一种电动汽车及其车辆驱动电机的监控保护方法和系统技术方案

本申请公开了一种电动汽车及其车辆驱动电机的监控保护方法和系统，应用于电机控制技术领域，包括：当通过不同算法确定的母线电压值X1和X2中的任1项超出母线电压范围时，当通过不同算法确定的三相电流值中的U1，V1，W1，U2，V2，W2的任1项超出相电流范围时，当U1，V1，W1的矢量和，或者U2，V2，W2的矢量和超出第一范围时，当通过不同算法确定的驱动电机位置a1和b1中任1项超出位置范围时，当通过不同算法确定的驱动电机转速a2和b2中任1项超出转速范围时，执行相应的故障保护措施。应用本申请的方案，采用了软件异构冗余设计，可以避免出现共因失效的情况，提高了安全性，可以有效避免输出非预期扭矩。出非预期扭矩。出非预期扭矩。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车及其车辆驱动电机的监控保护方法和系统


[0001]本专利技术涉及电机控制
，特别是涉及一种电动汽车及其车辆驱动电机的监控保护方法和系统。

技术介绍

[0002]电动汽车在行驶过程中，可参阅图1，VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)可以将驾驶员的驾驶意图转化为扭矩请求，并发送给电机控制器，由电机控制器控制电机输出扭矩，驱动车辆行驶。
[0003]在实际应用中，汽车的使用环境复杂且恶劣，例如高温、低温、高湿、震动、电磁干扰等因素，导致控制系统信号易受干扰，且长时间使用后会发生固件老化、松动等问题，使得在某些极端情况下，导致电机控制器控制电机输出非预期扭矩，这会造成车辆动力异常，如异常加速、异常减速、动力丢失、动力输出反向等。因此可以看出，正确的扭矩输出对于汽车安全行驶至关重要，输出非预期扭矩极易造成安全事故。
[0004]目前的一些扭矩监控系统，会利用电机运行参数估算电机的实际扭矩，再结合系统故障状态，将实际扭矩与扭矩指令值进行比较，即较为简单地进行扭矩的监控，但是在实际应用中，这样的方案安全性仍然较低，无法达到更高程度的安全要求。
[0005]综上所述，如何有效地避免输出非预期扭矩，满足车辆行驶的高安全要求，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种电动汽车及其车辆驱动电机的监控保护方法和系统，以有效地避免输出非预期扭矩，满足车辆行驶的高安全要求。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种车辆驱动电机的监控保护方法，包括：
[0009]分别通过第一算法和第二算法确定出母线电压值，当X1或者X2超出预设的母线电压范围时，执行相应的故障保护措施；
[0010]分别通过第三算法和第四算法确定出驱动电机的三相电流值，当U1，V1，W1，U2，V2以及W2中的任意1项超出预设的相电流范围时，执行相应的故障保护措施；
[0011]当U1，V1以及W1的矢量和，或者U2，V2以及W2的矢量和超出预设的第一范围时，执行相应的故障保护措施；
[0012]分别通过第五算法和第六算法，基于旋转变压器的输出信号确定出所述驱动电机的位置和转速，当a1或者b1超出预设的位置范围时，执行相应的故障保护措施，当a2或者b2超出预设的转速范围时，执行相应的故障保护措施；
[0013]其中，X1和X2依次为通过所述第一算法和所述第二算法确定出的母线电压值；U1，V1以及W1依次为通过所述第三算法确定出的驱动电机的U相电流值，V相电流值以及W相电流值，U2，V2以及W2依次为通过所述第四算法确定出的驱动电机的U相电流值，V相电流值以
及W相电流值；a1和b1依次为通过所述第五算法和所述第六算法确定出的驱动电机的位置，a2和b2依次为通过所述第五算法和所述第六算法确定出的驱动电机的转速；所述第一算法和所述第二算法为不同的算法，所述第三算法和所述第四算法为不同的算法，所述第五算法和所述第六算法为不同的算法。
