專利名稱：用于電動車的電機超速保護方法、保護裝置及電動車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于汽車領域，具體涉及一種用于電動車的電機超速保護方法、保護裝置及電動車。
背景技術：
由于石油資源的日益枯竭以及環(huán)境污染的日益嚴重，新能源汽車成為各國汽車行業(yè)開發(fā)的重點。例如，電動車作為一種既節(jié)能又環(huán)保的新能源汽車，成為新能源汽車開發(fā)的重點。然而，作為電動汽車動力系統(tǒng)的電機并不像傳統(tǒng)的發(fā)動機一樣存在自身的阻力。因此，當整車在下坡的過程中，尤其是在下長坡的過程中，電機的轉速很容易隨整車車速的增大而達到其設定的最高轉速。此時，如果駕駛者沒有采取剎車動作或其它任何減速措施，電機的轉速很容易超過其設定的最高轉速，而電機的反電勢正比于電機的轉速，電機轉速的增加必然導致電機的反電勢超過電機控制器的功率管的電壓限值，從而導致功率管因被電壓擊穿而損壞，進而導致電動汽車不能正常行駛。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出了一種電動車電機超速保護方法及保護裝置，其可以在電機的轉速超過預定的轉速時，使電機控制器與電機斷開連接，從而可以避免電機控制器的功率管被損壞。此外，本發(fā)明還提出了一種電動車，該電動車可以在電機的轉速超過預定的轉速時，使電機控制器與電機斷開連接，從而避免電機控制器的功率管被損壞，進而提高電動車的安全性。為了達到上述目的，本發(fā)明提出了一種用于電動車的電機超速保護方法，其用于保護與電機連接的電機控制器的功率管，包括以下步驟獲得所述電機的當前轉速V;判斷所述當前轉速V是否大于預設的第一設定轉速 Vsrtl，若是，則發(fā)出保護操作信號；根據所述保護操作信號斷開所述電機和所述電機控制器的連接。優(yōu)選地，所述第一設定轉速Vsrtl滿足以下條件即，所述電機在按照所述第一設定轉速Vsrtl的速度下轉動時產生的第一反電勢Umaxl小于所述功率管的電壓限值Ulim。優(yōu)選地，所述第一反電勢Umaxl滿足以下條件Ufflaxl = 0. 8 0. 9Ulim其中，Umaxl*第一反電勢；Uum為所述功率管的電壓限值。優(yōu)選地，在所述電機與所述電機控制器斷開連接后，還包括判斷所述當前轉速V 是否小于第二設定轉速Vsrt2，若是，則發(fā)出停止保護操作信號；根據所述停止保護操作信號將所述電機和所述電機控制器連接。優(yōu)選地，所述第二設定轉速Vsrt2小于所述第一設定轉速入&。
優(yōu)選地，所述電機在按照所述第二設定轉速Vsrt2的速度下轉動時產生的第二反電勢Umax2滿足以下條件Ufflax2 = 0. 7Uliffl其中，Umax2為第二反電勢，Uliffl為所述功率管的電壓限值。本發(fā)明還提出一種用于電動車的電機超速保護裝置，其用于保護與電機連接的電機控制器的功率管，包括，監(jiān)測單元，其用于獲得所述電機的當前轉速V ；第一判斷單元，其用于判斷所述當前轉速V是否大于預設的第一設定轉速Vsrtl，若是，則發(fā)出保護操作信號；執(zhí)行單元，其用于根據所述保護操作信號斷開所述電機和所述電機控制器的連接。優(yōu)選地，在所述第一判斷單元中，所述第一設定轉速Vsrtl滿足以下條件即，所述電機在按照所述第一設定轉速Vsrtl的速度下轉動時產生的第一反電勢Umaxl應小于所述功率管的電壓限值^吣優(yōu)選地，在所述第一判斷單元中，所述第一反電勢Umaxl和所述功率管的電壓限值 Ulim的關系為Ufflaxl = 0. 