本發(fā)明涉及一種抑制電動(dòng)汽車(chē)同步電機(jī)控制器過(guò)熱的方法，屬于電動(dòng)汽車(chē)制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于電動(dòng)汽車(chē)布局緊湊，驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)功率大，散熱空間小等特點(diǎn)，在車(chē)輛行駛過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器中igbt溫度上升較快，雖然車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器配有散熱系統(tǒng)，但是在電機(jī)低速大轉(zhuǎn)矩運(yùn)行工況下，由于電機(jī)系統(tǒng)效率低，散熱系統(tǒng)難以將電機(jī)系統(tǒng)工作產(chǎn)生的熱量及時(shí)帶走，所以igbt溫度依然會(huì)快速上升，容易觸發(fā)igbt過(guò)熱報(bào)警，影響車(chē)輛正常運(yùn)行。
常見(jiàn)的電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器軟件一般都采用固定igbt開(kāi)關(guān)頻率控制策略，而且電機(jī)控制器的冷卻水泵一般采用常開(kāi)或根據(jù)條件開(kāi)通或關(guān)閉的控制策略。這種控制方法雖然簡(jiǎn)單易行，但是無(wú)法解決由于電機(jī)低速工況時(shí)igbt溫度上升極快導(dǎo)致的頻繁觸發(fā)igbt過(guò)熱報(bào)警，甚至因過(guò)熱而損壞igbt的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，提供一種抑制電動(dòng)汽車(chē)同步電機(jī)控制器過(guò)熱的方法。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的，所采用的技術(shù)手段是：一種抑制電動(dòng)汽車(chē)同步電機(jī)控制器過(guò)熱的方法，采取兩路控制策略共同抑制igbt過(guò)熱，其中控制策略一，在電機(jī)控制中采用低速段開(kāi)關(guān)頻率分段變化控制策略，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速，設(shè)置不同的開(kāi)關(guān)頻率，降低電機(jī)低速段的igbt開(kāi)關(guān)損耗，達(dá)到降低igbt發(fā)熱量的目的；控制策略二，在電機(jī)控制中加入散熱系統(tǒng)控制及igbt過(guò)熱主動(dòng)抑制策略，根據(jù)igbt溫升斜率，控制冷卻液流量，溫升越快，冷卻液流量越大，與此同時(shí)，如果igbt溫度仍繼續(xù)升高，達(dá)到溫度設(shè)定閾值t1時(shí)，立即執(zhí)行igbt過(guò)熱主動(dòng)抑制策略，將冷卻液流量設(shè)為最大值fmax；若此時(shí)igbt溫度仍升高，達(dá)到溫度設(shè)定閾值t2時(shí)，則線(xiàn)性減小電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，從而平穩(wěn)減小電機(jī)相電流，若igbt溫度仍上升，達(dá)到溫度設(shè)定閾值t3時(shí)，則igbt過(guò)熱報(bào)警，電機(jī)停止工作，防止過(guò)熱損壞igbt。
進(jìn)一步的，所述開(kāi)關(guān)頻率范圍2khz～10khz，電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡偷礁邔?duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)頻率。
進(jìn)一步的，所述控制策略一包括電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)濾波及計(jì)算模塊、igbt開(kāi)關(guān)頻率設(shè)定計(jì)算模塊；
電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊由安裝在電機(jī)輸出軸上的旋轉(zhuǎn)變壓器、旋轉(zhuǎn)變壓器解碼電路組成，用于采集旋轉(zhuǎn)變壓器的正、余弦信號(hào)，將正、余弦信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過(guò)spi通訊總線(xiàn)發(fā)送給電機(jī)控制芯片dsp；
電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)濾波及計(jì)算模塊使用一階滯后濾波法對(duì)旋變信號(hào)作濾波處理，再根據(jù)旋變信號(hào)計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速，測(cè)速周期0.5ms，電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算公式如下：
v=（deltar*1000*60）/（p*4096*t），單位rpm；
式中，deltar—相鄰兩個(gè)測(cè)速周期的旋變信號(hào)數(shù)字量差值，p—旋變極對(duì)數(shù)，t—轉(zhuǎn)速計(jì)算周期；
