[發明專利]一種電機定子的過溫保護方法及裝置

有效

• 申請號: 201610914766.X
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN107968619B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 王東萃;武術
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: H02P29/60
• 分類號: H02P29/60
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理有限公司 11304
• 代理人: 魏曉波

一種電機定子的過溫保護方法及裝置，所述方法包括如下步驟：采集所述電機定子的定子溫度；計算所述定子溫度的目標衰減率，以使得所述定子溫度在預設時間內上升至指定溫度時所述定子溫度的溫升率降為零，所述目標衰減率表示單位時間所述定子溫度的溫升率的衰減程度；當滿足觸發條件時，基于所述目標衰減率與所述定子溫度的實際衰減率確定轉矩控制系數，所述定子溫度的實際衰減率表示當前時刻所述定子溫度的溫升率的衰減程度。不論汽車處于何種工況，采用本發明提供的技術方案均能最大程度擴展電機大功率輸出時間，同時又滿足電機定子的溫度不會超過極限溫度的要求，有利于提高電機的耐久性、減少電機的扭矩震蕩，提高行車過程中的用戶舒適性體驗。

技術領域

本發明涉及電機控制領域，具體地涉及一種電機定子的過溫保護方法及裝置。

背景技術

現有的汽車在日常使用過程中，作為動力源的電機或者發動機在工作過程中容易由于各種損耗而導致內部溫度上升，進而影響動力源的使用壽命。以新能源汽車為例，作為主要發熱源之一，電機定子具有發熱量大且速度快的特點。為了降低電機定子溫度，現有大多采用水冷的方法來散熱，但是，由于水冷散熱是一個相對緩慢的過程，而且單位時間水冷液帶走的熱量約為恒定值。那么在大功率工況下，很容易形成電機定子的熱量積累，導致即使電機輸出功率變為零，定子溫度也會繼續上升的情況。這種情況一方面會影響電機的耐久；另一方面，由于輸出功率被短時限制為零，更是車輛行駛過程中的潛在危險。

目前，在純電動、混動類型新能源車的電機控制系統中，對電機定子的過溫保護一般使用根據過溫程度按比例限制扭矩命令的方式。例如，當電機定子的溫度超過閾值點后，電機的轉矩命令會被按比例衰減，溫度超過閾值點越多，轉矩命令被衰減的越深。這種過溫保護方式雖然能夠在一定程度上達到有效降低定子溫度的目的，但對于大扭矩或大功率工況下，由于電機定子前期的大量熱量積累，會出現定子溫度超過轉矩命令衰減至零的溫度閾值點，導致車輛短時內存在無動力輸出，或者動力很小，動力震蕩等問題。

在現階段，大多數情況下，只能采用根據過溫程度按比例限制扭矩命令的方法，來對電機尤其是電機定子進行過溫保護。但是，這樣的方案在實際應用時可能會過分縮小電機的扭矩輸出能力，導致汽車在行駛過程中存在短時內扭矩中斷、扭矩震蕩較大的問題，不利于用戶的駕駛舒適性體驗。

發明內容

本發明解決的技術問題是現有技術無法根據電機定子的溫度變化合理調節輸出扭矩的問題。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種電機定子的過溫保護方法，包括如下步驟：采集所述電機定子的定子溫度；計算所述定子溫度的目標衰減率，以使得所述定子溫度在預設時間內上升至指定溫度時所述定子溫度的溫升率降為零，所述目標衰減率表示單位時間所述定子溫度的溫升率的衰減程度；當滿足觸發條件時，基于所述目標衰減率與所述定子溫度的實際衰減率確定轉矩控制系數，所述定子溫度的實際衰減率表示當前時刻所述定子溫度的溫升率的衰減程度。

可選的，所述觸發條件至少包括：根據當前時刻的所述溫升率估算，當前時刻的所述定子溫度上升至所述指定溫度需要的時間小于所述預設時間；所述定子溫度的溫升率為正；并且所述實際衰減率小于所述目標衰減率。

可選的，所述計算所述定子溫度的目標衰減率，包括如下步驟：根據當前時刻的所述定子溫度以及所述溫升率，估算所述定子溫度上升至所述指定溫度需要的預估時間；基于所述預估時間確定所述預設時間，計算所述定子溫度的目標衰減率，以使所述定子溫度在所述預設時間內上升至所述指定溫度時所述定子溫度的溫升率降為零。

可選的，所述基于所述預估時間確定所述預設時間，包括如下步驟：按預設比例對所述預估時間進行標定，以確定所述預設時間。

可選的，所述過溫保護方法還包括如下步驟：基于所述轉矩控制系數控制電機的輸出扭矩。

可選的，所述溫升率通過對所述定子溫度的溫度隨時間的變化曲線求一階導數獲得。