热水道温度节点传热，所述散热水道温度节点向所述上壳体温度节点传热，所述第二损失温度节点向所述油温温度节点传热，所述第一损失温度节点和所述转子温度节点向所述轴封温度节点传热，所述环境温度节点向所述上壳体温度节点和所述下壳体温度节点传热。
可选的，所有所述温度节点之间传递的热量守恒。
此外，本发明提供了一种电机的控制方法，包括：
利用如所述的电驱动桥变速箱油温的检测方法获取变速箱的油温；
根据所述变速箱的油温调整电机的功率。
可选的，根据所述变速箱的油温调整所述电机的功率的步骤包括：
将所述变速箱的油温与一设定阈值进行对比，当所述变速箱的油温大于或等于所述设定阈值时，则降低所述电机降低功率，当所述变速箱的油温小于所述设定阈值时，则维持所述电机当前的功率。
可选的，根据所述变速箱的油温调整所述电机的功率之前，还包括：
判断所述变速箱的油温是否落入一设定的合理性区间，当所述变速箱的油温没有落入所述合理性区间内，将一预设的油温替代所述变速箱的油温。
可选的，根据所述变速箱的油温调整所述电机的功率之前，还包括：
判断所述变速箱的油温在单位时间内的变化量是否落入一设定的合理波动区间，当所述变化量没有落入所述合理波动区间内，将所述预设的油温替代所述变速箱的油温。
此外，本发明提供了一种电驱动桥变速箱的油温检测系统，包括：
工况数据获取模块，用于获取电机当前的工况数据；
环境温度获取模块，用于获取当前的环境温度；
温度计算模块，根据变速箱热传导模型、所述工况数据和所述当前的环境温度计算出所述变速箱的油温。
此外，本发明提供了一种电机的控制系统，包括：
所述的电驱动桥变速箱油温的检测系统，用于获取变速箱的油温；
控制模块，将所述变速箱的油温与一设定阈值进行对比，当所述变速箱的油温大于或等于所述设定阈值，则所述控制模块控制降低所述电机的功率，当所述变速箱的油温小于所述设定阈值，则所述控制模块控制维持所述电机的功率。
可选的，电机的控制系统还包括数据存档模块，所述数据存档模块用于记录所述变速箱的油温。
可选的，电机的控制系统还包括诊断模块，用于判断所述变速箱的油温是否落入一设定的合理性区间，当所述变速箱的油温没有落入所述合理性区间内，则所述诊断单元向所述控制模块输出一预设的油温以替代所述变速箱的油温，当所述变速箱的油温落入所述合理性区间内，则所述控制模块接收所述温度计算模块计算出的所述变速箱的油温。
可选的，所述诊断模块还用于判断所述变速箱的油温在单位时间内的变化量是否落入一设定的合理波动区间，当所述变化量没有落入所述合理波动区间内，则所述诊断单元向所述控制模块输出所述预设的油温以替代所述变速箱的油温，当所述变化量落入所述合理波动区间内，则所述控制模块接收所述温度计算模块计算出的所述变速箱的油温。
可选的，所述合理性区间和所述合理波动区间通过所述数据存档模块记录的变速箱的油温的历史记录推算得到。
在本发明提供的电驱动桥变速箱油温的检测方法中，通过所述变速箱热传导模型和所述电机的工况数据计算所述变速箱的油温。所述变速箱热传导模型中，考虑了环境温度、电机内各零件的温度及变速箱内各零件的温度热传导关系。以所述润滑油的温度、环境温度、电机内各零件的温度及变速箱内各零件的温度作为变速箱热传导模型计算的温度节点，建立完整的变速箱发热及散热路径。由此，提供了变速箱热传导模型的计算精度。向所述变速箱热传导模型输入电机的工况数据和当前的环境温度，便能够精确的计算出所述变速箱的油温。该方法无需在电驱动桥变速箱内增加温度传感器，能够降低电驱动桥的硬件成本，进而降低了电驱动桥的整体成本。
