马达绕组温度的动力学模型的制作方法

本发明涉及电动化车辆动力传动系统中电动马达的控制。更具体地，本公开涉及使用动力学模型来估计绕组温度并相应地控制马达。

背景技术：

1、电驱动系统包括电池、电力电子模块和马达。在操作期间，由于铜损和铁损，马达的定子绕组的温度可能会升高。通过各种机制来对绕组进行冷却。为了避免超过设计温度极限，有时必须基于绕组温度来限制马达操作包络。然而，直接测量绕组温度的传感器是昂贵且不可靠的。

技术实现思路

1、一种电驱动系统包括马达和控制器。所述马达具有转子和定子。所述定子具有多个绕组。所述控制器被编程为控制绕组电流，使得所述马达产生扭矩和动力。所述控制器还被编程为响应于所述绕组的温度(诸如所述绕组的中心部段的温度)的估计值超过阈值而减小马达操作极限，诸如最大转子转速。所述估计值由动力学模型输出，所述动力学模型可以是二阶动力学模型，其以转子转速作为输入。所述动力学模型的所述输入还可以包括通过所述马达的机油流速、所述绕组电流、环境温度和油底壳温度。

2、一种操作电驱动系统的马达的方法包括调节绕组电流并减小操作极限。所述绕组电流由控制器调节，使得所述马达产生扭矩。响应于估计的中心部段绕组温度超过第一阈值而减小所述马达的操作极限，诸如最大转子转速。所述中心部段绕组温度由所述控制器使用第一动力学模型基于转子转速来估计，所述第一动力学模型可以是二阶动力学模型。所述第一动力学模型的输入还可以包括通过所述马达的机油流速、所述绕组电流、环境温度和油底壳温度。所述控制器还可以使用第二动力学模型基于所述机油流速、所述绕组电流、所述环境温度和所述油底壳温度来估计端部绕组温度。还可以响应于所述估计的端部绕组温度超过第二阈值而降低马达的操作极限。可以操作至少一个装有仪表的测试车辆以记录包括测量的马达中心部段绕组温度和测量的转子转速的数据，并且可以基于记录的数据来计算模型常数。

3、一种电驱动系统包括马达、泵和控制器。所述马达具有转子和定子。所述定子具有多个绕组。所述泵被配置为使机油从油底壳循环通过所述马达。所述控制器被编程为控制绕组电流，使得所述马达产生扭矩和动力。所述控制器还被编程为响应于所述绕组的温度(诸如所述绕组的中心部段的温度)的估计值超过阈值而减小马达操作极限，诸如最大转子转速。所述估计值由以所述机油的流速作为输入的动力学模型(如二阶动力学模型)输出。所述动力学模型的输入还可以包括转子转速、所述绕组电流、环境温度和油底壳温度。

技术特征：

1.一种电驱动系统，其包括：

2.如权利要求1所述的电驱动系统，其中所述动力学模型的所述输入还包括通过所述马达的机油流速、所述绕组电流、环境温度和油底壳温度。

3.如权利要求1所述的电驱动系统，其中所述绕组的所述温度是所述绕组的中心部段的温度。

4.如权利要求1所述的电驱动系统，其中所述动力学模型是二阶动力学模型。

5.如权利要求1所述的电驱动系统，其中所述马达操作极限是最大转子转速。

6.一种操作电驱动系统的马达的方法，其包括：

7.如权利要求6所述的方法，其中所述第一动力学模型的所述输入还包括通过所述马达的机油流速、所述绕组电流、环境温度和油底壳温度。

8.如权利要求7所述的方法，其还包括：

9.如权利要求6所述的方法，其中所述第一动力学模型是二阶动力学模型。

10.如权利要求6所述的方法，其中所述马达操作极限是最大转子转速。

11.如权利要求10所述的方法，其还包括：

12.一种电驱动系统，其包括：

13.如权利要求12所述的电驱动系统，其中所述动力学模型的所述输入还包括转子转速、所述绕组电流、环境温度和油底壳温度。

14.如权利要求13所述的电驱动系统，其中所述绕组的所述温度是所述绕组的中心部段的温度。

15.如权利要求12所述的电驱动系统，其中所述马达操作极限是最大转子转速。

技术总结本公开提供了“马达绕组温度的动力学模型”。一种电驱动系统包括永磁同步马达。所述马达的定子具有绕组，所述绕组受到温度限制。使用动力学模型估计绕组的中心部段中和端部处的绕组温度。这些动力学模型的输入包括转子转速、绕组电流、机油流速、油底壳温度和环境温度。基于车辆测试来设置模型中的经验常数。技术研发人员：M·安德森,W·R·布朗,P·巴吉,J·巴萨诺受保护的技术使用者：福特全球技术公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29