电机扭矩的控制方法和装置与流程

1.本发明涉及车辆领域，具体而言，涉及一种电机扭矩的控制方法和装置。


背景技术：

2.目前，电驱系统具有低速转矩输出大，且加速性能好的优点，因而纯电动汽车和混合动力汽车常用电驱系统作为动力来源，但在大角度坡路启动工况，或者在某些极限工况下，电驱系统因其温升情况而降低了转矩输出能力，从而出现了对电机扭矩的控制效率低的技术问题。
3.针对上述现有技术对电机扭矩的控制效率低的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种电机扭矩的控制方法和装置，以至少解决对电机扭矩的控制效率低的技术问题。
5.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电机扭矩的控制方法。该方法可以包括：获取电机的转速；基于电机的转速确定电机的工作状态，其中，工作状态包括电机是否处于堵转状态；确定电机的与工作状态对应的热累积数据，其中，热累积数据用于表征电机的发热程度；基于热累积数据，对电机的扭矩进行降额。
6.可选地，基于热累积数据，对电机的扭矩进行降额，包括：确定电机在与转速对应的电流下的热累积时间；基于热累积时间，对热累积数据进行归一化处理，得到目标热累积数据；基于目标热累积数据，对电机的扭矩进行降额。
7.可选地，基于目标热累积数据，对电机的扭矩进行降额，包括：响应于目标热累积数据超过目标热累积数据阈值，对电机的扭矩进行降额。
8.可选地，基于目标热累积数据，对电机的扭矩进行降额，包括：响应于目标热累积数据未超过目标热累积数据阈值，确定电机的温度和目标热累积数据的变化趋势；响应于电机的温度不小于温度阈值、变化趋势为下降趋势，且工作状态为堵转状态，对电机的扭矩进行降额。
9.可选地，确定电机的与工作状态对应的热累积数据，包括：确定在工作状态下，电机的发热数据；基于发热数据，计算得到电机的热累积数据。
10.可选地，基于发热数据，计算得到电机的热累积数据，包括：确定电机在额定工况下的额定电流的平方；确定发热数据与额定电流的平方二者之间的差；将差与额定电流之间的比值，确定为热累积数据。
11.可选地，确定在工作状态下，电机的发热数据，包括：在工作状态下，基于电机在工作过程中电流的峰值，确定发热数据。
12.可选地，在工作状态下，基于电机在工作过程中电流的峰值，确定发热数据，包括：响应于工作状态为堵转状态，将峰值的平方和热累积修正系数二者之间的乘积，确定为发
热数据；或响应于工作状态为非堵转状态，将峰值的平方、发热系数和热累积修正系数三者之间的乘积，确定为发热数据，其中，热累积修正系数为基于电机的驱动状态，从数据库中获取得到。
13.根据本发明实施例的另一方面，提供了一种电机扭矩的控制装置。该装置可以包括：获取单元，用于获取电机的转速；第一确定单元，用于基于电机的转速确定电机的工作状态，其中，工作状态包括电机是否处于堵转状态；第二确定单元，用于确定电机的与工作状态对应的热累积数据，其中，热累积数据用于确定电机的发热程度；处理单元，用于基于热累积数据，对电机的扭矩进行降额。
14.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆，车辆用于执行本发明实施例的电机扭矩的控制方法。
15.在本发明实施例中，获取电机的转速；基于电机的转速确定电机的工作状态，其中，工作状态包括电机是否处于堵转状态；确定电机的与工作状态对应的热累积数据，其中，热累积数据用于表征电机的发热程度；基于热累积数据，对电机的扭矩进行降额。也就是说，本发明通过电机的转速，确定电机的工作状态，根据此时电机的工作状态是否为堵转状态，计算相应工作状态下的热累积数据，并基于该数据，对电机的扭矩进行降额处理，从而解决了对电机扭矩的控制效率低的技术问题，实现提高了对电机扭矩的控制效率的技术效果。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1是根据本发明实施例的一种电机扭矩的控制方法的流程图；
18.图2是根据本发明实施例的一种永磁同步电机电驱系统控制结构的示意图；
19.图3是根据本发明实施例的一种堵转降额控制方法的流程图；
20.图4是根据本发明实施例的一种堵转降额控制模块内部结构的示意图；
21.图5是根据本发明实施例的一种热累积数据归一化模块的内部结构的示意图；
22.图6根据本发明实施例的一种降额控制模块的内部结构的示意图；
23.图7是根据本发明实施例的另一种堵转降额控制模块的内部结构的示意图；
24.图8是根据本发明实施例的另一种降额控制模块内部结构的示意图；
25.图9是根据本发明实施例的一种电机扭矩的控制装置的示意图。
具体实施方式
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
27.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用