相应的，本发明还提供了一种电机的控制方法，利用如所述的电驱动桥变速箱油温的检测方法获取变速箱的油温；根据所述变速箱的油温调整电机的功率。在变速箱的油温超过阀值的情况时，主动降低电机的功率输出(也即降低扭矩和转速)，从而起到降低变速箱的油温，实现保护变速箱及电驱动桥的功能。可以提高所述电驱动桥的使用寿命。
相应的，本发明还提供了一种电驱动桥变速箱的油温检测系统，其中，工况数据获取模块用于获取电机当前的工况数据。环境温度获取模块用于获取当前的环境温度。温度计算模块根据变速箱热传导模型、所述工况数据和所述当前的环境温度计算出所述变速箱的油温。
相应的，本发明还提供了一种电机的控制系统，控制模块用于获取所述变速箱的油温，并将所述变速箱的油温与一设定阈值进行对比，通过所述变速箱的油温而调整所述电机功率，以免所述变速箱的油温进一步升高，继而影响电驱动桥的使用寿命。
此外，所述电机的控制系统还包括数据存档模块，用于记录所述变速箱的油温。所述电机的控制系统通过分析所述变速箱的油温的数据，对变速箱热传导模型进行进一步的优化。同时，还可以通过所述变速箱的油温的数据分析新能源汽车的驾驶员的驾驶习惯。
此外，所述电机的控制系统还包括诊断模块，用于判断所述变速箱的油温是否落入一设定的合理性区间，当所述变速箱的油温没有落入所述合理性区间内，则所述诊断单元向所述控制模块输出一预设的油温以替代所述变速箱的油温，当所述变速箱的油温落入所述合理性区间内，则所述控制模块接收所述温度计算模块计算出的所述变速箱的油温。进一步的，所述诊断模块还用于判断所述变速箱的油温在单位时间内的变化量是否落入一设定的合理波动区间，当所述变化量没有落入所述合理波动区间内，则所述诊断单元向所述控制模块输出所述预设的油温以替代所述变速箱的油温，当所述变化量落入所述合理波动区间内，则所述控制模块接收所述温度计算模块计算出的所述变速箱的油温。如此，使得变速箱热传导模型在计算出现谬误时仍能够一定程度上保证电驱动桥的性能输出，提高了变速箱热传导模型整体的精确性和稳定性。能够提升所述电驱动桥在整车正常行驶过程中的平稳性。
附图说明
图1为本发明实施例中的电驱动桥变速箱油温的检测方法的流程图；
图2为本发明实施例中的变速箱热传导模型中的温度节点的网络图；
图3为本发明实施例中的变速箱热传导模型的仿真测试结果图；
图4为本发明实施例中的电驱动桥的实车路谱的测试图；
图5为本发明实施例中的电机的控制方法的流程图；
图6为本发明实施例中的电机的控制系统的一种架构图；
图7为本发明实施例中的电机的控制系统的另一种架构图；
图8为本发明实施例中的电驱动桥的热测试图。
其中，附图标记如下：
n1-扭矩工况；m1-变速箱热传导模型输出的变速箱的油温；
t1-实测的变速箱的油温；P1-偏差曲线。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。
在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息乜可以被称为第信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当时”或“响应于确定”。
图1为本实施例中的电驱动桥变速箱油温的检测方法的流程图。如图1所示，所述电驱动桥变速箱的油温检测方法，用于检测变速箱内的润滑油的油温，所述电驱动桥变速箱的油温检测方法包括以下步骤：
步骤S101：以所述润滑油的温度、环境温度、电机内各零件的温度及变速箱内各零件的温度为温度节点，根据各个所述温度节点之间的热传导关系创建变速箱热传导模型。
步骤S102：获取电机当前的工况数据和当前的环境温度；在本实施中，所述工况数据包括所述电机的转速和转矩。
步骤S103：将所述工况数据和当前的环境温度输入所述变速箱热传导模型中以得到所述变速箱的油温。
