CN114670632A - 一种故障处理方法、装置、设备及汽车 - Google Patents
一种故障处理方法、装置、设备及汽车 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114670632A CN114670632A CN202110618525.1A CN202110618525A CN114670632A CN 114670632 A CN114670632 A CN 114670632A CN 202110618525 A CN202110618525 A CN 202110618525A CN 114670632 A CN114670632 A CN 114670632A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- motor
- fault
- determining
- mode
- state control
- 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.)
- Granted
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
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
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/0084—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to control modules
-
- 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
- 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
- B60L2240/421—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
- 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
- B60L2240/425—Temperature
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
本发明提供了一种故障处理方法、装置、设备及汽车,涉及汽车技术领域。该故障处理方法包括:在检测到电机控制器的功率转换IGBT模块发生故障的情况下,确定IGBT模块的故障模式;获取电机的参数信息,其中,参数信息包括:电机转速、IGBT温度和电机温度中的至少一项;根据故障模式和参数信息,确定用于控制电机控制器和电机分离的安全状态控制方式,其中安全状态控制方式包括:主动短路ASC和关闭驱动输出SPO。通过确定IGBT模块发生故障的故障模式,以及驱动系统的运行工况,为不同的故障模式确定最适合其自身的安全状态控制方式,从而实现了电机控制器IGBT模块故障状态下安全状态的精细化管理。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,特别涉及一种故障处理方法、装置、设备及汽车。
背景技术
在纯电动汽车领域,当车辆发生故障影响行车安全后,需要制定合理的控制策略使车辆进入到安全状态,以保证车辆及车上人员的安全。对于装备永磁同步电机的纯电动汽车,基于功能安全设计要求,当发生严重影响行车安全的故障后一般通过主动短路(ASC,Active Short Circuit)或关闭驱动输出(SPO,Stop PWM Output)的方式使车辆进入到安全状态。对于驱动系统而言,实现ASC或SPO控制实际上是通过控制电机控制器功率转换模块来完成的。以目前绝对主流的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)解决方案为例,当IGBT模块U、V、W三相上、下六个桥臂均为断开状态时,系统处于SPO安全状态;当IGBT模块U、V、W三相上桥臂导通(此时三相下桥臂断开)或三相下桥臂导通(此时三相上桥臂断开)时,系统处于ASC安全状态。
发明内容
本发明实施例提供一种故障处理方法、装置、设备及汽车,用以解决在电机控制器的功率转换IGBT模块发生故障的情况下如何选择安全状态控制方式的问题。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供一种故障处理方法,包括:
在检测到电机控制器的功率转换IGBT模块发生故障的情况下,确定所述IGBT模块的故障模式;
获取电机的参数信息,其中,所述参数信息包括:电机转速、IGBT温度和电机温度中的至少一项;
根据所述故障模式和所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式,其中所述安全状态控制方式包括:主动短路ASC和关闭驱动输出SPO。
