專利名稱：一種電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轎車動(dòng)力系統(tǒng)，尤其是純電動(dòng)轎車的電機(jī)控制系統(tǒng)，具體涉及一種電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法。
背景技術(shù)：
目前，人們?nèi)找嬷匾晫Νh(huán)境的保護(hù)和能源的有效、合理使用。因此，高效、節(jié)能、環(huán)保的純電動(dòng)汽車成為汽車行業(yè)發(fā)展趨勢之一。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能做到低能耗和零排放的目的，極具市場化前景。在轎車中應(yīng)用，受到安裝空間的限制，對電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的體積尺寸要求苛刻，因此在純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中一般采用正弦波永磁同步電機(jī)，它具有運(yùn)行可靠、體積小、質(zhì)量輕、損耗少、效率高以及形狀和尺寸靈活多樣等顯著優(yōu)點(diǎn)。不僅能驅(qū)動(dòng)整車，而且能通過制動(dòng)能量回收對電池充電。由于國內(nèi)純電動(dòng)轎車剛處于起步階段，產(chǎn)品化的過程中仍然存在著一些工程問題需要解決，其中電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的逆變器模塊成本較高且對溫度和電流通過能力比較敏感，其用于純電動(dòng)轎車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制時(shí)需要相應(yīng)的保護(hù)措施，防止逆變器的損毀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法，保證純電動(dòng)轎車發(fā)生堵轉(zhuǎn)或者冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能維持正常工作的同時(shí)防止逆變器的損毀。通過增加電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)策略和溫度扭矩限制策略對電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最大可輸出扭矩進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對逆變器模塊的保護(hù)。本發(fā)明主要實(shí)現(xiàn)一種純電動(dòng)轎車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限電流方法，通過在電驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中增加堵轉(zhuǎn)保護(hù)策略、根據(jù)逆變器溫度過電流能力曲線對功率輸出進(jìn)行限制等功能實(shí)現(xiàn)對逆變器的保護(hù)。純電動(dòng)轎車只有單一的動(dòng)力系統(tǒng)，在一些特殊工況下存在電機(jī)有扭矩輸出而整車由于外部因素?zé)o法行駛，此時(shí)需通過堵轉(zhuǎn)保護(hù)策略來保護(hù)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安全；目前的純電動(dòng)轎車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)主要采用水冷方式，在水冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障無法正常工作的情況下，隨著電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中逆變器模塊熱量的聚集過電流能力會(huì)不斷下降，特別是在起步階段電流較大的情況下如果不能對電機(jī)的輸出功率進(jìn)行有效的限制，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的逆變器模塊極有可能損壞，為了保證逆變器模塊安全可靠的運(yùn)行，通過溫度電流限制策略來實(shí)現(xiàn)對逆變器的保護(hù)。具體技術(shù)方案如下一種電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法，其用于純電動(dòng)轎車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法和溫度扭矩限制保護(hù)方法，采用如下步驟(1)根據(jù)電機(jī)堵轉(zhuǎn)扭矩保護(hù)特性曲線，對電機(jī)堵轉(zhuǎn)進(jìn)行保護(hù)從而限制電機(jī)扭矩輸出；(2)根據(jù)逆變器溫度扭矩限制特性曲線對電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出扭矩進(jìn)行限制；(3)根據(jù)逆變器溫度過電流能力曲線對功率輸出進(jìn)行限制，將電流限制對應(yīng)轉(zhuǎn)換到對電機(jī)輸出扭矩的限制；(4)根據(jù)步驟(1)中堵轉(zhuǎn)保護(hù)和步驟O)中溫度扭矩限制得到的可輸出扭矩對電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最大可輸出扭矩進(jìn)行限制。