CN113190991A - 电驱动桥的轴承温度检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电驱动桥的轴承温度检测方法，包括以下步骤：根据所述电驱动桥内部的热传递关系创建轴承温度模型，所述轴承温度模型中包括多个温度节点；获取待检测轴承的位置，并根据所述待检测轴承的位置确定需要屏蔽的温度节点；在所述轴承温度模型中屏蔽所述需要屏蔽的温度节点，以更新所述轴承温度模型；获取所述电驱动桥当前的工况数据；将所述工况数据输入到所述轴承温度模型中以得到所述待检测轴承的温度。减少轴承温度模型的温度节点的数量，达到了简化待检测轴承相应的轴承温度模型的作用，降低轴承温度模型的复杂程度。因此，本发明提供的电驱动桥的轴承温度检测方法能够精确的计算出不同位置的轴承的温度。
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的轴承温度检测方法及系统。
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，即电控器、电机、变速箱通过共壳体、共水道等方式实现电驱动桥的高度集成。
相比于独立的电控器、电机和变速箱，高度集成的电驱动桥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设计。因此在复杂温度场下通过温度模型计算并监控关键零部件的温度对于电驱动桥的热安全和寿命提升等有着十分重要的意义。
轴承作为电驱动桥的核心零件之一，其稳定性和寿命对于电驱动桥的工作寿命有着关键的作用，其中轴承的工作温度对于其寿命有着显著的影响。温度对轴承的影响主要有以下几个方面：一方面，轴承的绝对温度过高会导致轴承滚珠之间的油脂过快老化，进而导致摩擦增大，最终导致滚珠过热失效；另一方面，轴承的绝对温度过高会导致轴承钢材的软化，从而降低了轴承的工作寿命；第三方面，通常轴承内圈的温度高于外圈，如果内外圈的温差过大，由于热胀冷缩程度的不同，会导致内圈和外圈之间的游隙过小，使轴承转动困难，导致滚珠和内外圈的磨损增加，从而降低了轴承的寿命。
相比内燃机，电驱动桥要求轴承长时间在更高转速下工作，而轴承自身的发热又与转速呈明显的正相关性，因此从轴承自身发热的角度上，电驱动桥的轴承发热更大，温度更高；另外，由于电驱动桥在机械结构上的高度集成，不同位置的轴承处于不同且复杂温度场中，因此轴承附近复杂的温度边界会导致轴承绝对温度的升高或者内外圈温差的增大。
基于以上的问题，如何实时监控不同位置轴承的温度变化为业内所追求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电驱动桥的轴承温度检测方法及系统，能够降低轴承温度模型的复杂程度，并计算出不同位置的轴承的温度。
为了达到上述目的，本发明提供了一种电驱动桥的轴承温度检测方法及系统，包括：
根据所述电驱动桥内部的热传递关系创建轴承温度模型，所述轴承温度模型中包括多个温度节点；
获取待检测轴承的位置，并根据所述待检测轴承的位置确定需要屏蔽的温度节点；
在所述轴承温度模型中屏蔽所述需要屏蔽的温度节点，以更新所述轴承温度模型；
获取所述电驱动桥当前的工况数据；
将所述工况数据输入到所述轴承温度模型中以得到所述待检测轴承的温度。
可选的，所述需要屏蔽的温度节点为与所述待检测轴承的位置的距离大于一设定值的所有温度节点中的至少一个。
可选的，所述电驱动桥中的所述待检测轴承至少具有两个，两个所述待检测轴承对应的轴承温度模型不同。
可选的，所述电驱动桥包括电机、水道、变速箱和壳体，所述待检测轴承包括第一轴承和第二轴承；
所述电机的定子固定于所述壳体，所述电机的转子的尾端通过所述第一轴承与所述壳体相连，所述电机的转子的输出端通过所述第二轴承与所述变速箱及所述壳体相连，所述变速箱的内腔容置有润滑油，所述水道与所述壳体相连，用于冷却所述壳体；
以及，所述轴承温度模型中的温度节点至少包括：壳体温度节点、水道温度节点、定子温度节点、转子温度节点和润滑油温度节点、轴承损耗温度节点、内圈温度节点、外圈温度节点和滚珠温度节点。
可选的，所述电驱动桥内部的热传递关系为所述轴承损耗温度节点向所述内圈温度节点和外圈温度节点传递热量，所述壳体温度节点向所述外圈温度节点传递热量，所述水道温度节点和所述定子温度节点向所述壳体温度节点传递热量，所述转子温度节点向所述内圈温度节点传递热量，所述润滑油温度节点向所述内圈温度节点传递热量。