应知道，在本实例中的电驱动桥为一个三合一电驱动桥，用于驱动新能源汽车。所述三合一电驱动桥包括电机、变速箱和电机控制器。所述电机的输出轴通过变速箱换减速或换向后驱动所述新能源汽车的驱动轴。所述变速箱包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体扣合后形成空腔，齿轮组位于所述空腔内。润滑油将所述齿轮组浸润，用以保护所述齿轮组。轴封位于于电机转子和变速箱的连接处，用于防止变速箱中的润滑油进入电机腔体。
变速箱散热的主要途径之一是通过壳体与周围空气换热，所述电驱动桥周围的空气温度变化受电驱动桥安装位置(例如前驱或后驱)的影响。因此，电驱动桥所处的环境温度会影响所述电驱动桥的热场。此外，变速箱的热场与电机的热场存在耦合关系，因此，计算变速箱的油温时考虑所述电机的温度和所述环境温度作为输入。
基于此，在本发明的变速箱热传导模型中，考虑了环境温度、电机内各零件的温度及变速箱内各零件的温度热传导关系。以所述润滑油的温度、环境温度、电机内各零件的温度及变速箱内各零件的温度作为变速箱热传导模型计算的温度节点，建立完整的变速箱发热及散热路径。由此，提供了变速箱热传导模型的计算精度。向所述变速箱热传导模型输入电机的工况数据和当前的环境温度，便能够精确的计算出所述变速箱的油温。该方法无需在电驱动桥变速箱内增加温度传感器，能够降低电驱动桥的硬件成本，进而降低了电驱动桥的整体成本。
进一步的，所述电机内各零件的温度包括转子的温度、定子的温度。其中，所述转子的温度对应所述变速箱热传导模型中的转子温度节点，所述定子的温度对应所述变速箱热传导模型中的定子温度节。
进一步的，所变速箱内各零件的温度包括齿轮组的温度、上壳体的温度和下壳体的温度。其中，所述齿轮组的温度对应所述变速箱热传导模型中的齿轮组温度节点，所述轴封的温度对应所述变速箱热传导模型中的轴封温度节点，所述上壳体的温度对应所述变速箱热传导模型中的上壳体温度节点，所述下壳体的温度对应所述变速箱热传导模型中的下壳体温度节点。
在本实施例中，为了提高电驱动桥的散热性能，所述电驱动桥还设置有若干散热水道，用于冷却变速箱和电机。基于此，所述定子与所述上壳体均与一散热水道相接，所述散热水道用于冷却所述定子与所述上壳体。
进一步的，所述上壳体的温度还包括散热水道的温度，所述散热水道的温度对应所述变速箱热传导模型中的散热水道温度节点。
进一步的，所述温度节点还包括第一损失温度节点和第二损失温度节点。其中，所述轴封与所述转子摩擦产生的温度为第一损失温度；所述齿轮组内部互相摩擦产生的温度和所述润滑油与所述齿轮组摩擦产生的温度之和为第二损失温度。所述第一损失温度对应所述变速箱热传导模型中的第一损失温度节点，所述第二损失温度对应所述变速箱热传导模型中的第二损失温度节点。
图2为本实施例中的变速箱热传导模型中的温度节点的网络图。如图2所示，所示变速箱热传导模型中的温度节点之间的热传导关系为：所述轴封温度节点、所述上壳体温度节点、所述下壳体温度节点、所述齿轮组温度节点和所述油温温度节点之间互相传热。所述定子温度节点向所述散热水道温度节点传热，所述散热水道温度节点向所述上壳体温度节点传热，所述第二损失温度节点向所述油温温度节点传热，所述第一损失温度节点和所述转子温度节点向所述轴封温度节点传热，所述环境温度节点向所述上壳体温度节点和所述下壳体温度节点传热。
