CN102135453A - 电机温度监测方法及***、功率控制方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机温度监测方法，其包括：设置n个用于检测电机当前温度T的温度传感器，其中n≥2；读取所述n个温度传感器的检测数据；基于所述n个温度传感器中正常工作的温度传感器的检测数据而获得所述电机当前温度T。本发明还提供了一种电机功率控制方法，其包括：采用上述的电机温度监测方法来获得电机当前温度T；根据电机当前温度T及预定的电机温度区间阈值判断电机当前温度T所处温度区间；根据电机当前温度T所处的温度区间设定电机的最大输出功率。采用本发明提供的电机温度监测方法和功率控制方法，可有效可靠地获得电机当前温度，提高电机的可靠性和免维护性。

Description

电机温度监测方法及***、功率控制方法及***

技术领域

本发明涉及汽车动力***，尤其涉及纯电动车的电机温度监测方法及***和电机功率控制方法及***。

背景技术

目前，人们日益重视对环境的保护和能源的有效、合理使用。电动驱动***可实现低能耗和零排放，因此，高效、节能、环保的纯电动汽车成为汽车行业发展趋势之一，极具市场前景。

在电动车***中，电机驱动***受到电动车安装空间的限制，对其体积尺寸的要求苛刻。而正弦波永磁同步电机具有运行可靠、体积小、质量轻、损耗少、效率高以及形状和尺寸灵活多样等显著优点，因此在纯电动汽车驱动***得到广泛采用。其不仅能驱动整车，而且能通过制动能量回收对电池充电，有效提高了能量利用率，从而实现降低能耗的目的。然而，由于永磁同步电机对温度的敏感特性，在电机工作过程中须实时地对电机温度进行监控，并根据采集到的温度进行诊断，保证电机工作在允许的温度范围内。然而，传统的电机温度监测方法比较简单，其只采用一个温度传感器来获取电机温度，并且不判断温度传感器的检测数据是否正常，从而导致***可靠性和免维护性都较低。此外，传统的电机功率控制中只是根据所获取的电机温度对电机功率进行简单限制，例如当电机温度超过某一阈值时，直接将电机最大输出功率限制为零或者是峰值功率的50％等，采用这种功率控制方法，其实际可供电动车使用的功率范围较小，并且由于当电机温度超过设定时，直接将电机功率限制为设定功率或峰值功率的特定百分比，从而使功率的变化不够平滑，使得电机在某些温度范围内其实际可输出的最大功率会大于该设定功率，因此不能在保护电机的同时保证其可输出较大的功率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种电机温度监测方法，其能够有效可靠地获得电机当前温度。

为了解决上述问题，本发明还提供一种电机功率控制方法，其可根据电机当前温度平滑地设定电机最大输出功率，从而提高了电机***的可靠性和免维护性，并且使电机在安全工作的同时可输出较大的功率。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种电机温度监测***，其可有效可靠地获得电机当前温度。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种电机功率控制***，其可平滑地控制电机功率，提高了电机***的可靠性和免维护性。

为此，本发明提供了一种电机温度监测方法，其包括下述步骤：1)设置n个用于检测电机当前温度T的温度传感器，其中n≥2；2)读取所述n个温度传感器的检测数据；3)基于所述n个温度传感器中正常工作的温度传感器的检测数据而获得所述电机当前温度T。

其中，所述温度传感器包括：温度传感器、热电偶、红外温度传感器。

其中，步骤3)中具体包括下述内容：当n个温度传感器的检测数据均正常时，基于n个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度T；当其中m个温度传感器的检测数据异常时，则基于其余n-m个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度T；当n个温度传感器的检测数据均异常时，则判定n个温度传感器均故障，并忽略相应检测数据。

本发明还提供了一种功率控制方法，其包括下述步骤：10)采用上述的电机温度监测方法来获得电机当前温度T；20)根据所述电机当前温度T及预定的电机温度区间阈值判断所述电机当前温度T所处温度区间；30)根据所述电机当前温度T所处的温度区间设定电机的最大输出功率。

其中，所述电机温度区间包括：正常工作区间，该区间的最大温度为电机温度报警起始温度T1；功率受限区间，该区间的温度大于电机温度报警起始温度T1而小于电机温度过温故障起始温度T2；停止工作区间，该区间的最低温度为电机温度过温故障起始温度T2。

