一种电机失速保护系统、方法和电动汽车技术方案

本发明专利技术提供一种电机失速保护系统、方法和电动汽车，所述电机失速保护系统包括失速信号发生模块、电机控制器模块、整车控制器模块、电源模块、牵引电机和负载；所述失速信号发生模块、电源模块和整车控制器模块分别与所述电机控制器模块相连接，所述电机控制器模块控制牵引电机带动负载，所述失速信号发生模块用于产生失速信号；所述电机控制器模块预先设定门限值并检测转速信号，当转速超过所述门限值或检测到失速信号时，则调整为失速状态，降低转速，直至转速为零且无失速信号，本发明专利技术从软件和硬件上达到双重的电机失速保护，在紧急情况下直接进入失速模式，确保快速、安全地响应失速状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机保护系统，尤其涉及一种电机失速保护系统、方法和电动汽车。
技术介绍
牵引电机是电动车重要的动力来源，而对EV纯电动车来说牵引电机更是唯一的动力来源，对HEV混合动力汽车来说牵引电机也是重要的辅助动力来源，因此，牵引电机控制的可靠性直接决定了电动车的可控性和安全性，在整个系统安全等级中牵引电机的安全级别需求是最高的。失速是指牵引电机在非外力的影响下电机转速出现异常的增加，从而导致系统出现不稳定的状态。目前，在牵引电机台架试验中经常会遇到这种情况，测功机出现异常保护而造成被测牵引电机瞬间失去负载，在系统的平衡被打破后牵引电机在电磁扭矩的驱动下转速飞速增加，对系统安全构成了极大的威胁；另一方面，在电动车驱动车轮打滑或悬空情况下，牵引电机也会出现同样的失速现象。目前，一般的做法是紧急切断电源或者牵引电机进入超速保护而断电，由于牵引电机是一个很大的感性负载，在紧急切断电源的情况下根据公式U=L*di/dt可知，系统内部将会产生一个很大的反向电动势，从而影响系统的安全。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是需要提供一种电机失速保护系统，在转速飞速增加或是其他异常的失速情况下，及时响应以保证其安全可靠性。对此，本专利技术提供一种电机失速保护系统，包括失速信号发生模块、电机控制器模块、整车控制器模块、电源模块、牵引电机和负载；所述失速信号发生模块、电源模块和整车控制器模块分别与所述电机控制器模块相连接，所述电机控制器模块控制牵引电机带动负载，所述失速信号发生模块用于产生失速信号；所述电机控制器模块预先设定门限值并检测转速信号，当转速超过所述门限值或检测到失速信号时，则调整为失速状态，降低转速，直至转速为零且无失速信号。其中，所述门限值为预先设定的具体数值，用于作为单位时间内转速是否超过了安全范围的判断数值，针对不同的牵引电机，所设定的门限值也可以不一样；所述失速信号为硬件控制信号，由所述失速信号发生模块触发产生，当转速过快时，可以直接用硬件设备产生所述失速信号，控制直接进入失速状态。本专利技术所述电机控制器模块采用电机控制器，所述整车控制器模块采用整车控制器，所述电源模块用于给所述电机控制器模块提供电源，所述电机控制器模块与所述整车控制器模块实现通信。正常情况下，所述失速信号发生模块是断开的，所述电机控制器模块检测不到失速信号，正常响应所述整车控制器模块的扭矩信号，所述失速信号是硬件信号，由失速信号发生模块提供；当所述失速信号发生模块闭合时，所述电机控制器模块由转矩模式切换到失速模式，按照斜坡设定逐渐降低转速直到零速，所述斜坡设定为将转速逐渐降低直至转速为零。本专利技术所述工作状态包括空闲状态、转矩状态、转速状态和失速状态，所述工作状态对应的工作模式分别为空闲模式、转矩模式、转速模式和失速模式，所述空闲模式属于等待模式，用于等待上位机或整车控制器模块发出模式请求，所述上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机或控制器，一般采用计算机，本专利技术可以采用电机控制器模块作为上位机，所述整车控制器模块采用整车控制器，所述电机控制器模块采用电机控制器；所述转矩模式和转速模式均属于执行模式，用于执行整车控制器模块或电机控制器模块的扭矩和转速指令；所述转矩模式用于在正常的工作状态下，执行扭矩指令，输出控制扭矩；所述转速模式基于在进入失速模式的前提下，执行转速指令，按照斜坡设定逐渐降低转速直至转速为零，斜坡设定为渐变式递减地降低转速，能够有效防止紧急切电源时转速的突变，在转速为零且判断无失速信号时，切换至空闲模式；所述失速模式是指失速状态下的处理模式， 当判断牵引电机失速时进入，让牵引电机得以安全停机。