可选的，将所述轴承温度模型中的温度节点划分为第一节点集、第二节点集、第三节点集和第四节点集；其中，
所述第一节点集至少包括内圈温度节点、外圈温度节点和滚珠温度节点；
所述第二节点集至少包括所述壳体温度节点、所述转子温度节点和所述润滑油温度节点；
所述第三节点集至少包括所述水道温度节点和所述定子温度节点；
所述第四节点集至少包括所述轴承损耗温度节点。
可选的，当所述需要屏蔽的温度节点为所述第三节点集内的温度节点时，则将与所述需要屏蔽的温度节点相连的节点之间等效热阻设置为无穷大。
可选的，当所述需要屏蔽的温度节点为定子温度节点时，则将所述定子温度节点与所述壳体温度节点相连的节点之间等效热阻设置为无穷大。
可选的，当所述需要屏蔽的温度节点为所述第一节点集和所述第二节点集内的温度节点时，则将所述需要屏蔽的温度节点的温度值设置为与向其传递热量的温度节点的温度值相等。
可选的，当所述需要屏蔽的温度节点为壳体温度节点和外圈温度节点时，则将所述壳体温度节点和所述外圈温度节点的温度值设置为与所述水道温度节点的温度值相等。
可选的，当所述需要屏蔽的温度节点为所述第三节点集内的温度节点时，则与所述需要屏蔽的温度节点相接的等效热阻设置为无穷大。
可选的，当所述需要屏蔽的温度节点为定子温度节点时，则与所述定子温度节点与所述壳体温度节点相接的等效热阻设置为无穷大。
可选的，当所述需要屏蔽的温度节点为所述第一节集和所述第二节点集内的温度节点时，则所述需要屏蔽的温度节点的温度值等于向其传递热量的温度节点的温度值。
可选的，当所述需要屏蔽的温度节点为壳体温度节点和外圈温度节点时，则所述壳体温度节点和所述外圈温度节点的温度值等于所述水道温度节点的温度值。
可选的，所述电驱动桥包括电机，所述电驱动桥当前的工况数据为所述电机的转速。
此外，本发明还提供了一种电驱动桥的轴承温度检测系统，包括：
轴承温度模型的创建模块，用于根据所述电驱动桥内部的热传递关系创建轴承温度模型，所述轴承温度模型中包括多个温度节点；
待检测轴承的位置获取模块，用于获取待检测轴承的位置，并根据所述待检测轴承的位置确定需要屏蔽的温度节点；
轴承温度模型更新模块，用于在所述轴承温度模型中屏蔽所述需要屏蔽的温度节点，以更新所述轴承温度模型；
工况数据获取模块，用于获取所述电驱动桥当前的工况数据；
温度计算模块，将所述工况数据输入到所述轴承温度模型中以得到所述待检测轴承的温度。
进一步的，电驱动桥的轴承温度检测系统得到待检测轴承的温度后，可以将所述温度传送给电控器，在待检测轴承的温度过高时，电控器可以及时地降低电机的输出功率，降低电机的转速，从而起到保护轴承及电驱动桥内部零件的作用。
此外，本发明还提供了一种电驱动桥的轴承温度检测器，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电驱动桥的轴承温度检测的控制程序，所述电驱动桥的轴承温度检测的控制程序被配置为实现如所述的电驱动桥的轴承温度检测的方法。
此外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有电驱动桥的轴承温度检测的控制程序，所述电驱动桥的轴承温度检测的控制程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如所述的电驱动桥的轴承温度检测的方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种电驱动桥的轴承温度检测方法，包括以下步骤：根据所述电驱动桥内部的热传递关系创建轴承温度模型，所述轴承温度模型中包括多个温度节点；获取待检测轴承的位置，并根据所述待检测轴承的位置确定需要屏蔽的温度节点；在所述轴承温度模型中屏蔽所述需要屏蔽的温度节点，以更新所述轴承温度模型；获取所述电驱动桥当前的工况数据；将所述工况数据输入到所述轴承温度模型中以得到所述待检测轴承的温度。减少轴承温度模型的温度节点的数量，达到了简化待检测轴承相应的轴承温度模型的作用，由于是不损失轴承温度模型精度的前提下屏蔽轴承温度模型的温度节点的数量，降低轴承温度模型的复杂程度。因此，本发明提供的电驱动桥的轴承温度检测方法能够精确的计算出不同位置的轴承的温度。