应知道，变速箱热传导模型中的核心温度节点为轴封温度节点、上壳体温度节点、下壳体温度节点、齿轮组温度节点和油温温度节点，所述核心节点之间双向传热，使得所述核心温度节点之间的温度互相耦合，也即所述温度节点之间的热场彼此影响。变速箱热传导模型中的边界温度节点为定子温度节点、散热水道温度节点、第二损失温度节点、第一损失温度节点、转子温度节点和环境温度节点。边界温度节点只作为变速箱热传导模型的温度边界，边界温度节点自身温度不受变速箱热传导模型温度的影响，即边界温度节点向变速箱热传导模型内的其它温度节点单向传热。应知道，所述各个温度节点之间传递的热量守恒。
发明人对变速箱热传导模型进行标定后，变速箱热传导模型的精度在仿真和实测中都得到了充分的验证。
图3为本实施例中的变速箱热传导模型的仿真测试结果图。如图3所示，在仿真测试中，扭矩工况n1用来表征电机的功率，电机的功率越大，则转速和转矩的乘积越大，相应的，扭矩工况n1的值也越大。图3中无论是在复杂的变扭矩工况n1(扭矩变化频繁)下还是长时间的恒定扭矩工况n1下，变速箱热传导模型输出的变速箱的油温m1与实测的变速箱的油温t1均保持了较高的跟随性。变速箱热传导模型输出的变速箱的油温m1与实测的变速箱的油温t1之间的偏差如偏差曲线p1。由图3我们可以看出最大短时偏差在±5℃左右。由此可见，变速箱热传导模型具有较高的精度。
图4为本发明实施例中的电驱动桥的实车路谱的测试图。在一个电驱动桥采用本实施例中的电驱动桥变速箱的温度检测方法，所述电驱动桥装载在一辆新能源汽车。对所述新能源汽车进行实车路谱的测试。所述新能源汽车电机的控制系统中计算得到的油温为变速箱热传导模型输出的油温m1。如图4所示，变速箱热传导模型输出的油温m1与实测的变速箱的油温t1即使在长时间复杂的变速变扭的实车路谱中，变速箱热传导模型输出的变速箱的油温m1与实测的变速箱的油温t1均保持了较高的跟随性。变速箱热传导模型的精度可以维持在±2～5℃左右。由此可见，变速箱热传导模型的表现十分优秀。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种电驱动桥变速箱的油温检测系统，包括：
工况数据获取模块，用于获取电机当前的工况数据；
环境温度获取模块，用于获取当前的环境温度；
温度计算模块，根据变速箱热传导模型、所述工况数据和所述当前的环境温度计算出所述变速箱的油温。
其中，所述环境温度获取模块可以是一个布置在电驱动桥周围的温度检测传感器。用于检测电驱动桥周围的大气温度。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种电机的控制方法。
图5为本实施例中的电机的控制方法的流程图。如图5所示，所述电机的控制方法的步骤包括：
步骤S201：利用如所述的电驱动桥变速箱油温的检测方法获取变速箱的油温；
步骤S202：根据所述变速箱的油温调整电机的功率。
进一步的，根据所述油温调整所述电机的功率的步骤包括：
将所述油温与一设定阈值进行对比，当所述油温大于或等于所述设定阈值时，则降低所述电机降低功率，当所述油温小于所述设定阈值时，则维持所述电机当前的功率。
在本发明的电机的控制方法中，变速箱的油温超过阀值的情况时，主动降低电机的功率输出(也即降低扭矩和转速)，从而起到降低变速箱的油温，实现保护变速箱及电驱动桥的功能。可以提高所述电驱动桥的使用寿命。
可选的，在根据所述变速箱的油温调整所述电机的功率之前，还包括：判断所述变速箱的油温是否落入一设定的合理性区间，当所述变速箱的油温没有落入所述合理性区间内，将一预设的油温替代所述变速箱的油温。
进一步的，根据所述变速箱的油温调整所述电机的功率之前，还包括：
判断所述变速箱的油温在单位时间内的变化量是否落入一设定的合理波动区间，当所述变化量没有落入所述合理波动区间内，将所述预设的油温替代所述变速箱的油温。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种电机的控制系统。
