CN211809083U - 一种基于整车控制器电动车电机堵转判断保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于整车控制器电动车电机堵转判断保护系统，电机控制器和高压柜对应通过CAN总线与VCU相连，电机控制器和高压柜之间通过动力线束相连，动力电池通过动力线束与高压柜相连，电机通过CAN总线和动力线束与电机控制器相连；所述四合一集成式控制器包括DCDC模块、高压配电模块和2个DCAC模块，电机控制器和高压柜对应通过两根动力线束连接至四合一集成式控制器中的高压配电模块，所述DCDC模块将高压柜的直流转换为低压直流电，DCAC模块将高压柜的直流转换为低压交流电，电机控制器将动力电池输入的DC高压电转换为三项交流电电机工作。本实用新型简单可行，不存在判断盲区，操作性强，判断精度高。

Description

一种基于整车控制器电动车电机堵转判断保护系统

技术领域：

本实用新型涉及一种基于整车控制器电动车电机堵转判断保护系统。

背景技术：

随着新能源车辆的普及，越来越多的传统燃油常规车被新能源电动车所替代。但对于开惯了燃油车的驾驶员而言，存在的一些例如坡道拉手刹踩油门起步等驾驶习惯，对于新能源车辆电机而言存在严重的危害。因为电动车在上述操作下极易出现电机堵转现象。一般来说，当电机处于堵转状态时，堵转电流为额定电流的5~10倍，在此状态下短短几秒钟就能是电机定子绕组、开关器件及控制器IGBT因大电流烧坏炸机。

现有的技术在纯电动客车驱动电机堵转保护的常规做法直接以电机控制器对堵转进行保护，电机控制器通过检测命令扭矩和转速，判断电机状态进而进行相应的保护。但是所有的保护方案全部基于电机控制器进行保护控制，而且控制方式较为繁琐，实际应用起来相对复杂，不利于现场人员的调试处理。另外，从市场角度考虑，对于有特殊要求的客户而言，更偏向于将系统保护给予整车控制器进行判断处理。

对此，本实用新型提供一种新型给予整车控制器的电机堵转判断保护系统。

发明内容：

本实用新型是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种基于整车控制器电动车电机堵转判断保护系统。

本实用新型所采用的技术方案有：

一种基于整车控制器电动车电机堵转判断保护系统，包括VCU、CAN总线、电机、电机控制器、动力电池、高压柜、动力线束和四合一集成式控制器，所述电机控制器和高压柜对应通过CAN总线与VCU相连，电机控制器和高压柜之间通过动力线束相连，动力电池通过动力线束与高压柜相连，电机通过CAN总线和动力线束与电机控制器相连；所述四合一集成式控制器包括DCDC模块、高压配电模块和2个DCAC模块，电机控制器和高压柜对应通过两根动力线束连接至四合一集成式控制器中的高压配电模块，所述DCDC模块将高压柜的直流转换为低压直流电，DCAC模块将高压柜的直流转换为低压交流电，电机控制器将动力电池输入的DC高压电转换为三项交流电电机工作。

一种基于整车控制器电动车电机堵转判断保护策略，包括：

电机的保护参数设定：设定的电机保护参数包括堵转百分比阈值、堵转时间阈值、堵转扭矩阈值、堵转保护系数、堵转保护系数一级最小值、堵转保护系数二级最小值、电机输出扭矩一级最小值以及电机输出扭矩二级最小值；

电机的堵转判断：电动车的油门踏板踩下，电机的输出扭矩逐渐上升，若电机的扭矩值到达或超过堵转扭矩阈值时，此时VCU作出堵转判断预警并进入预警判断状态；在预警判断状态时，若油门踏板松开，则VCU解除堵转判断预警，若油门踏板仍处于踏下状态，此时堵转时间和堵转百分比同时呈线性上升，在堵转时间超过堵转时间阈值时，VCU判断电机存在堵转状态；

电机的分级保护：当电机出现堵转状态时，且VCU未检测到油门踏板信号消失时，在堵转百分比达到堵转百分比阈值时，堵转保护系数生效，

堵转保护系数将在0.5s内降低至堵转保护系数一级最小值，此时VCU控制电机的输出扭矩从堵转状态时的扭矩值降低至电机输出扭矩一级最小值，实现降低功率保护电机作用；

若堵转保护系数在超过堵转保护系数一级最小值且到达堵转保护系数二级最小值前，或者堵转保护系数超过堵转保护系数二级最小值，VCU仍未检测到油门踏板信号消失信号，

此时VCU控制电机的输出扭矩从堵转状态时的扭矩值降低至电机输出扭矩二级最小值，实现降低功率保护电机作用。

进一步地，所述电机的堵转扭矩阈值为300Nm，电机扭矩范围0~1800Nm。

进一步地，所述堵转保护系数的范围为0～1，堵转保护系数一级最小值为0.222，堵转保护系数二级最小值为0.027；堵转保护系数一级最小值对应的电机输出扭矩一级最小值为400Nm；堵转保护系数二级最小值对应的电机输出扭矩二级最小值为50Nm。