此外，轴承温度模型中的第一节点集、第二节点集、第三节点集和第四节点集可以视为所述轴承温度模型中的子模块。由于所述轴承温度模型模块化的特点，简化后的轴承温度模型不需要大幅修改所述轴承温度模型的软件代码，只需要屏蔽被删减的温度节点就可以快递完成对轴承温度模型的更新。提高了轴承温度模型的标定效率。
附图说明
图1为本发明实施例中的电驱动桥的结构示意图；
图2为本发明实施例中的电驱动桥的轴承温度检测方法的流程图；
图3为本发明实施例中的轴承温度模型中的温度节点的网络图；
图4为本发明实施例中第一轴承对应的轴承温度模型中的温度节点的网络图；
图5为本发明实施例中第二轴承对应的轴承温度模型中的温度节点的网络图；
图6为本发明实施例中的轴承温度模型的模块图；
图7为本发明实施例中的轴承温度模型的框架图；
图8为本发明实施例中的轴承温度模型的仿真测试结果图；
其中，附图标记如下：
100-壳体；110-水道；
200-定子；
300-转子；310-尾端；320-输出端；
400-变速箱；410-轴封；420-润滑油；430-齿轮组；
500A-第一轴承；500B-第二轴承；510-外圈；520-内圈；530-滚珠；
L1-仿真温度；L2-实测温度；L3-温度偏差。
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，第二信息也可以被称为第信息。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的结构示意图。如图1所示，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壳体100、电机、水道110和变速箱400，所述电驱动桥内至少还包括第一轴承500A和第二轴承500B。其中，所述电机的定子固定于所述壳体100，所述电机的转子的尾端通过所述第一轴承500A与所述壳体100相连，所述电机的转子的输出端通过所述第二轴承500B与所述变速箱400及所述壳体100相连，所述变速箱400的内腔容置有润滑油420，所述水道110与所述壳体100相连，所述水道110中有冷却液流动，以带走所述壳体100的热量，如此，所述水道110用于冷却所述壳体100。其中，所述电机的输出轴通过变速箱400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400具有一个空腔，齿轮组430位于所述空腔内。润滑油420将所述齿轮组430浸润，用以保护所述齿轮组430。所述电机的转子的输出端通过所述第二轴承500B与所述变速箱400及所述壳体100相连，由此，第二轴承500B位于电机转子和变速箱400的连接处，第二轴承500B处还设置有轴封410，用于防止变速箱400中的润滑油420进入电机腔体。
继续参照图1，在本实施例中，第一轴承500A和第二轴承500B均为滚动轴承，所述滚动轴承对转子起固定和减小载荷摩擦系数的作用。所述滚动轴承至少包括外圈510、内圈520和滚珠530。
由于电驱动桥中的电机和变速箱400在机械结构上的高度集成，设置在不同位置的轴承处于不同且复杂温度场中，因此轴承附近复杂的温度边界会导致轴承绝对温度的升高或者内圈520和外圈510温差的增大。因此，如何精确的、实时的监控不同位置的轴承的温度变化具有一定难度。
图2为本实施例中的电驱动桥的轴承温度检测方法的流程图。如图1所示，所述电驱动桥的轴承温度检测方法用于检测电驱动桥内的轴承的温度。所述电驱动桥的轴承温度检测方法包括以下步骤：
步骤S101：根据所述电驱动桥内部的热传递关系创建轴承温度模型，所述轴承温度模型中包括多个温度节点。
图3为本实施例中的轴承温度模型中的温度节点的网络图。如图1和图3所示，根据电驱动桥的结构，可以得到轴承的关键结构和所有相关的边界节点。在本实施例中，所述轴承温度模型中的温度节点包括：壳体温度节点、水道温度节点、定子温度节点、转子温度节点和润滑油温度节点、轴承损耗温度节点、内圈温度节点、外圈温度节点和滚珠温度节点。其中，壳体温度节点对应电驱动桥结构中的壳体100、水道温度节点对应电驱动桥结构中的水道110，定子温度节点对应电驱动桥结构中的定子200，转子温度节点对应电驱动桥结构中的转子300，润滑油温度节点对应电驱动桥结构中的润滑油420，轴承损耗温度节点对应待检测轴承的在转动时的热损耗温度，内圈温度节点对应轴承结构中的内圈520、外圈温度节点对应轴承结构中的外圈510，滚珠温度节点对应轴承结构中的滚珠530。