在突然牵引电机突然失去负载，或是电动车驱动车轮打滑、悬空以及出现其他外力作用的情况下，将很可能出现转速飞速增加的失速情况，从而存在安全隐患，按照现有的做法，通常在失速情况下采取紧急切断电源的措施，如此一来，虽然切断了电源，但也会由于牵引电机的感性负载而产生很大的反向电动势，因此，仍然存在很大的安全隐患。现有技术中，也公开了一种停车设备失速保护装置，利用支架和支架上端的左、右支座来实现失速保护，在左、右支座之间转动安装有传动轴，所述传动轴两端分别固定套装有提升链轮，传动轴上固定套装有传动大链轮和辅助大滚筒，支架上安装有双出轴电机，双出轴电机两端的输出轴上分别固定套装有与传动大链轮配合传动的传动小链轮以及与辅助大滚筒配合传动的辅助小滚筒，传动小链轮和传动大链轮之间套装有可循环传动的传动链条，所述辅助小滚筒和辅助大滚筒之间套装有钢丝绳，但是该方案旨在尽量避免双排传动链条突然发生断裂时的载车板坠落等现象，在转速飞速增加或是其他异常的失速情况下，不能及时响应并降低转速。本专利技术在正常的工作状态下，处于空闲状态等待相应的指令或是处于转矩状态输出控制扭矩，此时，检测不到失速信号，所述牵引电机在电机控制器模块的控制下输出扭矩，并检测转速信号；当出现异常保护或负载突然失去时，牵引电机在电磁扭矩的驱动下转速飞速增加，若判断转速超过了所述门限值则进入失速模式，并启动转速模式从而控制牵引电机将其转速逐渐降到零，在此基础上，本专利技术采用失速信号发生模块以硬件方式产生失速信号，当转速变化太快时，可以利用硬件产生失速信号而进入失速模式，并启动转速模式，本专利技术通过设置门限值判断牵引电机是否失速，若是则直接进入失速模式，同时还采用失速信号发生模块在硬件上直接产生失速信号，以便在紧急情况下直接进入失速模式，进入失速模式后启动转速模式，有效地降低转速，从软件和硬件上达到双重的电机失速保护， 确保快速响应失速状态，无需紧急切断电源，避免了因为失去感性负载而产生的反向电动势等问题，让牵引电机得以安全停机。本专利技术包括失速信号发生模块、电机控制器模块、整车控制器模块、电源模块、牵引电机和负载；所述失速信号发生模块、电源模块和整车控制器模块分别与所述电机控制器模块相连接，所述电机控制器模块控制牵引电机带动负载，所述失速信号发生模块用于产生失速信号；所述电机控制器模块预先设定门限值并检测转速信号，当转速超过所述门限值或检测到失速信号时，则调整为失速状态，降低转速，直至转速为零且无失速信号，本专利技术采用预先设定的门限值从软件上判断转速是否超过预先设定的门限值，同时采用硬件方式产生失速信号，以便在紧急情况下直接进入失速模式，进而从软件和硬件上达到双重的电机失速保护，确保快速响应失速状态，在进入失速模式后同时启动转速模式，有效降低转速，在此基础上，无需紧急切断电源，避免了因为失去感性负载而产生的反向电动势等问题，让牵引电机得以安全停机，有效提高电机失速保护系统的安全可靠性。优选地，所述失速信号发生模块采用失速保护切换开关产生失速信号。其中，所述门限值采用软件门限进行预先设定，能够根据不同的牵引电机进行设置相应的门限值；所述失速信号发生模块采用失速保护切换开关产生所述失速信号，所述失速保护切换开关用于在转速变化太快时按下以触发产生失速信号，进入失速模式，所述失速保护切换开关按下时产生失速信号，所述失速信号是硬件信号，所述失速保护切换开关在正常状态，即没按下之前为低电平，在按下时为高电平。本专利技术包括失速信号发生模块、电机控制器模块、整车控制器模块、电源模块、牵引电机和负载；所述失速本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电机失速保护系统，其特征在于，包括：失速信号发生模块、电机控制器模块、整车控制器模块、电源模块、牵引电机和负载；所述失速信号发生模块、电源模块和整车控制器模块分别与所述电机控制器模块相连接，所述电机控制器模块控制牵引电机带动负载，所述失速信号发生模块用于产生失速信号；所述电机控制器模块预先设定门限值并检测转速信号，当转速超过所述门限值或检测到失速信号时，则调整为失速状态，降低转速，直至转速为零且无失速信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱华，陈小江，
申请(专利权)人：深圳市航盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94