一种新能源电动车用电动机故障诊断系统及诊断方法技术方案

一种新能源电动车用电动机故障诊断系统及诊断方法，所述系统包括微处理器，用于获取负载电流，还用于为电动机驱动生成PWM驱动信号以及判断驱动故障诊断电路的MOS管是否发生故障；过流检测电路，用于检测负载电流；驱动故障诊断电路，包括：驱动芯片，用于接收MCU发出的PWM驱动信号；至少三组并联MOS管，用于驱动电动机单相线圈；开关单元，用于判断该组并联MOS管是否产生故障，通过闭合该组开关，断开其它组开关，启动微处理器发出PWM驱动信号，来检测当前电动机的电流，若电流正常，则说明该组并联MOS管正常。本发明专利技术既能够判断出哪一组MOS管出现故障，也能判断出该组中具体哪一个MOS管出现故障，从而实现故障的准确和高效检测。从而实现故障的准确和高效检测。从而实现故障的准确和高效检测。

A motor fault diagnosis system and method for new energy electric vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种新能源电动车用电动机故障诊断系统及诊断方法


[0001]本专利技术涉及新能源电动机故障诊断
，特别是一种新能源电动车用电动机故障诊断系统及诊断方法。

技术介绍

[0002]随着新能源行业的发展，新能源电动车越来越普及，小型电动汽车市场也越发庞大。小型电动汽车三相无刷直流电动机驱动通常是采用一对并联MOS管来控制电动机单相线圈，由于电动机通常是三相电机，那就相当于采用三对并联MOS管来控制电动机的三相线圈工作。然而上述结构具有以下缺陷：一方面，由于每相线圈只采用一对并联MOS管来驱动，那么该对MOS管频繁工作时，不利于散热，也会降低MOS管的工作寿命和稳定性；另一方面，这种电路只能用于驱动电动机工作，却无法进行故障诊断，根据历史维修经验，因MOS管损坏导致电动车的故障机率非常高，而且还需要借助外部工具来诊断MOS管是否损坏功能，这极大提高了电动车维护难度；还会导致电动机无法正常工作，影响工作效率。
[0003]另外，现有的过流检测电路通常设置电流检测传感器来进行负载电流检测，不仅提高了成本，而且响应速度较慢。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种工作效率高，稳定性高，检测速度快，成本低，响应速度快的新能源电动车用电动机故障诊断系统及诊断方法。
[0005]本专利技术的技术方案是：本专利技术之一种新能源电动车用电动机故障诊断系统，包括：微处理器，连接驱动故障诊断电路和过流检测电路，用于获取负载电流，判断是否存在过流问题；还用于为电动机驱动生成PWM驱动信号，来控制电动机功率，当启动故障诊断时，还用于判断驱动故障诊断电路的MOS管是否发生故障；过流检测电路，连接驱动故障诊断电路的输出端，用于检测负载电流，并配合驱动故障诊断电路完成MOS管故障诊断；驱动故障诊断电路，包括：驱动芯片，用于接收MCU发出的PWM驱动信号来驱动MOS管；至少三组并联MOS管，用于驱动电动机单相线圈；开关单元，所述开关单元的开关数量与并联MOS管的组数相对应设置，用于判断该组并联MOS管是否产生故障，通过闭合该组开关，断开其它组开关，启动微处理器发出PWM驱动信号，来检测当前电动机的电流，若电流正常，则说明该组并联MOS管正常。
[0006]进一步，所述开关单元还用于：判断该组并联MOS管是否产生故障时，通过闭合该组开关，断开其它组开关，启动微处理器发出PWM驱动信号，来检测当前电动机的电流，若电流正常，则说明该组并联MOS管中的一MOS管工作正常，否则判断该MOS管发生故障；当所述一MOS管工作正常时，检测电动机的电流是否存在周期变化，若是，则该组并联MOS管中的另
一MOS管工作正常，否则判断为发生故障。
[0007]进一步，所述驱动芯片的输入端连接微处理器，输出端经电阻连接每组并联MOS管的源极和漏极之间；且每组并联MOS管的源极和漏极之间的节点均连接电动机的单相线圈；开关分别连接于每组并联MOS管的其中一MOS管的漏极和电路板的电源之间；该组另一MOS管的源极连接过流检测电路的输入端。
[0008]进一步，所述故障诊断系统还包括过热检测电路，所述过热检测电路包括热敏电阻，用于检测电路板的温度，一旦温度高于设定值，则发送指令至微控制器，由微控制器控制系统停止工作。
[0009]所述过流检测电路包括电流转换电路和负反馈放大电路；所述电流转换电路用于将电流转换成电压，输入至负反馈放大电路；所述电流转换电路的输入端连接驱动故障诊断电路的输出端。
[0010]进一步，所述负反馈放大电路包括运算放大器，运算放大器的同相输入端连接电流转换电路；运算放大器的反相输入端的一条支路经电阻接地，另一条支路经电阻连接运算放大器的输出端。
[0011]进一步，所述驱动故障诊断电路的数量与电动机的相数相同。
[0012]本专利技术之一种根据前述任一项所述新能源电动车用电动机故障诊断系统的诊断方法，包括以下步骤：当判断其中一组并联MOS管是否发生故障时，闭合控制该组并联MOS管的开关，并断开其它组的开关，启动微处理器发出PWM驱动信号，检测当前的电动机电流，如果检测到电流正常，则判断该组并联MOS管工作正常，否则发生故障。
