[發明專利]估計電動機中的永久磁鐵的溫度的方法

在審

• 申請號: 201610642682.5
• 申請日: 2016-08-08
• 公開（公告）號: CN106612096A
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 金景洙;林盛曄;盧正元;金成玟;韓大雄;姜求倍
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: H02P29/66
• 分類號: H02P29/66
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及估計電動機中的永久磁鐵的溫度的方法。更具體地，其涉及估計電動機中的永久磁鐵的溫度的方法，所述方法能夠精確估計包括在電動機中的永久磁鐵的溫度，從而阻止磁鐵的退磁。

背景技術

由于取決于操作條件而在永久磁鐵中發生的渦流損耗，過量的熱可從環保型車輛中安裝的內置式永磁同步電動機(IPMSM)生成，其結果是磁鐵可退磁。

此外，永久磁鐵的退磁可引發問題，諸如電動機性能的下降以及用于保護電動機控制中逆變器的功率模塊的耐壓的控制性能的下降。

因此，有必要提供基于電動機的操作條件實時估計磁鐵的溫度的方法。

在常規的永久磁鐵估計方法中，轉子側上的永久磁鐵的溫度使用安裝到電動機的定子線圈的溫度傳感器估計。

更具體地，在常規的永久磁鐵估計方法中，安裝到電動機的定子線圈的溫度傳感器測量定子線圈的溫度，且測得的定子線圈的溫度被視為永久磁鐵的溫度(定子線圈的溫度＝永久磁鐵的溫度)。

被估計的永久磁鐵的溫度用于構建電流圖，此外，用作每磁鐵溫度的Id/Iq電流控制因素并作為功率模塊的耐壓的規范。

然而，常規的永久磁鐵估計方法有以下問題。

第一，取決于電動機的操作狀態，永久磁鐵中出現渦流損耗。如果由于渦流損耗，熱從永久磁鐵生成，使用溫度傳感器測得的定子線圈的溫度和永久磁鐵的溫度之間出現差異，如圖1所示。結果，精確測量基于電動機的操作條件的永久磁鐵的溫度是不可行的。

第二，由于定子線圈和永久磁鐵之間的溫度差異，每磁鐵溫度的Id/Iq電流控制因素可能不精確，其結果是用于電動機控制的逆變器的電流控制性能降低，使得難以確立用于保護功率模塊的耐壓的控制規范。

第三，不能精確估計永久磁鐵的溫度，其結果是由于永久磁鐵的退磁，電動機的輸出性能降低。

以上在背景部分中公開的信息僅為了提高對本發明的背景技術的理解，因此這些信息可包含不形成已為本國普通技術人員所知的現有技術的信息。

發明內容

本發明是為了解決現有技術相關的上述問題而提出的，且本發明的目的是提供估計電動機中的永久磁鐵的溫度的方法，其能夠通過分析通過永久磁鐵溫度的變化和基于實際測得的值的每電動機操作條件的轉子損耗之間的相互關系導出傳熱系數，并使用其構建永久磁鐵的熱模型以估計永久磁鐵的溫度。因此，能夠基于電動機的操作條件精確估計永久磁鐵的實時溫度。

一方面，本發明提供一種估計電動機中的永久磁鐵的溫度的方法，所述方法包括將電動機轉矩/速度代入到轉子鐵損圖中以獲得基于電動機轉矩/速度的轉子鐵損，且使用獲得的轉子鐵損和基于電動機速度的變化不同地導出的傳熱系數估計永久磁鐵的溫度。

在一些形式中，轉子鐵損圖在實際測量每電動機速度/轉矩的所述轉子鐵損之后基于每電壓的效率圖數據而構建，所述每電壓的效率圖數據基于電動機轉矩/速度而得到。

在另一形式中，在轉子鐵損的獲得中，基于電動機的驅動的電動機轉矩/速度被代入到轉子鐵損圖中，以便通過每電壓的圖插值獲得基于電動機轉矩/速度的轉子鐵損。

在另一形式中，傳熱系數通過分析實際測得的轉子鐵損和所述永久磁鐵的溫度的增加值之間的相互關系導出。

在另一形式中，永久磁鐵的溫度使用下列方程式估計：Y＝C_t(Ax+B)，其中Y表示被估計的所述永久磁鐵的溫度，C_t表示時間常數，x表示轉子鐵損，且A和B表示傳熱系數，該傳熱系數是被估計的系數。

以下討論本發明的其它方面和形式。

應該理解，如本文所用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語通常包括機動車輛，如包括運動型多用途車(SUV)、公共車輛、卡車、各種商用車輛的客用汽車，包括各種小船、輪船的船只，飛機等等，且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛，氫動力車輛和其他替代燃料車輛(例如，源于非石油資源的燃料)。如本文所指的混合動力車輛是有兩種或多種動力源的車輛，例如以汽油動力和電動力為動力源的車輛。

以下討論本發明的上述和其它特征。

附圖說明

本發明的以上和其他特點現將參照通過附圖示出的示例性實施來詳細描述，該附圖僅通過說明的方式在下文中給出，因此不是對本發明進行限制，且其中：

圖1是示出在電動機的負載操作期間一段時間內永久磁鐵和定子線圈之間的溫度差異的圖表；

圖2是示意性示出估計電動機中的永久磁鐵的溫度的方法的視圖，尤其是分析基于實際測量的轉子鐵損和永久磁鐵溫度之間的相互關系的過程；