本發(fā)明屬于電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)控制技術領域，特別涉及一種基于門限值的電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護方法。

背景技術：

電動汽車使用電池中存儲的電能作為唯一的能源供給，具有高效、節(jié)能、低噪音及零排放等特點，在節(jié)能和環(huán)保方面有著不可比擬的優(yōu)勢，因此逐漸成為汽車行業(yè)的重要發(fā)展趨勢之一。

電驅(qū)動系統(tǒng)作為電動汽車的重要組成部分，是實現(xiàn)機械能與電能相互轉(zhuǎn)化的關鍵。然而電驅(qū)動系統(tǒng)的高成本也是目前電動汽車售價居高不下的一個重要原因。電驅(qū)動系統(tǒng)主要包括電機控制器和電機本體，其中電機控制器中的功率模塊價格不菲且對溫度、電流和電壓的敏感度較高。

電動汽車在某些特殊工況下存在電驅(qū)動系統(tǒng)有扭矩輸出但是整車無法行駛的問題，例如整車輪胎抱死或者爬超過整車設計爬坡度的陡坡等。此時電機功率模塊和電機本體溫升極快，很可能對電機功率模塊和電機本體的壽命產(chǎn)生不良影響，甚至會出現(xiàn)電機功率模塊和電機本體直接損壞的后果。因此必須在電驅(qū)動系統(tǒng)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)時采取有針對性地保護措施，來避免零部件損壞。

專利文件1（公開號：cn102390285a）公開了一種電驅(qū)動系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護及限扭矩方法，方法內(nèi)容包括電機堵轉(zhuǎn)保護方法和溫度扭矩限制保護方法，具體步驟：（1）根據(jù)電機堵轉(zhuǎn)扭矩保護特性曲線，對電機堵轉(zhuǎn)進行保護從而限制電機扭矩輸出；（2）根據(jù)逆變器溫度扭矩限制特性曲線對電驅(qū)動系統(tǒng)的輸出扭矩進行限制；（3）根據(jù)堵轉(zhuǎn)保護和溫度扭矩限制得到的可輸出扭矩對電驅(qū)動系統(tǒng)的最大可輸出扭矩進行限制。專利文件1中的堵轉(zhuǎn)保護和溫度扭矩控制方法是相對獨立的兩個模塊，較為分散，針對電機堵轉(zhuǎn)保護這一塊，沒有堵轉(zhuǎn)保護策略中考慮到了電機功率模塊溫度，考慮的不夠全面，不利于避免電機本身和功率模塊損壞。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是：針對現(xiàn)有技術，提供一種基于門限值的電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護方法，單獨針對電機堵轉(zhuǎn)保護這一塊，在堵轉(zhuǎn)保護策略中考慮到電機功率模塊溫度，考慮更加全面，能夠更加快速地限制電機執(zhí)行扭矩，減慢電機和功率模塊的溫升，避免電機本身和功率模塊損壞。

本發(fā)明的技術方案是：

一種基于門限值的電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護方法，包括：

設定電機轉(zhuǎn)速的下限門限值和上限門限值；設定來自整車控制器的電機扭矩指令的下限門限值和上限門限值；

電機轉(zhuǎn)速小于其下限門限值，同時來自整車控制器的電機扭矩指令大于其上限門限值時即進行堵轉(zhuǎn)保護；電機轉(zhuǎn)速大于其上限門限值，或電機扭矩指令小于其下限門限值時即退出堵轉(zhuǎn)保護。

優(yōu)選的，電機轉(zhuǎn)速小于其下限門限值時，置轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)標志位為1，大于其上限門限值時，置轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)標志位為0；電機轉(zhuǎn)速在其上限門限值和下限門限值之間時，轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)標志位維持上一時刻的值不變；

電機扭矩指令大于其上限門限值時，置扭矩堵轉(zhuǎn)標志位為1，低于其下限門限值時，置扭矩堵轉(zhuǎn)標志位為0；扭矩指令在其上限門限值和下限門限值之間時，扭矩堵轉(zhuǎn)標志位維持上一時刻的值不變；

轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)標志位與扭矩堵轉(zhuǎn)標志位同時為1時進入堵轉(zhuǎn)保護，轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)標志位與扭矩堵轉(zhuǎn)標志位任一個為0時退出堵轉(zhuǎn)保護。

