电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断方法及系统，采用仿真的方式模拟永磁同步电机当前的实际运行工况，并得到当仿真电机运行在该实际运行工况的情况下发生三相短路故障时的短路故障阈值，然后根据该短路故障阈值判断实际的永磁同步电机驱动系统是否出现短路故障，从而能够针对电动汽车永磁同步电机所处的不同运行工况，快速准确地判断永磁同步电机驱动系统是否出现短路故障，具有诊断速度快、诊断精度高等技术优势，能够实现永磁同步电机驱动系统安全可靠地运行。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断方法及系统
本专利技术涉及电动汽车
，尤其涉及一种电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断方法及系统。
技术介绍
目前，环境和能源成为人们日益关注的问题。在汽车领域，高效、节能和环保的新能源汽车，已经成为汽车行业的必然发展趋势之一。永磁同步电机驱动系统能做到低能耗和零排放的目的，极具市场化前景。电动汽车驱动电机多采用无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor,BLDCM)和永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM),性能更为优越的PMSM越来越受到研究者和电动汽车制造商的青睐，作为新能源汽车核心零部件之一的PMSM驱动系统，其安全可靠运行至为关键。传统的故障检测及诊断方法相对简单，不能适用于新能源汽车的所有运行工况，故不能够达到新能源汽车高安全性、可靠性的要求。电机的短路故障通常采用某相电流大于或等于8倍额定电流这一判据，而对于轻载、低速行驶的电动汽车，假设驱动电机出现三相短路故障，因其短路电流达不到8倍额定电流，利用上述的短路故障判据检测不到三相短路故障，势必影响电动汽车的安全可靠运行和使用寿命。
技术实现思路
为了解决现有技术中不能准确检测三相短路故障，影响电动车运行的可靠性和使用寿命的问题，本专利技术提供了一种电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为:一种电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断方法，包括:按照设定的采样周期获取永磁同步电机的定子的a相电流和b相电流、以及所述永磁同步电机的转子位置角，并根据所述a相电流、b相电流和转子位置角，确定所述永磁同步电机的实际功率；按照所述采样周期获取所述永磁同步电机的实际负载电流和实际转速；建立永磁同步电机驱动系统仿真模型，并且当仿真模型中仿真电机的负载电流和转速分别等于所述实际负载电流和实际转速时，将所述仿真电机的定子三相电压均置零，并获取此时所述仿真电机的仿真功率；根据所述a相电流和b相电流、以及所述实际功率和仿真功率，确定所述永磁同步电机驱动系统是否出现短路故障。优选的是,所述根据所述a相电流、b相电流和转子位置角,确定所述永磁同步电机的实际功率包括:根据所述a相电流、b相电流和转子位置角，得到旋转坐标系下定子的d轴电流和q轴电流；根据所述d轴电流和q轴电流，确定所述永磁同步电机的转矩；根据所述永磁同步电机的转矩和所述实际转速，确定所述永磁同步电机的实际功率。优选的是，所述根据所述a相电流和b相电流、以及所述实际功率和仿真功率，确定所述永磁同步电机驱动系统是否出现短路故障包括:根据所述永磁同步电机的定子的a相电流和b相电流，获取所述永磁同步电机的定子的c相电流；判断所述实际功率是否小于或者等于所述仿真功率；如果是，则根据所述永磁同步电机的额定电流，确定短路故障电流阈值；如果否，则根据所述永磁同步电机的峰值电流，确定短路故障电流阈值；判断所述a相电流、所述b相电流或者所述c相电流是否连续η次大于所述故障电流阈值，η为大于O的自然数；如果是，则确定所述永磁同步电机驱动系统出现短路故障；否则，确定所述永磁同步电机驱动系统未出现短路故障。优选的是，当所述实际功率小于或者等于所述仿真功率时，确定所述短路故障电流阈值为所述永磁同步电机的额定电流的第一参数倍，所述第一参数为1.1?1.5 ;当所述实际功率大于所述仿真功率时，确定所述短路故障电流阈值为所述永磁同步电机的峰值电流的第二参数倍，所述第二参数为1.1?1.5。一种电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断系统，包括:第一数据采集单元，用于按照设定的采样周期获取永磁同步电机的定子的a相电流和b相电流、以及所述永磁同步电机的转子位置角；实际功率确定单元，用于根据所述a相电流、b相电流和转子位置角，确定所述永磁同步电机的实际功率；第二数据采集单元，用于按照所述采样周期获取所述永磁同步电机的实际负载电流和实际转速；仿真单元，用于建立永磁同步电机驱动系统仿真模型，并且当仿真模型中仿真电机的负载电流和转速分别等于所述实际负载电流和实际转速时，将所述仿真电机的定子三相电压均置零，并获取此时所述仿真电机的仿真功率；[0031 ] 短路故障判断单元，用于根据所述a相电流和b相电流、以及所述实际功率和仿真功率，确定所述永磁同步电机驱动系统是否出现短路故障。优选的是，所述实际功率确定单元包括:电流转换单元，用于根据所述a相电流、b相电流和转子位置角，得到旋转坐标系下定子的d轴电流和q轴电流；转矩确定单元，用于根据所述电流转换单元得到的所述d轴电流和q轴电流，确定所述永磁同步电机的转矩；实际功率子确定单元，用于根据所述转矩确定单元确定的永磁同步电机的转矩和所述实际转速，确定所述永磁同步电机的实际功率。