進(jìn)一步地，步驟(1)中電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法采用如下步驟(1-1)正常情況下車輛起步不進(jìn)行堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法；(1-2)起步準(zhǔn)備行駛時(shí)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速η的絕對值小于預(yù)設(shè)值nl時(shí)，根據(jù)油門信號的開度對應(yīng)到對電機(jī)的扭矩請求Tm，針對不同的扭矩請求設(shè)定三個(gè)定時(shí)器tl、t2、t3 ；(1-3)當(dāng)Tm絕對值大于預(yù)設(shè)值T時(shí)，計(jì)時(shí)器tl開始計(jì)時(shí)，當(dāng)Tm絕對值小于等于T時(shí)，計(jì)時(shí)器tl清零；(1-4)當(dāng)Tm絕對值大于預(yù)設(shè)值2T時(shí)，計(jì)時(shí)器t2開始計(jì)時(shí)，當(dāng)Tm絕對值小于等于2T時(shí)，計(jì)時(shí)器t2清零；(1-5)當(dāng)Tm絕對值大于等于預(yù)設(shè)值3T時(shí)，計(jì)時(shí)器t3開始計(jì)時(shí)，當(dāng)Tm絕對值小于3T時(shí)，計(jì)時(shí)器t3清零；(1-6)當(dāng)任意一個(gè)計(jì)數(shù)器達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，電機(jī)進(jìn)入堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法，堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法中的堵轉(zhuǎn)保護(hù)限制扭矩Tmaxl以T/t的斜率減小到0，Tmaxl = 0維持時(shí)間3t后退出堵轉(zhuǎn)保護(hù)。進(jìn)一步地，步驟(1-6)中所述閾值以電機(jī)堵轉(zhuǎn)扭矩保護(hù)特性曲線為準(zhǔn)。進(jìn)一步地，步驟(1-6)退出堵轉(zhuǎn)保護(hù)后，Tmaxl以T/t的斜率增加到3T，然后重新開始堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法.進(jìn)一步地，步驟(1-6)退出堵轉(zhuǎn)保護(hù)后，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速η的絕對值大于等于nl時(shí)，堵轉(zhuǎn)保護(hù)限制扭矩Tmaxl = 3T保持不變。進(jìn)一步地，步驟O)中溫度扭矩限制保護(hù)方法中，當(dāng)汽車行駛時(shí)，根據(jù)逆變器溫度K的范圍對溫度扭矩限制保護(hù)方法中的最大可輸出扭矩TmaX2進(jìn)行限制。進(jìn)一步地，步驟O)中溫度扭矩限制保護(hù)方法中，采用如下步驟(2-1)當(dāng)逆變器溫度K在預(yù)設(shè)值kl到k2之間時(shí)，根據(jù)逆變器溫度扭矩特性曲線查出溫度K時(shí)對應(yīng)的溫度扭矩限制值TmaX2 = Tlim ；(2-2)當(dāng)逆變器溫度K小于等于kl時(shí)，溫度扭矩限制值TmaX2 = 3T ；(2-3)當(dāng)逆變器溫度K大于等于k2時(shí)，溫度扭矩限制值TmaX2 = 0。進(jìn)一步地，步驟中最大可輸出扭矩限制保護(hù)方法為對比堵轉(zhuǎn)保護(hù)限制扭矩Tmaxl與溫度扭矩限制值TmaX2進(jìn)行對比，得到電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最大可輸出扭矩Tmax等于Tmaxl與TmaX2中的最小值，從而達(dá)到對電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出扭矩的限制，從而限制通過逆變器的電流值，實(shí)現(xiàn)對逆變器模塊的保護(hù)。與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在不增加逆變器容量的情況下，使電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仍能滿足純電動(dòng)轎車的正常行駛要求。


圖1為電機(jī)堵轉(zhuǎn)扭矩保護(hù)特性曲線圖2為電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法示意3為逆變器溫度扭矩特性曲線圖4為溫度扭矩限制保護(hù)方法示意5為最大可輸出扭矩限制保護(hù)方法示意圖
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實(shí)施方式中的一種優(yōu)選實(shí)施例。由于交流永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)，低速運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的輸出扭矩與電流成正比，因此在本發(fā)明中將電流限制對應(yīng)轉(zhuǎn)換到對電機(jī)輸出扭矩的限制。正常情況下車輛起步堵轉(zhuǎn)保護(hù)策略不起作用；純電動(dòng)轎車起步準(zhǔn)備行駛時(shí)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速η的絕對值小于nl時(shí)，根據(jù)油門信號的開度對應(yīng)到對電機(jī)的扭矩請求Tm，針對不同的扭矩請求設(shè)定三個(gè)定時(shí)器tl、t2、t3，任意一個(gè)計(jì)數(shù)器達(dá)到設(shè)定的閾值(具體閾值以圖1中的特性曲線為準(zhǔn)，T和t都是可標(biāo)定量)時(shí)，電機(jī)進(jìn)入堵轉(zhuǎn)保護(hù)策略，堵轉(zhuǎn)保護(hù)策略中的最大可輸出扭矩Tmaxl以T/t的斜率減小到0，Tmaxl = 0維持時(shí)間3t后退出堵轉(zhuǎn)保護(hù)，Tmaxl以T/t的斜率增加到3T后，重新開始堵轉(zhuǎn)保護(hù)策略。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速η的絕對值大于等于nl時(shí)，Tmaxl = 3T保持不變。