[0014]优选的，还包括：
[0015]确定出所述驱动电机的实际扭矩输出值；
[0016]当所述实际扭矩输出值与扭矩请求值的偏差超出预设的扭矩偏差范围时，执行相应的故障保护措施。
[0017]优选的，还包括：
[0018]当X1与X2之间的偏差超出预设的第二范围时，执行相应的故障保护措施；
[0019]当X1与整车控制器所下发的母线电压指定值之间的偏差超出预设的第三范围时，执行相应的故障保护措施；
[0020]当X2与所述母线电压指定值之间的偏差超出所述第三范围时，执行相应的故障保护措施。
[0021]优选的，还包括：
[0022]当a1与b1之间的偏差超出预设的位置偏差范围时，执行相应的故障保护措施；
[0023]当a2与b2之间的偏差超出预设的转速偏差范围时，执行相应的故障保护措施。
[0024]优选的，还包括：
[0025]判断本次接收到的扭矩请求值与上一次接收到的扭矩请求值之间的变化量是否超出预设的故障阈值；
[0026]如果超出所述故障阈值，则执行相应的故障保护措施；
[0027]如果未超出所述故障阈值，则判断本次接收到的扭矩请求值与上一次接收到的扭矩请求值之间的变化量是否超出预设的报警阈值；
[0028]如果超出所述报警阈值，则忽略本次接收到的扭矩请求值，并将上一次接收到的扭矩请求值作为当前所使用的扭矩请求值；
[0029]如果未超出所述报警阈值，则将本次接收到的扭矩请求值作为当前所使用的扭矩请求值；
[0030]其中，所述故障阈值大于所述报警阈值。
[0031]优选的，还包括：
[0032]当未接收整车控制器所下发的扭矩请求信号的持续时长达到超时时长时，或者检测出扭矩请求信号的错误次数达到错误次数阈值时，执行相应的故障保护措施。
[0033]优选的，所述第一算法为基于查表的电压检测算法，所述第二算法为增益偏置算法；
[0034]所述第三算法为基于查表的电流检测算法，所述第四算法为增益偏置算法；
[0035]所述第五算法为锁相环算法，所述第六算法为反正切法。
[0036]优选的，所述驱动电机的U相电流和V相电流由第一供电源提供，所述驱动电机的W相电流由第二供电源提供；
[0037]U1和U2由第一霍尔传感器的不同接口进行检测输出，V1和V2由第二霍尔传感器的不同接口进行检测输出，W1和W2由第三霍尔传感器的不同接口进行检测输出；
[0038]X1基于第一电压采样电路的输出进行确定，X2基于第二电压采样电路的输出进行确定；
[0039]a1和a2均是在通过第一硬件路径接收旋转变压器的输出信号之后，通过所述第五算法确定出的数据，b1和b2均是在通过第二硬件路径接收旋转变压器的输出信号之后，通过所述第六算法确定出的数据。
[0040]一种车辆驱动电机的监控保护系统，包括：
[0041]第一监控模块，用于通过第一算法确定出母线电压值，当X1超出预设的母线电压范围时，执行相应的故障保护措施；通过第三算法确定出驱动电机的三相电流值，当U1，V1，W1中的任意1项超出预设的相电流范围时，执行相应的故障保护措施；通过第五算法，基于旋转变压器的输出信号确定出所述驱动电机的位置和转速，当a1超出预设的位置范围时，执行相应的故障保护措施，当a2超出预设的转速范围时，执行相应的故障保护措施；