其中，在步骤30)中具体包括下述内容：当所述电机当前温度T处于正常工作区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功率；当所述电机当前温度T处于功率受限区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功率的(T2-T)/(T2-T1)；当所述电机当前温度T处于停止工作区间时，将电机输出功率设定为零。

此外，本发明还提供了一种电机温度监测***，其包括：n个温度传感器，用于检测与电机温度相关的数据，其中n≥2；诊断单元，用于判断所述n个温度传感器所获取的与电机温度相关的数据是否正常；电机温度获取单元，用于基于所述n个温度传感器中正常工作的温度传感器的检测数据而获得所述电机当前温度T。

其中，所述温度传感器包括：温度传感器、热电偶、红外温度传感器。

其中，当n个温度传感器的检测数据均正常时，基于n个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度T；当其中m个温度传感器的检测数据异常时，则基于其余n-m个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度T；当n个温度传感器的检测数据均异常时，则判定n个温度传感器均故障，并忽略相应检测数据。

此外，本发明还提供了一种电机功率控制***，其包括：上述的电机温度监测***，用于获得电机当前温度T；电机功率控制单元，用于根据所述电机当前温度T及预定的电机温度区间阈值判断所述电机当前温度T所处温度区间，并根据所述判断结果设定电机的最大输出功率。

其中，所述电机温度区间包括：正常工作区间，该区间的最大温度为电机温度报警起始温度T1；功率受限区间，该区间的温度大于电机温度报警起始温度T1而小于电机温度过温故障起始温度T2；停止工作区间，该区间的最低温度为电机温度过温故障起始温度T2。

其中，当所述电机当前温度T处于正常工作区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功率；当所述电机当前温度T处于功率受限区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功率的(T2-T)/(T2-T1)；当所述电机当前温度T处于停止工作区间时，将电机输出功率设定为零。

采用本发明的电机温度监测法及***和功率控制方法及***具有如下有益效果：

本发明的电机温度监测方法及***，由于采用了冗余设计，即，基于n个温度传感器来获取电机当前温度T，并通过对n个温度传感器的检测数据进行诊断而确定正常的检测数据以及正常工作的温度传感器，从而提高了电机温度采集的可靠性，并且由于其采用正常检测数据的均值来获得电机当前温度T，从而具有较高的准确性和可靠性。

此外，本发明的电机功率控制方法及***，由于采用了本发明提供的电机温度监测方法及***，从而可有效可靠准确的获取电机当前温度T，并且可根据所述电机当前温度T所处温度区间，将电机最大输出功率设定为零、峰值功率或者峰值功率的(T2-T)/(T2-T1)，电机最大输出功率在某一温度区间与电机的峰值功率呈线性关系，这种功率控制较为平滑，从而提高了电机***的可靠性和免维护性，并且使电机在安全工作的同时可输出较大的功率。

附图说明

图1是本发明提供的电机温度监测方法的流程图；

图2是本发明中采集与电机温度相关的检测数据的流程图；

图3是本发明提供的电机功率控制方法的流程图；

图4是本发明中根据电机当前温度T控制电机功率的详细流程图；

图5是本发明提供的电机温度监测***的结构框图；

图6是本发明提供的电机功率控制***的结构框图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的电机温度监测方法及***和电机功率控制方法及***进行详细描述。

如图1所示，为本发明电机温度监测方法的流程图。在步骤S1中，设置n个用于检测电机当前温度T的温度传感器，其中n≥2；在步骤S2中，读取所述n个温度传感器的检测数据；在步骤S3中，基于所述n个温度传感器中正常工作的温度传感器的检测数据而获得所述电机当前温度T，其中所述温度传感器包括：温度传感器、热电偶、红外温度传感器。

其中，由于在步骤S3中基于所述n个温度传感器中正常工作的温度传感器的检测数据而获得所述电机当前温度T，所以需要对传感器的检测数据进行判断，确定其是否正常，如果不正常则不采用。在实际应用中，可根据温度传感器检测数据所对应的温度是否在该传感器的测量温度范围内或者是否在电机温度实际工作环境温度正常值内来判断所述检测数据是否正常。下面以2个温度传感器为例说明采集与电机温度相关的检测数据的详细流程。

