双电机控制器的主动放电方法、装置以及双电机控制系统与流程

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1.本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种双电机控制器的主动放电方法、装置及双电机控制器。

背景技术：

2.随着新能源的迅速发展，对新能源汽车发展受到越来越广泛的关注，但是由于实际续航里程与电池寿命的限制，单电机驱动系统无法满足部分场景，而双电机驱动系统具有高效率，灵活等优点，成为较广泛的使用方向。
3.而对于双电机驱动系统的主动放电，由于双电机控制器母线电容大，工作母线电压高，提出利用电阻进行快速放电方法，在此过程中，主动放电电阻需在2s内将母线电压从780v放电至60v以下，需承受5s内进行5次放电，而放电电阻在全生命周期(8000h)大约能承受50000次以上的放电冲击，但是这种短时间内承受较大电压会导致放电电阻的温度升高，而当温度过过高则会对放点电阻造成损坏，产生安全隐患，现有大多采用温度传感器实时监测温度，存在一定风险，且成本较高，或基于安全考虑限制放电过程中的电压导致放电时间增加，无法满足放电时间要求或无法彻底放电，产生安全隐患。基于上述缺乏一种快速且安全的放电方法。

技术实现要素：

4.为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种双电机控制器的主动放电方法、装置以及双电机控制系统，用于解决现有缺乏一种快速且安全的用于双电机控制器的主动放电方法的问题。
5.本发明公开了一种双电机控制器的主动放电方法，包括：
6.建立一热模型，所述热模型用于确定放电电阻对于空气的热阻，且预先标定所述热模型中的时间常数与热阻常数；
7.接收放电信号，由电机控制器执行通过放电电阻的放电操作，连通放电电路；
8.采集放电电路中的母线电压，根据所述母线电压和所述放电电阻计算实时放电损耗；
9.根据所述热模型确定放电电阻的热阻，并根据所述热阻和所述实时放电损耗计算放电电阻的实时温度，以实时控制放电电路的通断。
10.优选地，根据所述热模型确定热阻表达式。
11.优选地，所述热阻表达式确定为：
12.f(x)＝r1*(1-exp(-x/t1))，其中，x为时间；t1为时间常数；r1为热阻常数；f(x)为热阻。
13.优选地，所述预先标定所述热模型中的时间常数与热阻常数，包括：
14.在放电电路中注入预设的放电损耗，获取预设时间内，各个时间点下放电电阻的温度和热阻的变化，并采用一阶滤波器拟合，获得时间常数与热阻常数。
15.优选地，所述根据所述母线电压和所述放电电阻计算实时放电损耗，包括：
16.根据所述母线电压的平方相对所述放电电阻的电阻值的比值确定所述实时放电损耗。
17.优选地，所述根据所述热阻和所述实时放电损耗计算放电电阻的实时温度，包括：
18.获取放电电阻位于非放电电路下的基准温度；
19.根据热阻与温度变化量相对放电损耗的比值相等的函数关系，确定放电电阻的实时温度变化量；
20.根据所述基准温度和所述实时温度变化量获得放电电阻的实时温度。
21.优选地，所述实时控制放电电路的通断，包括：
22.实时判断所述放电电阻的实时温度是否超出预设阈值；
23.若是，则控制放电电路断开；若否，则控制放电电路连通，直至放电完成。
24.本发明还提供一种双电机控制器的主动放电装置，包括：
25.预处理模块，用于建立一热模型，所述热模型用于确定放电电阻对于空气的热阻，且预先标定所述热模型中的时间常数与热阻常数；
26.信号处理模块，用于接收放电信号，由电机控制器执行通过放电电阻的放电操作，连通放电电路；
27.计算模块，用于采集放电电路中的母线电压，根据所述母线电压和所述放电电阻计算实时放电损耗；
28.控制模块，用于根据所述热模型确定放电电阻的热阻，并根据所述热阻和所述实时放电损耗计算放电电阻的实时温度，以实时控制放电电路的通断。
29.本发明还提供一种双电机控制系统，包括：
30.双电机控制器，且应用上述的电机控制器主动放电装置执行双电机控制器的主动放电。
31.采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
32.本发明提供的双电机控制器的主动放电方法，可建立一用于确定放电电阻的热阻的热模型，在接收放电信号，执行放电操作，计算出实时放电损耗后，根据实时放电损耗下和热模型确定的热阻，计算放电电阻的实时温度，从而控制放电电路的通断，以实现快速且安全的放电过程。
附图说明
33.图1为本发明所述双电机控制器的主动放电方法实施例一的流程图；
34.图2为本发明所述双电机控制器的主动放电装置实施例二的模块示意图。
35.附图标记：
36.6-双电机控制器的主动放电装置；61-信号处理模块；62-预处理模块；63-计算模块；64-控制模块。
具体实施方式
37.以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