的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
28.实施例1
29.根据本发明实施例，提供了一种电机扭矩的控制方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
30.图1是根据本发明实施例的一种电机扭矩的控制方法的流程图，如图1所示，该方法可以包括如下步骤：
31.步骤s101，获取电机的转速。
32.在本发明上述步骤s101提供的技术方案中，可以获取电机的转速。其中，电机可以为根据电磁感应定律实现电能转换或传递的电磁装置，可以为电驱系统中的电机。转速可以为在单位时间内，做圆周运动的物体沿圆周绕圆心转过的圈数。例如，可以为50转每分钟(r/min)或100r/min，此处仅做举例说明，不对转速的大小做具体限定。
33.步骤s102，基于电机的转速确定电机的工作状态，其中，工作状态包括电机是否处于堵转状态。
34.在本发明上述步骤s102提供的技术方案中，获取到的电机的转速，基于获取到的电机转速，确定在该转速下电机的工作状态。其中，工作状态可以为堵转状态(又可以称为堵转工况)或非堵转状态(非堵转工况)。
35.可选地，可以为人为设定转速阈值，通过判断电机的转速与转速阈值的大小，从而可以确定车辆的工作状态为堵转状态或非堵转状态。
36.举例而言，可以预先设置当转速为小于等于50转每分钟时，电机的工作状态为堵转状态；当转速为大于等于100转每分钟时，电机的工作状态为非堵转状态。当获取到电机的转速为120转每分钟时，此时电机的转速大于100转每分钟，可以由堵转降额控制模块对此刻电机的工作状态进行判断，若确定电机的工作状态为非堵转状态，则可以设置输出堵转状态标志位(stalk
state
)为1。或者，当获取到电机的转速为30转每分钟时，可以由堵转降额控制模块基于电机的转速对此刻电机的工作状态进行判断，可以确定此时电机的工作状态为堵转状态，则可以设置输出堵转状态标志位(stalk
state
)为0。
37.步骤s103，确定电机的与工作状态对应的热累积数据，其中，热累积数据用于表征电机的发热程度。
38.在本发明上述步骤s103提供的技术方案中，基于步骤s102确定电机的工作状态后，可以确定与工作状态相对应的电机的发热程度，基于该发热程度，确定与电机工作状态相对应的热累积数据。其中，热累积数据可以用表示，可以用于表征电机的发热程度，可以用数字表示，比如，可以为0、0.1、1等，此处仅为举例，不对热累积数据的大小做具体限制。
39.可选地，可以预先确定电机在不同工作状态下对应的热累积数据的计算公式。可
以基于电机的转速确定电机的工作状态，从而可以基于电机的工作状态确定与电机当前工作状态对应计算公式，通过计算公式可以确定对应的热累积数据。
40.可选地，考虑到利用理论公式计算电机在不同工作状态下的热累积数据与实际工作状态下的热累积数据存在一定的数值偏差，可以使用热累积的修正系数k来修正热累积数据，从而确定与电机的工作状态对应的热累积数据。
41.步骤s104，基于热累积数据，对电机的扭矩进行降额。
42.在本发明上述步骤s104提供的技术方案中，可以获得电机在不同工作状态下对应的热累积数据，基于热累积数据，可以确定对电机的扭矩进行降额的方式，并对电机的扭矩进行降额。其中，对电机的扭矩进行降额的方式可以为通过跛行降额对电机进行降额，或者可以为线性降额等，此处仅为举例，不对降额方式做具体限制。
43.可选地，基于热累积数据，可以基于热累积数据，确定是否对电机的扭矩进行降额，基于确定的结果，对电机的扭矩进行降额。
44.举例而言，当确定热累积数据为0时，可以对电机的扭矩不进行任何降额，并进行100％的输出，当热累积数据大于某一数值时，电机的外特性开始下降，此时可以对电机扭矩进行降额控制，具体的电机降额控制的标准可根据实际情况来具体设置，此处仅做举例说明，对电机扭矩进行降额的方法不做具体限定。
45.再举例而言，当电机处于堵转状态时，确定在堵转状态下的热累积数据，判断热累积数据的变化趋势是否为下降趋势。确定热累积数据为下降趋势，热累积数据归一化后的数值小于或等于0.3，且电机的定子温度大于或等于80℃时，则可以控制电机进入跛行降额状态。需要说明的是，此处仅为对电机进行降额的一种优选实施方式，不对电机降额的方法进行具体限定，任何用于对电机进行降额的方法与过程均在本发明实施例的保护范围内，此处不一一赘述。
46.本发明的上述步骤s101至步骤s104，获取电机的转速；基于电机的转速确定电机的工作状态，其中，工作状态包括电机是否处于堵转状态；确定电机的与工作状态对应的热累积数据，其中，热累积数据用于表征电机的发热程度；基于热累积数据，对电机的扭矩进行降额。也就是说，本发明通过电机的转速，确定电机的工作状态，根据此时电机的工作状态是否为堵转状态，计算相应工作状态下的热累积数据，并基于该数据，对电机的扭矩进行降额处理，从而解决了对电机扭矩的控制效率低的技术问题，实现提高了对电机扭矩的控制效率的技术效果。