開(kāi)關(guān)頻率設(shè)定計(jì)算模塊根據(jù)當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定igbt開(kāi)關(guān)頻率，開(kāi)關(guān)頻率范圍2khz～10khz，電機(jī)轉(zhuǎn)速與igbt開(kāi)關(guān)頻率對(duì)應(yīng)如下：0～300rpm:2khz；300～600rpm:2.5khz；600～900rpm:4khz；900～1200rpm:5khz；1200～1500rpm:6.5khz；1500～1800rpm:8khz；1800～2100rpm:9khz；2100rpm以上:10khz。
進(jìn)一步的，所述控制策略二由igbt溫度采樣模塊、igbt溫度信號(hào)濾波及計(jì)算模塊、散熱系統(tǒng)控制模塊、igbt過(guò)熱主動(dòng)抑制模塊構(gòu)成；
igbt溫度采樣模塊由內(nèi)置于igbt模塊封裝結(jié)構(gòu)中的溫度傳感器，以及igbt溫度ad采樣模塊組成，溫度傳感器采用高精度熱敏電阻，ad采樣模塊將溫度傳感器的采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，將該數(shù)字量通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)發(fā)送到dsp；
igbt溫度信號(hào)濾波及計(jì)算模塊采用一階低通濾波法對(duì)igbt溫度ad采樣值進(jìn)行濾波處理，利用查表法，根據(jù)ad采樣值查出igbt溫度實(shí)際值，選取時(shí)間段t1內(nèi)的溫升deltat，計(jì)算出溫升斜率，溫升斜率計(jì)算公式如下：slopet=deltat/t1。
散熱系統(tǒng)控制模塊根據(jù)igbt溫升斜率slopet，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的冷卻液流量，冷卻液流量f與溫升斜率slopet成一次函數(shù)關(guān)系f=c+k*slopet
式中，c—常數(shù)，k—比例系數(shù)；
igbt過(guò)熱主動(dòng)抑制模塊根據(jù)igbt溫度t，采用線(xiàn)性降轉(zhuǎn)矩策略主動(dòng)抑制igbt過(guò)熱報(bào)警，線(xiàn)性降轉(zhuǎn)矩策略的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩torque與設(shè)定轉(zhuǎn)矩的關(guān)系式如下：
torque=torqueset*[1-(t-t2)/(t3-t2)]
式中t—igbt溫度，t2—降轉(zhuǎn)矩策略的igbt溫度閾值，t3—igbt過(guò)熱報(bào)警的溫度閾值。
本發(fā)明有益效果在于：由于采取兩路控制策略共同抑制igbt過(guò)熱，有效的抑制了電動(dòng)汽車(chē)同步電機(jī)控制器igbt過(guò)熱，將igbt溫度控制在合理的范圍內(nèi)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
一種抑制電動(dòng)汽車(chē)同步電機(jī)控制器過(guò)熱的方法，采取兩路控制策略共同抑制igbt過(guò)熱，其中控制策略一，在電機(jī)控制中采用低速段開(kāi)關(guān)頻率分段變化控制策略，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速，設(shè)置不同的開(kāi)關(guān)頻率，降低電機(jī)低速段的igbt開(kāi)關(guān)損耗，達(dá)到降低igbt發(fā)熱量的目的；控制策略二，在電機(jī)控制中加入散熱系統(tǒng)控制及igbt過(guò)熱主動(dòng)抑制策略，根據(jù)igbt溫升斜率，控制冷卻液流量，溫升越快，冷卻液流量越大，與此同時(shí)，如果igbt溫度仍繼續(xù)升高，達(dá)到溫度設(shè)定閾值t1時(shí)，立即執(zhí)行igbt過(guò)熱主動(dòng)抑制策略，將冷卻液流量設(shè)為最大值fmax；若此時(shí)igbt溫度仍升高，達(dá)到溫度設(shè)定閾值t2時(shí)，則線(xiàn)性減小電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，從而平穩(wěn)減小電機(jī)相電流，若igbt溫度仍上升，達(dá)到溫度設(shè)定閾值t3時(shí)，則igbt過(guò)熱報(bào)警，電機(jī)停止工作，防止過(guò)熱損壞igbt。
進(jìn)一步的，所述開(kāi)關(guān)頻率范圍2khz～10khz，電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡偷礁邔?duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)頻率。
進(jìn)一步的，所述控制策略一包括電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)濾波及計(jì)算模塊、igbt開(kāi)關(guān)頻率設(shè)定計(jì)算模塊；
電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊由安裝在電機(jī)輸出軸上的旋轉(zhuǎn)變壓器、旋轉(zhuǎn)變壓器解碼電路組成，用于采集旋轉(zhuǎn)變壓器的正、余弦信號(hào)，將正、余弦信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過(guò)spi通訊總線(xiàn)發(fā)送給電機(jī)控制芯片dsp；