8 0. 9Ulim其中，Umaxl*第一反電勢；Uliffl為所述功率管的電壓限值。優(yōu)選地，還包括第二判斷單元，其用于判斷所述當前轉速V是否小于第二設定轉速Vsrt2，若是，則發(fā)出停止保護操作信號。優(yōu)選地，在所述第二判斷單元內設定的所述第二設定轉速Vsrt2小于所述第一判斷單元內設定的所述第一設定轉速Vsrtl。優(yōu)選地，在所述第二判斷單元內，所述電機在按照所述第二設定轉速Vsrt2的速度下轉動時產生的第二反電勢Umax2滿足以下條件Ufflax2 = 0. 65 0. 75Ulim其中，Umax2為第二反電勢，Uliffl為所述功率管的電壓限值。優(yōu)選地，所述執(zhí)行單元為繼電器。本發(fā)明還提出一種電動車，包括電機以及用于控制所述電機的電機控制器，在所述電機控制器內設有功率管，所述功率管與所述電機連接，還包括用于接通或斷開所述功率管與所述電機的電機超速保護裝置，所述電機超速保護裝置本發(fā)明提出的所述電機超速保護裝置。與現有技術相比，本發(fā)明具有下述有益效果本發(fā)明提供的用于電動車的電機超速保護方法是在電機的轉速達到預設的第一設定轉速Vsrtl時，使電機和電機控制器斷開連接，從而可以避免因電機轉速過快而導致其產生的反電勢超過功率管的電壓限值，進而可以避免電機控制器的功率管被損壞，這不僅可以提高功率管的安全性，而且可以提高電機本身故障的耐受程度，從而確保電動車正常行駛。類似地，本發(fā)明提供的用于電動車的電機超速保護裝置，當電機的轉速大于預設的第一設定轉速Vsrtl時，第一判斷單元發(fā)出保護操作信號，并由執(zhí)行單元使電機和電機控制器的連接斷開，從而可以避免因電機轉速過快而導致其產生的反電勢超過電機控制器的功率管的電壓限值，進而可以避免功率管被損壞，這不僅可以提高功率管的安全性，而且可以提高電機本身故障的耐受程度，從而確保電動車正常行駛。此外，本發(fā)明提供的電動車，當電機的轉速大于預設的第一設定轉速Vsrtl時，電機超速保護裝置將電機和電機控制器的連接斷開，從而可以避免因電機轉速過快而導致電機控制器的功率管損壞，從而提高電機控制器的功率管的安全性，以及提高電機本身故障的耐受程度，從而確保電動車正常行駛。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明提出的一種用于電動車的電機超速保護方法的流程圖；圖2為本發(fā)明提出的一種用于電動車的電機超速保護裝置的結構框圖。
具體實施例方式為使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖對本發(fā)明提出的用于電動車的電機超速保護方法、保護裝置及電動車進行詳細描述。根據電機的電磁感應定律，電機的反電勢正比于電機的轉速，因此，為了保護電機控制器的功率管不被電機反電勢擊穿，就要控制電機的轉速，或在電機的轉速超過一定轉速范圍時，使電機和電機控制器的連接斷開，以避免電機控制器的功率管被損壞。本實施例是采用斷開電機和電機控制器的連接來保護電機控制器的功率管。本實施例提出了一種用于電動車的電機超速保護方法，如圖1所示，包括以下步驟步驟SlOl，獲得所述電機的當前轉速V。電動車在運行過程中，實時監(jiān)測電機的當前轉速V。步驟S102，判斷所述當前轉速V是否大于預設的第一設定轉速Vsrtl，若是，則發(fā)出保護操作信號。由于電機的反電勢與電機的轉速成正比。設定電機的當前轉速為V，與之對應的當前反電勢為uemf。在電機的設計最高轉速Vmax下，電機的反電動勢為Umax，同時，假設電機控制器的功率管的電壓限值為Ulim。