进一步的，所述电驱动桥内部的热传递关系为所述轴承损耗温度节点向所述内圈温度节点和外圈温度节点传递热量，所述壳体温度节点向所述外圈温度节点传递热量，所述水道温度节点和所述定子温度节点向所述壳体温度节点传递热量，所述转子温度节点向所述内圈温度节点传递热量，所述润滑油温度节点向所述内圈温度节点传递热量。
步骤S102：获取待检测轴承的位置，并根据所述待检测轴承的位置确定需要屏蔽的温度节点。
具体实施时，所述需要屏蔽的温度节点为与所述待检测轴承的位置的距离大于一设定值的所有温度节点中的至少一个。应知道，所述设定值可以是本领域技术人员的经验值。在本实例中，根据所述待检测轴承的位置寻找出与所述待检测轴承没有直接接触的部件，进而屏蔽轴承温度模型中对应的温度节点。下面结合附图进行进一步的说明。
图4为本实施例中第一轴承对应的轴承温度模型中的温度节点的网络图，图5为本实施例中第二轴承对应的轴承温度模型中的温度节点的网络图。如图1至图5所示，在本实施例中，电驱动桥中的所述待检测轴承包括第一轴承500A和第二轴承500B，第一轴承500A位于转子的输出端处，第二轴承500B位于所述转子的尾端。与所述第一轴承500A没有直接接触的部件为定子、变速箱400及位于所述变速箱400空腔内的润滑油420，与所述第二轴承500B没有直接接触的部件只有定子，因此，在计算所述第一轴承500A的温度时，在所述轴承温度模型中可以屏蔽所述定子温度节点、润滑油油温温度节点。在计算第二轴承500B的温度时，在所述轴承温度模型中屏蔽所述定子温度节点。
应理解，申请人发现所述第二轴承500B位于电机和变速箱400的交界处，因此，壳体100和第二轴承500B的外圈510受水道温度和润滑油420温度的影响更明显，基于此，申请人在计算第二轴承500B的温度时，还屏蔽了壳体温度节点和外圈温度节点。应知道，减少轴承温度模型的温度节点的数量，也降低轴承温度模型的复杂程度，使的轴承温度模型标定的测试工作量、标定工作量及标定难度等得到显著的降低。并且，由于申请人对轴承的工作状态进行了深入的评估，因此屏蔽温度节点后的轴承模型仍然能够准确反映第二轴承500B在不同工况下升温的物理过程的能力，具有足够的精度。
图6为本实施例中的轴承温度模型的模块图，图7为本实施例中的轴承温度模型的框架图。如图6和图7所示，申请人将所述轴承温度模型中的温度节点划分为第一节点集、第二节点集、第三节点集和第四节点集。其中，所述第一节点集至少包括内圈温度节点、外圈温度节点和滚珠温度节点；所述第二节点集至少包括所述壳体温度节点、所述转子温度节点和所述润滑油温度节点；所述第三节点集至少包括所述水道温度节点和所述定子温度节点；所述第四节点集至少包括所述轴承损耗温度节点。
具体实施时，第一节点集内的温度节点为轴承结构温度节点，可以根据待检测轴承的检测要求，对所述第一节点集内的温度节点进行删减。例如，在待检测轴承的轴承温度模型中屏蔽外圈温度节点和滚珠温度节点，只保留内圈温度节点，以所述内圈温度节点代表所述待检测轴承的温度。
具体实施时，第二节点集和第三节点集为边界节点集，边界节点集内的温度节点为边界节点。其中，所述第二节点集中的边界节点对应的零部件与轴承结构是直接接触的。所述第三节点集中的边界节点对应的零部件与轴承结构是非直接接触的。考虑到轴承在电驱动桥内复杂的工作环境，可以根据轴承实际工作情况，挑选出对所述轴承温度影响最显著的边界节点，在所述第二节点集和第三节点集内进行增删。相应的，如果所述第二节点集和第三节点集内的边界节点之间的热传递对于轴承温度也有明显的影响，也可以在所述边界节点之间增加相应的热传递路径。
具体实施时，第四节点集为轴承损耗温度节点，所述轴承损耗温度节点的温度来自于轴承的外圈510、内圈520和滚珠530之间的摩擦。因此，所述轴承损耗温度节点的温度与电机的转速呈正相关。
轴承温度模型中的第一节点集、第二节点集、第三节点集和第四节点集可以视为所述轴承温度模型中的子模块。由于所述轴承温度模型模块化的特点，对于不同位置的待检测轴承，可以通过对所述待检测轴承的温度场的进行分析，进而简化所述待检测轴承相应的轴承温度模型，在不损失轴承温度模型精度的前提下降低轴承温度模型的复杂程度和标定难度。同时也由于轴承温度模型模块化的设计，简化后的轴承温度模型不需要大幅修改所述轴承温度模型的软件代码，只需要屏蔽被删减的温度节点就可以快递完成对轴承温度模型的更新。