进一步地,确定所述IGBT模块的故障模式,包括:
获取所述IGBT模块中每一桥臂的状态;
根据所述桥臂的状态,确定所述IGBT模块的故障状态;
根据预设分类条件,确定所述故障状态的故障模式。
进一步地,根据所述故障模式和所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式,包括:
根据所述故障模式,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的初始安全状态控制方式;
在所述初始安全状态控制方式为SPO时,确定所述安全状态控制方式为所述SPO;
在所述初始安全状态控制方式为ASC和SPO时,根据所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式。
进一步地,在所述初始安全状态控制方式为ASC和SPO时,根据所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式,包括:
在所述电机转速大于或等于预设电机转速时,确定所述安全状态控制方式为ASC;
在所述电机转速小于所述预设电机转速,且同时满足条件:所述电机温度小于预设电机温度,所述IGBT温度小于预设IGBT温度时,确定所述安全状态控制方式为ASC;
在所述电机转速小于所述预设电机转速,且不同时满足条件:所述电机温度小于所述预设电机温度,所述IGBT温度小于所述预设IGBT温度时,确定所述安全状态控制方式为SPO。
本发明实施例还提供一种故障处理装置,包括:
第一确定模块,用于在检测到电机控制器的功率转换IGBT模块发生故障的情况下,确定所述IGBT模块的故障模式;
获取模块,用于获取电机的参数信息,其中,所述参数信息包括:电机转速、IGBT温度和电机温度中的至少一项;
第二确定模块,用于根据所述故障模式和所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式,其中所述安全状态控制方式包括:主动短路ASC和关闭驱动输出SPO。
进一步地,所述第一确定模块,包括:
获取单元,用于获取所述IGBT模块中每一桥臂的状态;
第一确定单元,用于根据所述桥臂的状态,确定所述IGBT模块的故障状态;
第二确定单元,用于根据预设分类条件,确定所述故障状态的故障模式。
进一步地,所述第二确定模块,包括:
第三确定单元,用于根据所述故障模式,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的初始安全状态控制方式;
第四确定单元,用于在所述初始安全状态控制方式为SPO时,确定所述安全状态控制方式为所述SPO;
第五确定单元,用于在所述初始安全状态控制方式为ASC和SPO时,根据所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式。
进一步地,所述第五确定单元,包括:
第一确定子单元,用于在所述电机转速大于或等于预设电机转速时,确定所述安全状态控制方式为ASC;
第二确定子单元,用于在所述电机转速小于所述预设电机转速,且同时满足条件:所述电机温度小于预设电机温度,所述IGBT温度小于预设IGBT温度时,确定所述安全状态控制方式为ASC;
第三确定子单元,用于在所述电机转速小于所述预设电机转速,且不同时满足条件:所述电机温度小于所述预设电机温度,所述IGBT温度小于所述预设IGBT温度时,确定所述安全状态控制方式为SPO。
本发明实施例还提供一种设备,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上述的故障处理方法。
本发明实施例还提供一种汽车,包括上述的故障处理装置。
本发明的有益效果是:
上述方案,通过确定IGBT模块发生故障的故障模式,以及驱动系统的运行工况,为不同的故障模式确定最适合其自身的安全状态控制方式,从而实现了电机控制器IGBT模块故障状态下安全状态的精细化管理。
附图说明
图1表示本发明实施例的故障处理方法的流程示意图之一;
图2表示本发明实施例的电动汽车安全状态控制架构的结构示意图;
图3表示本发明实施例的故障处理方法的流程示意图之二;
图4表示本发明实施例的故障处理装置的结构示意图。
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。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。
本发明针对在电机控制器的功率转换IGBT模块发生故障的情况下如何选择安全状态控制方式的问题,提供一种故障处理方法、装置、设备及汽车。