进一步地，所述堵转百分比的范围为0～100%，在堵转百分比阈值为90%，在堵转百分比达到90%时，堵转保护系数生效。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型简单可行，不存在判断盲区，操作性强，判断精度高。

附图说明：

图 1 为本实用新型系统结构图。

图 2 为本实用新型系统的电机堵转判断及保护原理图。

其中：1、VCU；2、CAN总线；3、电机；4、电机控制器；5、动力电池；6、高压柜；7、动力线束；8、四合一。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1和图2，本实用新型一种基于整车控制器电动车电机堵转判断保护系统，包括VCU1、CAN总线2、电机3、电机控制器4、动力电池5、高压柜6、动力线束7和四合一集成式控制器8。电机控制器4和高压柜6对应通过CAN总线2与VCU1相连，电机控制器4和高压柜6之间通过动力线束7相连，动力电池5通过动力线束7与高压柜6相连，电机3通过CAN总线2和动力线束7与电机控制器4相连。

四合一集成式控制器8包括DCDC模块、高压配电模块和2个DCAC模块，电机控制器4和高压柜6对应通过两根动力线束7连接至四合一集成式控制器8中的高压配电模块， DCDC模块将高压柜6的直流转换为低压直流电，DCAC模块将高压柜6的直流转换为低压交流电，电机控制器4将动力电池5输入的DC高压电转换为三项交流电电机3工作。

VCU负责整车信息采集，车辆控制、状态判断以及对车辆出现故障进行响应；电机控制器：接收整车控制器命令，监控电机工况，以及控制电机驱动。高压柜对动力电池的状态进行监控，与整车控制器形成交互式通讯。

本实用新型的保护策略具体为：

1）电机的保护参数设定：设定的电机保护参数包括堵转百分比阈值、堵转时间阈值、堵转扭矩阈值、堵转保护系数、堵转保护系数一级最小值、堵转保护系数二级最小值、电机输出扭矩一级最小值以及电机输出扭矩二级最小值；

2）电机的堵转判断：电动车的油门踏板踩下，电机3的输出扭矩逐渐上升，此时若电机3的扭矩小于堵转扭矩阈值，则VCU1不做判断。若电机3的扭矩仍继续上升，电机3的扭矩值到达或超过堵转扭矩阈值时，此时VCU作出堵转判断预警并进入预警判断状态。在预警判断状态时，若油门踏板松开，则VCU解除堵转判断预警，若油门踏板仍处于踏下状态，此时堵转时间和堵转百分比同时呈线性上升，在堵转时间超过堵转时间阈值时，VCU判断电机3存在堵转状态。

3）电机的分级保护：当电机3出现堵转状态时，且VCU未检测到油门踏板信号消失时，在堵转百分比达到堵转百分比阈值0.9时，堵转保护系数生效，堵转保护系数将在0.5s内降低至堵转保护系数一级最小值，此时VCU控制电机3的输出扭矩从堵转状态时的扭矩值降低至电机输出扭矩一级最小值400Nm，实现降低功率保护电机及电控的作用。

若堵转保护系数在超过堵转保护系数一级最小值且到达堵转保护系数二级最小值前，或者堵转保护系数超过堵转保护系数二级最小值，VCU仍未检测到油门踏板信号消失信号，此时VCU控制电机的输出扭矩从堵转状态时的扭矩值降低至电机输出扭矩二级最小值50Nm，此时电机输出扭矩只有50Nm，无法对电机或者电控进行破坏。

当在上述任何一过程中油门踏板信号消失，即可退出堵转保护状态。

本实用新型中电机3的堵转扭矩阈值为300Nm，电机3扭矩范围0~1800Nm。

堵转保护系数的范围为0～1，堵转保护系数一级最小值为0.222，堵转保护系数二级最小值为0.027。

堵转保护系数一级最小值对应的电机输出扭矩一级最小值为400Nm；堵转保护系数二级最小值对应的电机输出扭矩二级最小值为50Nm。

堵转百分比的范围为0～100%，在堵转百分比阈值为90%，在堵转百分比达到90%时，堵转保护系数生效。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于整车控制器电动车电机堵转判断保护系统，其特征在于：包括VCU（1）、CAN总线（2）、电机（3）、电机控制器（4）、动力电池（5）、高压柜（6）、动力线束（7）和四合一集成式控制器（8），所述电机控制器（4）和高压柜（6）对应通过CAN总线（2）与VCU（1）相连，电机控制器（4）和高压柜（6）之间通过动力线束（7）相连，动力电池（5）通过动力线束（7）与高压柜（6）相连，电机（3）通过CAN总线（2）和动力线束（7）与电机控制器（4）相连；所述四合一集成式控制器（8）包括DCDC模块、高压配电模块和2个DCAC模块，电机控制器（4）和高压柜（6）对应通过两根动力线束（7）连接至四合一集成式控制器（8）中的高压配电模块，所述DCDC模块将高压柜（6）的直流转换为低压直流电，DCAC模块将高压柜（6）的直流转换为低压交流电，电机控制器（4）将动力电池（5）输入的DC高压电转换为三项交流电电机（3）工作。

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