一種電動(dòng)車控制器及其電機(jī)過溫保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)過溫保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)車控制器及其電機(jī)過溫保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)車的運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜，導(dǎo)致車載電機(jī)運(yùn)行會(huì)引起電機(jī)繞組的溫升。而過高的溫度對(duì)電機(jī)運(yùn)行的安全性和使用壽命都存在著一定的隱患，使電機(jī)和電動(dòng)車控制器的故障率普遍升高。為了降低電機(jī)及電動(dòng)車控制器的故障率，則需要一種切實(shí)可行的電機(jī)及電動(dòng)車控制器保護(hù)，來對(duì)電控系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。
[0003]目前已有相關(guān)的電動(dòng)車用電機(jī)過溫保護(hù)方法，例如公開號(hào)為CN102255282A，名稱為“一種純電動(dòng)車用永磁同步電機(jī)和控制器系統(tǒng)的溫度保護(hù)方法”的中國(guó)專利。該專利公開的過溫保護(hù)方法，主要是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化而導(dǎo)致的電壓的變化的特性，并利用DSP\MCU中的程序控制調(diào)整P麗芯片的輸出，進(jìn)而將電機(jī)關(guān)閉。根據(jù)其公開的技術(shù)方案的得知，其主要是通過斷電的方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)的過溫保護(hù)，并不涉及限流值的飽和度的調(diào)整，電動(dòng)的最大輸出功率被設(shè)定為一個(gè)靜態(tài)限定值。
[0004]但是基于過溫保護(hù)的電動(dòng)車控制器大多使用轉(zhuǎn)速/電流雙閉環(huán)的控制方法，電機(jī)的運(yùn)行功率受轉(zhuǎn)速外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)雙重調(diào)節(jié)，但電機(jī)的最大輸出功率卻被限流值的飽和值(將控制器與電機(jī)正確連接后，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速轉(zhuǎn)把，使電機(jī)處于最大轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)，且轉(zhuǎn)速正常，這時(shí)給電機(jī)增加負(fù)載，加載時(shí)注意加載速度不要過急，以免引出電流準(zhǔn)確率底，一致性差，直至電機(jī)停下，這過程中電源上出現(xiàn)的最大電流為控制器的限流值，一般6管限流在17A±I，9管的限流在25A± I，12管的限流在28A± I，15管的限流在35A± I，18管的限流在40A土
I。)所限制。由于電動(dòng)車運(yùn)行工況復(fù)雜，長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，靜態(tài)限定的最大輸出功率可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的過熱故障。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年因最大輸出功率設(shè)定欠佳導(dǎo)致的過熱故障已占故障總數(shù)的40%以上，已成為制約電動(dòng)車行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一目的在于提供一種電動(dòng)車控制器，該控制器具備電機(jī)過溫保護(hù)功能，從而使電機(jī)在復(fù)雜的運(yùn)行工況下，也不會(huì)發(fā)生過熱故障。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]—種電動(dòng)車控制器包括依次電連接的微處理器、驅(qū)動(dòng)電路和功率變換模塊，所述功率變換模塊與電機(jī)電連接;還包括:用于輸入車輛運(yùn)行的控制模塊，所述控制模塊與所述微處理器電連接;用于控制電機(jī)運(yùn)行的雙閉環(huán)控制模塊，所述雙閉環(huán)控制模塊包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊和電流調(diào)節(jié)模塊，所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊輸出轉(zhuǎn)速負(fù)反饋對(duì)應(yīng)的電流調(diào)節(jié)電信號(hào)給所述電流調(diào)節(jié)模塊;所述電流調(diào)節(jié)模塊與所述功率變換模塊電連接，還包括與所述微處理器電連接的溫度調(diào)節(jié)模塊，所述溫度調(diào)節(jié)模塊輸出溫度負(fù)反饋對(duì)應(yīng)的限流飽和值調(diào)節(jié)電信號(hào)給所述電流調(diào)節(jié)模塊，所述溫度調(diào)節(jié)模塊包括設(shè)在所述電機(jī)繞組上的溫度傳感器。
