阅读说明：本技术 一种氢燃料电池汽车驱动电机多参数输入热保护方法 (Multi-parameter input thermal protection method for hydrogen fuel cell automobile driving motor ) 是由 舒月洪 郝义国 程飞 陈华明 朱宁伟 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种氢燃料电池汽车驱动电机多参数输入热保护方法。本发明的一种氢燃料电池汽车驱动电机多参数输入热保护方法,建立热模型,实时监测驱动电机多个温度变量和参数信息,并通过相应的软件算法获取实时的驱动电机最高温度,控制单元即时实施过热保护。本发明的一种氢燃料电池汽车驱动电机多参数输入热保护方法通过建立热模型,能获取到电机系统的多个实时温度变量和参数信息,并确定驱动电机当前最高温度值,为能准确、即时且有效地实施过热保护功能提供了必要条件,在驱动电机的温度变量和参数信息中,任何一个或者组合达到设定的温度限值即开启电机输出功率降额或者完全停止输出的安全保护策略,提升了电机系统的可靠性及寿命性能。(The invention discloses a multi-parameter input thermal protection method for a hydrogen fuel cell automobile driving motor. The multi-parameter input thermal protection method for the driving motor of the hydrogen fuel cell automobile, disclosed by the invention, comprises the steps of establishing a thermal model, monitoring a plurality of temperature variables and parameter information of the driving motor in real time, acquiring the highest temperature of the driving motor in real time through a corresponding software algorithm, and immediately implementing overheating protection by a control unit. According to the multi-parameter input thermal protection method for the driving motor of the hydrogen fuel cell automobile, disclosed by the invention, a thermal model is established, a plurality of real-time temperature variables and parameter information of a motor system can be obtained, the current highest temperature value of the driving motor is determined, necessary conditions are provided for accurately, immediately and effectively implementing an overheat protection function, any one or combination of the temperature variables and the parameter information of the driving motor reaches a set temperature limit value, namely, a safety protection strategy for starting motor output power derating or completely stopping output is started, and the reliability and the service life performance of the motor system are improved.)

一种氢燃料电池汽车驱动电机多参数输入热保护方法

技术领域

本发明涉及氢燃料电池汽车技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池汽车驱动电机多参数输入热保护方法。

背景技术

目前，新能源汽车电机系统技术还不成熟，一些关键技术，尤其热设计及过热保护设计等方面存在诸多缺陷(如：电机系统通常只监测单个温度变量：电机温度。在过热保护功能设计时，通常采用电机温度作为过热保护的输入条件，但在实际应用中，电机系统，尤其是永磁同步电机，一旦超过限值温度，将造成器件损坏，直至产品失效，这些缺陷严重影响了驱动电机的可靠性及寿命性能。其主要问题有：

1、缺乏系统的热设计模型，监控的电机系统温度参数单一：通常采用热敏电阻紧贴散热器的方式来获取散热器的实时温度，并以此温度作为控制器的温度，同时作为过热保护功能的输入条件，但此参数不能充分地反映控制器整体温度，不能预测未来一段时间最高温度。

2、不能准确、即时地获取驱动电机温度达到超温报警保护阀值时，驱动电机可能早已超过最大温度而已经损伤或失效，导致不能有效地实现过热保护功能，产品失效，可靠性及寿命低下。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种即时、有效地的实施过热保护功能的氢燃料电池汽车驱动电机多参数输入热保护方法。

本发明的一种氢燃料电池汽车驱动电机多参数输入热保护方法，建立热模型，实时监测驱动电机多个温度变量和参数信息，并通过相应的软件算法获取实时的驱动电机最高温度，控制单元即时实施过热保护。

优选的，所述温度变量包括功率器件内部结温、功率器件内部续流二极管的温度、母线电容的温度、PCB的温度和散热器的温度；所述参数信息包括相电流值、相电流平均值、电机转速参数和d轴或者q轴电流的值。