图6为本实施例中的电机的控制系统的一种架构图。如图6所示，所述一种电机的控制系统，包括：
利用所述的电驱动桥变速箱油温的检测系统获取变速箱的油温；
控制模块，将所述变速箱的油温与一设定的阈值进行对比，当所述变速箱的油温大于或等于所述设定阈值，则所述控制模块控制所述电机降低功率，当所述变速箱的油温小于所述设定阈值，则所述控制模块控制所述电机维持当前功率。
应知道，在本实例中，电驱动桥变速箱油温的检测系统可以是电机的控制系统的一个子系统。电驱动桥变速箱油温的检测系统的温度计算模块将计算出的变速箱的油温输送至控制模块。
应知道，电机的功率越大，则转速与转矩也会越高，电驱动桥的产热量也越大，变速箱的油温也会越高。因此，电机的控制系统通过所述变速箱的油温而调整所述电机功率，以免所述变速箱的油温进一步升高，继而影响电驱动桥的使用寿命。
进一步的，所述电机的控制系统还包括数据存档模块，所述数据存档模块用于记录所述变速箱的油温。如此，所述电机的控制系统通过分析所述变速箱的油温的数据，对变速箱热传导模型进行进一步的优化。同时，还可以通过所述变速箱的油温的数据分析新能源汽车的驾驶员的驾驶习惯。
图7为本实施例中的电机的控制系统的另一种架构图。如图7所示，所述电机的控制系统还包括诊断模块，用于判断所述变速箱的油温是否落入一设定的合理性区间，当所述变速箱的油温没有落入所述合理性区间内，则所述诊断单元向所述控制模块输出一预设的油温以替代所述变速箱的油温，当所述变速箱的油温落入所述合理性区间内，则所述控制模块接收所述温度计算模块计算出的所述变速箱的油温。更优的，所述诊断模块还用于判断所述变速箱的油温在单位时间内的变化量是否落入一设定的合理波动区间，当所述变化量没有落入所述合理波动区间内，则所述诊断单元向所述控制模块输出所述预设的油温以替代所述变速箱的油温，当所述变化量落入所述合理波动区间内，则所述控制模块接收所述温度计算模块计算出的所述变速箱的油温。如此，使得变速箱热传导模型在计算出现谬误时仍能够一定程度上保证电驱动桥的性能输出，提高了变速箱热传导模型整体的精确性和稳定性，进而提升了所述电驱动桥在整车行驶状态下的平稳性。
可选的，所述合理性区间和所述合理波动区间通过所述数据存档模块记录的变速箱的油温的历史记录推算得到。应知道，所述合理性区间和所述合理波动区间还可以依据本领域技术人员的经验设定，在此不做过多限制。
图8为本实施例中的电驱动桥的热测试图。如图8所示，将装载有所述电机的控制系统的电驱动桥装载在一辆新能源汽车，在极限温度载荷对电驱动桥进行热测试。根据以上仿真与测试结果可以看出，在各种扭矩工况n1下，采用变速箱热传导模型的电机的控制系统对变速箱的油温的计算精度基本可以稳定地保持在±2～5℃。同时，所述电机的控制系统还能够在变速箱的油温超过阀值的情况下主动降低电驱动桥的功率输出(也即降低扭矩)，从而起到降低变速箱的油温，实现保护变速箱及电驱动桥的功能。可以提高所述电驱动桥的使用寿命。对开发新能源汽车的三合一电驱动桥动力系统具有十分积极的意义。
综上可知，采用变速箱热传导模型的电机的控制系统可以稳定工作，并在油温超过阀值时，控制模块可以即时地降低电机的输出功率，并在很短的时间内稳定油温，从而起到保护变速箱内部零件的作用。可以看出本实施例中变速箱热传导模型的精度和稳定性已经完全满足了实际需求，
基于同样的发明思路，本发明还提供了一种终端，所述终端包括：