電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)濾波及計(jì)算模塊使用一階滯后濾波法對(duì)旋變信號(hào)作濾波處理，再根據(jù)旋變信號(hào)計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速，測(cè)速周期0.5ms，電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算公式如下：
v=（deltar*1000*60）/（p*4096*t），單位rpm；
式中，deltar—相鄰兩個(gè)測(cè)速周期的旋變信號(hào)數(shù)字量差值，p—旋變極對(duì)數(shù)，t—轉(zhuǎn)速計(jì)算周期；
開(kāi)關(guān)頻率設(shè)定計(jì)算模塊根據(jù)當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定igbt開(kāi)關(guān)頻率，開(kāi)關(guān)頻率范圍2khz～10khz，電機(jī)轉(zhuǎn)速與igbt開(kāi)關(guān)頻率對(duì)應(yīng)如下：0～300rpm:2khz；300～600rpm:2.5khz；600～900rpm:4khz；900～1200rpm:5khz；1200～1500rpm:6.5khz；1500～1800rpm:8khz；1800～2100rpm:9khz；2100rpm以上:10khz。
進(jìn)一步的，所述控制策略二由igbt溫度采樣模塊、igbt溫度信號(hào)濾波及計(jì)算模塊、散熱系統(tǒng)控制模塊、igbt過(guò)熱主動(dòng)抑制模塊構(gòu)成；
igbt溫度采樣模塊由內(nèi)置于igbt模塊封裝結(jié)構(gòu)中的溫度傳感器，以及igbt溫度ad采樣模塊組成，溫度傳感器采用高精度熱敏電阻，ad采樣模塊將溫度傳感器的采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，將該數(shù)字量通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)發(fā)送到dsp；
igbt溫度信號(hào)濾波及計(jì)算模塊采用一階低通濾波法對(duì)igbt溫度ad采樣值進(jìn)行濾波處理，利用查表法，根據(jù)ad采樣值查出igbt溫度實(shí)際值，選取時(shí)間段t1內(nèi)的溫升deltat，計(jì)算出溫升斜率，溫升斜率計(jì)算公式如下：slopet=deltat/t1。
散熱系統(tǒng)控制模塊根據(jù)igbt溫升斜率slopet，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的冷卻液流量，冷卻液流量f與溫升斜率slopet成一次函數(shù)關(guān)系f=c+k*slopet
式中，c—常數(shù)，k—比例系數(shù)；
igbt過(guò)熱主動(dòng)抑制模塊根據(jù)igbt溫度t，采用線(xiàn)性降轉(zhuǎn)矩策略主動(dòng)抑制igbt過(guò)熱報(bào)警，線(xiàn)性降轉(zhuǎn)矩策略的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩torque與設(shè)定轉(zhuǎn)矩torqueset的關(guān)系式如下：
torque=torqueset*[1-(t-t2)/(t3-t2)]
式中t—igbt溫度，t2—降轉(zhuǎn)矩策略的igbt溫度閾值，t3—igbt過(guò)熱報(bào)警的溫度閾值。
對(duì)一款滿(mǎn)載質(zhì)量4.5噸的純電動(dòng)物流車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，該車(chē)型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)參數(shù)如表1所示。
表1驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)參數(shù)表
試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱丝己薸gbt溫升情況，所以分別進(jìn)行滿(mǎn)載爬坡試驗(yàn)，以及城市道路持續(xù)行駛試驗(yàn)。
1、滿(mǎn)載爬坡試驗(yàn)
分別在坡度10%、15%、20%，坡道長(zhǎng)度30米的坡道上進(jìn)行試驗(yàn)，車(chē)輛滿(mǎn)載，起步后，將油門(mén)全開(kāi)進(jìn)行爬坡，每個(gè)坡道使用本發(fā)明所述方法前后，分別進(jìn)行3次試驗(yàn)，分別記錄3次試驗(yàn)的igbt溫升數(shù)據(jù)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表2。
表2爬坡試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
2、
3、滿(mǎn)載持續(xù)行駛試驗(yàn)
在城市道路，車(chē)輛滿(mǎn)載，使用本發(fā)明所述方法前后，分別持續(xù)行駛2小時(shí)，各進(jìn)行3次試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)下表3。
表3滿(mǎn)載持續(xù)行駛試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
從以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，使用本發(fā)明所述方法，可有效降低驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的igbt溫升。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。