47.下面对该实施例的上述方法进行进一步介绍。
48.作为一种可选的实施例方式，基于热累积数据，对电机的扭矩进行降额，包括：确定电机在与转速对应的电流下的热累积时间；基于热累积时间，对热累积数据进行归一化处理，得到目标热累积数据；基于目标热累积数据，对电机的扭矩进行降额。
49.在该实施例中，确定电机在当前转速下对应的电流，确定在该电流下的热累积时间，根据该热累积时间，对热累积数据进行归一化处理，以获得目标热累积数据，基于目标热累积数据，对电机的扭矩进行降额，其中，目标热累积数据可以为归一化后的热累积数据。
50.可选地，可以将额定工况的热累积时间定义为基准时间，并以此对热累积数据进行归一化处理，得到目标热累积数据，可以基于目标热累积数据，对电机的扭矩进行降额。
51.举例而言，可以通过热累积归一化计算模块，对电机电流热累积计算模块获得的热累积数据进行归一化处理。在热累积归一化模块中，考虑到热平衡电流下的热累积时间，进而对热累积数据和热累积时间进行归一化处理，以获得电机定子温度的目标热累积数据，基于目标热累积数据可以对电机扭矩进行降额。其中，在热平衡电流下的热平衡时间可以定义为给定电机的指定电流指令。
52.作为一种可选的实施例方式，基于目标热累积数据，对电机的扭矩进行降额，该方法可以包括：响应于目标热累积数据超过目标热累积数据阈值，对电机的扭矩进行降额。
53.在该实施例中，可以获取目标热累积数据，当目标热累积数据超过目标热累积数据阈值时，可以对电机的扭矩进行降额处理，其中，目标热累积数据阈值可以为根据实际情况预先设定的数值，比如，可以为0.7，此处仅为举例，不对目标热累积数据阈值的大小做具体限制。
54.举例而言，可以预设目标热累积数据阈值为0.7，当目标热累积数据为0时，对电机的扭矩不进行降额处理，100％的输出所有的扭矩，当目标累积数据超过0.7时，判断目标热累积数据是否超过目标热累积数据阈值，若目标热累积数据超过目标热累积数据阈值，则开始对电机的扭矩进行降额控制，当目标热累积数据达到1时，电机的外特性下降至0％。需要说明的是，具体的降额控制策略可以根据实际情况来具体限定，此处仅对降额控制的方法做举例说明。
55.可选地，可以判断目标热累积数据是否超过目标热累积数据的阈值，若目标热累积数据超过目标热累积数据阈值时，可以采用线性降额策略对电机的扭矩进行降额，也可以使用带有滞环功能的降额策略对电机的扭矩进行降额。
56.作为一种可选的实施例方式，基于目标热累积数据，对电机的扭矩进行降额，包括：响应于目标热累积数据未超过目标热累积数据阈值，确定电机的温度和目标热累积数据的变化趋势；响应于电机的温度不小于温度阈值、变化趋势为下降趋势，且工作状态为堵转状态，对电机的扭矩进行降额。
57.在该实施例中，判断目标热累积数据是否超过目标热累积数据阈值，当确定目标热累积数据未超过目标热累积数据阈值时，确定电机的温度和目标热累积数据的变化趋势，若电机的温度大于或等于温度阈值，且目标热累积数据的变化趋势为下降趋势时，则可以对电机的扭矩进行降额。
58.举例而言，可以预设目标热累积数据阈值为0.3，电机的温度阈值为80℃。获取到电机的目标热累积数据阈值为0.2，电机温度为90℃，且此时电机处于堵转工况，目标热累积数据呈下降趋势，进一步可以判断目标热累积数据为0.2小于目标热累积数据阈值0.3，电机的温度为90℃大于电机的温度阈值80℃，则可以判断需要对电机的扭矩进行降额，此处仅为举例说明，对于判断电机的扭矩进行降额的方法不做具体限定。
59.在该实施例中，只有当电机的工作状态为堵转状态，目标热累积数据不超过目标热累积数据阈值，目标热累积数据的变化趋势为下降趋势，且此时电机的温度也超过额定工况的温度时，才可以对电机的扭矩进行降额。也即，在本发明中，通过设定多个判断条件，从而达到准确判断是否对电机进行降额的目的，进而达到了提高对电机进行降额控制的准确性的目的。
60.作为一种可选的实施例方式，确定电机的与工作状态对应的热累积数据，包括：确
定在工作状态下，电机的发热数据；基于发热数据，计算得到电机的热累积数据。
61.在该实施例中，可以确定电机的工作状态，并确定在该工作状态下，电机的发热数据，并根据该发热数据，可以计算获得电机的热累积数据。其中，发热数据可以用于表征电机的发热情况，可以用heat
acc
表示。
62.可选地，在不同工作状态下，电机的发热数据对应不同的计算公式，当电机处于堵转状态时，可以通过以下公式确定发热数据：
[0063][0064]
当电机处于非堵转状态时，可以通过以下公式确定发热数据：
[0065][0066]
其中，i
amp
可以表示为电机在不同工作状态下的电流。
[0067]
可选地，根据上述计算公式，可以获得电机在不同工作状态下，电机对应的发热数据，并基于该发热数据，可以获得电机在不同工作状态下的热累积数据。
[0068]
需要说明的是，此处仅为举例，上述计算公式可以根据实际情况进行修改，此处不做具体限制。