一个或多个执行器以及存储器，用于存储一个或多个程序。当所述一个或多个程序被所述一个或多个执行器执行，使得所述一个或多个执行器实现如所述电机的控制方法。上述执行器中可包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序。内核可以设置一个或以上。上述存储器可能包括存储介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
基于同样的发明思路，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被执行器执行时实现所述电机的控制方法。而所述存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上所述，本发明实施例中提供了一种电驱动桥变速箱油温的检测方法，用于检测变速箱内的润滑油的油温，所述电驱动桥变速箱的油温检测方法包括：以所述润滑油的温度、环境温度、电机内各零件的温度及变速箱内各零件的温度为温度节点，根据各个所述温度节点之间的热传导关系创建变速箱热传导模型；获取电机当前的工况数据和当前的环境温度；在本实施中，所述工况数据包括所述电机的转速和转矩；将所述工况数据和当前的环境温度输入所述变速箱热传导模型中以得到所述变速箱的油温。本发明的变速箱热传导模型中，考虑了环境温度、电机内各零件的温度及变速箱内各零件的温度热传导关系。以所述润滑油的温度、环境温度、电机内各零件的温度及变速箱内各零件的温度作为变速箱热传导模型计算的温度节点，建立完整的变速箱发热及散热路径。由此，提供了变速箱热传导模型的计算精度。向所述变速箱热传导模型输入电机的工况数据和当前的环境温度，便能够精确的计算出所述变速箱的油温。该方法无需在电驱动桥变速箱内增加温度传感器，能够降低电驱动桥的硬件成本，进而降低了电驱动桥的整体成本。相应的，本发明还提供了一种电机的控制方法，利用如所述的电驱动桥变速箱油温的检测方法获取变速箱的油温；根据所述变速箱的油温调整电机的功率。在变速箱的油温超过阀值的情况时，主动降低电机的功率输出(也即降低扭矩和转速)，从而起到降低变速箱的油温，实现保护变速箱及电驱动桥的功能。可以提高所述电驱动桥的使用寿命。相应的，本发明还提供了一种电驱动桥变速箱的油温检测系统，其中，工况数据获取模块用于获取电机当前的工况数据。环境温度获取模块用于获取当前的环境温度。温度计算模块根据变速箱热传导模型、所述工况数据和所述当前的环境温度计算出所述变速箱的油温。相应的，本发明还提供了一种电机的控制系统，控制模块用于获取所述变速箱的油温，并将所述变速箱的油温与一设定阈值进行对比，通过所述变速箱的油温而调整所述电机功率，以免所述变速箱的油温进一步升高，继而影响电驱动桥的使用寿命。此外，所述电机的控制系统还包括数据存档模块，用于记录所述变速箱的油温。所述电机的控制系统通过分析所述变速箱的油温的数据，对变速箱热传导模型进行进一步的优化。同时，还可以通过所述变速箱的油温的数据分析新能源汽车的驾驶员的驾驶习惯。此外，所述电机的控制系统还包括诊断模块，用于判断所述变速箱的油温是否落入一设定的合理性区间，当所述变速箱的油温没有落入所述合理性区间内，则所述诊断单元向所述控制模块输出一预设的油温以替代所述变速箱的油温，当所述变速箱的油温落入所述合理性区间内，则所述控制模块接收所述温度计算模块计算出的所述变速箱的油温。进一步的，所述诊断模块还用于判断所述变速箱的油温在单位时间内的变化量是否落入一设定的合理波动区间，当所述变化量没有落入所述合理波动区间内，则所述诊断单元向所述控制模块输出所述预设的油温以替代所述变速箱的油温，当所述变化量落入所述合理波动区间内，则所述控制模块接收所述温度计算模块计算出的所述变速箱的油温。如此，使得变速箱热传导模型在计算出现谬误时仍能够一定程度上保证电驱动桥的性能输出，提高了变速箱热传导模型整体的精确性和稳定性。能够提升所述电驱动桥的平稳性。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种电驱动桥变速箱的油温检测方法，用于检测变速箱内的润滑油的油温，其特征在于，包括：