[0008]優(yōu)選方式為，所述溫度調(diào)節(jié)模塊包括依次電連接的比較器和限流飽和值調(diào)節(jié)電路，所述比較器輸出溫度偏差量對(duì)應(yīng)的電壓給所述限流飽和值調(diào)節(jié)電路，所述限流飽和值調(diào)節(jié)電路輸出限流飽和值調(diào)節(jié)電信號(hào)。
[0009]優(yōu)選方式為，所述限流飽和值調(diào)節(jié)電路包括一階線性電路。
[0010]優(yōu)選方式為，所述電流調(diào)節(jié)模塊包括限流電路和電流PID調(diào)節(jié)器，所述限流電路同時(shí)與所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊和所述溫度調(diào)節(jié)模塊電連接，所述電流PID調(diào)節(jié)器與所述功率變換模塊電連接;所述電流調(diào)節(jié)模塊還包括與所述微處理器電連接的電流傳感器。
[0011 ]優(yōu)選方式為，所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊包括分別與所述微處理器電連接的轉(zhuǎn)速傳感器和轉(zhuǎn)速PID調(diào)節(jié)器，所述轉(zhuǎn)速PID調(diào)節(jié)器與所述電流調(diào)節(jié)模塊電連接。
[0012]優(yōu)選方式為，所述功率變換模塊包括PWM同步調(diào)節(jié)器，所述PWM同步調(diào)節(jié)器與所述電流調(diào)節(jié)模塊電連接。
[0013]優(yōu)選方式為，還包括與所述微處理器電連接的蜂鳴器。
[0014]優(yōu)選方式為，還包括與所述微處理器電連接的指示燈
[0015]本發(fā)明的第二目的在于提供一種電動(dòng)車控制器的電機(jī)過溫保護(hù)方法，該保護(hù)方法可在電機(jī)溫度超過給定允許的最大運(yùn)行溫度時(shí)，降低電機(jī)控制器中限流飽和環(huán)節(jié)的飽和度值，減小電機(jī)的最大輸出功率，從而降低電機(jī)運(yùn)行溫度，提高電動(dòng)車運(yùn)行安全及可靠性。
[0016]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0017]—種上述的電動(dòng)車控制器的電機(jī)過溫保護(hù)方法，所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊根據(jù)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，輸出電流調(diào)節(jié)電信號(hào)給所述電流調(diào)節(jié)模塊;所述溫度調(diào)節(jié)模塊根據(jù)所述電機(jī)的溫度負(fù)反饋，輸出限流飽和值調(diào)節(jié)電信號(hào)給所述電流調(diào)節(jié)模塊;所述電流調(diào)節(jié)模塊根據(jù)接收到的電信號(hào)，調(diào)節(jié)限流飽和值，并輸出對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)給所述功率變換模塊，所述功率變換模塊調(diào)節(jié)所述電機(jī)的最大輸出功率。
[0018]優(yōu)選方式為，所述溫度調(diào)節(jié)模塊包括依次電連接的比較器和限流飽和值調(diào)節(jié)電路，所述比較器輸出溫度偏差量對(duì)應(yīng)的電信號(hào)給所述限流飽和值調(diào)節(jié)電路，所述限流飽和值調(diào)節(jié)電路輸出限流飽和值調(diào)節(jié)電信號(hào)，所述比較器將所述電機(jī)的溫度與給定電機(jī)溫度最大允許值進(jìn)行比較；當(dāng)所述電機(jī)的溫度大于給定溫度最大允許值時(shí)，所述比較器輸出溫度偏差量對(duì)應(yīng)的電壓給所述限流飽和值調(diào)節(jié)電路，所述限流飽和值調(diào)節(jié)電路輸出限流飽和值降低量對(duì)應(yīng)的電信號(hào)給所述電流調(diào)節(jié)模塊;所述電流調(diào)節(jié)模塊降低限流飽和值，所述功率變換模塊降低所述電機(jī)的最大輸出功率，降低所述電機(jī)的溫度；當(dāng)所述電機(jī)的溫度不大于給定溫度最大允許值時(shí)，所述溫度調(diào)節(jié)模塊輸出限流飽和值升高量對(duì)應(yīng)的電信號(hào)給所述電流調(diào)節(jié)模塊，所述功率變換模塊升高所述電機(jī)的最大輸出功率。