如图2所示，在步骤S20中，首先采集与电机相连接的两个温度传感器的检测数据t，在步骤S20采集到两个温度传感器的检测数据后，步骤转至S21和S22，分别判断温度传感器1的检测数据t1和温度传感器2的检测数据t2是否正常。当温度传感器1的检测数据t1正常而温度传感器2的检测数据t2不正常时，则采用温度传感器1的检测数据t1来获得电机当前温度T；当温度传感器1的检测数据t1不正常而温度传感器2的检测数据t2正常时，则采用温度传感器2的检测数据t2来获得电机当前温度T；当温度传感器1的检测数据t1和温度传感器2的检测数据t2均正常时，则采用温度传感器1的检测数据t1和温度传感器2的检测数据t2的均值(t1+t2)/2来获得电机当前温度T；当温度传感器1的检测数据t1和温度传感器2的检测数据t2均不正常时，则判定两个温度传感器均故障，并忽略检测数据t1和t2。

当设置的温度传感器数量为n个时，则可采用类似的进行判断，并且，当n个温度传感器的检测数据均正常时，基于n个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度T；当其中m个温度传感器的检测数据异常时，则基于其余n-m个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度T；当n个温度传感器的检测数据均异常时，则判定n个温度传感器均故障，并忽略相应检测数据。

在实际应用中，可根据实验数据获得电机温度与电机功率的对应关系，所以当获得电机当前温度T后，可判断其是否是电机可承受的工作温度，如果不是，可根据电机温度与电机功率的对应关系，通过限制电机功率来降低电机温度，使电机工作在其可承受的温度范围内。

如图3所示，为本发明电机功率控制方法的流程图。如图所示，首先在步骤S 100中采用本发明提供的上述电机温度监测方法来获取电机当前温度T。然后在步骤S200中根据电机当前温度T及预定的电机温度区间阈值判断电机当前温度T所处温度区间，其中，电机温度区间包括：正常工作区间，该区间的最大温度为电机温度报警起始温度T1；功率受限区间，该区间的温度大于电机温度报警起始温度T1而小于电机温度过温故障起始温度T2；停止工作区间，该区间的最低温度为电机温度过温故障起始温度T2。接着转至步骤S300，根据电机当前温度T所处的温度区间设定电机的最大输出功率。

下面结合图4详细说明如何根据电机当前温度T控制电机功率。

如图4所示，在步骤S100采集到电机当前温度T后，步骤转至S200和S210，分别判断电机温度T是否大于T1和T2。当电机温度T小于T1时，步骤转至S300，将电机的最大输出功率设为电机的峰值功率；当T大于T1而小于T2时，步骤转至S310，将电机的最大输出功率限制为峰值功率的(T2-T)/(T2-T1)；当电机温度T大于T2时，步骤转至S320，将电机输出功率设定为零。其中，当在步骤S200中判定T小于T1时，则不必再进行步骤S21来判断T是否大于T2。

此外，本发明还提供了一种电机温度监测***，如图5所示，该***包括n个温度传感器，诊断单元2和电机温度获取单元3。n个温度传感器与电机连接，用于获取与电机温度相关的检测数据，并将所获取的检测数据传送至诊断单元2。诊断单元2获取n个温度传感器的检测数据，并判断所述检测数据是否正常。电机温度获取单元3基于n个温度传感器中正常工作的温度传感器的检测数据而获得所述电机当前温度T，其中，当n个温度传感器的检测数据均正常时，基于n个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度T；当其中m个温度传感器的检测数据异常时，则基于其余n-m个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度T；当n个温度传感器的检测数据均异常时，则判定n个温度传感器均故障，并忽略相应检测数据。

