一种基于多变量区间控制的电机过温保护方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于多变量区间控制的电机过温保护方法及系统，尤其涉及汽车驱动电机技术领域，包括步骤S1，实时采集电机温度T0；步骤S2：将实时采集的电机温度T0与各预设电机温度进行比对，以判断实时采集的电机温度T0是否处于预设过温保护范围T内；步骤S3：根据实时采集的电机温度T0与各预设电机温度的比对结果，采取不同控制方式控制电机的运行状态。本发明专利技术同时调节冷却液流量与电机转矩，可以增强对电机温度的调节能力，通过设定不同的控制系数，调整对流量与转矩的调节幅度，可以应对不同电机工况下的过温保护需求，从而提高电机的散热效率，进而保证了电机运行的安全性。进而保证了电机运行的安全性。进而保证了电机运行的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多变量区间控制的电机过温保护方法及系统


[0001]本专利技术涉及汽车驱动电机
，尤其涉及一种基于多变量区间控制的电机过温保护方法及系统。

技术介绍

[0002]电机在运行过程中会产生大量热量，如果未能及时将这些热量散发，电机温度将持续升高，一方面会导致永磁体退磁，电机性能急剧降低；另一方面会加速电机老化，严重时将导致电机关键零部件过热损坏。
[0003]目前常用的电机过温保护方法有两种思路：减少电机内部热量产生或增强电机散热。第一种思路多采用转矩控制：当电机温度超过预设温度阈值时，抑制电机的输出转矩或输出功率，以减少电机内部生热，减缓电机温度升高速率，避免电机过热。第二种思路下多采用流量控制：当电机温度过高时，基于预测的电机发热量或电机温度变化趋势，计算电机所需冷却液流量，通过调节冷却液流量，满足电机散热需求，从而达到过温保护目的。
[0004]上述过温保护方法存在以下弊端：其一，仅控制转矩只能减少热量产生，无法带走电机内部累积的热量，电机温度依然升高；而仅控制冷却液流量时，由于冷却液在管路中的流动、冷却液与电机部件的对流换热等过程，对电机温度的调节存在时滞，在此过程中电机温度将会继续升高。因此，单独控制转矩或冷却液流量时，电机仍然存在过热损坏的风险。其二，基于预测的发热量或电机温度趋势计算冷却液流量，而没有考虑电机的实时温度，当预测模型精度不足时，计算出的冷却液流量可能无法匹配电机的冷却需求。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种基于多变量区间控制的电机过温保护方法及系统，用以克服现有技术中由于无法实时根据电机温度对电机运行状态进行精确调控导致的电机散热效率低、运行安全性低的问题。
[0006]为实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种基于多变量区间控制的电机过温保护方法，包括：
[0007]步骤S1，实时采集电机温度T0；
[0008]步骤S2：将实时采集的电机温度T0与各预设电机温度进行比对，以判断实时采集的电机温度T0是否处于预设过温保护范围T内，其中，T1≤T≤T2，T1为第一预设电机温度，T2为第二预设电机温度；
[0009]步骤S3：根据实时采集的电机温度T0与各预设电机温度的比对结果，采取不同控制方式控制电机的运行状态，其中，
[0010]若T0＜T1，判定实时采集的电机温度T0小于预设过温保护范围T，维持电机转矩与冷却液流量不变；
[0011]若T1≤T0≤T2，判定实时采集的电机温度T0处于预设过温保护范围T内，执行多变量区间控制策略以控制电机的运行状态；
[0012]若T0＞T2，判定实时采集的电机温度T0大于预设过温保护范围T，停止电机运行并进行电机故障提示。
[0013]进一步地，所述多变量区间控制策略包括：
[0014]步骤S301：获取所述电机温度T0；
[0015]步骤S302：根据实时电机工况确定流量控制系数k
Q
和转矩控制系数k
Tor
，设定0≤k
Q
≤1，0≤k
Tor
≤1，且k
Q
+k
Tor
＝1；
[0016]步骤S303：计算可变权矩阵Martix；
[0017]步骤S304：根据所述电机温度T0计算误差值Err，误差值Err计算完成后，根据误差值Err和流量控制系数k
Q
计算流量控制误差Err
Q
，并根据误差值Err和转矩控制系数k
Tor
计算转矩控制误差Err
Tor
；
[0018]步骤S305：根据所述流量控制误差Err
Q
、所述转矩控制误差Err
Tor
和所述可变权矩阵Martix分别计算流量调节量u
Q
和转矩调节量u
Tor
，并以此对冷却液流量和电机转矩进行调整，并根据调整后的冷却液流量和电机转矩控制电机的运行状态；
[0019]步骤S306：重复以上步骤，直至实时采集的电机温度小于预设过温保护范围T并保持稳定。
[0020]进一步地，所述步骤S302中，所述电机工况包括20％转矩工况、40％转矩工况、60％转矩工况、80％转矩工况和100％转矩工况。
[0021]进一步地，所述步骤S302中，所述流量控制系数k
Q
和所述转矩控制系数k
Tor
的确定方法包括，设定，
[0022][0023]k
Q
＝1
‑
k
Tor