優(yōu)選的，所述電機轉(zhuǎn)速小于其下限門限值時，還進一步判斷電機功率模塊溫度與其門限值之間的關系；進入堵轉(zhuǎn)保護后根據(jù)功率模塊溫度與其門限值之間的不同關系直接確定相應的扭矩限制門限值，并將電機扭矩指令限制在扭矩限制門限值以下得到電機實際執(zhí)行扭矩。

優(yōu)選的，所述判斷電機功率模塊溫度與其門限值之間的關系的方法包括：

設定電機功率模塊溫度的上限門限值和下限門限值；

電機功率模塊溫度大于其上限門限值時，置溫度堵轉(zhuǎn)標志位為1，低于其下限門限值時，置溫度堵轉(zhuǎn)標志位為0；電機功率模塊溫度在其上限門限值和下限門限值之間時，溫度堵轉(zhuǎn)標志位維持上一時刻的值不變。

優(yōu)選的，所述進入堵轉(zhuǎn)保護后根據(jù)功率模塊溫度與其門限值之間的不同關系直接確定相應的扭矩限制門限值的方法包括：

若溫度堵轉(zhuǎn)標志位為0，則設置扭矩限制門限值為k0torquemax，其中，k0的范圍為0～1，torquemax為電機峰值扭矩，在電機設計階段已經(jīng)確定；

若溫度堵轉(zhuǎn)標志位為1，則設置扭矩限制門限值為k3torquemax，其中：k3的范圍同樣為0～1，且k3<k0。

優(yōu)選的，進入堵轉(zhuǎn)保護后，若溫度堵轉(zhuǎn)標志位為0，則還設定定時器t和定時器限值tlimit；并采取如下步驟：

當定時器t≤tlimit時，令k0=k1，即扭矩限制門限值設置為k1torquemax，k1的范圍為0～1；

當定時器t>tlimit時，令k0=k2，即扭矩限制門限值設置為k2torquemax；k2的范圍為0～1，且k2<k1，定時器t停止計數(shù)。

優(yōu)選的，當電機扭矩指令小于等于扭矩限制門限值時，所述電機實際執(zhí)行扭矩等于電機扭矩指令；當電機扭矩指令大于扭矩限制門限值時，電機實際執(zhí)行扭矩等于扭矩限制門限值。

優(yōu)選的，當電機扭矩指令大于扭矩限制門限值時，即進入堵轉(zhuǎn)保護后，還同時降低電機功率模塊的工作頻率。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

本發(fā)明所提出的基于門限值的電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護方法，在電機堵轉(zhuǎn)保護中充分考慮電機功率模塊溫度的變化，能夠更加快速地限制電機執(zhí)行扭矩，減慢電機和功率模塊的溫升，更好地保護電機功率模塊和電機本體，方法簡單可靠易于實現(xiàn)，避免電機本身和功率模塊損壞。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述：

圖1為本發(fā)明所述電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)判斷方法流程圖；

圖2為本發(fā)明所述電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護方法流程圖；

圖3為本發(fā)明所述扭矩限制門限值變化示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明公開了一種基于門限值的電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護方法，包括：

s1、電機轉(zhuǎn)速小于其下限門限值，同時來自整車控制器的電機扭矩指令大于其上限門限值時即進行堵轉(zhuǎn)保護；而電機轉(zhuǎn)速大于其上限值，或電機扭矩指令小于其下限門限值時即退出堵轉(zhuǎn)保護；

s2、電機轉(zhuǎn)速小于其下限門限值時進一步判斷電機功率模塊溫度與其門限值之間的關系；

s3、進入堵轉(zhuǎn)保護后將根據(jù)功率模塊溫度與其門限值之間的不同關系直接確定相應的扭矩限制門限值，并將電機扭矩指令限制在門限值以下得到電機實際執(zhí)行扭矩。

本發(fā)明有利于在電機處于堵轉(zhuǎn)時快速限制電機執(zhí)行扭矩，減慢電機和功率模塊的溫升，避免電機本身和功率模塊損壞。

針對步驟s1的具體方法，如圖1所示：

1、設定電機轉(zhuǎn)速speed堵轉(zhuǎn)上限門限值為uplimit_speed，下限門限值lowlimit_speed，uplimit_speed大于lowlimit_speed；