[0069]
举例而言，当电机处于堵转状态时，获取电机的电流值为9安培(a)，通过公式计算得到电机的发热数据为81a2。当电机处于非堵转状态时，获取电机的电流值为10安培，通过公式计算得到电机的发热数据为50a2。
[0070]
作为一种可选的实施例方式，基于发热数据，计算得到电机的热累积数据，该方法还可以包括：确定电机在额定工况下的额定电流的平方；确定发热数据与额定电流的平方二者之间的差；将差与额定电流之间的比值，确定为热累积数据。
[0071]
在该实施例中，根据获得的发热数据，通过计算可以获得电机的热累积数据。获取电机的热累积数据可以为在额定工况下，确定电机在此工况下的额定电流与发热数据，将额定电流的平方与发热数据作差后，将差与额定电流的比值，确定为热累积数据。其中，额定电流为在额定工况下的电流，可以用i
rate
表示。
[0072]
可选地，确定发热数据后，可以通过以下公式确定热累积数据：
[0073][0074]
可选地，额定工况可以定义为在冷却水温度为75℃工况下，电机输出转矩的温升导致转矩能力下降，并最终达到温升的平衡，且在最终状态下电机实际的电流幅值，此电流幅值所带来的发热情况就是额定工况的电机发热。
[0075]
作为一种可选的实施例方式，确定在工作状态下，电机的发热数据，包括：在工作状态下，基于电机在工作过程中电流的峰值，确定发热数据。
[0076]
在该实施例中，电机的不同工作状态下，可以根据不同的计算公式获得电机的电流峰值，以确定电机的发热数据。其中，电流的峰值可以为电机在最大荷载时的电流值，可以表示为i
amp
。
[0077]
作为一种可选的实施例方式，基于电机在工作过程中电流的峰值，确定发热数据，该方法还可以包括：响应于工作状态为堵转状态，将峰值的平方和热累积修正系数二者之
间的乘积，确定为发热数据；或响应于工作状态为非堵转状态，将峰值的平方、发热系数和热累积修正系数三者之间的乘积，确定为发热数据，其中，热累积修正系数为基于电机的驱动状态，从数据库中获取得到。
[0078]
在该实施例中，确定电机在工作过程中的电流峰值后，可以获得电机的发热数据，考虑到电机在不同工作状态下，利用理论公式计算而获得的热累积数据与实际的热累积数据存在一定的数值偏差，进而可以使用热累积的修正系数来修正热累积数据。当电机的工作状态为堵转状态时，可以将峰值的平方和热累积修正系数相乘后，确定为电机此时的发热数据，当电机的工作状态为非堵转状态时，可以将峰值的平方、发热系数和热累积修正系数相乘后，以获得电机的发热数据。
[0079]
可选地，电机在不同工作状态下对应的发热数据应用不同的公式来进行计算，当电机处于堵转状态时，可以通过以下公式确定发热数据：
[0080][0081]
当电机处于非堵转状态时，可以通过以下公式确定发热数据：
[0082][0083]
其中，k可以表示为热累积修正系数。
[0084]
可选地，热累积修正系数可以根据电驱系统中电机的实际热累积情况进行设定。
[0085]
实施例2
[0086]
下面结合优选的实施方式对本发明实施例的技术方案进行举例说明。
[0087]
目前，电驱系统具有低速转矩输出大，加速性能好的明显优势，因而纯电动汽车和混合动力汽车逐渐使用电驱系统作为动力来源。但在某些极限工况下，如大角度坡路启动工况，或整车堵转工况，需要考虑电驱系统此时的温升情况，不得不降低电驱系统的转矩输出能力。在此堵转工况下，驱动电机的定子电阻温度，会出现温度急剧升高，且不同相间的电机定子绕阻温升不均匀的情况，主流的驱动电机温度传感器只能检测到某一相电机定子绕组的温度，从而出现了驱动电机定子绕组温度过高，对电机扭矩的控制效率低的技术问题。
[0088]
为了解决上述问题，本发明提出了一种电驱系统低速堵转工况的降额控制方法，该方法通过自动识别电驱系统的堵转工况，并结合电机的热累积数据对电机的电流热累积情况进行实时计算，对获得的热累积数据进行修正，最终可以根据修正后的热累积数据的变化对电机进行过温降额控制，从而实现提高了电机扭矩的控制效率的技术问效果。
[0089]
下面对本发明实施例进行进一步的介绍。
[0090]
图2是根据本发明实施例的一种永磁同步电机电驱系统控制结构的示意图。如图2所示，永磁同步电机电驱系统控制结构可以包括：驱动电机201，位置传感器202，电机三相电流传感器203，电机定子温度传感器204，电驱直流母线电压监控装置205，堵转降额控制模块206，转矩指令输出模块207，能力控制模块208，转矩闭环控制模块209，脉冲宽度调制(pulse width modulation，简称为pwm)驱动算法模块210和绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，简称为igbt)功率模块211。
[0091]
驱动电机201，可以为不同类型的永磁同步电机。
[0092]
位置传感器202，可以为旋转变压器、光电编码器、磁阻传感器、霍尔传感器等不同
