電動汽車永磁同步電機驅動系統短路故障診斷方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種電動汽車永磁同步電機驅動系統短路故障診斷方法及系統，采用仿真的方式模擬永磁同步電機當前的實際運行工況，并得到當仿真電機運行在該實際運行工況的情況下發生三相短路故障時的短路故障閾值，然后根據該短路故障閾值判斷實際的永磁同步電機驅動系統是否出現短路故障，從而能夠針對電動汽車永磁同步電機所處的不同運行工況，快速準確地判斷永磁同步電機驅動系統是否出現短路故障，具有診斷速度快、診斷精度高等技術優勢，能夠實現永磁同步電機驅動系統安全可靠地運行。

【技術實現步驟摘要】
電動汽車永磁同步電機驅動系統短路故障診斷方法及系統
本專利技術涉及電動汽車
，尤其涉及一種電動汽車永磁同步電機驅動系統短路故障診斷方法及系統。
技術介紹
目前，環境和能源成為人們日益關注的問題。在汽車領域，高效、節能和環保的新能源汽車，已經成為汽車行業的必然發展趨勢之一。永磁同步電機驅動系統能做到低能耗和零排放的目的，極具市場化前景。電動汽車驅動電機多采用無刷直流電機(Brushless Direct Current Motor,BLDCM)和永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM),性能更為優越的PMSM越來越受到研究者和電動汽車制造商的青睞，作為新能源汽車核心零部件之一的PMSM驅動系統，其安全可靠運行至為關鍵。傳統的故障檢測及診斷方法相對簡單，不能適用于新能源汽車的所有運行工況，故不能夠達到新能源汽車高安全性、可靠性的要求。電機的短路故障通常采用某相電流大于或等于8倍額定電流這一判據，而對于輕載、低速行駛的電動汽車，假設驅動電機出現三相短路故障，因其短路電流達不到8倍額定電流，利用上述的短路故障判據檢測不到三相短路故障，勢必影響電動汽車的安全可靠運行和使用壽命。
技術實現思路
為了解決現有技術中不能準確檢測三相短路故障，影響電動車運行的可靠性和使用壽命的問題，本專利技術提供了一種電動汽車永磁同步電機驅動系統短路故障診斷方法。為實現上述目的，本專利技術的技術方案為:一種電動汽車永磁同步電機驅動系統短路故障診斷方法，包括:按照設定的采樣周期獲取永磁同步電機的定子的a相電流和b相電流、以及所述永磁同步電機的轉子位置角，并根據所述a相電流、b相電流和轉子位置角，確定所述永磁同步電機的實際功率；按照所述采樣周期獲取所述永磁同步電機的實際負載電流和實際轉速；建立永磁同步電機驅動系統仿真模型，并且當仿真模型中仿真電機的負載電流和轉速分別等于所述實際負載電流和實際轉速時，將所述仿真電機的定子三相電壓均置零，并獲取此時所述仿真電機的仿真功率；根據所述a相電流和b相電流、以及所述實際功率和仿真功率，確定所述永磁同步電機驅動系統是否出現短路故障。優選的是,所述根據所述a相電流、b相電流和轉子位置角,確定所述永磁同步電機的實際功率包括:根據所述a相電流、b相電流和轉子位置角，得到旋轉坐標系下定子的d軸電流和q軸電流；根據所述d軸電流和q軸電流，確定所述永磁同步電機的轉矩；根據所述永磁同步電機的轉矩和所述實際轉速，確定所述永磁同步電機的實際功率。優選的是，所述根據所述a相電流和b相電流、以及所述實際功率和仿真功率，確定所述永磁同步電機驅動系統是否出現短路故障包括:根據所述永磁同步電機的定子的a相電流和b相電流，獲取所述永磁同步電機的定子的c相電流；判斷所述實際功率是否小于或者等于所述仿真功率；如果是，則根據所述永磁同步電機的額定電流，確定短路故障電流閾值；如果否，則根據所述永磁同步電機的峰值電流，確定短路故障電流閾值；判斷所述a相電流、所述b相電流或者所述c相電流是否連續η次大于所述故障電流閾值，η為大于O的自然數；如果是，則確定所述永磁同步電機驅動系統出現短路故障；否則，確定所述永磁同步電機驅動系統未出現短路故障。