電機轉(zhuǎn)速小于下限門限值時，置轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)標志位為1，大于上限值時，置轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)標志位為0。電機轉(zhuǎn)速在上限門限值和下限門限值之間時，轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)標志位維持上一時刻的值不變；

2、設定來自整車控制器（vehiclecontrolunit，vcu）的電機扭矩指令torque堵轉(zhuǎn)上限值為uplimit_torque，下限門限值為lowlimit_torque；uplimit_torque大于lowlimit_torque；

電機扭矩指令大于上限門限值時，置扭矩堵轉(zhuǎn)標志位為1，低于下限門限值時，置扭矩堵轉(zhuǎn)標志位為0。扭矩指令在上限門限值和下限門限值之間時，扭矩堵轉(zhuǎn)標志位維持上一時刻的值不變；

3、轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)標志位與扭矩堵轉(zhuǎn)標志位同時為1時進入堵轉(zhuǎn)保護，即電機轉(zhuǎn)速小于其下限門限值，同時電機扭矩指令超過其上限門限值時進行堵轉(zhuǎn)保護；轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)標志位與扭矩堵轉(zhuǎn)標志位任一個為0時退出堵轉(zhuǎn)保護，即電機轉(zhuǎn)速大于其上限門限值，或電機扭矩指令小于其下限門限值時退出堵轉(zhuǎn)保護。

4、uplimit_speed、lowlimit_speed、uplimit_torque及l(fā)owlimit_torque均通過整車標定獲得。

針對步驟s2的具體方法，如圖1和2所示：

1、電機轉(zhuǎn)速小于其下限門限值時，置轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)標志位為1，同時進一步判斷電機功率模塊溫度與其門限值之間的關系；

2、設定電機功率模塊溫度temp堵轉(zhuǎn)上限值為uplimit_temp，下限門限值為lowlimit_temp；uplimit_temp大于lowlimit_temp；

電機功率模塊溫度大于上限門限值時，置溫度堵轉(zhuǎn)標志位為1，低于下限門限值時，置溫度堵轉(zhuǎn)標志位為0。電機功率模塊溫度在上限門限值和下限門限值之間時，溫度堵轉(zhuǎn)標志位維持上一時刻的值不變；

3、電機轉(zhuǎn)速大于其上限門限值時，置轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)標志位為0，同時置溫度堵轉(zhuǎn)標志位為0。

4、uplimit_temp和lowlimit_temp均通過整車標定獲得。

針對步驟s3的具體方法，如圖3所示：

1、未進入堵轉(zhuǎn)保護時，扭矩限制門限值torque_limit設置為torquemax，torquemax為電機峰值扭矩，在電機設計階段就已經(jīng)確定；

2、進入堵轉(zhuǎn)保護后（即扭矩堵轉(zhuǎn)標志位與轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)標志位同時為1），若溫度堵轉(zhuǎn)標志位為0，則設定定時器t和定時器限值tlimit。并采取如下步驟：

（1-1）當定時器t小于等于tlimit時，扭矩限制門限值torque_limit設置為k1torquemax，其中，k1的范圍為0～1；

（1-2）當定時器t大于tlimit時，扭矩限制門限值torque_limit設置為k2torquemax；k2的范圍同樣為0～1，且k2<k1定時器t停止計數(shù)；

3、進入堵轉(zhuǎn)保護后，若溫度堵轉(zhuǎn)標志位為1，則設置扭矩限制門限值torque_limit為k3torquemax，k3的范圍同樣為0～1，且k3<k2<k1；

4、當電機扭矩指令torque小于等于torque_limit時，電機實際執(zhí)行扭矩torque_act等于torque；當電機扭矩指令torque大于torque_limit時，電機實際執(zhí)行扭矩torque_act等于torque_limit；

5、k1、k2、k3、tlimit均通過整車標定獲得。

本發(fā)明在電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)堵轉(zhuǎn)保護過程中，除了限制電機執(zhí)行扭矩，還可以同時降低電機功率模塊的工作頻率，有效的保護電機功率模塊。

上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術方案的精神實質(zhì)所做的修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。