类型的电机位置传感器。根据该位置传感器获得的数据，并经过算法处理可以获取电机的转速ωr。
[0093]
电机三相电流传感器203，可以为霍尔效应类型传感器，利用该传感器可以实时获取永磁同步电机三相电流值iu，iv，iw。
[0094]
电机定子温度传感器204，可以为热电偶类型传感器，也可以为热电阻类型温度传感器，可以用于布置在三相或多相永磁同步电机的某一相定子绕组上，因此只能监控一相绕组的温度，而且由于布置的原因，可能无法准确快速的监控到真实的电机定子温度，监控到的电机定子温度t
sator
通常有一定的时间滞后。
[0095]
电驱直流母线电压监控装置205，用于实时监控电驱系统的直流高压电压值，此时的电压可以表示为u
dc
。
[0096]
堵转降额控制模块206，可以根据电机的转速、电机三相电流或电流幅值，并利用电机热累积模型计算电机堵转工况的热累积情况，且根据热累积数值对电驱系统进行降额控制，该模块能够在确保电机工作温度不超温的情况以最大的转矩能力输出，并输出降额系数derate
coef
。
[0097]
转矩指令输出模块207，用于接收来自整车控制单元(vehicle control unit，简称为vcu)的转矩指令，并将vcu的转矩指令转换为电驱系统的转矩指令trq
cmd
。
[0098]
能力控制模块208，用于根据标定得到的电机在不同电压下的外特性对电驱系统的发电转矩输出能力进行实时限制，同时考虑到堵转降额控制模块、电机过温降额模块(未展示)、逆变器过温降额模块(未展示)等模块的能力限制指令，在电驱系统最大电动/发电外特性能力之间可以选取最小值作为电驱系统最终的电动/发电外特性能力，并输出此时的转矩指令
[0099]
转矩闭环控制模块209，pwm驱动算法模块210，上述两个模块可以为已知的永磁同步电机转矩闭环控制算法模块，用于控制电驱系统按照指定的转矩指令进行转矩输出，可以输出三相电压值uw、uv和uu，pwm驱动算法模块可以将输出的驱动信号输入至模块211。
[0100]
igbt功率模块211，该功率模块一般为金属氧化物半导体型场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor，简称为mosfet)管或者igbt等功率器件，用于接收到模块210输出的驱动信号，并按照驱动信号执行开关动作实现对动力电机的驱动。
[0101]
图3是根据本发明实施例的一种堵转降额控制方法的流程图，如图3所示，堵转降额控制方法可以包括如下步骤：
[0102]
步骤s301，判断电机的工作状态是否处于堵转状态。
[0103]
在该实施例中，若电机的工作状态处于堵转状态，则执行步骤s302，若电机的工作状态处于非堵转状态，则执行步骤s303。
[0104]
步骤s302，计算电机处于堵转状态的发热数据。
[0105]
在该实施例中，可以根据步骤s301确定电机的工作状态处于堵转状态，则可以通过公式计算获得电机的发热数据，其中，i
amp
为电机处于堵转状态时的电流值。
[0106]
步骤s303，计算电机处于非堵转状态的发热数据。
[0107]
在该实施例中，可以根据步骤s301获得电机的工作状态处于非堵转状态，则可以
通过计算公式获得电机的发热数据，其中，i
amp
为电机处于非堵转状态时的电流值。
[0108]
步骤s304，计算电机的热累积数据。
[0109]
可选地，当确定电机的发热数据heat
acc
后，可以利用计算公式获得此时电机的热累积数据，其中，i
rate
表示为电机在额定工况下的额定电流。
[0110]
步骤s305，计算电机的目标热累积数据。
[0111]
在该实施例中，根据步骤s304获得的电机的热累积数据，对该数据进行归一化处理，以获得电机的目标热累积数据。
[0112]
步骤s306，对电机扭矩进行降额控制。
[0113]
在该实施例中，根据步骤s305获得对热累积数据归一化后的目标热累积数据，并通过本发明提出的降额方法来对电机进行降额处理。需要说明的是，在本实施例中，可以根据实际需求选择对电机扭矩进行降额的控制方式，本发明提出两种对电机进行堵转降额控制的方法，一种是利用电机的转速来判断是否对电机进行降额；另一种是判断电机此时的相关信息是否满足多个条件，以此来确定是否对电机进行降额。
[0114]
下面对上述的两种电机的堵转降额方法作进一步的解释。
[0115]
作为一种可选的实施例，可以利用电机的转速来判断是否对电机进行降额。图4是根据本发明实施例的一种堵转降额控制模块内部结构的示意图。如图4所示，堵转降额控制模块内部结构可以包括：堵转工况判断模块401、电机电流热累积计算模块402、热累积归一化模块403和降额控制模块404。
[0116]
堵转工况判断模块401，可以用于根据电机机械转速ωr判断电驱系统是否处于堵转状态，该模块使用的判断方式可以为：当电机机械转速≤50r/min时，定义为电驱系统处于堵转状态，当电机机械转速≥100r/min时，定义电驱系统处于非堵转状态，上述判断方法不局限于固定的转速50r/min及100r/min，可以为任意其他数值。当该模块判定电驱系统处于堵转工况时，输出堵转状态标志位stalk