如图1所示,为本发明实施例的故障处理方法的流程示意图,在具体说明该方法的实施过程之前,首先需要说明的是,本发明提供的故障处理方法适用于如图2所示的电动汽车安全状态控制架构,包括:电机控制器(Motor Control Unit,MCU)、直流母线正极(DC+)、直流母线负极(DC-)和永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM),其中,MCU包括功率转换IGBT模块,IGBT模块内部包括U、V、W三相上、下共计六个桥臂,每一桥臂包括一个IGBT子模块,每一IGBT子模块均包括绝缘栅双极型晶体管及反向并联的二极管,其中U1和U2为U相上、下桥臂的控制信号,V1和V2为V相上、下桥臂的控制信号,W1和W2为W相上、下桥臂的控制信号。
在电机出现故障情况下,需要对电机系统进行主动保护,也就是控制电机控制器和电机进行分离,最常见的两种主动保护措施是主动短路ASC安全状态控制方式和关闭驱动输出SPO安全状态控制方式。
需要说明的是,主动短路ASC安全状态控制方式的实现方式是IGBT模块的上半桥的所有桥臂同时导通、下半桥的所有桥臂同时断开,或者下半桥的所有桥臂同时导通、上半桥的所有桥臂同时断开,此时U、V、W三个点为实际短路状态,等同于永磁同步电机的三相绕组被短路,电机绕组中的电流将会在绕组内部流动,最终以热量的形式消耗在电机的绕组中;ASC安全状态下不会产生反电动势,因此不会对连接车辆高压直流母线中的零部件造成冲击,但是在低速工况下会产生较大的制动扭矩,影响车辆的驾乘感受,同时ASC控制过程中会产生较大的电流,容易造成IGBT模块及电机的进一步温升,对驱动系统造成不可逆的损伤。关闭驱动输出SPO安全状态控制方式的实现方式是IGBT模块的U、V、W上下桥臂全部关断,此时在高转速工况下的电机绕组中的电流将通过IGBT模块中的续流二极管流动;SPO安全状态下电机在低速状态下产生的制动扭矩较小,不会对驾乘感受造成破坏,且稳态下所产生的续流电流较ASC控制小,因此对驱动系统的温升影响较ASC低,但是在高转速条件下会产生较大的反电动势及制动扭矩。
具体地,如图1所示,本发明实施例的故障处理方法,包括:
步骤11,在检测到电机控制器的功率转换IGBT模块发生故障的情况下,确定所述IGBT模块的故障模式;
步骤12,获取电机的参数信息,其中,所述参数信息包括:电机转速、IGBT温度和电机温度中的至少一项;
步骤13,根据所述故障模式和所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式,其中所述安全状态控制方式包括:主动短路ASC和关闭驱动输出SPO。
本发明实施例通过确定IGBT模块发生故障的故障模式,以及驱动系统的运行工况,为不同的故障模式确定最适合其自身的安全状态控制方式,从而实现了电机控制器IGBT模块故障状态下安全状态的精细化管理。
具体地,步骤11中确定所述IGBT模块的故障模式,包括:
步骤111,获取所述IGBT模块中每一桥臂的状态;
步骤112,根据所述桥臂的状态,确定所述IGBT模块的故障状态;
步骤113,根据预设分类条件,确定所述故障状态的故障模式。
需要说明的是,本发明实施例中获取IGBT模块中每一桥臂的状态是指确定每一桥臂的故障状态。对于电机控制器中的IGBT模块,其各桥臂故障的形式表现为桥臂的永久性断路,其不同于连接直流母线的高压继电器会出现粘连的情况(永久性导通),因为在大电流的作用下,如IGBT模块上、下桥臂直通,桥臂最终会由于热积累的原因被烧断,进而永久性断路。因此在本发明实施例中,IGBT桥臂故障是指永久性断路。IGBT模块包括U、V、W三相上、下共计六个桥臂,因此IGBT模块的所有可能的故障状态包括如下表1所示的63种。
表1
进一步地,本发明实施例按照故障数量及重复度进行分类,将上述的63种故障状态分为12种故障模式。下面对这12种故障模式进行说明:
第一故障模式,该故障模式包括所有的单桥臂发生故障的故障状态,具体包括了表1中序号为1至6的故障状态。
第二故障模式,该故障模式包括单侧半桥发生双故障的故障状态,具体包括了表1中序号为7至12的故障状态。
第三故障模式,该故障模式包括U、V、W任意一相的上下桥臂均发生故障的故障状态,具体包括了表1中序号为13至15的故障状态。
第四故障模式,该故障模式包括U、V、W相上下半桥中均发生单桥臂故障,且故障桥臂不同相的故障状态,具体包括图1中序号为16至21的故障状态。
第五故障模式,该故障模式包括上下半桥中某半桥中的三个桥臂均发生故障的故障状态,具体包括了表1中序号为22至23的故障状态。
第六故障模式,该故障模式包括上下半桥中某半桥中的两个桥臂均发生故障,对侧桥臂单个桥臂发生故障,且两个故障位于U、V、W任意一相的上下桥臂的故障状态,具体包括了表1中序号为24至35的故障状态。
第七故障模式,该故障模式包括上、下半桥中某半桥中的两个桥臂发生故障,对侧桥臂单个桥臂发生故障,同时在U、V、W任意一相的桥臂中仅发生一个桥臂故障的故障状态,具体包括了表1中序号为36至41的故障状态。
第八故障模式,该故障模式包括U、V、W三相中的任意两相上、下桥臂均发生故障的故障状态,具体包括了表1中序号为42至44的故障状态。
