一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测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驱动电机线圈的三相不平衡检测方法及系统，考虑到在电机线圈某相并联支路断线前后，电机的特征参数会出现激变，所以本申请可将电机特征参数的激变作为电机线圈三相不平衡故障的诊断条件，具体可提前确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，然后通过检测此电机特征参数的变化量来诊断电机线圈的三相不平衡故障。可见，本申请的三相不平衡检测方式可检测出因某相并联支路断线导致的电机线圈三相不平衡故障；且该检测方式涉及的计算过程较为简单，资源占用时间较短，从而较适用于实时性要求较高的电机驱动控制。

A three-phase unbalance detection method and system of electric vehicle drive motor coil

The invention discloses a three-phase imbalance detection method and system for motor coil of electric vehicle drive. Considering that before and after the disconnection of a certain phase parallel branch of motor coil, the characteristic parameters of the motor will change abruptly, the application can regard the change of characteristic parameters of the motor as the diagnosis condition of the three-phase imbalance fault of motor coil, and specifically can be determined in advance for the three-phase imbalance fault of motor coil Balance the motor characteristic parameters of fault diagnosis, and then detect the change of the motor characteristic parameters to diagnose the three-phase unbalanced fault of motor coil. It can be seen that the three-phase imbalance detection method of the application can detect the three-phase imbalance fault of the motor coil caused by the disconnection of a certain phase parallel branch; moreover, the calculation process involved in the detection method is relatively simple, and the resource occupation time is relatively short, so it is more suitable for the motor drive control with higher real-time requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法及系统
本专利技术涉及电动汽车故障检测领域，特别是涉及一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法及系统。
技术介绍
电动汽车作为新型的交通工具，其应用越来越广泛。目前，驱动电机作为电动汽车动力输出的核心单元，承担着将电能转化为机械能的任务，其性能直接影响电动汽车的安全性及可靠性，比如，电机内部线圈因某相并联支路断线导致三相不平衡时，电机控制输出所受的影响直接表现在电驱动系统的三相输入电压、电流、电机的磁链出现严重不对称和波形畸变，同时电机本身的特征参数也会发生激变。当电机线圈三相不平衡时，对整个动力系统产生以下危害：1)在同一id、iq的控制目标下，电机的输出扭矩突升，会造成整车突然加速的危害；2)电机输出转矩出现严重的波动；3)由于电机特征参数激变，高速转动时极易进入电压饱和状态，使转矩输出不受控制；4)三相电流的严重不平衡会导致电机的损耗激增，从而导致电机局部过热，加速电机局部的老化，甚至直接烧坏电机引发火灾，造成不可估量的损失。通常，电机控制器通常具备一定的电机故障诊断功能，如电流缺相诊断功能，即当电机某一相完全断路时，可通过三相电流缺相进行判断，但对于采用多并联支路设计的电机，当某相出现1条或多条而非所有支路断线导致的电机线圈三相不平衡的状态时，电流缺相诊断将无法适用。基于此，为检测电机线圈因某相并联支路断线而导致三相不平衡的情况，通常采用计算三相电流或电压不平衡度来诊断电机线圈三相不平衡故障，诊断原理为对于线圈三相不平衡的电机，其三相电流或电压严重不平衡。但是，三相电流或电压不平衡度的计算相应涉及三相电流或电压的正序、负序、零序分量，须相应测算出三相电流或电压向量的幅值和相位，该向量计算过程复杂，资源占用时间较长，从而不适用于实时性要求较高的电机驱动控制。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法及系统，可检测出因某相并联支路断线导致的电机线圈三相不平衡故障；而且，该检测方式涉及的计算过程较为简单，资源占用时间较短，从而较适用于实时性要求较高的电机驱动控制。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，包括：预先确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，并对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定；在电机驱动电动汽车运行的过程中，获取所述电机的当前电机特征参数，并根据所述电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数；当所述当前电机特征参数和所述基准电机特征参数之间的偏差大于预设参数偏差阈值时，确定所述电机线圈存在三相不平衡故障。优选地，所述电机特征参数具体为电机交轴电感值。优选地，所述对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定的过程，包括：对正常电机的直轴电流值、交轴电流值及交轴电感值之间的参数对应关系进行标定。优选地，所述获取所述电机的当前电机特征参数，并根据所述电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数的过程，包括：获取所述电机的当前直轴电流值、当前交轴电流值、直轴电压给定值、交轴电压给定值及电角频率；将获取的所述电机的各参数值结合所述电机的矢量关系式，计算所述电机的当前交轴电感值；根据所述参数对应关系，得到所述当前直轴电流值和所述当前交轴电流值对应的所述电机的基准交轴电感值。优选地，所述将获取的所述电机的各参数值结合所述电机的矢量关系式，计算所述电机的当前交轴电感值的过程，包括：预先根据预设调制电压求取关系式和预设直轴调制电压求取关系式得到交轴电感求取关系式；其中，ud_ref为直轴电压给定值，uq_ref为交轴电压给定值，ud_out为所述电机对应的空间矢量脉宽调制SVPWM输出的直轴调制电压，uq_out为所述SVPWM输出的交轴调制电压，θcomp为偏移相角，Lq为交轴电感值，ψd为直轴磁通量，ω为电角频率，R为电机电阻，id_fdb为直轴电流值，iq_fdb为交轴电流值；将获取的所述电机的各参数值结合所述交轴电感求取关系式，计算所述电机的当前交轴电感值。优选地，在获取所述电机的当前电机特征参数之前，所述三相不平衡检测方法还包括：判断所述电机是否同时满足于当前直轴电流绝对值大于预设直轴电流阈值、当前交轴电流绝对值大于预设交轴电流阈值、电频率大于预设电频率阈值；若是，则执行所述获取所述电机的当前电机特征参数的步骤；若否，则不执行所述获取所述电机的当前电机特征参数的步骤。优选地，在确定所述电机线圈存在三相不平衡故障之后，所述三相不平衡检测方法还包括：将所述电机的给定扭矩乘以一个在故障发生预设时间内下降至0的扭矩衰减系数，并将乘积结果作为所述电机的目标扭矩；将所述电机的实际扭矩调整至所述目标扭矩。优选地，在确定所述电机线圈存在三相不平衡故障之后，所述三相不平衡检测方法还包括：在故障发生预设时间后，当检测到所述电机的实际转速小于预设转速阈值时，停止输出用于控制所述电机对应的逆变器各相开关管的PWM波。优选地，在确定所述电机线圈存在三相不平衡故障之后，所述三相不平衡检测方法还包括：将表征电机线圈三相不平衡故障的故障信息发送至整车控制器VCU，以使所述VCU在接收到所述故障信息后执行相应保护措施。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测系统，包括：预设模块，用于预先确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，并对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定；参数获取模块，用于在电机驱动电动汽车运行的过程中，获取所述电机的当前电机特征参数，并根据所述电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数；故障判定模块，用于当所述当前电机特征参数和所述基准电机特征参数之间的偏差大于预设参数偏差阈值时，确定所述电机线圈存在三相不平衡故障。本专利技术提供了一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，考虑到在电机线圈某相并联支路断线前后，电机的特征参数会出现激变，即当某相出现1条或多条而非所有支路断线，或某相所有支路断线，均会导致电机特征参数出现激变，所以本申请可将电机特征参数的激变作为电机线圈三相不平衡故障的诊断条件，具体可提前确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，然后通过检测此电机特征参数的变化量来诊断电机线圈的三相不平衡故障。可见，本申请的三相不平衡检测方法可检测出因某相并联支路断线导致的电机线圈三相不平衡故障；而且，该检测方法涉及的计算过程较为简单，资源占用时间较短，从而较适用于实时性要求较高的电机驱动控制。本专利技术还提供了一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测系统，与上述三相不平衡检测方法具有相同的有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，包括：/n预先确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，并对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定；/n在电机驱动电动汽车运行的过程中，获取所述电机的当前电机特征参数，并根据所述电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数；/n当所述当前电机特征参数和所述基准电机特征参数之间的偏差大于预设参数偏差阈值时，确定所述电机线圈存在三相不平衡故障。/n