对轴承温度模型中的温度节点进行屏蔽时，通常有两种形式。
其中，当所述需要屏蔽的温度节点为所述第三节点集内的温度节点时，则将与所述需要屏蔽的温度节点相连的节点之间等效热阻设置为无穷大。
进一步的，在本实施例中，具体实施时，当所述需要屏蔽的温度节点为定子温度节点时，则将所述定子温度节点与所述壳体温度节点相连的节点之间等效热阻设置为无穷大。
其中，当所述需要屏蔽的温度节点为所述第一节点集和所述第二节点集内的温度节点时，则将所述需要屏蔽的温度节点的温度值设置为与向其传递热量的温度节点的温度值相等。
进一步的，在本实施例中，具体实施时，当所述需要屏蔽的温度节点为壳体温度节点和外圈温度节点时，则将所述壳体温度节点和所述外圈温度节点的温度值设置为与所述水道温度节点的温度值相等。
步骤S103：获取所述电驱动桥当前的工况数据；
在本实施例中，所述电驱动桥包括电机，所述电驱动桥当前的工况数据为所述电机的转速。应知道，电机的转速越快，则第一轴承500A和第二轴承500B的温度会越高。同时，电机转速可以直接从电控器中获得。
步骤S104：将所述工况数据输入到所述轴承温度模型中以得到所述待检测轴承的温度。
在本发明的轴承温度模型中，考虑了电机内各零件的温度及变速箱400内各零件的温度热传导关系。以壳体温度节点、水道温度节点、定子温度节点、转子温度节点和润滑油温度节点、轴承损耗温度节点、内圈温度节点、外圈温度节点和滚珠温度节点作为轴承温度模型计算的温度节点，建立完整的轴承发热及散热路径。根据所述待检测轴承的位置确定需要屏蔽的温度节点，由此，减少轴承温度模型的温度节点的数量，达到了简化待检测轴承相应的轴承温度模型的作用。另外，由于申请人对轴承的工作状态进行了深入的评估，可以实现在不损失轴承温度模型精度的前提下，降低轴承温度模型的复杂程度和标定难度。屏蔽需要屏蔽的温度节点后更新轴承温度模型，接着，向所述轴承温度模型输入电驱动桥当前的工况数据，便能够精确的计算出不同位置的轴承的温度。
图8为本实施例中的轴承温度模型的仿真测试结果图。如图8所述，在本实施例中，以第二轴承500B作为测试对象，其中，选用第二轴承500B的内圈的温度节点的温度值代表第二轴承500B的温度。图8中包括了经标定后的轴承温度模型的仿真温度L1、实测温度L2和温度偏差L3。本仿真及测试使用的工况是一个具备急加速急减速特点的工况，对于第二轴承500B的考核较为严格。由图中的温度偏差可以看出，仿真温度L1与实测温度L2之间的最大偏差在6℃，绝大部分点的温度偏差在-1～+5℃范围之内，整个测试过程中的温度偏差L3的均方根值为2.68，因此，可以认为该精度能够满足实际轴承温度保护的需求。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种电驱动桥的轴承温度检测系统，包括：
轴承温度模型的创建模块，用于根据所述电驱动桥内部的热传递关系创建轴承温度模型；
待检测轴承的位置获取模块，用于获取待检测轴承的位置，并根据所述待检测轴承的位置确定需要屏蔽的温度节点；
轴承温度模型更新模块，用于在所述轴承温度模型中屏蔽所述需要屏蔽的温度节点，以更新所述轴承温度模型；
工况数据获取模块，用于获取所述电驱动桥当前的工况数据；
温度计算模块，将所述工况数据输入到所述轴承温度模型中以得到所述待检测轴承的温度。
基于同样的发明思路，本发明还提供了一种电驱动桥的轴承温度检测器，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电驱动桥的轴承温度检测的控制程序，所述电驱动桥的轴承温度检测的控制程序被配置为实现如所述的电驱动桥的轴承温度检测的方法。上述处理器中可包含内核，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(flashRAM)，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，其特征在于，所述存储介质上存储有电驱动桥的轴承温度检测的控制程序，所述电驱动桥的轴承温度检测的控制程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如所述的电驱动桥的轴承温度检测的方法。