第九故障模式,该故障模式包括任意半桥中的三个桥臂均发生故障,对侧半桥一个桥臂发生故障的故障状态,,具体包括了表1中序号为45至50的故障状态。
第十故障模式,该故障模式包括U、V、W三相中的任意两相发生单桥臂故障,另外一相的上、下桥臂均发生故障的故障状态,具体包括了表1中序号为51至56的故障状态。
第十一故障模式,该故障模式包括六个桥臂中仅有一个未发生故障的故障状态,具体包括了表1中序号为57至62的故障状态。
第十二故障模式,该故障模式包括六个桥臂全部发生故障的故障状态,具体包括了表1中序号为63的故障状态。
需要说明的是,第一故障模式是单桥臂发生故障的6种故障状态,第二故障模式、第三故障模式和第四故障模式为双桥臂发生故障的15种故障状态,第五故障模式、第六故障模式和第七故障模式为三桥臂发生故障的20种故障状态,第八故障模式、第九故障模式和第十故障模式为四桥臂发生故障的15种故障状态,第十一故障模式是五桥臂发生故障的6种故障状态,第十二故障模式是六桥臂发生故障的1种故障状态,因此上述的故障模式分类方式实现了对IGBT模块的63种故障状态的覆盖。
具体地,步骤13根据所述故障模式和所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式,包括:
步骤131,根据所述故障模式,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的初始安全状态控制方式;
步骤132,在所述初始安全状态控制方式为SPO时,确定所述安全状态控制方式为所述SPO;
步骤133,在所述初始安全状态控制方式为ASC和SPO时,根据所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式。
需要说明的是,在确定安全状态控制方式时,根据故障模式确定可允许执行的安全状态控制方式即所述初始安全状态控制方式,在初始安全状态控制方式包括ASC和SPO时,再根据驱动系统的硬件状态及运行工况即所述参数信息,确定该故障模式下最优的安全状态控制方式。
具体地,在步骤131中确定初始安全状态控制方式时,针对每一故障模式的允许进入的安全状态控制方式如下:
在第一故障模式下,允许进入的安全状态控制方式为:ASC和SPO,进入SPO的方式为控制IGBT模块所有桥臂断开,进入ASC的方式为控制IGBT模块断开故障桥臂所在半桥的所有桥臂,同时闭合故障桥臂对侧半桥的所有桥臂。
在第二故障模式下,允许进入的安全状态控制方式为:ASC和SPO,进入SPO的方式为控制IGBT模块所有桥臂断开,进入ASC的方式为控制IGBT模块故障桥臂所在半桥的所有桥臂断开,同时闭合故障桥臂对侧半桥的所有桥臂。
在第三故障模式下,允许进入的安全状态控制方式为ASC和SPO,进入SPO的方式为控制IGBT模块所有桥臂断开,进入ASC的方式为控制IGBT模块上半桥的所有无故障桥臂断开、下半桥所有无故障桥臂闭合,或者控制IGBT模块上半桥的所有无故障桥臂闭合、下半桥所有无故障桥臂断开。这里提到的ASC为两相ASC安全状态,与三相ASC安全状态不同,两相ASC会引起电机输出扭矩的轻微波动。
在第四故障模式下,允许进入的安全状态控制方式为:ASC和SPO,进入SPO的方式为控制IGBT模块所有桥臂断开,进入ASC的方式为控制IGBT模块上半桥的所有无故障桥臂断开、下半桥所有无故障桥臂闭合,或者控制IGBT模块上半桥的所有无故障桥臂闭合、下半桥所有无故障桥臂断开。同样,这里提到的ASC为两相ASC安全状态。
在第五故障模式下,允许进入的安全状态控制方式为:ASC和SPO,进入SPO的方式为控制IGBT模块所有桥臂断开,进入ASC的方式为控制IGBT模块无故障半桥的所有桥臂闭合。
在第六故障模式下,允许进入的安全状态控制方式为:ASC和SPO,进入SPO的方式为控制IGBT模块所有桥臂断开,进入ASC的方式为控制仅发生单桥臂故障半桥的另外两个桥臂(非故障桥臂)闭合,同时控制对侧半桥未发生故障的桥臂断开。此时系统进入到两相ASC安全状态。
在第七故障模式下,允许进入的安全状态控制方式为:ASC和SPO,进入SPO的方式为控制IGBT模块所有桥臂断开,进入ASC的方式为控制仅发生单桥臂故障半桥的另外两个桥臂(非故障桥臂)闭合,同时控制对侧半桥未发生故障的桥臂断开。此时系统进入到两相ASC安全状态。
在第八故障模式下,允许进入的安全状态控制方式为:SPO,进入SPO的方式为控制IGBT模块所有桥臂断开,此种模式下不允许进入ASC,因为不具备进入到两相ASC或三相ASC安全状态的条件。
在第九故障模式下,允许进入的安全状态控制方式为:ASC和SPO,进入SPO的方式为控制IGBT模块所有桥臂断开,进入ASC的方式为控制无故障的两个桥臂闭合,此时将进入到两相ASC的安全状态。
在第十故障模式下,允许进入的安全状态控制方式为:SPO,进入SPO的方式为控制IGBT模块所有桥臂断开,此种模式下不允许进入ASC,因为不具备进入到两相ASC或三相ASC安全状态的条件。