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，包括：
预先确定用于电机线圈三相不平衡故障诊断的电机特征参数，并对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定；
在电机驱动电动汽车运行的过程中，获取所述电机的当前电机特征参数，并根据所述电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数；
当所述当前电机特征参数和所述基准电机特征参数之间的偏差大于预设参数偏差阈值时，确定所述电机线圈存在三相不平衡故障。


2.如权利要求1所述的电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，所述电机特征参数具体为电机交轴电感值。


3.如权利要求2所述的电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，所述对正常电机在不同运行状态下的电机特征参数进行标定的过程，包括：
对正常电机的直轴电流值、交轴电流值及交轴电感值之间的参数对应关系进行标定。


4.如权利要求3所述的电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，所述获取所述电机的当前电机特征参数，并根据所述电机的当前运行状态确定对应标定好的基准电机特征参数的过程，包括：
获取所述电机的当前直轴电流值、当前交轴电流值、直轴电压给定值、交轴电压给定值及电角频率；
将获取的所述电机的各参数值结合所述电机的矢量关系式，计算所述电机的当前交轴电感值；
根据所述参数对应关系，得到所述当前直轴电流值和所述当前交轴电流值对应的所述电机的基准交轴电感值。


5.如权利要求4所述的电动汽车驱动电机线圈的三相不平衡检测方法，其特征在于，所述将获取的所述电机的各参数值结合所述电机的矢量关系式，计算所述电机的当前交轴电感值的过程，包括：
预先根据预设调制电压求取关系式和预设直轴调制电压求取关系式得到交轴电感求取关系式；其中，ud_ref为直轴电压给定值，uq_ref为交轴电压给定值，ud_out为所述电机对应的空间矢量脉宽调制SVPWM输出的直轴调制电压，uq_out为所述SVPWM输出的交轴调制电压，θcomp为偏移相角，Lq为交轴电感值，ψd为直轴磁通量，ω为电角频率，R为电机电阻，id_fdb为直轴电流值，iq_fdb为交轴电流值；
将获取的所述电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，童维勇，殷江洪，
申请(专利权)人：深圳市英威腾电动汽车驱动技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44