[0013]进一步，还包括以下步骤：当判断该组并联MOS管是否产生故障时，通过闭合该组开关，断开其它组开关，启动微处理器发出PWM驱动信号，来检测当前电动机的电流，若电流正常，则说明该组并联MOS管中的一MOS管工作正常，否则判断该MOS管发生故障；当所述一MOS管工作正常时，检测电动机的电流是否存在周期变化，若是，则该组并联MOS管中的另一MOS管工作正常，否则判断为发生故障。
[0014]进一步，还包括电流检测方法：检测电流电阻串联在多组MOS管和单极线圈之后的负载电流，电流通过电流转换电路的电阻产生电压，再通过负反馈放大电路的运算放大器转换成电压，通过微处理器采集电压进而获取负载电流。
[0015]本专利技术的有益效果：通过采用多对并联MOS管来驱动电动机单相线圈，一方面，多个MOS管利于散热，增加了MOS管的寿命和稳定性；且当其中一对MOS管损坏时，另外几对可以继续工作，使得电动车可以继续工作；另一方面，能够结合开关来判断出是哪个MOS管损坏，提高故障诊断检测速率，便于更换；即本实施例通过将驱动故障诊断电路连接电流检测单元，既能够判断出是哪一对出现故障，也能判断出现故障的那一对中，是具体到哪一个MOS管出现故障，从而实现故障的准确和高效检测。
[0016]通过设置过热/过流检测电路，既能采用硬件监控阈值触发MCU响应，大大提高响应速度，又能配合驱动故障诊断电路完成MOS管故障诊断。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例微处理器的电路原理图；
图2是本专利技术实施例电动机单相线圈驱动故障诊断电路的电路原理图；图3是图2所示实施例四对并联MOS管的电路原理放大示意图；图4是本专利技术实施例过热检测电路的电路原理图；图5是本专利技术实施例过流检测电路的电路原理图。
具体实施方式
[0018]以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0019]一种新能源电动车用电动机故障诊断系统，包括微处理器（以下简称MCU）、过热/过流检测电路以及驱动故障诊断电路。
[0020]如图1所示：U3为微处理器，通过IO读取用户控制信号控制电动机启动和停止、前进和后退、油门以及制动器。通过对供电电压检测，温度检测，电流检测，判断当前是否存在过压，欠压，过流问题；通过为电动机驱动生成PWM驱动信号，来控制电动机的三相功率，从而确定电动机转速。启动故障诊断时，还用于判断MOS管故障。
[0021]其中，R25和C37组成MCU上电复位电路，Y1，C39，C43组成MCU的时钟电路，L1，C48，C49组成MCU滤波电路。
[0022]本实施例中，过压欠压检测、电动机启动和停止、前进和后退、油门以及制动器的控制电路均属于现有技术，此处不再具体赘述。
[0023]如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源电动车用电动机故障诊断系统，其特征在于，包括：微处理器，连接驱动故障诊断电路和过流检测电路，用于获取负载电流，判断是否存在过流问题；还用于为电动机驱动生成PWM驱动信号，来控制电动机功率，当启动故障诊断时，还用于判断驱动故障诊断电路的MOS管是否发生故障；过流检测电路，连接驱动故障诊断电路的输出端，用于检测负载电流，并配合驱动故障诊断电路完成MOS管故障诊断；驱动故障诊断电路，包括：驱动芯片，用于接收MCU发出的PWM驱动信号来驱动MOS管；至少三组并联MOS管，用于驱动电动机单相线圈；开关单元，所述开关单元的开关数量与并联MOS管的组数相对应设置，用于判断该组并联MOS管是否产生故障，通过闭合该组开关，断开其它组开关，启动微处理器发出PWM驱动信号，来检测当前电动机的电流，若电流正常，则说明该组并联MOS管正常。2.根据权利要求1所述的新能源电动车用电动机故障诊断系统，其特征在于，所述开关单元还用于：判断该组并联MOS管是否产生故障时，通过闭合该组开关，断开其它组开关，启动微处理器发出PWM驱动信号，来检测当前电动机的电流，若电流正常，则说明该组并联MOS管中的一MOS管工作正常，否则判断该MOS管发生故障；当所述一MOS管工作正常时，检测电动机的电流是否存在周期变化，若是，则该组并联MOS管中的另一MOS管工作正常，否则判断为发生故障。3.根据权利要求1或2所述的新能源电动车用电动机故障诊断系统，其特征在于，所述驱动芯片的输入端连接微处理器，输出端经电阻连接每组并联MOS管的源极和漏极之间；且每组并联MOS管的源极和漏极之间的节点均连接电动机的单相线圈；开关分别连接于每组并联MOS管的其中一MOS管的漏极和电路板的电源之间；该组另一MOS管的源极连接过流检测电路的输入端。4.根据权利要求1或2所述的新能源电动车用电动机故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断系统还包括过热检测电路，所述过热检测电路包括热敏电阻，用于检测电路板的温度，一旦温度高于设定值，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：石英春，成庶，于天剑，刘暾，罗屿，赵俊栋，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：