在第十一故障模式下,允许进入的安全状态控制方式为:SPO,具体地,进入SPO的方式为控制IGBT模块所有桥臂断开,此种模式下不允许进入ASC,因为不具备进入到两相ASC或三相ASC安全状态的条件。
在第十二故障模式下,允许进入的安全状态控制方式为:SPO,具体地,进入SPO的方式为控制IGBT模块所有桥臂断开,此种模式下不允许进入ASC,因为不具备进入到两相ASC或三相ASC安全状态的条件。
具体地,步骤133在所述初始安全状态控制方式为ASC和SPO时,根据所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式,包括:
步骤1331,在所述电机转速大于或等于预设电机转速时,确定所述安全状态控制方式为ASC;
步骤1332,在所述电机转速小于所述预设电机转速,且同时满足条件:所述电机温度小于预设电机温度,所述IGBT温度小于预设IGBT温度时,确定所述安全状态控制方式为ASC;
步骤1333,在所述电机转速小于所述预设电机转速,且不同时满足条件:所述电机温度小于所述预设电机温度,所述IGBT温度小于所述预设IGBT温度时,确定所述安全状态控制方式为SPO。
本发明实施例中,如果当前故障模式具备SPO及ASC这两种安全状态控制方式的实现条件,则继续进行电机转速、IGBT温度以及电机温度的条件判断。
需要说明的是,所述预设电机转速Pv是驱动系统采用SPO控制时反电动势的临界转速点,当电机转速P大于或等于预设电机转速Pv时,SPO安全状态控制方式下产生的反电动势高于MCU所连接的直流母线电压,此时该反电动势将会对车辆动力电池在内的所有连接高压母线的零部件造成冲击,而这种冲击是需要规避的,因此,在电机转速P大于或等于预设电机转速Pv时,则采用ASC安全状态控制方式,从而避免了采用SPO安全状态控制方式所产生的反电动势冲击。
进一步需要说明的是,当电机转速P小于预设电机转速Pv时,采取SPO安全状态控制方式所产生的反电动势不会对高压零部件造成冲击,因此这种情况下具备SPO安全状态控制的应用条件,接下来进行IGBT温度及电机温度的判断。当IGBT温度TI低于预设IGBT温度TIS,且电机温度TM低于预设电机温度TMS时,执行ASC安全状态控制。ASC控制会产生较大的三相电流,该电流会引起IGBT温度和电机温度的进一步升高,因此本发明引入了TI<TIS及TM<TMS的条件判断,目的在于只有在IGBT和电机的温度不高时才允许系统进入到ASC安全状态,因为此时进入到ASC状态不会造成IGBT和电机由于热累积而烧毁。当TI<TIS及TM<TMS条件不全部成立时,此时考虑到ASC控制所带来的温升隐患,因此采用SPO安全状态控制方式。其中,电机转速阀值Pv、预设IGBT温度TIS和预设电机温度TMS可通过实际标定确定。本发明实施例在P<Pv条件成立时依然采取ASC安全状态优先的策略,其原因为本发明是建立在以下合理假设条件下的,即IGBT模块的桥臂故障按照其终极故障形式“永久性断路”处理,在该合理假设条件下ASC安全状态控制更优。
如图3所示,下面结合具体流程说明上述方案的具体实现过程:
步骤31,IGBT模块故障模式检测,以及安全状态控制方式判断;
步骤32,判断是否具备SPO和ASC的实现条件,若是,则执行步骤33,否则执行步骤37;
步骤33,电机温度、IGBT温度以及电机转速条件判断;
步骤34,判断电机转速P是否小于电机转速阈值Pv,若是,则执行步骤35,否则执行步骤36;
步骤35,判断是否满足条件:电机温度TM小于预设电机温度TMS,IGBT温度TI小于预设IGBT温度TIS,若是,则执行步骤36,否则执行步骤37;
步骤36,控制以ASC安全状态控制方式进入安全状态;
步骤37,控制以SPO安全状态控制方式进入安全状态。
需要说明的是,本发明实施例通过对IGBT故障状态的识别,结合驱动系统当前的状态确定采用哪种安全状态控制方式。本发明实施例列举出了电机控制器的IGBT模块的所有可能的63种故障模式,在此基础上对故障状态进行区别,得到12种故障模式,之后根据驱动系统的运行工况,如电机转速、电机温度和IGBT温度等,分别给出了12种故障模式下驱动系统安全状态的确定方法,为不同的故障模式确定最适合其自身的安全状态控制方式,从而实现了电机控制器IGBT模块故障状态下安全状态的精细化管理,为后续的安全状态控制打下了坚实的基础。同时,本发明实施例不涉及硬件的变更,因此更易于工程实现。
如图4所示,本发明实施例还提供一种故障处理装置,包括:
第一确定模块41,用于在检测到电机控制器的功率转换模块IGBT发生故障的情况下,确定所述IGBT的故障模式;
获取模块42,用于获取电机的参数信息,其中,所述参数信息包括:电机转速、IGBT温度和电机温度中的至少一项;
第二确定模块43,用于根据所述故障模式和所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式,其中所述安全状态控制方式包括:主动短路ASC和关闭驱动输出SPO。