當(dāng)純電動(dòng)轎車行駛時(shí)，根據(jù)逆變器溫度K的范圍對溫度扭矩限制保護(hù)策略中的最大可輸出扭矩TmaX2進(jìn)行限制；根據(jù)Tmaxl與TmaX2的扭矩限制，使電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最大可輸出扭矩Tmax等于Tmaxl與Tmax2中的最小值。純電動(dòng)轎車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法主要包括三個(gè)部分第一部分是對電機(jī)堵轉(zhuǎn)進(jìn)行保護(hù)從而限制電機(jī)扭矩輸出；第二部分是根據(jù)逆變器溫度扭矩限制特性曲線對電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出扭矩進(jìn)行限制；第三部分是根據(jù)第一部分堵轉(zhuǎn)保護(hù)和第二部分溫度扭矩限制得到的可輸出扭矩對的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最大可輸出扭矩進(jìn)行限制。電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)策略根據(jù)圖1中的電機(jī)堵轉(zhuǎn)扭矩保護(hù)特性曲線和圖2中的電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法來實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)方法如下正常情況下車輛起步堵轉(zhuǎn)保護(hù)策略不起作用；純電動(dòng)轎車起步準(zhǔn)備行駛時(shí)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速η的絕對值小于nl時(shí)，根據(jù)油門信號的開度對應(yīng)到對電機(jī)的扭矩請求Tm，針對不同的扭矩請求設(shè)定三個(gè)定時(shí)器tl、t2、t3 ；當(dāng)Tm絕對值大于T時(shí)，計(jì)時(shí)器tl開始計(jì)時(shí)，當(dāng)Tm絕對值小于等于T時(shí)，計(jì)時(shí)器tl
清零；當(dāng)Tm絕對值大于2T時(shí)，計(jì)時(shí)器t2開始計(jì)時(shí)，當(dāng)Tm絕對值小于等于2T時(shí)，計(jì)時(shí)器
t2清零；當(dāng)Tm絕對值大于等于3T時(shí)，計(jì)時(shí)器t3開始計(jì)時(shí)，當(dāng)Tm絕對值小于3T時(shí)，計(jì)時(shí)器t3清零；當(dāng)任意一個(gè)計(jì)數(shù)器達(dá)到設(shè)定的閾值(具體閾值以圖1中的特性曲線為準(zhǔn)，T和t都是可標(biāo)定量)時(shí)，電機(jī)進(jìn)入堵轉(zhuǎn)保護(hù)策略，堵轉(zhuǎn)保護(hù)策略中的堵轉(zhuǎn)保護(hù)限制扭矩Tmaxl以T/t的斜率減小到0，Tmaxl = 0維持時(shí)間3t后退出堵轉(zhuǎn)保護(hù)；退出堵轉(zhuǎn)保護(hù)后，Tmaxl以T/t的斜率增加到3T，然后重新開始堵轉(zhuǎn)保護(hù)策略；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速η的絕對值大于等于nl時(shí)，堵轉(zhuǎn)保護(hù)限制扭矩Tmaxl = 3T保持不變；溫度扭矩限制保護(hù)策略根據(jù)圖3中的溫度扭矩特性曲線和圖4中的溫度扭矩限制保護(hù)方法來實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)方法如下當(dāng)純電動(dòng)轎車行駛時(shí)，根據(jù)逆變器溫度K的范圍對溫度扭矩限制保護(hù)策略中的最大可輸出扭矩TmaX2進(jìn)行限制；當(dāng)逆變器溫度K在kl到k2之間時(shí)，根據(jù)圖3中的溫度扭矩特性曲線查處溫度K時(shí)對應(yīng)的溫度扭矩限制值TmaX2 = Tlim ；當(dāng)逆變器溫度K小于等于kl時(shí)，溫度扭矩限制值Tmax2 = 3T ；當(dāng)逆變器溫度K大于等于k2時(shí)，溫度扭矩限制值TmaX2 = 0 ；最大可輸出扭矩限制保護(hù)策略根據(jù)圖5最大可輸出扭矩限制保護(hù)方法，對比堵轉(zhuǎn)保護(hù)限制扭矩Tmaxl與溫度扭矩限制值TmaX2進(jìn)行對比，得到電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最大可輸出扭矩Tmax等于Tmaxl與TmaX2中的最小值，從而達(dá)到對電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出扭矩的限制，從而限制通過逆變器的電流值，實(shí)現(xiàn)對逆變器模塊的保護(hù)。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法，其特征在于，其用于純電動(dòng)轎車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法和溫度扭矩限制保護(hù)方法，采用如下步驟(1)根據(jù)電機(jī)堵轉(zhuǎn)扭矩保護(hù)特性曲線，對電機(jī)堵轉(zhuǎn)進(jìn)行保護(hù)從而限制電機(jī)扭矩輸出；(2)根據(jù)逆變器溫度扭矩限制特性曲線對電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出扭矩進(jìn)行限制；(3)根據(jù)逆變器溫度過電流能力曲線對功率輸出進(jìn)行限制，將電流限制對應(yīng)轉(zhuǎn)換到對電機(jī)輸出扭矩的限制；(4)根據(jù)步驟(1)中堵轉(zhuǎn)保護(hù)和步驟O)中溫度扭矩限制得到的可輸出扭矩對電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最大可輸出扭矩進(jìn)行限制。