优选的是，所述短路故障判断单元包括:c相电流确定单元，用于根据所述永磁同步电机的定子的a相电流和b相电流，获取所述永磁同步电机的定子的C相电流；第一判断单元，用于判断所述实际功率是否小于或者等于所述仿真功率；并且在所述实际功率小于或者等于所述仿真功率的情况下，根据所述永磁同步电机的额定电流，确定短路故障电流阈值；在所述实际功率大于所述仿真功率的情况下，根据所述永磁同步电机的峰值电流，确定短路故障电流阈值；第二判断单元，用于判断所述a相电流、所述b相电流或者所述c相电流确定单元获取的c相电流是否连续η次大于所述第一判断单元确定的故障电流阈值，η为大于O的自然数；并且在所述a相电流、所述b相电流或者所述c相电流连续η次大于所述故障电流阈值的情况下，确定所述永磁同步电机驱动系统出现短路故障；在所述a相电流、所述b相电流以及所述c相电流未连续η次大于所述故障电流阈值的情况下，确定所述永磁同步电机驱动系统未出现短路故障。优选的是，所述第一判断单元具体用于在所述实际功率小于或者等于所述仿真功率的情况下，确定所述短路故障电流阈值为所述永磁同步电机的额定电流的第一参数倍，所述第一参数为1.1?1.5 ;在所述实际功率大于所述仿真功率的情况下，确定所述短路故障电流阈值为所述永磁同步电机的峰值电流的第二参数倍，所述第二参数为1.1?1.5。本专利技术的有益效果在于，应用本专利技术实施例电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断方法及系统，采用仿真的方式模拟永磁同步电机当前的实际运行工况，并得到当仿真电机运行在该实际运行工况的情况下发生三相短路故障时的短路故障阈值，然后根据该短路故障阈值判断实际的永磁同步电机驱动系统是否出现短路故障，从而能够针对电动汽车永磁同步电机所处的不同运行工况，快速准确地判断永磁同步电机驱动系统是否出现短路故障，具有诊断速度快、诊断精度高等技术优势，能够实现永磁同步电机驱动系统安全可靠地运行。【附图说明】图1示出了本专利技术实施例电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断方法的流程图；图2示出了本专利技术实施例中根据所述a相电流、b相电流和转子位置角，确定永磁同步电机的实际功率的流程图；图3示出了本专利技术实施例电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断系统的结构示意图；图4示出了本专利技术实施例中实际功率确定单元的结构示意图；图5示出了本专利技术实施例中短路故障判断单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断方法，其特征在于，包括：按照设定的采样周期获取永磁同步电机的定子的a相电流和b相电流、以及所述永磁同步电机的转子位置角，并根据所述a相电流、b相电流和转子位置角，确定所述永磁同步电机的实际功率；按照所述采样周期获取所述永磁同步电机的实际负载电流和实际转速；建立永磁同步电机驱动系统仿真模型，并且当仿真模型中仿真电机的负载电流和转速分别等于所述实际负载电流和实际转速时，将所述仿真电机的定子三相电压均置零，并获取此时所述仿真电机的仿真功率；根据所述a相电流和b相电流、以及所述实际功率和仿真功率，确定所述永磁同步电机驱动系统是否出现短路故障。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断方法，其特征在于，包括: 按照设定的采样周期获取永磁同步电机的定子的a相电流和b相电流、以及所述永磁同步电机的转子位置角，并根据所述a相电流、b相电流和转子位置角，确定所述永磁同步电机的实际功率； 按照所述采样周期获取所述永磁同步电机的实际负载电流和实际转速； 建立永磁同步电机驱动系统仿真模型，并且当仿真模型中仿真电机的负载电流和转速分别等于所述实际负载电流和实际转速时，将所述仿真电机的定子三相电压均置零，并获取此时所述仿真电机的仿真功率； 根据所述a相电流和b相电流、以及所述实际功率和仿真功率，确定所述永磁同步电机驱动系统是否出现短路故障。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述a相电流、b相电流和转子位置角，确定所述永磁同步电机的实际功率包括: 根据所述a相电流、b相电流和转子位置角，得到旋转坐标系下定子的d轴电流和q轴电流； 根据所述d轴电流和q轴电流，确定所述永磁同步电机的转矩； 根据所述永磁同步电 机的转矩和所述实际转速，确定所述永磁同步电机的实际功率。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述a相电流和b相电流、以及所述实际功率和仿真功率，确定所述永磁同步电机驱动系统是否出现短路故障包括: 根据所述永磁同步电机的定子的a相电流和b相电流，获取所述永磁同步电机的定子的c相电流； 判断所述实际功率是否小于或者等于所述仿真功率； 如果是，则根据所述永磁同步电机的额定电流，确定短路故障电流阈值； 如果否，则根据所述永磁同步电机的峰值电流，确定短路故障电流阈值； 判断所述a相电流、所述b相电流或者所述c相电流是否连续η次大于所述故障电流阈值，η为大于O的自然数； 如果是，则确定所述永磁同步电机驱动系统出现短路故障； 否则，确定所述永磁同步电机驱动系统未出现短路故障。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于， 当所述实际功率小于或者等于所述仿真功率时，确定所述短路故障电流阈值为所述永磁同步电机的额定电流的第一参数倍，所述第一参数为1.1~1.5 ; 当所述实际功率大于所述仿真功率时，确定所述短路故障电流阈值为所述永磁同步电机的峰值电流的第二参数倍，所述第二参数为1.1~1.5。5.一种电动汽车永磁同步电机驱动系统短路故障诊断系统，其特征在于，包括: 第一数据采集单元，用于按照设定的采样周期获取永磁同步电机的定子的a相电流和b相电流、以及所述永磁同步电机的转子位置角； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：周亚男，李大伟，李红梅，郑树松，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34