本发明实施例通过确定IGBT模块发生故障的故障模式,以及驱动系统的运行工况,为不同的故障模式确定最适合其自身的安全状态控制方式,从而实现了电机控制器IGBT模块故障状态下安全状态的精细化管理。
具体地,所述第一确定模块41,包括:
获取单元,用于获取所述IGBT模块中每一桥臂的状态;
第一确定单元,用于根据所述桥臂的状态,确定所述IGBT模块的故障状态;
第二确定单元,用于根据预设分类条件,确定所述故障状态的故障模式。
具体地,所述第二确定模块43,包括:
第三确定单元,用于根据所述故障模式,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的初始安全状态控制方式;
第四确定单元,用于在所述初始安全状态控制方式为SPO时,确定所述安全状态控制方式为所述SPO;
第五确定单元,用于在所述初始安全状态控制方式为ASC和SPO时,根据所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式。
具体地,所述第五确定单元,包括:
第一确定子单元,用于在所述电机转速大于或等于预设电机转速时,确定所述安全状态控制方式为ASC;
第二确定子单元,用于在所述电机转速小于所述预设电机转速,且同时满足条件:所述电机温度小于预设电机温度,所述IGBT温度小于预设IGBT温度时,确定所述安全状态控制方式为ASC;
第三确定子单元,用于在所述电机转速小于所述预设电机转速,且不同时满足条件:所述电机温度小于所述预设电机温度,所述IGBT温度小于所述预设IGBT温度时,确定所述安全状态控制方式为SPO。
本发明实施例还提供一种设备,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上述的故障处理方法。其中,上述故障处理方法的实现实施例均适用于该设备的实施例中,也能达到同样的技术效果。
本发明实施例还提供一种汽车,包括上述的故障处理装置。
需要说明的是,设置有该故障处理装置的汽车,通过确定IGBT模块发生故障的故障模式,以及驱动系统的运行工况,为不同的故障模式确定最适合其自身的安全状态控制方式,从而实现了电机控制器IGBT模块故障状态下安全状态的精细化管理。
以上所述的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人员来说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种故障处理方法,其特征在于,包括:
在检测到电机控制器的功率转换IGBT模块发生故障的情况下,确定所述IGBT模块的故障模式;
获取电机的参数信息,其中,所述参数信息包括:电机转速、IGBT温度和电机温度中的至少一项;
根据所述故障模式和所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式,其中所述安全状态控制方式包括:主动短路ASC和关闭驱动输出SPO。
2.根据权利要求1所述的故障处理方法,其特征在于,确定所述IGBT模块的故障模式,包括:
获取所述IGBT模块中每一桥臂的状态;
根据所述桥臂的状态,确定所述IGBT模块的故障状态;
根据预设分类条件,确定所述故障状态的故障模式。
3.根据权利要求1所述的故障处理方法,其特征在于,根据所述故障模式和所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式,包括:
根据所述故障模式,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的初始安全状态控制方式;
在所述初始安全状态控制方式为SPO时,确定所述安全状态控制方式为所述SPO;
在所述初始安全状态控制方式为ASC和SPO时,根据所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式。
4.根据权利要求3所述的故障处理方法,其特征在于,在所述初始安全状态控制方式为ASC和SPO时,根据所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式,包括:
在所述电机转速大于或等于预设电机转速时,确定所述安全状态控制方式为ASC;
在所述电机转速小于所述预设电机转速,且同时满足条件:所述电机温度小于预设电机温度,所述IGBT温度小于预设IGBT温度时,确定所述安全状态控制方式为ASC;
在所述电机转速小于所述预设电机转速,且不同时满足条件:所述电机温度小于所述预设电机温度,所述IGBT温度小于所述预设IGBT温度时,确定所述安全状态控制方式为SPO。
5.一种故障处理装置,其特征在于,包括:
第一确定模块,用于在检测到电机控制器的功率转换IGBT模块发生故障的情况下,确定所述IGBT模块的故障模式;
获取模块,用于获取电机的参数信息,其中,所述参数信息包括:电机转速、IGBT温度和电机温度中的至少一项;