在實際應用中，不能在電機的當前反電勢Uailf達到電機控制器的功率管的電壓限值Ulim時才發(fā)出保護操作信號，而應該在小于功率管的電壓限值Ulim的某一值時發(fā)出保護操作信號。本實施例是在電機的當前反電勢Uanf為0. 8 0. 9UUm時發(fā)出保護操作信號，即將電機的當前反電勢Uemf等于0. 8 0. 9Ulim時電機所對應的轉速設定為第一設定轉速Vsrtl。當電機的當前轉速V大于第一設定轉速Vsrtl時發(fā)出保護操作信號，以避免電機控制器的功率管被損壞。換言之，第一設定轉速Vsrtl滿足以下條件S卩，電機在按照第一設定轉速Vsrtl 的速度下轉動時產生的第一反電勢Umaxl應滿足以下條件Ufflaxl = 0. 8 0. 9Ulim其中，Umaxl*第一反電勢；Uliffl為所述功率管的電壓限值。在實際應用中，可以根據電動車的安全等級，將第一反電勢Umaxl設定為0. 85Ulim或 0.9Ulim時，即小于功率管的電壓限值Ulim的任何值都可以作為第一反電勢Umaxl的值。也就是說，第一設定轉速Vsrtl滿足以下條件，即，只要電機在按照第一設定轉速Vsrtl的速度下轉動時產生的第一反電勢Umaxl小于功率管的電壓限值Ulim均可實現本發(fā)明的目的。步驟sl03，根據保護操作信號使電機和電機控制器斷開連接。根據步驟sl02發(fā)出的保護操作信號，將電機和電機控制器連接的斷開，從而避免電機所產生的反電勢將電機控制器的功率管擊穿。步驟sl04，判斷所述當前轉速V是否小于第二設定轉速Vset2,若是，則發(fā)出停止保護操作信號；若否，繼續(xù)執(zhí)行步驟sl03。步驟sl04是在電機和電機控制器斷開連接后的步驟，其目的是使電機和電機控制器再次連接。第二設定轉速Vsrt2小于第一設定轉速Vsrtl，本實施例第二設定轉速Vsrt2滿足下述條件，即，電機在按照第二設定轉速Vsrt2的速度下轉動時產生的第二反電勢Umax2等于0. 7Ulim。當然，第二反電勢Umax2也可以等于0. 6Ulim或0. 5Ulim，這可以根據實際使用情況來確定。步驟s 105，根據所述停止保護操作信號將所述電機和所述電機控制器連接。根據步驟S104發(fā)出的停止保護操作信號，使電機和電機控制器再次連接，從而使電機正常運行。本實施例提供的用于電動車的電機超速保護方法是在電機的轉速達到預設的第一設定轉速Vsrtl時，使電機和電機控制器斷開連接，從而可以避免因電機轉速過快而導致其產生的反電勢超過電機控制器的功率管的電壓限值，進而可以避免電機控制器的功率管被損壞，這不僅可以提高功率管的安全性，而且可以提高電機本身故障的耐受程度，從而確保電動車正常行駛。本實施例提出了一種用于電動車的電機超速保護裝置，如圖2所示，用于電動車的電機超速保護裝置包括監(jiān)測單元1、第一判斷單元2、執(zhí)行單元3以及第二判斷單元4， 其中，監(jiān)測單元1，其用于獲得所述電機的當前轉速V。電動車在運行過程中，監(jiān)測單元1實時監(jiān)測電機的當前轉速V。第一判斷單元2，其用于判斷所述當前轉速V是否大于預設的第一設定轉速Vsrtl， 若是，則發(fā)出保護操作信號。第一判斷單元2與監(jiān)測單元1連接。在第一判斷單元2中，第一設定轉速Vsrtl滿足以下條件即，電機在按照第一設定轉速Vsrtl的速度下轉動時所產生的第一反電勢Umaxl 應小于所述功率管的電壓限值^吣在本實施例中，第一設定轉速Vsrtl滿足以下條件S卩，電機在按照第一設定轉速Vsetl的速度下轉動時產生的第一反電勢Umaxl應滿足以下條件 _] Ufflaxl = 0. 