[0024]ꢀꢀꢀ
(2)
[0025]式中，T
min
为电机输出转矩最小值，T
max
为电机输出转矩最大值，(k
Tor
)
min
表示转矩为T
min
时计算得到的转矩控制系数，(k
Tor
)
max
表示转矩为T
max
时计算得到的转矩控制系数。
[0026]进一步地，所述步骤S303中，定义所述可变权矩阵Martix的数值为M，其计算公式如下，设定，
[0027][0028]进一步地，所述步骤S304中，所述误差值Err的计算公式如下，设定，
[0029]Err＝T0‑
T1[0030]ꢀꢀꢀ
(6)
[0031]所述流量控制误差Err
Q
的计算公式如下，设定，
[0032]Err
Q
＝k
Q
×
Err
[0033]ꢀꢀꢀ
(7)
[0034]所述转矩控制误差Err
Tor
的计算公式如下，设定，
[0035]Err
Tor
＝k
Tor
×
Err。
[0036]ꢀꢀꢀ
(8)
[0037]进一步地，所述步骤S305中，所述流量调节量u
Q
和所述转矩调节量u
Tor
的计算公式如下，设定，
[0038][0039][0040]式中，K
p,Q
为流量比例增益系数，0＜K
p,Q
＜1，K
i,Q
为流量积分增益系数，0＜K
i,Q
＜1，K
d,Q
为流量微分增益系数，0＜K
d,Q
＜1，K
p,Tor
为转矩比例增益系数，0＜K
p,Tor
＜100，K
i,Tor
为转矩积分增益系数，0＜K
i,Tor
＜100，K
d,Tor
为转矩微分增益系数，0＜K
d,Tor
＜100。
[0041]进一步地，根据所述流量调节量u
Q...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多变量区间控制的电机过温保护方法，其特征在于，包括：步骤S1，实时采集电机温度T0；步骤S2：将实时采集的电机温度T0与各预设电机温度进行比对，以判断实时采集的电机温度T0是否处于预设过温保护范围T内，其中，T1≤T≤T2，T1为第一预设电机温度，T2为第二预设电机温度；步骤S3：根据实时采集的电机温度T0与各预设电机温度的比对结果，采取不同控制方式控制电机的运行状态，其中，若T0＜T1，判定实时采集的电机温度T0小于预设过温保护范围T，维持电机转矩与冷却液流量不变；若T1≤T0≤T2，判定实时采集的电机温度T0处于预设过温保护范围T内，执行多变量区间控制策略以控制电机的运行状态；若T0＞T2，判定实时采集的电机温度T0大于预设过温保护范围T，停止电机运行并进行电机故障提示。2.根据权利要求1所述的基于多变量区间控制的电机过温保护方法，其特征在于，所述多变量区间控制策略包括：步骤S301：获取所述电机温度T0；步骤S302：根据实时电机工况确定流量控制系数k
Q
和转矩控制系数k
Tor
，设定0≤k
Q
≤1，0≤k
Tor
≤1，且k
Q
+k
Tor
＝1；步骤S303：计算可变权矩阵Martix；步骤S304：根据所述电机温度T0计算误差值Err，误差值Err计算完成后，根据误差值Err和流量控制系数k
Q
计算流量控制误差Err
Q
，并根据误差值Err和转矩控制系数k
Tor
计算转矩控制误差Err
Tor
；步骤S305：根据所述流量控制误差Err
Q
、所述转矩控制误差Err
Tor
和所述可变权矩阵Martix分别计算流量调节量u
Q
和转矩调节量u
Tor
，并以此对冷却液流量和电机转矩进行调整，并根据调整后的冷却液流量和电机转矩控制电机的运行状态；步骤S306：重复以上步骤，直至实时采集的电机温度小于预设过温保护范围T并保持稳定。3.根据权利要求2所述的基于多变量区间控制的电机过温保护方法，其特征在于，所述步骤S302中，所述电机工况包括20％转矩工况、40％转矩工况、60％转矩工况、80％转矩工况和100％转矩工况。4.根据权利要求2所述的基于多变量区间控制的电机过温保护方法，其特征在于，所述步骤S302中，所述流量控制系数k
Q
和所述转矩控制系数k
Tor
的确定方法包括，设定，k
Q
＝1
‑
k
Tor
(2)式中，T
min
为电机输出转矩最小值，T
max
为电机输出转矩最大值，(k
Tor
)
min
表示转矩为T
min
时计算得到的转矩控制系数，(k
Tor
)
max
表示转矩为T
max
时计算得到的转矩控制系数。5.根据权利要求2所述的基于多变量区间控制的电机过温保护方法，其特征在于，所述步骤S303中，定义所述可变权矩阵Martix的数值为M，其计算公式如下，设定，6.根据权利要求2所述的基于多变量区间控制的电机过温保护方法，其特征在于，所述步骤S304中，所述误差值Err的计算公式如下，设定，Err＝T0‑
T1(6)所述流量控制误差Err
Q
的计算公式如下，设定，Err
Q
＝k
Q
×
Err(7)所述转矩控制误差Err
Tor
的计算公式如下，设定，Err
Tor
＝k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金昊，张志强，郭守仑，魏颖颖，王宇，肖庚，林展汐，尹相睿，苍衍，王延超，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：