優選的是，當所述實際功率小于或者等于所述仿真功率時，確定所述短路故障電流閾值為所述永磁同步電機的額定電流的第一參數倍，所述第一參數為1.1?1.5 ;當所述實際功率大于所述仿真功率時，確定所述短路故障電流閾值為所述永磁同步電機的峰值電流的第二參數倍，所述第二參數為1.1?1.5。一種電動汽車永磁同步電機驅動系統短路故障診斷系統，包括:第一數據采集單元，用于按照設定的采樣周期獲取永磁同步電機的定子的a相電流和b相電流、以及所述永磁同步電機的轉子位置角；實際功率確定單元，用于根據所述a相電流、b相電流和轉子位置角，確定所述永磁同步電機的實際功率；第二數據采集單元，用于按照所述采樣周期獲取所述永磁同步電機的實際負載電流和實際轉速；仿真單元，用于建立永磁同步電機驅動系統仿真模型，并且當仿真模型中仿真電機的負載電流和轉速分別等于所述實際負載電流和實際轉速時，將所述仿真電機的定子三相電壓均置零，并獲取此時所述仿真電機的仿真功率；[0031 ] 短路故障判斷單元，用于根據所述a相電流和b相電流、以及所述實際功率和仿真功率，確定所述永磁同步電機驅動系統是否出現短路故障。優選的是，所述實際功率確定單元包括:電流轉換單元，用于根據所述a相電流、b相電流和轉子位置角，得到旋轉坐標系下定子的d軸電流和q軸電流；轉矩確定單元，用于根據所述電流轉換單元得到的所述d軸電流和q軸電流，確定所述永磁同步電機的轉矩；實際功率子確定單元，用于根據所述轉矩確定單元確定的永磁同步電機的轉矩和所述實際轉速，確定所述永磁同步電機的實際功率。優選的是，所述短路故障判斷單元包括:c相電流確定單元，用于根據所述永磁同步電機的定子的a相電流和b相電流，獲取所述永磁同步電機的定子的C相電流；第一判斷單元，用于判斷所述實際功率是否小于或者等于所述仿真功率；并且在所述實際功率小于或者等于所述仿真功率的情況下，根據所述永磁同步電機的額定電流，確定短路故障電流閾值；在所述實際功率大于所述仿真功率的情況下，根據所述永磁同步電機的峰值電流，確定短路故障電流閾值；第二判斷單元，用于判斷所述a相電流、所述b相電流或者所述c相電流確定單元獲取的c相電流是否連續η次大于所述第一判斷單元確定的故障電流閾值，η為大于O的自然數；并且在所述a相電流、所述b相電流或者所述c相電流連續η次大于所述故障電流閾值的情況下，確定所述永磁同步電機驅動系統出現短路故障；在所述a相電流、所述b相電流以及所述c相電流未連續η次大于所述故障電流閾值的情況下，確定所述永磁同步電機驅動系統未出現短路故障。優選的是，所述第一判斷單元具體用于在所述實際功率小于或者等于所述仿真功率的情況下，確定所述短路故障電流閾值為所述永磁同步電機的額定電流的第一參數倍，所述第一參數為1.1?1.5 ;在所述實際功率大于所述仿真功率的情況下，確定所述短路故障電流閾值為所述永磁同步電機的峰值電流的第二參數倍，所述第二參數為1.1?1.5。本專利技術的有益效果在于，應用本專利技術實施例電動汽車永磁同步電機驅動系統短路故障診斷方法及系統，采用仿真的方式模擬永磁同步電機當前的實際運行工況，并得到當仿真電機運行在該實際運行工況的情況下發生三相短路故障時的短路故障閾值，然后根據該短路故障閾值判斷實際的永磁同步電機驅動系統是否出現短路故障，從而能夠針對電動汽車永磁同步電機所處的不同運行工況，快速準確地判斷永磁同步電機驅動系統是否出現短路故障，具有診斷速度快、診斷精度高等技術優勢，能夠實現永磁同步電機驅動系統安全可靠地運行?！