第二确定模块,用于根据所述故障模式和所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式,其中所述安全状态控制方式包括:主动短路ASC和关闭驱动输出SPO。
6.根据权利要求5所述的故障处理装置,其特征在于,所述第一确定模块,包括:
获取单元,用于获取所述IGBT模块中每一桥臂的状态;
第一确定单元,用于根据所述桥臂的状态,确定所述IGBT模块的故障状态;
第二确定单元,用于根据预设分类条件,确定所述故障状态的故障模式。
7.根据权利要求5所述的故障处理装置,其特征在于,所述第二确定模块,包括:
第三确定单元,用于根据所述故障模式,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的初始安全状态控制方式;
第四确定单元,用于在所述初始安全状态控制方式为SPO时,确定所述安全状态控制方式为所述SPO;
第五确定单元,用于在所述初始安全状态控制方式为ASC和SPO时,根据所述参数信息,确定用于控制所述电机控制器和所述电机分离的安全状态控制方式。
8.根据权利要求7所述的故障处理装置,其特征在于,所述第五确定单元,包括:
第一确定子单元,用于在所述电机转速大于或等于预设电机转速时,确定所述安全状态控制方式为ASC;
第二确定子单元,用于在所述电机转速小于所述预设电机转速,且同时满足条件:所述电机温度小于预设电机温度,所述IGBT温度小于预设IGBT温度时,确定所述安全状态控制方式为ASC;
第三确定子单元,用于在所述电机转速小于所述预设电机转速,且不同时满足条件:所述电机温度小于所述预设电机温度,所述IGBT温度小于所述预设IGBT温度时,确定所述安全状态控制方式为SPO。
9.一种设备,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至4任一项所述的故障处理方法。
10.一种汽车,其特征在于,包括如权利要求5至8至任一项所述的故障处理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110618525.1A CN114670632B (zh) | 2021-06-03 | 2021-06-03 | 一种故障处理方法、装置、设备及汽车 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110618525.1A CN114670632B (zh) | 2021-06-03 | 2021-06-03 | 一种故障处理方法、装置、设备及汽车 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114670632A true CN114670632A (zh) | 2022-06-28 |
CN114670632B CN114670632B (zh) | 2024-07-23 |
Family
ID=82069729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110618525.1A Active CN114670632B (zh) | 2021-06-03 | 2021-06-03 | 一种故障处理方法、装置、设备及汽车 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114670632B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110829949A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-02-21 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种电驱动系统故障保护方法、装置、车辆及存储介质 |
CN111619351A (zh) * | 2019-02-28 | 2020-09-04 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种安全状态控制方法、装置及汽车 |
US20200350903A1 (en) * | 2018-03-08 | 2020-11-05 | Jing-Jin Electric Technologies Co.,Ltd. | Igbt drive circuit for motor controller, and motor controller |
CN112448656A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-03-05 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种电机控制器工作模式切换方法、装置及电动汽车 |
CN112848896A (zh) * | 2019-11-27 | 2021-05-28 | 比亚迪股份有限公司 | 一种牵引驱动系统的故障处理方法和电动车辆 |