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，本发明实施中提供了一种电驱动桥的轴承温度检测方法，包括以下步骤：根据所述电驱动桥内部的热传递关系创建轴承温度模型，所述轴承温度模型中包括多个温度节点；获取待检测轴承的位置，并根据所述待检测轴承的位置确定需要屏蔽的温度节点；在所述轴承温度模型中屏蔽所述需要屏蔽的温度节点，以更新所述轴承温度模型；获取所述电驱动桥当前的工况数据；将所述工况数据输入到所述轴承温度模型中以得到所述待检测轴承的温度。减少轴承温度模型的温度节点的数量，达到了简化待检测轴承相应的轴承温度模型的作用，由于是不损失轴承温度模型精度的前提下屏蔽轴承温度模型的温度节点的数量，降低轴承温度模型的复杂程度。因此，本发明提供的电驱动桥的轴承温度检测方法能够精确的计算出不同位置的轴承的温度。此外，轴承温度模型中的第一节点集、第二节点集、第三节点集和第四节点集可以视为所述轴承温度模型中的子模块。由于所述轴承温度模型模块化的特点，简化后的轴承温度模型不需要大幅修改所述轴承温度模型的软件代码，只需要屏蔽被删减的温度节点就可以快递完成对轴承温度模型的更新。提高了轴承温度模型的标定效率。
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 (14)
1.一种电驱动桥的轴承温度检测方法，其特征在于，包括：
根据所述电驱动桥内部的热传递关系创建轴承温度模型，所述轴承温度模型中包括多个温度节点；
获取待检测轴承的位置，并根据所述待检测轴承的位置确定需要屏蔽的温度节点；
在所述轴承温度模型中屏蔽所述需要屏蔽的温度节点，以更新所述轴承温度模型；
获取所述电驱动桥当前的工况数据；
将所述工况数据输入到所述轴承温度模型中以得到所述待检测轴承的温度。
2.如权利要求1所述的电驱动桥的轴承温度检测方法，其特征在于，所述需要屏蔽的温度节点为与所述待检测轴承的位置的距离大于一设定值的所有温度节点中的至少一个。
3.如权利要求1或2所述的电驱动桥的轴承温度检测方法，其特征在于，所述电驱动桥中的所述待检测轴承至少具有两个，两个所述待检测轴承对应的轴承温度模型不同。
4.如权利要求3所述的电驱动桥的轴承温度检测方法，其特征在于，所述电驱动桥包括电机、水道、变速箱和壳体，所述待检测轴承包括第一轴承和第二轴承；
所述电机的定子固定于所述壳体，所述电机的转子的尾端通过所述第一轴承与所述壳体相连，所述电机的转子的输出端通过所述第二轴承与所述变速箱及所述壳体相连，所述变速箱的内腔容置有润滑油，所述水道与所述壳体相连，用于冷却所述壳体；
以及，所述轴承温度模型中的温度节点至少包括：壳体温度节点、水道温度节点、定子温度节点、转子温度节点和润滑油温度节点、轴承损耗温度节点、内圈温度节点、外圈温度节点和滚珠温度节点。
5.如权利要求4所述的电驱动桥的轴承温度检测方法，其特征在于，所述电驱动桥内部的热传递关系为所述轴承损耗温度节点向所述内圈温度节点和外圈温度节点传递热量，所述壳体温度节点向所述外圈温度节点传递热量，所述水道温度节点和所述定子温度节点向所述壳体温度节点传递热量，所述转子温度节点向所述内圈温度节点传递热量，所述润滑油温度节点向所述内圈温度节点传递热量。
6.如权利要求4所述的电驱动桥的轴承温度检测方法，其特征在于，将所述轴承温度模型中的温度节点划分为第一节点集、第二节点集、第三节点集和第四节点集；其中，
所述第一节点集至少包括内圈温度节点、外圈温度节点和滚珠温度节点；
所述第二节点集至少包括所述壳体温度节点、所述转子温度节点和所述润滑油温度节点；
所述第三节点集至少包括所述水道温度节点和所述定子温度节点；
所述第四节点集至少包括所述轴承损耗温度节点。
7.如权利要求6所述的电驱动桥的轴承温度检测方法，其特征在于，当所述需要屏蔽的温度节点为所述第三节点集内的温度节点时，则将与所述需要屏蔽的温度节点相连的节点之间等效热阻设置为无穷大。
8.如权利要求7所述的电驱动桥的轴承温度检测方法，其特征在于，当所述需要屏蔽的温度节点为定子温度节点时，则将所述定子温度节点与所述壳体温度节点相连的节点之间等效热阻设置为无穷大。
9.如权利要求6所述的电驱动桥的轴承温度检测方法，其特征在于，当所述需要屏蔽的温度节点为所述第一节点集和所述第二节点集内的温度节点时，则将所述需要屏蔽的温度节点的温度值设置为与向其传递热量的温度节点的温度值相等。