优选的，通过驱动电机的功率模块特性结合当前的运行工况预估得到功率器件内部结温和续流二极管的温度，当前的运行工况包括相电流值和相电流平均值。

优选的，通过相电流值和相电流平均值和当前母线电容的特性获得母线电容的温度。

优选的，所述相电流平均值通过电机三相电流传感器获得多次相电流值，然后计算平均值得到。

优选的，所述电机转速参数通过电机位置传感器获得。

优选的，d轴或者q轴电流的值由获得相电流值输入电机控制模型后经过变换得到。

优选的，所述温度变量和参数信息中的任何一个达到或者超过最大限制值即实施过热保护。

优选的，实施过热保护的实施过程如下：

S1：控制单元将计算当前和下一刻需要输出的功率和扭矩；

S2：根据对所述温度变量和参数信息的限制，对S1中得到的功率和扭矩乘以消减系数β；

S3：根据S2中的消减系数β乘以功率和扭矩得到的值开展功率模块PWM的PID调节；

S4：重复进行上述S1～S2，直到温度变量和参数信息均不等于和不能达到最大限制值。

优选的，其中消减系数β可以在实际应用过程中进行标定后选择，其中，0≤β≤1。

本发明的一种氢燃料电池汽车驱动电机多参数输入热保护方法通过建立热模型，能获取到电机系统的多个实时温度变量和参数信息，并确定驱动电机当前最高温度值，为能准确、即时且有效地实施过热保护功能提供了必要条件，在驱动电机的温度变量和参数信息中，任何一个或者组合达到设定的温度限值即开启电机输出功率降额或者完全停止输出的安全保护策略，提升了电机系统的可靠性及寿命性能。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本发明的一种氢燃料电池汽车驱动电机多参数输入热保护方法，建立热模型，实时监测驱动电机多个温度变量和参数信息，并通过相应的软件算法获取实时的驱动电机最高温度，控制单元即时实施过热保护。

本发明的一种氢燃料电池汽车驱动电机多参数输入热保护方法通过建立热模型，能获取到电机系统的多个实时温度变量和参数信息，并确定驱动电机当前最高温度值，为能准确、即时且有效地实施过热保护功能提供了必要条件，在驱动电机的温度变量和参数信息中，任何一个或者组合达到设定的温度限值即开启电机输出功率降额或者完全停止输出的安全保护策略，提升了电机系统的可靠性及寿命性能。

其中，温度变量可以包括功率器件内部结温、功率器件内部续流二极管的温度、母线电容的温度、PCB的温度和散热器的温度；参数信息包括相电流值、相电流平均值、电机转速参数和d轴或者q轴电流的值。

温度变量可以由如下方式得到：通过驱动电机的功率模块特性结合当前的运行工况预估得到功率器件内部结温和续流二极管的温度，当前的运行工况包括相电流值和相电流平均值。通过相电流值和相电流平均值和当前母线电容的特性获得母线电容的温度。PCB表贴的温度传感器获得PCB的温度，通过布置在散热器上的温度传感器获得散热器的温度。

参数信息可以由如下方式得到：相电流平均值可以通过电机三相电流传感器获得多次相电流值，然后计算平均值得到。电机转速参数可以通过电机位置传感器获得。d轴或者q轴电流的值可以由获得相电流值输入电机控制模型后经过变换得到。

在温度变量和参数信息中的任何一个达到或者超过最大限制值即实施过热保护。实施过热保护的实施过程如下：

S1：控制单元将计算当前和下一刻需要输出的功率和扭矩；

S2：根据对温度变量和参数信息的限制，对S1中得到的功率和扭矩乘以消减系数β；

S3：根据S2中的消减系数β乘以功率和扭矩得到的值开展功率模块PWM的PID调节；

S4：重复进行上述S1～S2，直到温度变量和参数信息均不等于和不能达到最大限制值。

其中消减系数β可以在实际应用过程中进行标定后选择，其中，0≤β≤1。

在温度变量和参数信息中的任何一个达到或者超过最大限制值即开启电机输出功率降额或者完全停止输出的安全保护策略，为电机准确、实时且有效地实施过热保护功能提供了必要条件，以确保控制器在温度达到过温保护阀值时能即时、有效地实施保护控制，从而提升了电机系统的可靠性及寿命性能。

以上未涉及之处，适用于现有技术。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。