一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统及其故障诊断方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统及其故障诊断方法，系统包括永磁同步电机，与永磁同步电机连接的电机控制器，与电机控制器连接的整车控制器，与整车控制器连接的GPS车载终端，通过无线通讯网络与GPS车载终端连接的云计算平台，该云计算平台集成有用于故障诊断的诊断模块和用于存储诊断数据的存储器。本发明专利技术通过电机控制器、整车控制器、GPS车载终端实时将永磁同步电机的信息发送至云端，诊断速度快，响应也快，并且能对故障信息进行云端存储，这样就能实现历史性信息查询的目的；云端升级方便，不需要专门的硬件设备，成本低，并且可以诊断永磁同步电机常见的故障，具有较强的通用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电机故障诊断领域，具体的说，是涉及一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统及其故障诊断方法。
技术介绍
永磁同步电机具有体积小、功率密度大、转动惯量小、转矩响应快、输出转矩大等优点，因而它在电动汽车领域得到了广泛的应用。但是电机的工况恶劣、振动严重、工作环境温度高，容易出现匝间短路、转子偏心、永磁体退磁等故障，这严重影响到车辆的安全，需要对电机故障实时进行诊断，并对故障信息进行存储。现有的永磁同步电机故障诊断设备采用软硬件捆绑设计，根据需求自行定制软硬件，最大限度发挥了软、硬件的功能，但同时也存在成本高、软硬件升级困难的问题。此外现有的诊断系统设备诊断功能单一，只能特定某个故障的进行诊断，不具备通用性；而且诊断速度慢，不能对故障信息进行存储，历史故障信息无法查询，给诊断带来极大不便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统及其故障诊断方法，解决了现有的永磁同步电机故障诊断设备成本高、软硬件升级困难，且功能单一、通用性不强等问题。本专利技术可以实现永磁同步电机常见故障的实时诊断，故障信息云端存储，软件升级快捷方便。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统，包括永磁同步电机，与永磁同步电机连接的电机控制器，与电机控制器连接的整车控制器，与整车控制器连接的GPS车载终端，通过无线通讯网络与GPS车载终端连接的云计算平台，该云计算平台集成有用于故障诊断的诊断模块和用于存储诊断数据的存储器。具体地，所述电机控制器通过CAN网络与整车控制器连接。整车控制器通过CAN网络与GPS车载终端连接。进一步地，所述整车控制器连接有仪表。通过仪表显示故障状态信息，让驾驶员实时掌握车辆状态。再进一步地，所述电机控制器连接有传感器，通过该传感器采集永磁同步电机的信息。为了实时掌控云计算平台的诊断情况，所述云计算平台连接有显示屏。一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统的故障诊断方法，包括步骤：S1、电机控制器采集永磁同步电机的特征信息，并通过整车控制器传递给GPS车载终端，GPS车载终端再通过无线通讯网络将特征信息发送至云计算平台；S2、云计算平台通过智能诊断，对特征信息进行分析，提取故障特征值，并根据特征值判断故障状态，并且将故障状态存储至存储器中；S3、云计算平台将故障状态下发到GPS车载终端，然后发送至整车控制器；S4、整车控制器接收到故障状态的信息后，根据故障处理的控制逻辑，向电机控制器发出相应的指令；S5、电机控制器接收到命令后，做出相应的响应。具体地，所述步骤S2的云计算平台的诊断流程为：S21、进行数据预处理；S22、计算匝间短路故障特征值、转子偏心故障特征值、永磁体退磁故障特征值、其他故障特征值；S23、判断是否有故障，若是，则跳至S24，若否，则结束；S24、判断故障等级；S25、故障处理、故障状态信息存储。进一步地，所述步骤S23判断是否有故障的原则为：故障特征值超过正常值，则表示有故障；步骤S24故障等级根据实时的特征值与正常值的差值确定。再进一步地，所述步骤S4中，整车控制器接收到故障状态的信息后的故障处理流程为：S41、整车控制器接收到故障后延时；S42、整车控制器判断是否还接收故障信息，若是，则进行步骤S43，若否，则结束；S43、查看故障等级，并判断是否是一级故障，若是，则向电机控制器发出相应的停止指令；若否，则进行步骤S44；S44、判断是否是二级故障，若是，则向电机控制器发送相应的第一限功指令，若否，则向电机控制器发送相应的第一限功指令。另外，所述整车控制器还将故障信息发送给仪表进行显示。本专利技术的有益效果为：本专利技术在云计算平台集成有用于故障诊断的诊断模块和用于存储诊断数据的存储器，通过电机控制器、整车控制器、GPS车载终端实时将永磁同步电机的信息发送至云端，诊断速度快，响应也快，并且能对故障信息进行云端存储，这样就能实现历史性信息查询的目的；云端升级方便，不需要专门的硬件设备，成本低，并且可以诊断永磁同步电机常见的故障，具有较强的通用性。附图说明图1为本专利技术-实施例的系统框图。图2为本专利技术-实施例的云计算平台的诊断流程图。