8 0. 9Ulim其中，Umaxl*第一反電勢；Uliffl為所述功率管的電壓限值。在第一判斷單元2中，可以根據電動車的安全等級，將第一反電勢Umaxl設定為 0. 85UUn^0. 9Ulim時，即小于功率管的電壓限值Ulim的任何值都可以作為第一反電勢Umaxl的值。也就是說，第一設定轉速Vsrtl滿足以下條件，S卩，只要電機在按照第一設定轉速Vsrtl的速度下轉動時產生的第一反電勢Umaxl小于功率管的電壓限值Ulim均可實現本發(fā)明的目的。執(zhí)行單元3，其用于根據所述保護操作信號斷開所述電機和所述電機控制器的連接。執(zhí)行單元3與第一判斷單元2連接。當執(zhí)行單元3收到第一判斷單元2發(fā)出的保護操作信號時，將電機和電機控制器的連接斷開。執(zhí)行單元3可以為繼電器或其它能夠將電機和電機控制器的連接斷開的部件。第二判斷單元4，其用于判斷所述當前轉速V是否小于第二設定轉，若是，則發(fā)出停止保護操作信號。第二判斷單元4的輸入端與監(jiān)測單元1連接，其輸出端與執(zhí)行單元3連接。第二判斷單元4內設定的第二設定轉速Vsrt2小于第一判斷單元2內設定的第一設定轉速Vsrtl。本實施例中，第二設定轉速Vsrt2按照以下方式設定即，電機在按照第二設定轉速 Vset2的速度下轉動時產生的第二反電勢Umax2等于0. 65 0. 75Ulim，優(yōu)選等于0. 7Ulim，Ulim為所述功率管的電壓限值。在第二判斷單元4中，第二設定轉速Vsrt2的設定值可以根據實際工作環(huán)境進行設定，可以將第二反電勢Umax2設定為小于第一設定轉速Vsrtl的任何值。當第二判斷單元4獲得當前轉速V小于第二設定轉速Vsrt2時，其向執(zhí)行單元3發(fā)出停止保護操作信號，執(zhí)行單元 3根據第二判斷單元4發(fā)出的停止保護操作信號使電機和電機控制器重新連接。本實施例提供的電動車電機超速保護裝置的具體工作過程如下具體地，當電機的當前轉速V小于電機的第一設定轉速Vsrtl時，電機的當前反電勢 Uefflf < Ufflaxl ( 0. SUlim，第一判斷單元2不發(fā)出保護操作信號，電機和電機控制器連接，電機正常運行。當電機的當前轉速V等于電機的第一設定轉速Vsrtl時，電機的當前反電勢UMf = Ufflaxl ( 0. SUlim，第一判斷單元2不發(fā)出保護操作信號，電機和電機控制器連接，電機正常運行。當電機的當前轉速V大于電機的第一設定轉速Vsetl時，且電機的當前反電勢Uemf > 0. SUlim，第一判斷單元2發(fā)出保護操作信號，執(zhí)行單元3將電機和電機控制器斷開連接。當電機的當前轉速V等于電機的第二設定轉速Vsrt2時，電機的當前反電勢Uailf = Ufflax2 ( 0. 7Ulim，第二判斷單元4不發(fā)出停止保護操作信號，電機和電機控制器的連接斷開。當電機的當前轉速V小于電機的第二設定轉速Vsrt2時，電機的當前反電勢 Uefflf ^ 0. 7Ulim，第二判斷單元4發(fā)出停止保護操作信號，執(zhí)行單元3將電機和電機控制器的連接，電機正常運行。本實施例提供的用于電動車的電機超速保護裝置，當電機的轉速大于預設的第一設定轉速Vsrtl時，第一判斷單元發(fā)出保護操作信號，并由執(zhí)行單元使電機和電機控制器的連接斷開，從而可以避免因電機轉速過快而導致其產生的反電勢超過電機控制器的功率管的電壓限值，進而可以避免電機控制器的功率管被損壞，這不僅可以提高功率管的安全性， 而且可以提高電機本身故障的耐受程度，從而確保電動車正常行駛。