state
为1，当判断电驱系统处于非堵转状态时输出堵转状态标志位stalk
state
为0。
[0117]
电机电流热累积计算模块402，可以根据堵转工况判断模块输出的堵转状态标志位，判断电机是否处于堵转状态，并基于此时电机的电流值i
amp
，利用不同的发热公式计算分别电机的热累积数据。
[0118]
可选地，当电机处于堵转状态时，按照下述公式计算电机的发热情况：当电机处于非堵转状态时，按照下述公式计算电机的发热情况：根据上述公式计算得到了电机的发热数值后，按照下述公式进行电机热累积计算处理：其中，可以为额定工况下的发热情况，额定工况可以根据电驱系统的实际情况定义为在冷却水温度为75℃工况下，电机输出转矩带来的温升所导致转矩能力下降，并最终达到温升的平衡，在最终状态下电机实际的电流幅值，此电
流幅值所带来的发热情况就是额定工况的电机发热。
[0119]
热累积归一化模块403，用于对电机电流热累积计算模块获得的热累积数值heat
acc
进行归一化计算，以获得归一化后的热累积数据heat
*acc
，其中，热累积数据归一化模块的内部结构如图5所示。
[0120]
可选地，可以通过热累积数据的归一化模块，对热累积数据进行归一化处理，以获得目标热累积数据。图5是根据本发明实施例的一种热累积数据归一化模块的内部结构的示意图，如图5所示，该模块对电机的热累积数据进行积分运算，以获得电机定子温度的热累积数值heat
acc
，同时考虑到热平衡电流/转矩下热累积的时间，因而对热累积数值与热累积时间进行归一化处理，以获取目标热累积数据其中，热平衡电流/转矩下热平衡时间定义为给定电机指定的转矩/电流指令，最终电机达到转矩降额与定子温升的平衡，最终的平衡转矩/电流即为热平衡电流/转矩，最终平衡过程中所消耗的时间为热平衡时间。
[0121]
降额控制模块404，用于根据归一化后的热累积数值heat
*acc
进行外特性降额控制，以获得此时电机的降额系数derate
coef
。其中，降额控制模块的内部结构如图6所示。
[0122]
可选地，可以通过降额控制模块来确定是否对电机扭矩进行降额控制。图6根据本发明实施例的一种降额控制模块的内部结构的示意图，如图6所示，当热累积数据heat
*acc
为0时，外特性不进行任何降额，100％的进行电机扭矩的输出，当热累积数据的初始值超过某一数值时，外特性开始下降，本实施例中设置当热累积数据超过0.7时开始进行降额控制，并输出降额控制系数derate
coef
，当热累积数据达到1时，外特性下降至0％。需要说明的是，具体的降额控制策略可以根据具体情况具体设置，不局限于本实施例的降额控制策略，降额控制也不一定是线性降额策略，也可以是带有滞环功能的降额策略。
[0123]
作为一种可选的实施例，可以判断电机此时的相关信息是否满足多个条件，以此来确定是否对电机进行降额控制。图7是根据本发明实施例的另一种堵转降额控制模块的内部结构的示意图，如图7所示，该堵转降额控制模块的内部结构可以包括：堵转工况判断模块701，电机电流热累积计算模块702，热累积归一化模块703和降额控制模块704。
[0124]
堵转工况判断模块701，用于判断电机是否处于堵转工况，本实施例所使用的判断方法为：当电机机械转速ωr≤50r/min时，定义电驱系统处于堵转状态，则堵转标志位stalk
state
为1，当电机机械转速≥100r/min时，定义电驱系统处于非堵转状态，则堵转标志位stalk
state
为0。上述判断方法不局限于固定的转速50r/min及100r/min，可以为任意其他数值。
[0125]
电机电流热累积计算模块702，可以根据堵转标志位stalk
state
为0或为1，判断电驱系统是否处于堵转状态，并分别利用不同的发热公式计算电机的热累积数据heat
acc
，同时考虑到不同电流的实际热累积与理论公式之间有一定的偏差存在，因此该模块使用了热累积修正系数k来进一步修正热累积计算值的准确性。
[0126]
可选地，当电机处于堵转状态时，可以利用公式来计算发热数据，当电机处于非堵转状态时，可以利用公式计算发热数据。
[0127]
热累积归一化模块703，可以根据电机电流热累积计算模块获得的热累积数值heat
acc
进行归一化计算，以获得电机的目标热累积数据heat
*acc
，该模块可以实现的具体内容与图4中热累积归一化模块403所包含的内容相同，此处不再赘述。
[0128]
降额控制模块704，根据电机的转矩指令t
stator
、堵转标志位stalk
state
和目标热累积数据heat
*acc