其中，所述温度传感器包括：温度传感器、热电偶、红外温度传感器。

此外，本发明还提供了一种电机功率控制***，如图6所示，包括本发明提供的上述电机温度监测***10，用于获取电机当前温度T并将其传送至电机功率控制单元20；电机功率控制单元20，用于判断电机当前温度T所处温度区间并根据判断结果设定电机最大输出功率。其中，所述电机温度区间包括：正常工作区间，该区间的最大温度为电机温度报警起始温度T1；功率受限区间，该区间的温度大于电机温度报警起始温度T1而小于电机温度过温故障起始温度T2；停止工作区间，该区间的最低温度为电机温度过温故障起始温度T2。当所述电机当前温度T处于正常工作区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功率；当所述电机当前温度T处于功率受限区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功率的(T2-T)/(T2-T1)；当所述电机当前温度T处于停止工作区间时，将电机输出功率设定为零。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机温度监测方法，其特征在于包括下述步骤：

1)设置n个用于检测电机当前温度T的温度传感器，其中n≥2；

2)读取所述n个温度传感器的检测数据；

3)基于所述n个温度传感器中正常工作的温度传感器的检测数据而获得所述电机当前温度T。

2.如权利要求1所述的电机温度监测方法，其特征在于在所述步骤3)中具体包括下述内容：

当n个温度传感器的检测数据均正常时，基于n个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度T；

当其中m个温度传感器的检测数据异常时，则基于其余n-m个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度T；

当n个温度传感器的检测数据均异常时，则判定n个温度传感器均故障，并忽略相应检测数据。

3.一种电机功率控制方法，其特征在于包括下述步骤：

10)采用如权利要求1-2任意一项所述的电机温度监测方法来获得电机当前温度T；

20)根据所述电机当前温度T及预定的电机温度区间阈值判断所述电机当前温度T所处温度区间；

30)根据所述电机当前温度T所处的温度区间设定电机的最大输出功率。

4.如权利要求3所述的电机功率控制方法，其特征在于所述电机温度区间包括：

正常工作区间，该区间的最大温度为电机温度报警起始温度T1；

功率受限区间，该区间的温度大于电机温度报警起始温度T1而小于电机温度过温故障起始温度T2；以及

停止工作区间，该区间的最低温度为电机温度过温故障起始温度T2。

5.如权利要求3或4所述的电机功率控制方法，其特征在于在步骤30)中具体包括下述内容：

当所述电机当前温度T处于正常工作区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功率；

当所述电机当前温度T处于功率受限区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功率的(T2-T)/(T2-T1)；

当所述电机当前温度T处于停止工作区间时，将电机输出功率设定为零。

6.一种电机温度监测***，其特征在于包括：

n个温度传感器，用于检测与电机温度相关的数据，其中n≥2；

诊断单元，用于判断所述n个温度传感器所获取的与电机温度相关的数据是否正常；

电机温度获取单元，用于基于所述n个温度传感器中正常工作的温度传感器的检测数据而获得所述电机当前温度T。

7.如权利要求6所述的电机温度监测***，其特征在于：

当n个温度传感器的检测数据均正常时，则基于n个温度传感器的检测数据的均值来获得所述电机当前温度T；

当其中m个温度传感器的检测数据异常时，则基于其余n-m个温度传感器的检测数据的均值来确定所述电机当前温度T；

当n个温度传感器的检测数据均异常时，则判定n个温度传感器均故障。

8.一种电机功率控制***，其特征在于包括：

如权利要求6或7所述的电机温度监测***，用于获得电机当前温度T；

电机功率控制单元，用于根据所述电机当前温度T及预定的电机温度区间阈值判断所述电机当前温度T所处温度区间，并根据所述判断结果设定电机的最大输出功率。

9.如权利要求8所述的电机功率控制***，其特征在于所述电机温度区间包括：

正常工作区间，该区间的最大温度为电机温度报警起始温度T1；

功率受限区间，该区间的温度大于电机温度报警起始温度T1而小于电机温度过温故障起始温度T2；以及

停止工作区间，该区间的最低温度为电机温度过温故障起始温度T2。

10.如权利要求9所述的电机功率控制***，其特征在于：所述电机功率控制单元执行下述操作：

当其判断出所述电机当前温度T处于正常工作区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功率；

当其判断出所述电机当前温度T处于功率受限区间时，将电机最大输出功率设定为峰值功率的(T2-T)/(T2-T1)；

当其判断出所述电机当前温度T处于停止工作区间时，将电机输出功率设定为零。

Images