图3为本专利技术-实施例的整车控制器的故障处理流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例如图1所示，一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统，包括永磁同步电机PMSM、电机控制器、整车控制器、GPS车载终端、云计算平台，其中永磁同步电机与电机控制器连接，电机控制器通过CAN网络与整车控制器连接，整车控制器通过CAN网络与GPS车载终端连接，GPS车载终端通过无线通讯网络与云计算平台连接，整车控制器连接有仪表。在本实施例中，电机控制器通过传感器采集永磁同步电机的电流、电压、转速、位置等信息。一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统的故障诊断方法，包括步骤：S1、电机控制器采集永磁同步电机的电流、电压、转速、转子位置等特征信息，并通过整车控制器传递给GPS车载终端，GPS车载终端再通过无线通讯网络将特征信息发送至云计算平台；S2、云计算平台的故障诊断算法通过智能诊断，对特征信息进行分析，提取故障特征值，并根据特征值判断故障状态，并且将故障状态存储至存储器中；S3、云计算平台将故障状态下发到GPS车载终端，然后发送至整车控制器；S4、整车控制器接收到故障状态的信息后，根据故障处理的控制逻辑(故障的严重程度和故障类别)，向电机控制器发出相应的指令，同时将故障信息发送给仪表，让驾驶员实时掌握车辆状态；S5、电机控制器接收到命令后，做出限功、停止等相应的响应，仪表接收到故障状态信息后，在仪表上显示。电机控制器通过传感器采集永磁同步电机的电流、电压、转速、转子位置等特征信息，整车控制器通过CAN网络发送特征信息至GPS车载终端。如图2所示，上述步骤S2的云计算平台的诊断流程为：S21、进行数据预处理；S22、计算匝间短路故障特征值、转子偏心故障特征值、永磁体退磁故障特征值、其他故障特征值；S23、判断是否有故障，若是，则跳至S24，若否，则结束；S24、判断故障等级；S25、故障处理、故障显示、故障状态信息存储。本实施例以永磁体退磁故障为例，智能诊断方法通过对大量的数据分析，得出在永磁体在退磁的情况下，q轴电压Uq与电机转速的比值将会发生显著的变化，因此将q轴电压Uq和电机转速ω作为永磁体退磁故障的特征量。通过数据的分析和对比发现，特征值越小，永磁体退磁越严重。判断是否有故障的原则为：故障特征值超过正常值，则表示有故障；故障等级根据实时的特征值与正常值的差值确定。如图3所示，上述步骤S4中，整车控制器接收到故障状态的信息后的故障处理流程为：S41、整车控制器接收到故障，延时20S；S42、整车控制器判断是否还接收故障信息，若是，则进行步骤S43，若否，则结束；S43、查看故障等级，并判断是否是一级故障，若是，则向电机控制器发出“停止，坡行路边”的指令，并发送仪表显示；若否，则进行步骤S44；S44、判断是否是二级故障，若是，则向电机控制器发送“限功50％”的指令，并发送仪表显示，若否，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统，其特征在于，包括永磁同步电机，与永磁同步电机连接的电机控制器，与电机控制器连接的整车控制器，与整车控制器连接的GPS车载终端，通过无线通讯网络与GPS车载终端连接的云计算平台，该云计算平台集成有用于故障诊断的诊断模块和用于存储诊断数据的存储器。

【技术特征摘要】
1.一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统，其特征在于，包括永磁同步电机，与永磁同步电机连接的电机控制器，与电机控制器连接的整车控制器，与整车控制器连接的GPS车载终端，通过无线通讯网络与GPS车载终端连接的云计算平台，该云计算平台集成有用于故障诊断的诊断模块和用于存储诊断数据的存储器。2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统，其特征在于，所述电机控制器通过CAN网络与整车控制器连接。3.根据权利要求1所述的一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统，其特征在于，所述整车控制器通过CAN网络与GPS车载终端连接。4.根据权利要求1所述的一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统，其特征在于，所述整车控制器连接有仪表。5.根据权利要求1所述的一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统，其特征在于，所述电机控制器连接有传感器，通过该传感器采集永磁同步电机的信息。6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种基于云计算的电动汽车永磁同步电机故障诊断系统的故障诊断方法，其特征在于，包括步骤：S1、电机控制器采集永磁同步电机的特征信息，并通过整车控制器传递给GPS车载终端，GPS车载终端再通过无线通讯网络将特征信息发送至云计算平台；S2、云计算平台通过智能诊断，对特征信息进行分析，提取故障特征值，并根据特征值判断故障状态，并且将故障状态存储至存储器中；S3、云计算平台将故障状态下发到GPS车载终端，然后发送至整车控制器；S4、整车控制器接收到故障状态的信息后，根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊兵，李红朋，盛旺，
申请(专利权)人：成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51