本實施例還提出了一種電動車，電動車包括電機31、電機控制器32以及電機超速保護裝置34。其中，電機31和電機控制器32通過三相高壓電纜33A、33B、33C電連接。三相高壓電纜33A、33B、33C的兩端均設有插頭，插頭與電機31和電機控制器32上的插座相配合， 借助插頭和插座的配合使用將電機31和電機控制器32電連接。電機超速保護裝置34采用本實施例提出的電機超速保護裝置。電機超速保護裝置34的監(jiān)測單元與電機31連接，用于監(jiān)測電機31的轉速；電機超速保護裝置34的執(zhí)行單元設置在電機31和電機控制器32之間，執(zhí)行單元根據第一判斷單元的發(fā)出的保護操作信號使電機31和電機控制器32斷開；或根據第二判斷單元的發(fā)出的保護操作信號使電機31 和電機控制器32連接。在本實施例中，電機超速保護裝置34的執(zhí)行單元可以設置在電機31和電機控制器32之間的任何位置，如可以設置在連接電機31和電機控制器32的高壓電纜的插頭位置，也可以設置在高壓電纜上。也就是說，電機超速保護裝置34的執(zhí)行單元可以設置在能夠將電機31和電機控制器32斷開的任何位置。本實施例提供的電動車的基本工作流程如下首先把鑰匙打到“ON”檔，控制系統(tǒng)上電，將鑰匙打到“START”模式，使各用高壓電設備接入高壓電。此時，控制系統(tǒng)自檢，整車沒有給電機發(fā)出任何指令，電機31的當前轉速 V應為零，電機的當前反電勢Uemf為零。若自檢結果顯示電機31的轉速V不為零，電機的反電勢Uailf不為零，則關閉鑰匙，對控制系統(tǒng)進行檢查，排出故障。在電動車行駛的過程中，電機超速保護裝置的監(jiān)測單元實時監(jiān)測電機的當前轉速 V，當電機的當前轉速V達到第一設定轉速Vsrtl時，電機超速保護裝置的執(zhí)行單元將電機31 和電機控制器32斷開，以保護電機控制器的功率管不被反電勢擊穿。同時，電機超速保護裝置的監(jiān)測單元繼續(xù)監(jiān)測電機的當前轉速V，當電機的當前轉速V達到第二設定轉速Vsrt2 時，電機超速保護裝置的執(zhí)行單元使電機31和電機控制器32再次連接，從而使電機正常運行。本實施例提供的電動車，當電機的轉速大于預設的第一設定轉速Vsrtl時，電機超速保護裝置將電機和電機控制器的連接斷開，從而可以避免因電機轉速過快而導致電機控制器的功率管損壞，從而提高電機控制器的功率管的安全性，以及提高電機本身故障的耐受程度，從而確保電動車正常行駛。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于電動車的電機超速保護方法，其用于保護與電機連接的電機控制器的功率管，其特征在于，包括以下步驟獲得所述電機的當前轉速V;判斷所述當前轉速V是否大于預設的第一設定轉速Vsrtl，若是，則發(fā)出保護操作信號； 根據所述保護操作信號斷開所述電機和所述電機控制器的連接。
2.如權利要求1所述的用于電動車的電機超速保護方法，其特征在于，所述第一設定轉速Vsrtl滿足以下條件即，所述電機在按照所述第一設定轉速Vsrtl的速度下轉動時產生的第一反電勢Umaxl小于所述功率管的電壓限值Ulim。
3.如權利要求2所述的用于電動車的電機超速保護方法，其特征在于，所述第一反電勢Umaxl滿足以下條件Umaxl = 0.8-0. OTlim 其中，Umaxl為第一反電勢； Ulim為所述功率管的電壓限值。
4.如權利要求1所述的用于電動車的電機超速保護方法，其特征在于，在所述電機與所述電機控制器斷開連接后，還包括判斷所述當前轉速V是否小于第二設定轉速Vsrt2，若是，則發(fā)出停止保護操作信號； 根據所述停止保護操作信號將所述電機和所述電機控制器連接。