-
2021
- 2021-06-03 CN CN202110618525.1A patent/CN114670632B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200350903A1 (en) * | 2018-03-08 | 2020-11-05 | Jing-Jin Electric Technologies Co.,Ltd. | Igbt drive circuit for motor controller, and motor controller |
CN111619351A (zh) * | 2019-02-28 | 2020-09-04 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种安全状态控制方法、装置及汽车 |
CN112448656A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-03-05 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种电机控制器工作模式切换方法、装置及电动汽车 |
CN110829949A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-02-21 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种电驱动系统故障保护方法、装置、车辆及存储介质 |
CN112848896A (zh) * | 2019-11-27 | 2021-05-28 | 比亚迪股份有限公司 | 一种牵引驱动系统的故障处理方法和电动车辆 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114670632B (zh) | 2024-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107124124B (zh) | 一种电机三相定子绕组主动短路系统以及方法 | |
US8598826B2 (en) | Electric motor control system | |
US8884577B2 (en) | Control apparatus for rotary electric machines | |
US10086706B2 (en) | Vehicle | |
US8779706B2 (en) | Control apparatus for rotary electric machines | |
US20090195199A1 (en) | Motor drive device | |
US8536877B2 (en) | Power cable breaking detection method of motor | |
JP6954363B2 (ja) | インバータ制御装置 | |
US20170093323A1 (en) | Inverter control device | |
CN108964572A (zh) | 一种用于电机主动短路控制的方法及系统 | |
CN111619351B (zh) | 一种安全状态控制方法、装置及汽车 | |
US20220115975A1 (en) | Motor control method and circuit for vehicle, motor drive system, and vehicle | |
CN108574405A (zh) | 驱动装置 | |
JP2015084624A (ja) | 車両制御装置 | |
CN113787913B (zh) | 新能源汽车主驱控制器的故障响应方法及系统 | |
JP6342043B1 (ja) | 電動機制御装置および電動機制御方法 | |
JP2012100459A (ja) | 負荷駆動装置および車両 | |
CN114670632B (zh) | 一种故障处理方法、装置、设备及汽车 | |
CN116653632A (zh) | 纯电动汽车的控制方法、装置、纯电动汽车和存储介质 | |
WO2018207829A1 (ja) | 回転電機装置の制御装置 | |
CN113708344B (zh) | 一种逆变器直流母线的过压保护方法、电路和电机控制器 | |
CN114670638B (zh) | 一种安全状态控制方法、装置和电机控制器 | |
CN114683850A (zh) | 一种安全状态控制方法、装置和设备 | |
CN218771277U (zh) | 一种电机主动短路保护电路 | |
JP2024030733A (ja) | 回転電機制御装置 |
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 |