[发明专利]车用永磁同步电机系统功率模块及电流传感器的自检方法

说明书

本发明公开了一种车用永磁同步电机系统功率模块及电流传感器的自检方法，本方法由控制单元通过电流传感器采集电机电流参数，初步判断系统的初始状态；随后高压直流电源上电，轮流给各功率开关管驱动控制信号，通过驱动电路检测功率开关管的饱和导通压降，判断功率模块状态；在功率模块正常状态下，控制单元电压环开环工作，并给定确定的电机转子位置角度及d轴电压分量，通过公式得到电机三相电流与所加电机d轴电压分量的关系，施加两次不同的电机d轴电压分量值，通过控制单元采集到的电机两相电流大小变化及相应关系，判断两个电流传感器是否正常。本方法方便实现功率模块及电流传感器的检测，防止系统在故障状态下工作，确保系统正常运行。

技术领域

本发明涉及一种车用永磁同步电机系统功率模块及电流传感器的自检方法。

背景技术

新能源汽车行业目前正处于快速发展阶段，行业标准也在逐步修改完善，车用电机驱动系统处于同步研发，装车验证过程中，很多功能尚需要完善，以满足车用电机系统的应用要求。同时在电机驱动系统的故障诊断及定位方面存在较大的技术难度，应用尚较少。电机控制器内部的功率模块、电流传感器等关键元器件如已出现异常并未检测到，在此种情况下工作可能会造成电机无法正常工作，影响车辆运行，严重时甚至会造成控制器损坏、保险烧毁或车辆其他设备的损坏，造成故障扩大化。如图1所示，典型车用永磁同步电机系统主要包括高压直流电源1、主回路开关2、功率模块3、两个电流传感器4和5，以及永磁同步电机6和控制单元7。其中高压直流电源1通常为高压蓄电池或超级电容器组，主回路开关2包括预充电继电器单元和主继电器，用于控制电机系统主回路的上电，功率模块3包括六个功率开关管31和对应的驱动电路32等，用于将直流电逆变为交流电，驱动永磁同步电机6运行，电流传感器4和5用于采集两相交流电流，控制单元7主要监控系统的运行状态，产生功率单元3的控制信号，并与整车控制器进行交互通信。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种车用永磁同步电机系统功率模块及电流传感器的自检方法，利用本方法可方便实现功率模块及电流传感器的检测，防止系统在故障状态下工作，造成故障扩大化，损坏设备，确保电机控制系统的正常运行。

为解决上述技术问题，本发明车用永磁同步电机系统功率模块及电流传感器的自检方法包括如下步骤：

步骤一、控制单元上电，并通过两个电流传感器采集永磁同步电机运行电流参数，若各电流传感器反馈值在正常范围内，控制单元初步判断系统初始状态无故障、通讯正常，则控制单元通过CAN通讯将电机系统状态告知整车控制器；

步骤二、电机系统无故障状态下，控制闭合主回路开关，高压直流电源上电，控制单元检测到高压直流电源上电完毕后，轮流给功率模块各功率开关管驱动控制信号，驱动控制信号脉冲宽度小于10us，当功率开关管导通并延时一段时间后，通过各功率开关管对应的驱动电路检测功率开关管的饱和导通压降，如饱和导通压降大于功率开关管正常导通时的饱和压降，则驱动电路关断驱动控制信号，并上报对应的功率开关管故障；

步骤三、在功率模块正常状态下，高压直流电源上电，控制单元电压环开环工作，并给定确定的电机转子位置角度，控制单元给定电机绕组直轴电压分量，因给定电机d轴电压分量，且人为确定一固定的电机转子位置角度，电机无旋转，根据永磁同步电机电压方程：

（1）

（2）

因电机无旋转，电机中产生的为直流电流，得出电机d轴、q轴电流分别为：

， （3）

其中-电机绕组直轴电压分量、-电机绕组交轴电压分量、-电机绕组直流电阻、-电机绕组直轴电流分量、-电机绕组直轴电感、-电机旋转角速度、-电机绕组交轴电感、-电机绕组交轴电流分量、-电机永磁体磁链分量；