[0019]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是:由于本發(fā)明的電動(dòng)車控制器及其電機(jī)過溫保護(hù)方法，其中電動(dòng)車控制器包括微處理器、驅(qū)動(dòng)電路、功率變換模塊、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊、電流調(diào)節(jié)模塊和溫度調(diào)節(jié)模塊，其中功率變換模塊與電機(jī)電連接。本發(fā)明的電動(dòng)車控制器是在電機(jī)的轉(zhuǎn)速\電流雙閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上，引入電機(jī)繞組的溫度作為溫度反饋量。溫度調(diào)節(jié)模塊讓電機(jī)實(shí)時(shí)溫度與給定溫度最大允許值進(jìn)行比較，當(dāng)溫度大于給定溫度最大允許值時(shí)，給電流調(diào)節(jié)模塊輸出限流飽和值調(diào)節(jié)信號(hào)，使電流調(diào)節(jié)模塊根轉(zhuǎn)速反饋和溫度反饋調(diào)節(jié)限流值的飽和度，從而使功率變換電路調(diào)節(jié)電機(jī)的最大輸出功率，達(dá)到降低電機(jī)繞組運(yùn)行溫度的目的。因此本發(fā)明的電動(dòng)車控制器及其電機(jī)過溫保護(hù)方法，對(duì)電機(jī)能夠進(jìn)行過溫保護(hù)，從而使電機(jī)在復(fù)雜的運(yùn)行工況下，也不會(huì)發(fā)生過熱故障。
[0020]綜上所述，本發(fā)明的電動(dòng)車控制器與現(xiàn)有技術(shù)中置相比，解決了直接關(guān)閉電機(jī)的過溫保護(hù)方式，受電機(jī)的最大輸出功率被設(shè)定一個(gè)靜態(tài)限定值的影響，仍舊會(huì)發(fā)生過熱故障的技術(shù)問題，而本發(fā)明的電動(dòng)車控制器，具備電機(jī)過溫保護(hù)功能，即便電動(dòng)車在復(fù)雜的工況下運(yùn)行，電機(jī)也不會(huì)發(fā)生過熱故障。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明電動(dòng)車控制器的原理示意圖；
[0022]圖2是實(shí)施例中的電動(dòng)車控制器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明電動(dòng)車控制器的電機(jī)過溫保護(hù)方法的原理示意圖；
[0024]圖中:I一限流飽和值調(diào)節(jié)電路、2—蜂鳴器、3—指示燈。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]如圖1所示，一種電動(dòng)車控制器包括依次電連接的微處理器、驅(qū)動(dòng)電路和功率變換模塊，功率變換模塊與電機(jī)電連接，還包括分別與微處理器電連接的指示燈3和蜂鳴器2 ο電機(jī)與動(dòng)力電池電連接，動(dòng)力電池采用48V鉛酸蓄電池向電機(jī)提供直流電壓;DC\DC電路將48V電壓變換為3.3V和5V電壓向微處理器及各傳感器、蜂鳴器2等用電設(shè)備供電。
[0027]如圖2所示，電動(dòng)車控制器還包括:
[0028]用于輸入車輛運(yùn)行的控制模塊，控制模塊包括分別與微處理器電連接的轉(zhuǎn)把控制電路、剎車控制電路、定速巡航控制電路、倒車控制電路。
[0029]用于控制電機(jī)運(yùn)行的雙閉環(huán)控制模塊，雙閉環(huán)控制模塊包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊和電流調(diào)節(jié)模塊，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊輸出轉(zhuǎn)速負(fù)反饋對(duì)應(yīng)的電流調(diào)節(jié)電信號(hào)給電流調(diào)節(jié)模塊。電流調(diào)節(jié)模塊與功率變換模塊電連接。
[0030]本發(fā)明的電動(dòng)車控制器還包括與微處理器電連接的溫度調(diào)節(jié)模塊，溫度調(diào)節(jié)模塊輸出溫度負(fù)反饋對(duì)應(yīng)的限流飽和值調(diào)節(jié)電信號(hào)給電流調(diào)節(jié)模塊，溫度調(diào)節(jié)模塊包括設(shè)在電機(jī)繞組上的溫度傳感器。
[0031]如圖2和圖3所示，本實(shí)施例的電流調(diào)節(jié)模塊包括限流電路和電流PID調(diào)節(jié)器，限流電路也就是圖3中的限流飽和環(huán)節(jié)。限流電路同時(shí)與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊和溫度調(diào)節(jié)模塊電連接，電流PID調(diào)節(jié)器與功率變