| 专利名称： | 一种电机控制器过载保护方法及系统 | ||
| 专利名称(英文)： | A motor controller overload protection system and method | ||
| 专利号： | CN201610234557.0 | 申请时间： | 20160415 |
| 公开号： | CN105790677A | 公开时间： | 20160720 |
| 申请人： | 郑州宇通客车股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 450016 河南省郑州市十八里河宇通工业园区 | ||
| 发明人： | 靳超; 郑维; 韩光辉; 刘朝辉; 张冬; 乔理想 | ||
| 分类号： | H02P29/032 | 主分类号： | H02P29/032 |
| 代理机构： | 郑州睿信知识产权代理有限公司 41119 | 代理人： | 陈浩 |
| 摘要： | 本发明涉及一种电机控制器过载保护方法及系统，属于新能源汽车电机控制技术领域。本发明通过检测电机控制器的输出电流，当输出电流值大于额定值，判断该输出电流的持续时间，确认是否真实过载，在即将到达过载状态时，通过限制电流以及判断持续时间来达到阶梯形式的降额措施，从而避免达到过载断动力的保护状态。本发明可以使电机在过载状态下更平顺的降低扭矩，对过载状态有明显的缓冲作用，不但有效的改善新能源汽车的驾驶感，不会出现动力的突然中断，而且能够保护电机在过载状态下所造成的破坏作用，延长电机的使用寿命，提高驾驶员驾驶车辆的安全性。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention relates to a motor controller overload protection method and system, which belongs to the new energy car motor control technology field. The invention by detecting the output current of the motor controller, when the output current value is larger than the rated value, judging whether the duration of the output current, confirm whether the real overload, when an overload condition in the reach, by limiting the duration of current and to judge step forms of derating measures, so as to avoid overload of the protection of the power cut-off state. This invention can make the motor more smoothly under the overload state of the torque can be reduced, with the overload state of the buffer action, not only effectively improve driving feeling new energy of the vehicle, will not appear abrupt interruption of power, but also is capable of protecting the overload state of the motor caused by the damage of the under, extend the service life of the motor, improving the driver' s driving safety of the vehicle. | ||
1.一种电机控制器过载保护方法，其特征在于，该保护方法的步骤如下： 1)采集电机控制器的输出电流，并判断电机控制器的输出电流是否大于额 定值； 2)当电机控制器的输出电流大于额定值时，检测该输出电流的持续时间， 并判断持续时间是否达到所对应设定倍数的最大允许时间； 3)若是，则降低电机控制器的输出电流，并返回步骤1)中重新判断与额定 值的大小关系，循环执行，直至电机控制器的输出电流小于额定值。
2.根据权利要求1所述的电机控制器过载保护方法，其特征在于，所述的步 骤1)中电机控制器的输出电流小于额定值时，维持电机控制器的输出电流，并 退出过载保护机制。
3.根据权利要求1所述的电机控制器过载保护方法，其特征在于，所述的最 大允许时间是根据厂家所给IGBT的技术特性参数，对每个电流值下的发热特性进 行标定，并结合散热设计所确定的。
4.根据权利要求1所述的电机控制器过载保护方法，其特征在于，所述步骤 2)中若持续时间小于，则维持电机控制器输出电流，不进入过载保护机制。
5.根据权利要求1所述的电机控制器过载保护方法，其特征在于，所述步骤 2)中的设定倍数为0.7-0.9。
