一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)及其故障診斷方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)及其故障診斷方法，系統(tǒng)包括永磁同步電機(jī)，與永磁同步電機(jī)連接的電機(jī)控制器，與電機(jī)控制器連接的整車控制器，與整車控制器連接的GPS車載終端，通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)與GPS車載終端連接的云計(jì)算平臺(tái)，該云計(jì)算平臺(tái)集成有用于故障診斷的診斷模塊和用于存儲(chǔ)診斷數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。本發(fā)明通過電機(jī)控制器、整車控制器、GPS車載終端實(shí)時(shí)將永磁同步電機(jī)的信息發(fā)送至云端，診斷速度快，響應(yīng)也快，并且能對(duì)故障信息進(jìn)行云端存儲(chǔ)，這樣就能實(shí)現(xiàn)歷史性信息查詢的目的；云端升級(jí)方便，不需要專門的硬件設(shè)備，成本低，并且可以診斷永磁同步電機(jī)常見的故障，具有較強(qiáng)的通用性。
【專利說明】
一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)及其故障診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)故障診斷領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)及其故障診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁同步電機(jī)具有體積小、功率密度大、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快、輸出轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)，因而它在電動(dòng)汽車領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是電機(jī)的工況惡劣、振動(dòng)嚴(yán)重、工作環(huán)境溫度高，容易出現(xiàn)匝間短路、轉(zhuǎn)子偏心、永磁體退磁等故障，這嚴(yán)重影響到車輛的安全，需要對(duì)電機(jī)故障實(shí)時(shí)進(jìn)行診斷，并對(duì)故障信息進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0003]現(xiàn)有的永磁同步電機(jī)故障診斷設(shè)備采用軟硬件捆綁設(shè)計(jì)，根據(jù)需求自行定制軟硬件，最大限度發(fā)揮了軟、硬件的功能，但同時(shí)也存在成本高、軟硬件升級(jí)困難的問題。此外現(xiàn)有的診斷系統(tǒng)設(shè)備診斷功能單一，只能特定某個(gè)故障的進(jìn)行診斷，不具備通用性;而且診斷速度慢，不能對(duì)故障信息進(jìn)行存儲(chǔ)，歷史故障信息無法查詢，給診斷帶來極大不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)及其故障診斷方法，解決了現(xiàn)有的永磁同步電機(jī)故障診斷設(shè)備成本高、軟硬件升級(jí)困難，且功能單一、通用性不強(qiáng)等問題。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)常見故障的實(shí)時(shí)診斷，故障信息云端存儲(chǔ)，軟件升級(jí)快捷方便。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)，包括永磁同步電機(jī)，與永磁同步電機(jī)連接的電機(jī)控制器，與電機(jī)控制器連接的整車控制器，與整車控制器連接的GPS車載終端，通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)與GPS車載終端連接的云計(jì)算平臺(tái)，該云計(jì)算平臺(tái)集成有用于故障診斷的診斷模塊和用于存儲(chǔ)診斷數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。
[0007]具體地，所述電機(jī)控制器通過CAN網(wǎng)絡(luò)與整車控制器連接。整車控制器通過CAN網(wǎng)絡(luò)與GPS車載終端連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述整車控制器連接有儀表。通過儀表顯示故障狀態(tài)信息，讓駕駛員實(shí)時(shí)掌握車輛狀態(tài)。
[0009]再進(jìn)一步地，所述電機(jī)控制器連接有傳感器，通過該傳感器采集永磁同步電機(jī)的
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[0010]為了實(shí)時(shí)掌控云計(jì)算平臺(tái)的診斷情況，所述云計(jì)算平臺(tái)連接有顯示屏。
[0011 ] —種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)的故障診斷方法，包括步驟:
[0012]S1、電機(jī)控制器采集永磁同步電機(jī)的特征信息，并通過整車控制器傳遞給GPS車載終端，GPS車載終端再通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)將特征信息發(fā)送至云計(jì)算平臺(tái)；
[0013]S2、云計(jì)算平臺(tái)通過智能診斷，對(duì)特征信息進(jìn)行分析，提取故障特征值，并根據(jù)特征值判斷故障狀態(tài)，并且將故障狀態(tài)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器中；
[0014]S3、云計(jì)算平臺(tái)將故障狀態(tài)下發(fā)到GPS車載終端，然后發(fā)送至整車控制器；
[0015]S4、整車控制器接收到故障狀態(tài)的信息后，根據(jù)故障處理的控制邏輯，向電機(jī)控制器發(fā)出相應(yīng)的指令；
[0016]S5、電機(jī)控制器接收到命令后，做出相應(yīng)的響應(yīng)。
[0017]具體地，所述步驟S2的云計(jì)算平臺(tái)的診斷流程為:
[0018]S21、進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理；
[0019]S22、計(jì)算匝間短路故障特征值、轉(zhuǎn)子偏心故障特征值、永磁體退磁故障特征值、其他故障特征值；
[0020]S23、判斷是否有故障，若是，則跳至S24，若否，則結(jié)束；
[0021]S24、判斷故障等級(jí)；
[0022]S25、故障處理、故障狀態(tài)信息存儲(chǔ)。
[0023]進(jìn)一步地，所述步驟S23判斷是否有故障的原則為:故障特征值超過正常值，則表示有故障;步驟S24故障等級(jí)根據(jù)實(shí)時(shí)的特征值與正常值的差值確定。
[0024]再進(jìn)一步地，所述步驟S4中，整車控制器接收到故障狀態(tài)的信息后的故障處理流程為:
[0025]S41、整車控制器接收到故障后延時(shí)；
[0026]S42、整車控制器判斷是否還接收故障信息，若是，則進(jìn)行步驟S43，若否，則結(jié)束；
[0027]S43、查看故障等級(jí)，并判斷是否是一級(jí)故障，若是，則向電機(jī)控制器發(fā)出相應(yīng)的停止指令;若否，則進(jìn)行步驟S44;
[0028]S44、判斷是否是二級(jí)故障，若是，則向電機(jī)控制器發(fā)送相應(yīng)的第一限功指令，若否，則向電機(jī)控制器發(fā)送相應(yīng)的第一限功指令。
[0029]另外，所述整車控制器還將故障信息發(fā)送給儀表進(jìn)行顯示。
[0030]本發(fā)明的有益效果為:
[0031]本發(fā)明在云計(jì)算平臺(tái)集成有用于故障診斷的診斷模塊和用于存儲(chǔ)診斷數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，通過電機(jī)控制器、整車控制器、GPS車載終端實(shí)時(shí)將永磁同步電機(jī)的信息發(fā)送至云端，診斷速度快，響應(yīng)也快，并且能對(duì)故障信息進(jìn)行云端存儲(chǔ)，這樣就能實(shí)現(xiàn)歷史性信息查詢的目的；云端升級(jí)方便，不需要專門的硬件設(shè)備，成本低，并且可以診斷永磁同步電機(jī)常見的故障，具有較強(qiáng)的通用性。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明-實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。
[0033]圖2為本發(fā)明-實(shí)施例的云計(jì)算平臺(tái)的診斷流程圖。
[0034]圖3為本發(fā)明-實(shí)施例的整車控制器的故障處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
[0036]實(shí)施例
[0037]如圖1所示，一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)，包括永磁同步電機(jī)PMSM、電機(jī)控制器、整車控制器、GPS車載終端、云計(jì)算平臺(tái)，其中永磁同步電機(jī)與電機(jī)控制器連接，電機(jī)控制器通過CAN網(wǎng)絡(luò)與整車控制器連接，整車控制器通過CAN網(wǎng)絡(luò)與GPS車載終端連接，GPS車載終端通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)與云計(jì)算平臺(tái)連接，整車控制器連接有儀表。
[0038]在本實(shí)施例中，電機(jī)控制器通過傳感器采集永磁同步電機(jī)的電流、電壓、轉(zhuǎn)速、位置等信息。
[O O3 9 ] —種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)的故障診斷方法，包括步驟:
[0040]S1、電機(jī)控制器采集永磁同步電機(jī)的電流、電壓、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子位置等特征信息，并通過整車控制器傳遞給GPS車載終端，GPS車載終端再通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)將特征信息發(fā)送至云計(jì)算平臺(tái)；
[0041]S2、云計(jì)算平臺(tái)的故障診斷算法通過智能診斷，對(duì)特征信息進(jìn)行分析，提取故障特征值，并根據(jù)特征值判斷故障狀態(tài)，并且將故障狀態(tài)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器中；
[0042]S3、云計(jì)算平臺(tái)將故障狀態(tài)下發(fā)到GPS車載終端，然后發(fā)送至整車控制器；
[0043]S4、整車控制器接收到故障狀態(tài)的信息后，根據(jù)故障處理的控制邏輯(故障的嚴(yán)重程度和故障類別)，向電機(jī)控制器發(fā)出相應(yīng)的指令，同時(shí)將故障信息發(fā)送給儀表，讓駕駛員實(shí)時(shí)掌握車輛狀態(tài)；
[0044]S5、電機(jī)控制器接收到命令后，做出限功、停止等相應(yīng)的響應(yīng)，儀表接收到故障狀態(tài)信息后，在儀表上顯示。
[0045]電機(jī)控制器通過傳感器采集永磁同步電機(jī)的電流、電壓、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子位置等特征信息，整車控制器通過CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送特征信息至GPS車載終端。
[0046]如圖2所示，上述步驟S2的云計(jì)算平臺(tái)的診斷流程為:
[0047]S21、進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理；
[0048]S22、計(jì)算匝間短路故障特征值、轉(zhuǎn)子偏心故障特征值、永磁體退磁故障特征值、其他故障特征值；
[0049]S23、判斷是否有故障，若是，則跳至S24，若否，則結(jié)束；
[0050]S24、判斷故障等級(jí)；
[0051 ] S25、故障處理、故障顯示、故障狀態(tài)信息存儲(chǔ)。
[0052]本實(shí)施例以永磁體退磁故障為例，智能診斷方法通過對(duì)大量的數(shù)據(jù)分析，得出在永磁體在退磁的情況下，q軸電壓Uq與電機(jī)轉(zhuǎn)速的比值將會(huì)發(fā)生顯著的變化，因此將q軸電壓Uq和電機(jī)轉(zhuǎn)速ω作為永磁體退磁故障的特征量。通過數(shù)據(jù)的分析和對(duì)比發(fā)現(xiàn)，特征值越小，永磁體退磁越嚴(yán)重。
[0053]判斷是否有故障的原則為:故障特征值超過正常值，則表示有故障;故障等級(jí)根據(jù)實(shí)時(shí)的特征值與正常值的差值確定。
[0054]如圖3所示，上述步驟S4中，整車控制器接收到故障狀態(tài)的信息后的故障處理流程為:
[0055]S41、整車控制器接收到故障，延時(shí)20S;
[0056]S42、整車控制器判斷是否還接收故障信息，若是，則進(jìn)行步驟S43，若否，則結(jié)束；
[0057]S43、查看故障等級(jí)，并判斷是否是一級(jí)故障，若是，則向電機(jī)控制器發(fā)出“停止，坡行路邊”的指令，并發(fā)送儀表顯示;若否，則進(jìn)行步驟S44;
[0058]S44、判斷是否是二級(jí)故障，若是，則向電機(jī)控制器發(fā)送“限功50%”的指令，并發(fā)送儀表顯示，若否，則向電機(jī)控制器發(fā)送“限功30%”的指令，并發(fā)送儀表顯示。
[0059]通過云計(jì)算平臺(tái)，可以對(duì)歷史的電機(jī)特征信息和故障信息進(jìn)行查詢，故障診斷算法直接在云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行升級(jí)。
[0060]按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。值得說明的是，基于上述設(shè)計(jì)原理的前提下，為解決同樣的技術(shù)問題，即使在本發(fā)明所公開的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做出的一些無實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)或潤色，所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本發(fā)明一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括永磁同步電機(jī)，與永磁同步電機(jī)連接的電機(jī)控制器，與電機(jī)控制器連接的整車控制器，與整車控制器連接的GPS車載終端，通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)與GPS車載終端連接的云計(jì)算平臺(tái)，該云計(jì)算平臺(tái)集成有用于故障診斷的診斷模塊和用于存儲(chǔ)診斷數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)控制器通過CAN網(wǎng)絡(luò)與整車控制器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述整車控制器通過CAN網(wǎng)絡(luò)與GPS車載終端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述整車控制器連接有儀表。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)控制器連接有傳感器，通過該傳感器采集永磁同步電機(jī)的信息。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)的故障診斷方法，其特征在于，包括步驟: 51、電機(jī)控制器采集永磁同步電機(jī)的特征信息，并通過整車控制器傳遞給GPS車載終端，GPS車載終端再通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)將特征信息發(fā)送至云計(jì)算平臺(tái)； 52、云計(jì)算平臺(tái)通過智能診斷，對(duì)特征信息進(jìn)行分析，提取故障特征值，并根據(jù)特征值判斷故障狀態(tài)，并且將故障狀態(tài)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器中； 53、云計(jì)算平臺(tái)將故障狀態(tài)下發(fā)到GPS車載終端，然后發(fā)送至整車控制器； 54、整車控制器接收到故障狀態(tài)的信息后，根據(jù)故障處理的控制邏輯，向電機(jī)控制器發(fā)出相應(yīng)的指令； 55、電機(jī)控制器接收到命令后，做出相應(yīng)的響應(yīng)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)的故障診斷方法，其特征在于，所述步驟S2的云計(jì)算平臺(tái)的診斷流程為: 521、進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理； 522、計(jì)算匝間短路故障特征值、轉(zhuǎn)子偏心故障特征值、永磁體退磁故障特征值； 523、判斷是否有故障，若是，則跳至S24，若否，則結(jié)束； 524、判斷故障等級(jí)； 525、故障處理、故障狀態(tài)信息存儲(chǔ)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)的故障診斷方法，其特征在于，所述步驟S23判斷是否有故障的原則為:故障特征值超過正常值，則表示有故障;步驟S24故障等級(jí)根據(jù)實(shí)時(shí)的特征值與正常值的差值確定。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)的故障診斷方法，其特征在于，所述步驟S4中，整車控制器接收到故障狀態(tài)的信息后的故障處理流程為: 541、整車控制器接收到故障后延時(shí)； 542、整車控制器判斷是否還接收故障信息，若是，則進(jìn)行步驟S43，若否，則結(jié)束； 543、查看故障等級(jí)，并判斷是否是一級(jí)故障，若是，則向電機(jī)控制器發(fā)出相應(yīng)的停止指令;若否，則進(jìn)行步驟S44; S44、判斷是否是二級(jí)故障，若是，則向電機(jī)控制器發(fā)送相應(yīng)的第一限功指令，若否，則向電機(jī)控制器發(fā)送相應(yīng)的第二限功指令。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)故障診斷系統(tǒng)的故障診斷方法，其特征在于，所述整車控制器還將故障信息發(fā)送給儀表進(jìn)行顯示。
【文檔編號(hào)】G01R31/34GK106066454SQ201610443650
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日 公開號(hào)201610443650.2, CN 106066454 A, CN 106066454A, CN 201610443650, CN-A-106066454, CN106066454 A, CN106066454A, CN201610443650, CN201610443650.2
【發(fā)明人】陳俊兵, 李紅朋, 盛旺
【申請(qǐng)人】成都雅駿新能源汽車科技股份有限公司