10.如权利要求9所述的电驱动桥的轴承温度检测方法，其特征在于，当所述需要屏蔽的温度节点为壳体温度节点和外圈温度节点时，则将所述壳体温度节点和所述外圈温度节点的温度值设置为与所述水道温度节点的温度值相等。
11.如权利要求1所述的电驱动桥的轴承温度检测方法，其特征在于，所述电驱动桥包括电机，所述电驱动桥当前的工况数据为所述电机的转速。
12.一种电驱动桥的轴承温度检测系统，其特征在于，包括：
轴承温度模型的创建模块，用于根据所述电驱动桥内部的热传递关系创建轴承温度模型，所述轴承温度模型中包括多个温度节点；
待检测轴承的位置获取模块，用于获取待检测轴承的位置，并根据所述待检测轴承的位置确定需要屏蔽的温度节点；
轴承温度模型更新模块，用于在所述轴承温度模型中屏蔽所述需要屏蔽的温度节点，以更新所述轴承温度模型；
工况数据获取模块，用于获取所述电驱动桥当前的工况数据；
温度计算模块，用于将所述工况数据输入到所述轴承温度模型中以得到所述待检测轴承的温度。
13.一种电驱动桥的轴承温度检测器，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电驱动桥的轴承温度检测的控制程序，所述电驱动桥的轴承温度检测的控制程序被配置为实现如权利要求1-9中任一项所述的电驱动桥的轴承温度检测的方法。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有电驱动桥的轴承温度检测的控制程序，所述电驱动桥的轴承温度检测的控制程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如权利要求1-9中任一项所述的电驱动桥的轴承温度检测的方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113928058A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-14 | 清华大学苏州汽车研究院（吴江） | 一种集成电驱动桥及桥壳总成 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011104091A1 (de) * | 2010-02-24 | 2011-09-01 | Siemens Aktiengesellschaft | System bzw. verfahren zur ermittlung eines lagerzustandes |
| CN106996382A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-08-01 | 黑龙江沧龙发电设备股份有限公司 | 一种磁悬浮高速离心式曝气风机及其制备方法 |
| WO2018120922A1 (zh) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 围护结构及其内部的热源的动态散热方法、动态散热系统 |
| CN109871596A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-06-11 | 武汉理工大学 | 新能源汽车电驱动桥振动噪声的主要贡献结构预测方法 |
| CN110929407A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-27 | 清华大学 | 一种供暖用屏蔽电泵的能效评价方法 |
| US20200119625A1 (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | Guangzhou Automobile Group Co., Ltd | Method and Apparatus for Determining Motor Temperature, and Storage Medium |
| CN111260125A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-06-09 | 西南交通大学 | 一种轨道车辆部件的温度异常检测方法 |