6.一种电机控制器过载保护系统，其特征在于，该过载保护系统包括采集 模块、判断模块和执行模块，所述采集模块用于采集电机控制器的输出电流、以 及当电机控制器输出电流大于额定值时的持续时间；所述判断模块用于判断电机 控制器的输出电流是否大于额定值，以及判断大于额定值的电流持续时间是否达 到所对应设定倍数的最大允许时间，所述执行模块用于在额定值的电流持续时间 即将达到所对应最大允许时间时，降低电机控制器的输出电流。
7.根据权利要求6所述的电机控制器过载保护系统，其特征在于，若电机控 制器的输出电流小于额定值时，维持电机控制器的输出电流，并退出过载保护机 制。
8.根据权利要求6所述的电机控制器过载保护系统，其特征在于，所述的最 大允许时间是根据厂家所给IGBT的技术特性参数，对每个电流值下的发热特性进 行标定，并结合散热设计确定的。
9.根据权利要求6所述的电机控制器过载保护系统，其特征在于，若持续时 间小于，则维持电机控制器输出电流，不进入过载保护机制。
10.根据权利要求6所述的电机控制器过载保护系统，其特征在于，所述判 断模块中的设定倍数为0.7-0.9。
1.一种电机控制器过载保护方法，其特征在于，该保护方法的步骤如下： 1)采集电机控制器的输出电流，并判断电机控制器的输出电流是否大于额 定值； 2)当电机控制器的输出电流大于额定值时，检测该输出电流的持续时间， 并判断持续时间是否达到所对应设定倍数的最大允许时间； 3)若是，则降低电机控制器的输出电流，并返回步骤1)中重新判断与额定 值的大小关系，循环执行，直至电机控制器的输出电流小于额定值。
2.根据权利要求1所述的电机控制器过载保护方法，其特征在于，所述的步 骤1)中电机控制器的输出电流小于额定值时，维持电机控制器的输出电流，并 退出过载保护机制。
3.根据权利要求1所述的电机控制器过载保护方法，其特征在于，所述的最 大允许时间是根据厂家所给IGBT的技术特性参数，对每个电流值下的发热特性进 行标定，并结合散热设计所确定的。
4.根据权利要求1所述的电机控制器过载保护方法，其特征在于，所述步骤 2)中若持续时间小于，则维持电机控制器输出电流，不进入过载保护机制。
5.根据权利要求1所述的电机控制器过载保护方法，其特征在于，所述步骤 2)中的设定倍数为0.7-0.9。
6.一种电机控制器过载保护系统，其特征在于，该过载保护系统包括采集 模块、判断模块和执行模块，所述采集模块用于采集电机控制器的输出电流、以 及当电机控制器输出电流大于额定值时的持续时间；所述判断模块用于判断电机 控制器的输出电流是否大于额定值，以及判断大于额定值的电流持续时间是否达 到所对应设定倍数的最大允许时间，所述执行模块用于在额定值的电流持续时间 即将达到所对应最大允许时间时，降低电机控制器的输出电流。
7.根据权利要求6所述的电机控制器过载保护系统，其特征在于，若电机控 制器的输出电流小于额定值时，维持电机控制器的输出电流，并退出过载保护机 制。
8.根据权利要求6所述的电机控制器过载保护系统，其特征在于，所述的最 大允许时间是根据厂家所给IGBT的技术特性参数，对每个电流值下的发热特性进 行标定，并结合散热设计确定的。
9.根据权利要求6所述的电机控制器过载保护系统，其特征在于，若持续时 间小于，则维持电机控制器输出电流，不进入过载保护机制。
10.根据权利要求6所述的电机控制器过载保护系统，其特征在于，所述判 断模块中的设定倍数为0.7-0.9。
翻译：技术领域
本发明涉及一种电机控制器过载保护方法及系统，属于新能源汽车电机控制 技术领域。
背景技术
新能源车辆行驶在不同路况时，驱动电机控制器过载是新能源车辆常见的故 障之一。当电机控制器的输出电流超过其额定输出电流，并且持续时间超过控制 器内部IGBT的允许温升，就会引起控制器过载。但是随着电机转速频繁变化， 冷却系统水温随着环境温度变化而变化，从而散热条件也会跟随变化。同时在控 制器调速过程中，电流值也会发生很大的波动，因此对于电机控制器过载保护的 判断增加了难度，一旦误判，车辆断动力对于驾驶员行驶车辆的安全性能会造成 一定的影响。
目前在新能源车辆上比较常用的电机控制器过载保护机制是当控制器输出 电流超过额定值时，判断此时电流持续时间是否达到过载时间，如果持续时间小 于过载时间，不采取保护；如果持续时间大于过载时间，断动力保护，即这种过 载保护具有反时限特性。但是该方法存在着一定的局限性，当驾驶员家是在特殊 路况时，电机频繁处于过载和非过载切换状态时，过载状况不易判断，另外，保 护误动也会严重威胁驾驶员的行驶安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种电机控制器过载保护方法及系统，以在需要到特 殊路况引起电机控制器过载不易判断的问题。
本发明为解决上述技术问题提供了一种电机控制器过载保护方法，该方法的 步骤如下：
1)采集电机控制器的输出电流，并判断电机控制器的输出电流是否大于额 定值；
2)当电机控制器的输出电流大于额定值时，检测该输出电流的持续时间， 并判断持续时间是否达到所对应设定倍数的最大允许时间；
3)若是，则降低电机控制器的输出电流，并返回步骤1)中重新判断与额定 值的大小关系，循环执行，直至电机控制器的输出电流小于额定值。
所述的步骤1)中电机控制器的输出电流小于额定值时，维持电机控制器的 输出电流，并退出过载保护机制。