以所述润滑油的温度、环境温度、电机内各零件的温度及变速箱内各零件的温度为温度节点，根据各个所述温度节点之间的热传导关系创建变速箱热传导模型；
其中，所述电机内各零件的温度包括：转子的温度、定子的温度；所述变速箱包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体扣合后形成空腔，所述空腔内设置有齿轮组和轴封；所述变速箱内各零件的温度包括：齿轮组的温度、轴封的温度、上壳体的温度和下壳体的温度；
所述变速箱热传导模型包括：转子温度节点、定子温度节点、齿轮组温度节点、上壳体温度节点、下壳体温度节点、轴封温度节点、油温温度节点和环境温度节点；
所述转子的温度对应所述转子温度节点，所述定子的温度对应所述定子温度节点；所述齿轮组的温度对应所述齿轮组温度节点，所述轴封的温度对应所述轴封温度节点，所述上壳体的温度对应所述上壳体温度节点，所述下壳体的温度对应所述下壳体温度节点；所述润滑油的温度对应所述油温温度节点；所述环境温度对应所述环境温度节点；
所述温度节点之间的热传导关系包括：所述上壳体温度节点、所述下壳体温度节点、所述齿轮组温度节点和所述油温温度节点之间互相传热；所述轴封温度节点、所述上壳体温度节点和所述齿轮组温度节点之间互相传热；所述环境温度节点向所述上壳体温度节点和所述下壳体温度节点传热；
获取电机当前的工况数据和当前的环境温度；
将所述工况数据和当前的环境温度输入所述变速箱热传导模型中以得到所述变速箱的油温。
2.如权利要求1所述的电驱动桥变速箱油温的检测方法，其特征在于，所述工况数据包括所述电机的转速和转矩。
3.如权利要求1所述的电驱动桥变速箱油温的检测方法，其特征在于，所述定子与所述上壳体均与一散热水道相接，所述散热水道用于冷却所述定子与所述上壳体；
以及，所述变速箱内各零件的温度还包括散热水道的温度，所述散热水道的温度对应散热水道温度节点。
4.如权利要求3所述的电驱动桥变速箱油温的检测方法，其特征在于，所述温度节点还包括：
第一损失温度节点，对应于所述轴封与所述转子摩擦产生的温度；
第二损失温度节点，对应于所述齿轮组内部互相摩擦产生的温度和所述润滑油与所述齿轮组摩擦产生的温度之和。
5.如权利要求4所述的电驱动桥变速箱油温的检测方法，其特征在于，所述温度节点之间的热传导关系还包括：所述散热水道温度节点向所述上壳体温度节点传热，所述第二损失温度节点向所述油温温度节点传热，所述第一损失温度节点和所述转子温度节点向所述轴封温度节点传热。
6.如权利要求1所述的电驱动桥变速箱油温的检测方法，其特征在于，所有所述温度节点之间传递的热量守恒。
7.一种电机的控制方法，其特征在于，包括：
利用如权利要求1-6中任一项所述的电驱动桥变速箱油温的检测方法获取变速箱的油温；
根据所述变速箱的油温调整电机的功率。
8.如权利要求7所述的电机的控制方法，其特征在于，根据所述变速箱的油温调整所述电机的功率的步骤包括：
将所述变速箱的油温与一设定阈值进行对比，当所述变速箱的油温大于或等于所述设定阈值时，则降低所述电机降低功率，当所述变速箱的油温小于所述设定阈值时，则维持所述电机当前的功率。
9.如权利要求7所述的电机的控制方法，其特征在于，根据所述变速箱的油温调整所述电机的功率之前，还包括：