靖綀D說明】圖1示出了本專利技術實施例電動汽車永磁同步電機驅動系統短路故障診斷方法的流程圖；圖2示出了本專利技術實施例中根據所述a相電流、b相電流和轉子位置角，確定永磁同步電機的實際功率的流程圖；圖3示出了本專利技術實施例電動汽車永磁同步電機驅動系統短路故障診斷系統的結構示意圖；圖4示出了本專利技術實施例中實際功率確定單元的結構示意圖；圖5示出了本專利技術實施例中短路故障判斷單元的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動汽車永磁同步電機驅動系統短路故障診斷方法，其特征在于，包括：按照設定的采樣周期獲取永磁同步電機的定子的a相電流和b相電流、以及所述永磁同步電機的轉子位置角，并根據所述a相電流、b相電流和轉子位置角，確定所述永磁同步電機的實際功率；按照所述采樣周期獲取所述永磁同步電機的實際負載電流和實際轉速；建立永磁同步電機驅動系統仿真模型，并且當仿真模型中仿真電機的負載電流和轉速分別等于所述實際負載電流和實際轉速時，將所述仿真電機的定子三相電壓均置零，并獲取此時所述仿真電機的仿真功率；根據所述a相電流和b相電流、以及所述實際功率和仿真功率，確定所述永磁同步電機驅動系統是否出現短路故障。

【技術特征摘要】
1.一種電動汽車永磁同步電機驅動系統短路故障診斷方法，其特征在于，包括: 按照設定的采樣周期獲取永磁同步電機的定子的a相電流和b相電流、以及所述永磁同步電機的轉子位置角，并根據所述a相電流、b相電流和轉子位置角，確定所述永磁同步電機的實際功率； 按照所述采樣周期獲取所述永磁同步電機的實際負載電流和實際轉速； 建立永磁同步電機驅動系統仿真模型，并且當仿真模型中仿真電機的負載電流和轉速分別等于所述實際負載電流和實際轉速時，將所述仿真電機的定子三相電壓均置零，并獲取此時所述仿真電機的仿真功率； 根據所述a相電流和b相電流、以及所述實際功率和仿真功率，確定所述永磁同步電機驅動系統是否出現短路故障。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述a相電流、b相電流和轉子位置角，確定所述永磁同步電機的實際功率包括: 根據所述a相電流、b相電流和轉子位置角，得到旋轉坐標系下定子的d軸電流和q軸電流； 根據所述d軸電流和q軸電流，確定所述永磁同步電機的轉矩； 根據所述永磁同步電 機的轉矩和所述實際轉速，確定所述永磁同步電機的實際功率。3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根據所述a相電流和b相電流、以及所述實際功率和仿真功率，確定所述永磁同步電機驅動系統是否出現短路故障包括: 根據所述永磁同步電機的定子的a相電流和b相電流，獲取所述永磁同步電機的定子的c相電流； 判斷所述實際功率是否小于或者等于所述仿真功率； 如果是，則根據所述永磁同步電機的額定電流，確定短路故障電流閾值； 如果否，則根據所述永磁同步電機的峰值電流，確定短路故障電流閾值； 判斷所述a相電流、所述b相電流或者所述c相電流是否連續η次大于所述故障電流閾值，η為大于O的自然數； 如果是，則確定所述永磁同步電機驅動系統出現短路故障； 否則，確定所述永磁同步電機驅動系統未出現短路故障。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于， 當所述實際功率小于或者等于所述仿真功率時，確定所述短路故障電流閾值為所述永磁同步電機的額定電流的第一參數倍，所述第一參數為1.1~1.5 ; 當所述實際功率大于所述仿真功率時，確定所述短路故障電流閾值為所述永磁同步電機的峰值電流的第二參數倍，所述第二參數為1.1~1.5。5.一種電動汽車永磁同步電機驅動系統短路故障診斷系統，其特征在于，包括: 第一數據采集單元，用于按照設定的采樣周期獲取永磁同步電機的定子的a相電流和b相電流、以及所述永磁同步電機的轉子位置角； ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周亞男，李大偉，李紅梅，鄭樹松，
申請(專利權)人：安徽江淮汽車股份有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34