，可以对电机进行降额控制。在考虑目标热累积数值的同时，可以对当前电机的发热趋势进行判断，若当前电机处于堵转发热状态，且电机的温度超过了额定工况的温度，但没有形成明显的热累积工况时，认为此时电机的初始状态不满足热累积计算的前提条件，主动控制电机进入跛行降额状态，并将电机的最大能力限制在额定电流以下，输出降额控制系数derate
coef
。该模块具体的降额控制模块的内部结构如图8所示。
[0129]
可选地，可以根据降额控制模块，对电机的扭矩进行降额控制。图8是根据本发明实施例的另一种降额控制模块内部结构的示意图，如图8所示，当满足下列条件时，电机可以进入跛行降额模式，此时电机的最大转矩输出能力被限制为额定转矩值，则电机需要满足的条件有：电机处于堵转工况(堵转标志位stalk
state
＝1)，其目标热累积数据呈下降趋势，电机的目标热累积数据小于或等于0.3，且电机定子温度大于或等于80℃，若上述条件不满足时，则使用默认的如图6所示的降额控制模块实现降额控制功能。
[0130]
在该实施例中，通过电机的转速，确定电机的工作状态，根据电机处于堵转或者非堵转状态，计算相对应的电机的热累积数据，并使用不同的处理方式对电机的扭矩进行降额，从而解决了对电机扭矩的控制效率低的技术问题，实现提高了对电机扭矩的控制效率的技术效果。
[0131]
实施例3
[0132]
根据本发明实施例，还提供了一种电机扭矩的控制装置。需要说明的是，该电机扭矩的控制装置可以用于执行实施例1中的电机扭矩的控制方法。
[0133]
图9是根据本发明实施例的一种电机扭矩的控制装置的示意图，如图9所示，该电机扭矩的控制装置900可以包括：获取单元901、第一确定单元902、第二确定单元903和处理单元904。
[0134]
获取单元901，用于获取电机的转速。
[0135]
第一确定单元902，用于基于电机的转速确定电机的工作状态，其中，工作状态包括电机是否处于堵转状态。
[0136]
第二确定单元903，用于确定电机的与工作状态对应的热累积数据，其中，热累积数据用于确定电机的发热程度。
[0137]
处理单元904，用于基于热累积数据，对电机的扭矩进行降额。
[0138]
可选地，处理单元可以包括：第一确定模块，用于确定电机在与转速对应的电流下的热累积时间；处理模块，用于基于热累积时间，对热累积数据进行归一化处理，得到目标热累积数据；降额模块，用于基于目标热累积数据，对电机的扭矩进行降额。
[0139]
可选地，降额模块可以包括：第一降额子模块，用于响应于目标热累积数据超过热累积数据阈值，对电机的扭矩进行降额。
[0140]
可选地，降额模块还可以包括：第一确定子模块，用于响应于目标热累积数据未超过热累积数据阈值，确定电机的温度和热累积数据的变化趋势；第二降额子模块，用于响应于电机的温度不小于温度阈值、变化趋势为下降趋势，且工作状态为堵转状态，对电机的扭矩进行降额。
[0141]
可选地，第二确定单元可以包括：第二确定模块，用于确定在工作状态下，电机的发热数据；计算模块，用于基于发热数据，计算得到电机的热累积数据。
[0142]
可选地，计算模块可以包括：第二确定子模块，用于确定电机在额定工况下的额定电流的平方；第三确定子模块，用于确定发热数据与额定电流的平方二者之间的差；第四确定子模块，用于将差与额定电流之间的比值，确定为热累积数据。
[0143]
可选地，第二确定模块可以包括：第五确定子模块，用于在工作状态下，基于电机在工作过程中电流的峰值，确定发热数据。
[0144]
可选地，第五确定子模块可以包括：响应于工作状态为堵转状态，将峰值的平方和热累积修正系数二者之间的乘积，确定为发热数据；或响应于工作状态为非堵转状态，将峰值的平方、发热系数和热累积修正系数三者之间的乘积，确定为发热数据，其中，热累积修正系数为基于电机的驱动状态，从数据库中获取得到。
[0145]
在该实施例中，通过获取单元，获取电机的转速；第一确定单元，基于电机的转速确定电机的工作状态，其中，工作状态包括电机是否处于堵转状态；第二确定单元，确定电机的与工作状态对应的热累积数据，其中，热累积数据用于确定电机的发热程度；处理单元，基于热累积数据，对电机的扭矩进行降额。也就是说，本发明通过获取电机的转速，来确定电机是否处于堵转状态，根据电机此时的工作状态，计算相应工作状态的热累积数据，并对电机的扭矩进行降额，从而解决了对电机扭矩的控制效率低的技术问题，实现提高了对电机扭矩的控制效率的技术效果。
[0146]
实施例4
[0147]
根据本发明实施例，还提供了一种车辆，用于执行实施例1中电机扭矩的控制方法。
[0148]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0149]
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0150]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
[0151]