| WO2020217621A1 (en) * | 2019-04-25 | 2020-10-29 | Mitsubishi Electric Corporation | System and method for estimating temperature and heat loss in electric motors |
-
2021
- 2021-04-26 CN CN202110455027.XA patent/CN113190991B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011104091A1 (de) * | 2010-02-24 | 2011-09-01 | Siemens Aktiengesellschaft | System bzw. verfahren zur ermittlung eines lagerzustandes |
| WO2018120922A1 (zh) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 围护结构及其内部的热源的动态散热方法、动态散热系统 |
| CN106996382A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-08-01 | 黑龙江沧龙发电设备股份有限公司 | 一种磁悬浮高速离心式曝气风机及其制备方法 |
| US20200119625A1 (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | Guangzhou Automobile Group Co., Ltd | Method and Apparatus for Determining Motor Temperature, and Storage Medium |
| CN109871596A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-06-11 | 武汉理工大学 | 新能源汽车电驱动桥振动噪声的主要贡献结构预测方法 |
| WO2020217621A1 (en) * | 2019-04-25 | 2020-10-29 | Mitsubishi Electric Corporation | System and method for estimating temperature and heat loss in electric motors |
| CN110929407A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-27 | 清华大学 | 一种供暖用屏蔽电泵的能效评价方法 |
| CN111260125A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-06-09 | 西南交通大学 | 一种轨道车辆部件的温度异常检测方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 孙兴伟;张继伟;: "风力发电机轴承温度场研究", 制造业自动化, no. 05 * |
| 张晗妮;张琪;黄苏融;张舟云;: "计及轴承传热的高密度永磁电机温升计算", 浙江大学学报(工学版), no. 12 * |
| 王雪莲;秦四成;赵克利;王剑鹏;: "大型轮式装载机湿式驱动桥工作热特性分析", 中国公路学报, no. 02 * |
| 裴宇龙;柴凤;程树康;: "旋转电磁致热器热网络模型及其温升计算", 微电机, no. 03 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113928058A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-14 | 清华大学苏州汽车研究院（吴江） | 一种集成电驱动桥及桥壳总成 |
| CN113928058B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-09-12 | 清华大学苏州汽车研究院（吴江） | 一种集成电驱动桥及桥壳总成 |
Also Published As
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