2.如權(quán)利要求1所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法，其特征在于，步驟(1)中電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法采用如下步驟(1-1)正常情況下車輛起步不進(jìn)行堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法；(1-2)起步準(zhǔn)備行駛時(shí)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速η的絕對值小于預(yù)設(shè)值nl時(shí)，根據(jù)油門信號的開度對應(yīng)到對電機(jī)的扭矩請求Tm，針對不同的扭矩請求設(shè)定三個(gè)定時(shí)器tl、t2、t3 ；(1-3)當(dāng)Tm絕對值大于預(yù)設(shè)值T時(shí)，計(jì)時(shí)器tl開始計(jì)時(shí)，當(dāng)Tm絕對值小于等于T時(shí)，計(jì)時(shí)器tl清零；(1-4)當(dāng)Tm絕對值大于預(yù)設(shè)值2T時(shí)，計(jì)時(shí)器t2開始計(jì)時(shí)，當(dāng)Tm絕對值小于等于2T時(shí)，計(jì)時(shí)器t2清零；(1-5)當(dāng)Tm絕對值大于等于預(yù)設(shè)值3T時(shí)，計(jì)時(shí)器t3開始計(jì)時(shí)，當(dāng)Tm絕對值小于3T時(shí)，計(jì)時(shí)器t3清零；(1-6)當(dāng)任意一個(gè)計(jì)數(shù)器達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，電機(jī)進(jìn)入堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法，堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法中的堵轉(zhuǎn)保護(hù)限制扭矩Tmaxl以T/t的斜率減小到0，Tmaxl = 0維持時(shí)間3t后退出堵轉(zhuǎn)保護(hù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法，其特征在于，步驟(1-6)中所述閾值以電機(jī)堵轉(zhuǎn)扭矩保護(hù)特性曲線為準(zhǔn)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法，其特征在于，步驟(1-6)退出堵轉(zhuǎn)保護(hù)后，Tmaxl以T/t的斜率增加到3T，然后重新開始堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法。
5.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法，其特征在于，步驟(1-6)退出堵轉(zhuǎn)保護(hù)后，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速η的絕對值大于等于nl時(shí)，堵轉(zhuǎn)保護(hù)限制扭矩Tmaxl = 3T保持不變。
6.如權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法，其特征在于，步驟( 中溫度扭矩限制保護(hù)方法中，當(dāng)汽車行駛時(shí)，根據(jù)逆變器溫度K的范圍對溫度扭矩限制保護(hù)方法中的最大可輸出扭矩TmaX2進(jìn)行限制。
7.如權(quán)利要求6所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法，其特征在于，步驟⑵中溫度扭矩限制保護(hù)方法中，采用如下步驟(2-1)當(dāng)逆變器溫度K在預(yù)設(shè)值kl到k2之間時(shí)，根據(jù)逆變器溫度扭矩特性曲線查出溫度K時(shí)對應(yīng)的溫度扭矩限制值TmaX2 = Tlim ；(2-2)當(dāng)逆變器溫度K小于等于kl時(shí)，溫度扭矩限制值TmaX2 = 3T ；(2-3)當(dāng)逆變器溫度K大于等于k2時(shí)，溫度扭矩限制值TmaX2 = 0。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法，其特征在于，步驟中最大可輸出扭矩限制保護(hù)方法為對比堵轉(zhuǎn)保護(hù)限制扭矩Tmaxl與溫度扭矩限制值TmaX2進(jìn)行對比，得到電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最大可輸出扭矩Tmax等于Tmaxl與TmaX2中的最小值，從而達(dá)到對電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出扭矩的限制，從而限制通過逆變器的電流值，實(shí)現(xiàn)對逆變器模塊的保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)及限扭矩方法，其用于純電動(dòng)轎車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法和溫度扭矩限制保護(hù)方法，采用如下步驟根據(jù)電機(jī)堵轉(zhuǎn)扭矩保護(hù)特性曲線，對電機(jī)堵轉(zhuǎn)進(jìn)行保護(hù)從而限制電機(jī)扭矩輸出；根據(jù)逆變器溫度扭矩限制特性曲線對電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出扭矩進(jìn)行限制；根據(jù)逆變器溫度過電流能力曲線對功率輸出進(jìn)行限制，將電流限制對應(yīng)轉(zhuǎn)換到對電機(jī)輸出扭矩的限制；根據(jù)堵轉(zhuǎn)保護(hù)和溫度扭矩限制得到的可輸出扭矩對的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最大可輸出扭矩進(jìn)行限制。
文檔編號B60L15/38GK102390285SQ201110238218
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者林偉義, 王瑛, 王金磊, 羅曉, 陳立沖 申請人:奇瑞汽車股份有限公司