判断所述变速箱的油温是否落入一设定的合理性区间，当所述变速箱的油温没有落入所述合理性区间内，将一预设的油温替代所述变速箱的油温。
10.如权利要求9所述的电机的控制方法，其特征在于，根据所述变速箱的油温调整所述电机的功率之前，还包括：
判断所述变速箱的油温在单位时间内的变化量是否落入一设定的合理波动区间，当所述变化量没有落入所述合理波动区间内，将所述预设的油温替代所述变速箱的油温。
11.一种电驱动桥变速箱的油温检测系统，其特征在于，包括：
工况数据获取模块，用于获取电机当前的工况数据；
环境温度获取模块，用于获取当前的环境温度；
温度计算模块，根据变速箱热传导模型、所述工况数据和所述当前的环境温度计算出所述变速箱的油温；
其中，以润滑油的温度、环境温度、电机内各零件的温度及变速箱内各零件的温度为温度节点，根据各个所述温度节点之间的热传导关系创建所述变速箱热传导模型；
其中，所述电机内各零件的温度包括：转子的温度、定子的温度；所述变速箱包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体扣合后形成空腔，所述空腔内设置有齿轮组和轴封；所述变速箱内各零件的温度包括：齿轮组的温度、轴封的温度、上壳体的温度和下壳体的温度；
所述变速箱热传导模型包括：转子温度节点、定子温度节点、齿轮组温度节点、上壳体温度节点、下壳体温度节点、轴封温度节点、油温温度节点和环境温度节点；
所述转子的温度对应所述转子温度节点，所述定子的温度对应所述定子温度节点；所述齿轮组的温度对应所述齿轮组温度节点，所述轴封的温度对应所述轴封温度节点，所述上壳体的温度对应所述上壳体温度节点，所述下壳体的温度对应所述下壳体温度节点；所述润滑油的温度对应所述油温温度节点；所述环境温度对应所述环境温度节点；
所述温度节点之间的热传导关系包括：所述上壳体温度节点、所述下壳体温度节点、所述齿轮组温度节点和所述油温温度节点之间互相传热；所述轴封温度节点、所述上壳体温度节点和所述齿轮组温度节点之间互相传热；所述环境温度节点向所述上壳体温度节点和所述下壳体温度节点传热。
12.一种电机的控制系统，其特征在于，包括：
如权利要求11所述的电驱动桥变速箱油温的检测系统，用于获取变速箱的油温；
控制模块，将所述变速箱的油温与一设定阈值进行对比，当所述变速箱的油温大于或等于所述设定阈值，则所述控制模块控制降低所述电机的功率，当所述变速箱的油温小于所述设定阈值，则所述控制模块控制维持所述电机的功率。
13.如权利要求12所述的电机的控制系统，其特征在于，还包括数据存档模块，所述数据存档模块用于记录所述变速箱的油温。
14.如权利要求13所述的电机的控制系统，其特征在于，还包括诊断模块，用于判断所述变速箱的油温是否落入一设定的合理性区间，当所述变速箱的油温没有落入所述合理性区间内，则所述诊断模块向所述控制模块输出一预设的油温以替代所述变速箱的油温，当所述变速箱的油温落入所述合理性区间内，则所述控制模块接收所述温度计算模块计算出的所述变速箱的油温。
15.如权利要求14所述的电机的控制系统，其特征在于，所述诊断模块还用于判断所述变速箱的油温在单位时间内的变化量是否落入一设定的合理波动区间，当所述变化量没有落入所述合理波动区间内，则所述诊断模块向所述控制模块输出所述预设的油温以替代所述变速箱的油温，当所述变化量落入所述合理波动区间内，则所述控制模块接收所述温度计算模块计算出的所述变速箱的油温。
16.如权利要求15所述的电机的控制系统，其特征在于，所述合理性区间和所述合理波动区间通过所述数据存档模块记录的变速箱的油温的历史记录推算得到。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |