[发明专利]基于功率谱分析的纯电动汽车驱动电机故障实时预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及的纯电动汽车驱动电机故障预警方法，尤其是涉及基于功率谱分析的 纯电动汽车驱动电机故障实时预警方法。

背景技术

功率谱分析法用于设备故障检测，已经广泛应用于机械行业。此方法通过比较当 前的功率谱与预先记录的正常工作情况下的功率谱的差异，来发现早期故障，以避免事故 发生。

目前，将振动功率谱分析的原理用于汽车故障预警的相关工作一直在进行。在传 统汽车中，由于在各种复杂道路情况下，车辆的振动功率谱与路况高度相关，且由于发动 机、变速箱、油泵等动力系统的存在，使得振动源过多并且相互影响，功率谱中耦合很多环 境因素，造成对故障辨识的可靠性较低。因此，通过振动准确快速地定位动力系统故障难度 较大，目前还未见诸有关这方面的报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于功率谱分析的纯电动汽车驱动电机故障实时预警 方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述基于功率谱分析的纯电动汽车驱动电机故障实时预警方法，按照下述步骤 进行：

第一步，在纯电动汽车的左、右前轮悬架上和驱动电机保护罩上分别安装第一、第二、 第三三轴加速度传感器；第一、第二三轴加速度传感器用于感知路况对车体振动的影响，第 三三轴加速度传感器用于检测驱动电机的振动强度；

第二步、将第一、第二、第三三轴加速度传感器采集到的振动数据经过信号调理电路模 块输出给数字信号处理器进行转换处理，得到所述左、右前轮悬架和驱动电机保护罩位置 处的振动强度和频率的振动谱信息；

第三步、将第二步得到的振动谱信息通过CAN通信模块传输给纯电动汽车的整车控制 器；

第四步、所述整车控制器将收到的振动谱数据解耦合，得到驱动电机独立的实时振动 功率谱，然后将实时振动功率谱与整车控制器数据库中的驱动电机标准振动功率谱进行对 比，当实时振动功率谱与驱动电机标准振动功率谱相差超出设定的范围值时，整车控制器 向驾驶员发出提示，实现对驱动电机故障的实时预警。

本发明优点在于通过安装在纯电动汽车左、右前轮悬架上的第一、第二三轴加速 度传感器，和安装在纯电动汽车驱动电机保护罩上的第三三轴加速度传感器，对行驶的纯 电动汽车实时进行振动测量，纯电动汽车的整车控制器通过对观测向量解耦合以消除路况 干扰，得到独立的驱动电机实际功率谱，将实时功率谱信息与纯电动汽车的整车控制器内 的标准数据库比对，从而达到早期识别驱动电机故障之目的。

附图说明

图1是本发明的电路原理结构框图。

图2是本发明所述第一、第二、第三三轴加速度传感器的安装位置示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明所述基于功率谱分析的纯电动汽车驱动电机故障实时预警 方法，按照下述步骤进行：

第一步，在纯电动汽车的左、右前轮悬架1、2上和驱动电机保护罩3上分别安装第一、第 二、第三三轴加速度传感器4、5、6；第一、第二三轴加速度传感器4、5用于感知路况对车体振 动的影响，第三三轴加速度传感器6用于检测驱动电机的振动强度；

第二步、将第一、第二、第三三轴加速度传感器4、5、6采集到的振动数据经过信号调理 电路模块输出给数字信号处理器（DSP：digitalsignalprocessor）进行转换处理，得到所 述左、右前轮悬架1、2和驱动电机保护罩3位置处的振动强度（功率）和频率的振动谱信息；

第三步、将第二步得到的振动谱信息通过CAN通信模块传输给纯电动汽车的整车控制 器（VCU）；

第四步、整车控制器将收到的振动谱数据解耦合，得到驱动电机独立的实时振动功率 谱，然后将实时振动功率谱与整车控制器数据库中的驱动电机标准振动功率谱进行对比， 当实时振动功率谱与驱动电机标准振动功率谱相差超出设定的范围值时，整车控制器向驾 驶员发出提示，实现对驱动电机故障的实时预警。

本发明的工作原理简述如下：

本预警系统主要关注振动频率在50kHz以内的振动。实施过程中整车控制器执行内部 程序：