所述的最大允许时间是根据厂家所给IGBT的技术特性参数，对每个电流值下 的发热特性进行标定，并结合散热设计所确定的。
所述步骤2)中若持续时间小于，则维持电机控制器输出电流，不进入过载 保护机制。
所述步骤2)中的设定倍数为0.7-0.9。
本发明还提供了一种电机控制器过载保护系统，该过载保护系统包括采集模 块、判断模块和执行模块，所述采集模块用于采集电机控制器的输出电流、以及 当电机控制器输出电流大于额定值时的持续时间；所述判断模块用于判断电机控 制器的输出电流是否大于额定值，以及判断大于额定值的电流持续时间是否达到 所对应设定倍数的最大允许时间，所述执行模块用于在额定值的电流持续时间即 将达到所对应最大允许时间时，降低电机控制器的输出电流。
若电机控制器的输出电流小于额定值时，维持电机控制器的输出电流，并退 出过载保护机制。
所述的最大允许时间是根据厂家所给IGBT的技术特性参数，对每个电流值下 的发热特性进行标定，并结合散热设计确定的。
若持续时间小于，则维持电机控制器输出电流，不进入过载保护机制。
所述判断模块中的设定倍数为0.7-0.9。
本发明的有益效果是:本发明通过检测电机控制器的输出电流，当输出电流 值大于额定值，判断该输出电流的持续时间，确认是否真实过载，在即将到达过 载状态时，通过限制电流以及判断持续时间来达到阶梯形式的降额措施，从而避 免达到过载断动力的保护状态。本发明可以使电机在过载状态下更平顺的降低扭 矩，对过载状态有明显的缓冲作用，不但有效的改善新能源汽车的驾驶感，不会 出现动力的突然中断，而且能够保护电机在过载状态下所造成的破坏作用，延长 电机的使用寿命，提高驾驶员驾驶车辆的安全性。
附图说明
图1是电机控制器过载保护方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明的一种电机控制器过载保护方法的实施例
本实施例针对的是新能源车辆的电机控制器，本发明通过检测电机控制器的 输出电流，当输出电流值大于额定电流，判断其电流持续时间，确认是否真实过 载，在即将到达过载状态时，通过限制电流以及判断持续时间来达到阶梯形式的 降额措施，以避免达到过载断动力的保护状态。该方法的实现流程如图1所示， 具体实施步骤如下：
1.采集电机控制器的输出电流。
当整车运行开始，电机控制器正常工作时，采集电机控制器的输出电流i， 本实施例通过电机控制器内部的霍尔电流传感器来实时监测电机控制器输出的 三相电机定子电流，取其瞬时值作为采样值i。
2.设定电机控制器输出的三相额定电流为Ie，判断所采集的电流i是否大于 额定值Ie，如果小于，则维持原电机控制器的输出电流，并退出过载保护机制。
3.若大于额定电流，则检测实时电流值所持续时间t，判断t是否即将达到 相应最大允许时间，这里的即将达到指的是达到设定倍数的最大运行时间，即判 断t是否满足下式：
t≥aTmax
其中，t为电机控制器输出电流大于额定电流的持续时间；Tmax为最大允许 时间，a为设定倍数，为0.7-0.9，本实施例中选取a为0.8。
最大允许时间Tmax是结合厂家所给出的IGBT的技术特性参数，对每个电流 值下的发热特性进行标定，并结合散热设计所确定。在使用时，需将确定的电机 控制器输出电流的对应的最大允许时间作为已知量录入到软件程序中。
电机控制器IGBT温升的最大允许时间Tmax控制算法是不同的。目前比较常 用的方法:(1).根据电机控制器所采用厂商IGBT的具体特性参数以及实车冷却系 统流量等参数进行软件建模仿真,得出随着IGBT流入电流的增大，当流入电流超 过额定值时，电流与允许持续时间呈指数函数关系。(2).将电机控制器组装完毕， 按照整车实际散热标准进行冷却，通入若干点电流值(大于额定电流),分别测量 达到IGBT结温最高值的允许持续时间。(3).将这些允许持续时间的测量值代入 到仿真模拟出的指数函数，利用插值法拟合求出未知量，得出函数算法。本发明 将得到的函数算法写入电机控制程序，根据实时采集的输入电流，即可计算对应 电流的最大允许持续时间。
4.若是，则降低电机控制器的输出电流，每次降低原电流的5％-10％，并返 回步骤2，重新判断降低后电机控制器的输出电流与额定值的大小关系，循环执 行，使输出电流呈阶梯形下降，达到降额的目的，直至电机控制器恢复到正常输 出电流运行。
本发明的一种电机控制器过载保护系统的实施例
本发明的电机控制器过载保护系统包括采集模块、判断模块和执行模块，其 中采集模块用于采集电机控制器的输出电流、以及当电机控制器输出电流大于额 定值时的持续时间，判断模块用于判断电机控制器的输出电流是否大于额定值， 以及判断大于额定值的电流持续时间是否达到所对应设定倍数最大允许时间，执 行模块用于在额定值的电流持续时间达到所对应设定倍数最大允许时间时，降低 电机控制器的输出电流。该系统各个模块的具体实现过程已在方法的实施例中进 行了详细说明，这里不再赘述。
以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对于 本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换， 在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围 内。
