[发明专利]一种电驱动系统堵转保护及限扭矩方法

说明书

技术领域

本发明涉及轿车动力系统，尤其是纯电动轿车的电机控制系统，具体涉及一种电驱动系统堵转保护及限扭矩方法。

背景技术

目前，人们日益重视对环境的保护和能源的有效、合理使用。因此，高效、节能、环保的纯电动汽车成为汽车行业发展趋势之一。电动驱动系统能做到低能耗和零排放的目的，极具市场化前景。

在轿车中应用，受到安装空间的限制，对电机驱动系统的体积尺寸要求苛刻，因此在纯电动汽车驱动系统中一般采用正弦波永磁同步电机，它具有运行可靠、体积小、质量轻、损耗少、效率高以及形状和尺寸灵活多样等显著优点。不仅能驱动整车，而且能通过制动能量回收对电池充电。由于国内纯电动轿车刚处于起步阶段，产品化的过程中仍然存在着一些工程问题需要解决，其中电驱动系统中的逆变器模块成本较高且对温度和电流通过能力比较敏感，其用于纯电动轿车驱动电机的控制时需要相应的保护措施，防止逆变器的损毁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电驱动系统堵转保护及限扭矩方法，保证纯电动轿车发生堵转或者冷却系统出现问题时电机驱动系统能维持正常工作的同时防止逆变器的损毁。

通过增加电机堵转保护策略和温度扭矩限制策略对电驱动系统的最大可输出扭矩进行控制，从而实现对逆变器模块的保护。

本发明主要实现一种纯电动轿车电驱动系统堵转保护及限电流方法，通过在电驱动控制系统中增加堵转保护策略、根据逆变器温度过电流能力曲线对功率输出进行限制等功能实现对逆变器的保护。

纯电动轿车只有单一的动力系统，在一些特殊工况下存在电机有扭矩输出而整车由于外部因素无法行驶，此时需通过堵转保护策略来保护电驱动系统的安全；目前的纯电动轿车电驱动系统冷却系统主要采用水冷方式，在水冷系统出现故障无法正常工作的情况下，随着电驱动系统中逆变器模块热量的聚集过电流能力会不断下降，特别是在起步阶段电流较大的情况下如果不能对电机的输出功率进行有效的限制，电驱动系统中的逆变器模块极有可能损坏，为了保证逆变器模块安全可靠的运行，通过温度电流限制策略来实现对逆变器的保护。

具体技术方案如下：

一种电驱动系统堵转保护及限扭矩方法，其用于纯电动轿车的电驱动系统，包括电机堵转保护方法和温度扭矩限制保护方法，采用如下步骤：

(1)根据电机堵转扭矩保护特性曲线，对电机堵转进行保护从而限制电机扭矩输出；

(2)根据逆变器温度扭矩限制特性曲线对电驱动系统的输出扭矩进行限制；

(3)根据逆变器温度过电流能力曲线对功率输出进行限制，将电流限制对应转换到对电机输出扭矩的限制；

(4)根据步骤(1)中堵转保护和步骤(2)中温度扭矩限制得到的可输出扭矩对电驱动系统的最大可输出扭矩进行限制。

进一步地，步骤(1)中电机堵转保护方法采用如下步骤：

(1-1)正常情况下车辆起步不进行堵转保护方法；

(1-2)起步准备行驶时，当电机转速n的绝对值小于预设值n1时，根据油门信号的开度对应到对电机的扭矩请求Tm，针对不同的扭矩请求设定三个定时器t1、t2、t3；

(1-3)当Tm绝对值大于预设值T时，计时器t1开始计时，当Tm绝对值小于等于T时，计时器t1清零；

(1-4)当Tm绝对值大于预设值2T时，计时器t2开始计时，当Tm绝对值小于等于2T时，计时器t2清零；

(1-5)当Tm绝对值大于等于预设值3T时，计时器t3开始计时，当Tm绝对值小于3T时，计时器t3清零；

(1-6)当任意一个计数器达到设定的阈值时，电机进入堵转保护方法，堵转保护方法中的堵转保护限制扭矩Tmax1以T/t的斜率减小到0，Tmax1＝0维持时间3t后退出堵转保护。

进一步地，步骤(1-6)中所述阈值以电机堵转扭矩保护特性曲线为准。

进一步地，步骤(1-6)退出堵转保护后，Tmax1以T/t的斜率增加到3T，然后重新开始堵转保护方法.

进一步地，步骤(1-6)退出堵转保护后，当电机转速n的绝对值大于等于n1时，堵转保护限制扭矩Tmax1＝3T保持不变。

进一步地，步骤(2)中温度扭矩限制保护方法中，当汽车行驶时，根据逆变器温度K的范围对温度扭矩限制保护方法中的最大可输出扭矩Tmax2进行限制。

进一步地，步骤(2)中温度扭矩限制保护方法中，采用如下步骤：

(2-1)当逆变器温度K在预设值k1到k2之间时，根据逆变器温度扭矩特性曲线查出温度K时对应的温度扭矩限制值Tmax2＝Tlim；