[0042]第二监控模块，用于通过第二算法确定出母线电压值，当X2超出预设的母线电压范围时，执行相应的故障保护措施；通过第四算法确定出驱动电机的三相电流值，当U2，V2，W2中的任意1项超出预设的相电流范围时，执行相应的故障保护措施；通过第六算法，基于旋转变压器的输出信号确定出所述驱动电机的位置和转速，当b1超出预设的位置范围时，执行相应的故障保护措施，当b2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆驱动电机的监控保护方法，其特征在于，包括：分别通过第一算法和第二算法确定出母线电压值，当X1或者X2超出预设的母线电压范围时，执行相应的故障保护措施；分别通过第三算法和第四算法确定出驱动电机的三相电流值，当U1，V1，W1，U2，V2以及W2中的任意1项超出预设的相电流范围时，执行相应的故障保护措施；当U1，V1以及W1的矢量和，或者U2，V2以及W2的矢量和超出预设的第一范围时，执行相应的故障保护措施；分别通过第五算法和第六算法，基于旋转变压器的输出信号确定出所述驱动电机的位置和转速，当a1或者b1超出预设的位置范围时，执行相应的故障保护措施，当a2或者b2超出预设的转速范围时，执行相应的故障保护措施；其中，X1和X2依次为通过所述第一算法和所述第二算法确定出的母线电压值；U1，V1以及W1依次为通过所述第三算法确定出的驱动电机的U相电流值，V相电流值以及W相电流值，U2，V2以及W2依次为通过所述第四算法确定出的驱动电机的U相电流值，V相电流值以及W相电流值；a1和b1依次为通过所述第五算法和所述第六算法确定出的驱动电机的位置，a2和b2依次为通过所述第五算法和所述第六算法确定出的驱动电机的转速；所述第一算法和所述第二算法为不同的算法，所述第三算法和所述第四算法为不同的算法，所述第五算法和所述第六算法为不同的算法。2.根据权利要求1所述的车辆驱动电机的监控保护方法，其特征在于，还包括：确定出所述驱动电机的实际扭矩输出值；当所述实际扭矩输出值与扭矩请求值的偏差超出预设的扭矩偏差范围时，执行相应的故障保护措施。3.根据权利要求1所述的车辆驱动电机的监控保护方法，其特征在于，还包括：当X1与X2之间的偏差超出预设的第二范围时，执行相应的故障保护措施；当X1与整车控制器所下发的母线电压指定值之间的偏差超出预设的第三范围时，执行相应的故障保护措施；当X2与所述母线电压指定值之间的偏差超出所述第三范围时，执行相应的故障保护措施。4.根据权利要求1所述的车辆驱动电机的监控保护方法，其特征在于，还包括：当a1与b1之间的偏差超出预设的位置偏差范围时，执行相应的故障保护措施；当a2与b2之间的偏差超出预设的转速偏差范围时，执行相应的故障保护措施。5.根据权利要求1所述的车辆驱动电机的监控保护方法，其特征在于，还包括：判断本次接收到的扭矩请求值与上一次接收到的扭矩请求值之间的变化量是否超出预设的故障阈值；如果超出所述故障阈值，则执行相应的故障保护措施；如果未超出所述故障阈值，则判断本次接收到的扭矩请求值与上一次接收到的扭矩请求值之间的变化量是否超出预设的报警阈值；如果超出所述报警阈值，则忽略本次接收到的扭矩请求值，并将上一次接收到的扭矩请求值作为当前所使用的扭矩请求值；如果未超出所述报警阈值，则将本次接收到的扭矩请求值作为当前所使用的扭矩请求
值；其中，所述故障阈值大于所述报警阈值。6.根据权利要求1所述的车辆驱动电机的监控保护方法，其特征在于，还包括：当未接收整车控制器所下发的扭矩请求信号的持续时长达到超时时长时，或者检测出扭矩请求信号的错误次数达到错误次数阈值时，执行相应的故障保护措施。7.根据权利要求1所述的车辆驱动电机的监控保护方法，其特征在于，所述第一算法为基于查表的电压检测算法，所述第二算法为增益偏置算法；所述第三算法为基于查表的电流检测算法，所述第四算法为增益偏置算法；所述第五算法为锁相环算法，所述第六算法为反正切法。8.根据权利要求1所述的车辆驱动电机的监控保护方法，其特征在于，在确定出X1或者X2超出预设的母线电压范围之后，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘健萍，余凌飞，李达，谢奇才，郑德喜，
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：