5.如權利要求4所述的用于電動車的電機超速保護方法，其特征在于，所述第二設定轉速Vsrt2小于所述第一設定轉速Vsrtl。
6.如權利要求5所述的用于電動車的電機超速保護方法，其特征在于，所述電機在按照所述第二設定轉速Vsrt2的速度下轉動時產生的第二反電勢Umax2滿足以下條件U—2 — 0. 7Ulim其中，Umax2為第二反電勢，Ulim為所述功率管的電壓限值。
7.一種用于電動車的電機超速保護裝置，其用于保護與電機連接的電機控制器的功率管，其特征在于，包括，監(jiān)測單元，其用于獲得所述電機的當前轉速V ；第一判斷單元，其用于判斷所述當前轉速V是否大于預設的第一設定轉速Vsrtl，若是， 則發(fā)出保護操作信號；執(zhí)行單元，其用于根據所述保護操作信號斷開所述電機和所述電機控制器的連接。
8.如權利要求7所述的電動車電機超速保護裝置，其特征在于，在所述第一判斷單元中，所述第一設定轉速Vsrtl滿足以下條件即，所述電機在按照所述第一設定轉速Vsrtl的速度下轉動時產生的第一反電勢Umaxl應小于所述功率管的電壓限值Ulim。
9.如權利要求8所述的電動車電機超速保護裝置，其特征在于，在所述第一判斷單元中，所述第一反電勢Umaxl和所述功率管的電壓限值Uum的關系為Umaxl = 0.8-0. OTlim 其中，Umaxl為第一反電勢； Ulim為所述功率管的電壓限值。
10.如權利要求7所述的電動車電機超速保護裝置，其特征在于，還包括第二判斷單元，其用于判斷所述當前轉速V是否小于第二設定轉速Vsrt2，若是，則發(fā)出停止保護操作信號。
11.如權利要求10所述的電動車電機超速保護裝置，其特征在于，在所述第二判斷單元內設定的所述第二設定轉速Vsrt2小于所述第一判斷單元內設定的所述第一設定轉速Vsetl 0
12.如權利要求11所述的電動車電機超速保護裝置，其特征在于，在所述第二判斷單元內，所述電機在按照所述第二設定轉速Vsrt2的速度下轉動時產生的第二反電勢Umax2滿足以下條件Umax2 = 0.65- 0. 75Ulim 其中，Umax2為第二反電勢， Ulim為所述功率管的電壓限值。
13.如權利要求7所述的電動車電機超速保護裝置，其特征在于，所述執(zhí)行單元為繼電ο
14.一種電動車，包括電機以及用于控制所述電機的電機控制器，在所述電機控制器內設有功率管，所述功率管與所述電機連接，其特征在于，還包括用于接通或斷開所述功率管與所述電機的電機超速保護裝置，所述電機超速保護裝置采用權利要求7-13任意一項所述電機超速保護裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于電動車的電機超速保護方法、保護裝置以及電動車，該電機超速保護方法其用于保護與電機連接的電機控制器的功率管，包括以下步驟獲得所述電機的當前轉速V；判斷所述當前轉速V是否大于預設的第一設定轉速Vset1，若是，則發(fā)出保護操作信號；根據所述保護操作信號斷開所述電機和所述電機控制器的連接。該保護方法可以避免因電機轉速過快而導致其產生的反電勢擊穿電機控制器的功率管，從而提高電機控制器的安全性以及電機的耐受程度，進而確保電動車正常行駛。
文檔編號H02H7/093GK102324735SQ20111027987
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權日2011年9月14日
發(fā)明者劉艷, 孫玉玲, 李陳勇, 林偉義, 王欽, 羅曉, 裴善忠 申請人:奇瑞汽車股份有限公司