确定为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，确定为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0152]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0153]
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并确定为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步
骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0154]
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种电机扭矩的控制方法，其特征在于，包括：获取电机的转速；基于所述电机的转速确定所述电机的工作状态，其中，所述工作状态包括所述电机是否处于堵转状态；确定所述电机的与所述工作状态对应的热累积数据，其中，所述热累积数据用于表征所述电机的发热程度；基于所述热累积数据，对所述电机的扭矩进行降额。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述热累积数据，对所述电机的扭矩进行降额，包括：确定所述电机在与所述转速对应的电流下的热累积时间；基于所述热累积时间，对所述热累积数据进行归一化处理，得到目标热累积数据；基于所述目标热累积数据，对所述电机的扭矩进行降额。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述目标热累积数据，对所述电机的扭矩进行降额，包括：响应于所述目标热累积数据超过目标热累积数据阈值，对所述电机的扭矩进行降额。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述目标热累积数据，对所述电机的扭矩进行降额，包括：响应于所述目标热累积数据未超过目标热累积数据阈值，确定所述电机的温度和所述目标热累积数据的变化趋势；响应于所述电机的温度不小于温度阈值、所述变化趋势为下降趋势，且所述工作状态为所述堵转状态，对所述电机的扭矩进行降额。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述电机的与所述工作状态对应的所述热累积数据，包括：确定在所述工作状态下，所述电机的发热数据；基于所述发热数据，计算得到所述电机的所述热累积数据。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述发热数据，计算得到所述电机的所述热累积数据，包括：确定所述电机在额定工况下的额定电流的平方；确定所述发热数据与所述额定电流的平方二者之间的差；将所述差与所述额定电流之间的比值，确定为所述热累积数据。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定在所述工作状态下，所述电机的发热数据，包括：在所述工作状态下，基于所述电机在工作过程中电流的峰值，确定所述发热数据。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述工作状态下，基于所述电机在工作过程中电流的峰值，确定所述发热数据，包括：响应于所述工作状态为所述堵转状态，将所述峰值的平方和热累积修正系数二者之间的乘积，确定为所述发热数据；或响应于所述工作状态为非所述堵转状态，将所述峰值的平方、发热系数和所述热累积修正系数三者之间的乘积，确定为所述发热数据，其中，所述热累积修正系数为基于所述电
机的驱动状态，从数据库中获取得到。9.一种电机扭矩的控制装置，其特征在于，包括：获取单元，用于获取电机的转速；第一确定单元，用于基于所述电机的转速确定所述电机的工作状态，其中，所述工作状态包括所述电机是否处于堵转状态；第二确定单元，用于确定所述电机的与所述工作状态对应的热累积数据，其中，所述热累积数据用于确定所述电机的发热程度；处理单元，用于基于所述热累积数据，对所述电机的扭矩进行降额。10.一种车辆，其特征在于，用于执行权利要求1至8中任意一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种电机扭矩的控制方法和装置。其中，该方法包括：获取电机的转速；基于电机的转速确定电机的工作状态，其中，工作状态包括电机是否处于堵转状态；确定电机的与工作状态对应的热累积数据，其中，热累积数据用于表征电机的发热程度；基于热累积数据，对电机的扭矩进行降额。本发明解决了对电机扭矩的控制效率低的技术问题。控制效率低的技术问题。控制效率低的技术问题。


技术研发人员：李岩 李帅 范雨卉 董力嘉 徐泽绪 李伟亮 潘忠亮 刘亚川
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/6/27