38.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及
附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
39.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
40.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
43.在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
44.实施例一：本实施例提供了一种双电机控制器的主动放电方法，应用于通过放电电阻实施主动放电的电机控制中，具体的，包括以下：
45.s100：建立一热模型，所述热模型用于确定放电电阻对于空气的热阻，且预先标定所述热模型中的时间常数与热阻常数；
46.作为说明的是，在双电机控制器主动放电的过程中，当放点电阻位于放电电路连通时，放电电阻上会产生较大热量，本实施方式中的热模型用于下述确定放电电阻的实时温度，是根据其确定的热阻计算当前放电电阻的温度，以起到监测放电电阻的作用。具体的，所述热模型是放电电阻对空气的一阶热模型，用于确定放电电阻对于空气的热阻，根据所述热模型确定热阻表达式，所述热阻表达式确定为：f(x)＝r1*(1-exp(-x/t1))，其中，x为时间；t1为时间常数；r1为热阻常数；f(x)为热阻。基于该上述函数可知，根据所述热模型可确定热阻，以便后续根据实时损耗确定实时温度变化。
47.在上述步骤中，通过建立热模型以实时监测放电电阻的状态，可以控制放电电阻在预设安全的状态下以最短的时间进行放电，而当放电电阻存在安全隐患时及时停止放电，从而实现安全且高效的主动放电。
48.基于上述热模型，建立了空气下放电电阻的热阻与时间之间的关系，其关系的表
达还依赖于其中的时间常数和热阻常数，因此，需要预先标定前述的两个常数。具体的，所述预先标定所述热模型中的时间常数与热阻常数，包括：在放电电路中注入预设的放电损耗，获取预设时间内，各个时间点下放电电阻的温度和热阻的变化，并采用一阶滤波器拟合，获得时间常数与热阻常数。
49.在上述确定时间常数与热阻常数过程中，可以预先离线或仿真标定预设时间段内温度变化和热阻后描绘变化曲线，并拟合该变化曲线确定，一阶滤波器拟合为现有常见的数据处理方法，本实施方式中利用该方法拟合，其他曲线拟合方法适用于本实施方式也可用于此。作为进一步补充的是，上述时间常数与热阻常数不会随着放点损耗的变化而改变，为确定值，因此可以注入预设的放电损耗可以为预设任意值，不会影响下述热阻的确定。
50.s200：接收放电信号，由电机控制器执行通过放电电阻的放电操作，连通放电电路；
51.在上述步骤中，实际工况下，在接收到放电信号后，电控进入asc状态，即开始执行放电操作，在本实施方式中，通过设置放电电阻来进行主动放电，以满足于实际场景下的放电需求，但是，在放电过程中会产生较大热量，因此通过上述预先建立的热模型实现快速且安全的主动放电。
52.s300：采集放电电路中的母线电压，根据所述母线电压和所述放电电阻计算实时放电损耗；
53.在本实施方式中，如前所述的，在双电机控制器的场景下，会产生较大的母线电压，此时放电电压上会产生一定的热量，由此会导致放点电阻温度升高，同时产生热阻，由此，会产生放电损耗。该放电损耗可以根据母线电压与放电电阻的电阻值计算出来，具体的，所述根据所述母线电压和所述放电电阻计算实时放电损耗，包括：根据所述母线电压的平方相对所述放电电阻的电阻值的比值确定所述实时放电损耗。即，根据下式其中p
loss
为放电损耗，v
bus
为母线电压，r
discharge
为放电电阻的电阻值。
54.在前述步骤s200中，预先标定所述热模型中的时间常数与热阻常数，因此直接获取上述标定好时间常数和热阻常数的热模型，用于基于实时放电损耗来计算放电电阻的实时温度。
55.s400：根据所述热模型确定放电电阻的热阻，并根据所述热阻和所述实时放电损耗计算放电电阻的实时温度，以实时控制放电电路的通断。
56.在本实施方式中，如上所述的，上述热模型确定热阻，同时可由热阻和实时放电损耗确定放电电阻的实时温度。作为说明的是，具体的，所述根据所述热阻和所述实时放电损耗计算放电电阻的实时温度，包括：
57.s410：获取放电电阻位于非放电电路下的基准温度；
58.在上述步骤中，基准温度为放电电阻ntc温度，即采用温度传感器在进入放电状态前采集的放电电阻的实时温度。
59.s420：根据热阻与温度变化量相对放电损耗的比值相等的函数关系，确定放电电阻的实时温度变化量；
60.具体的，上述函数关系表示为：其中，r
th
为热阻，p
loss
为放电损耗，δt为温度变化量，上述r
th
可通过上述热模型中的f(x)获得，基于上述f(x)的表达可以将其理解为是通过对放电损耗的一阶滤波来获得实时温度变化量。作为说明的是，上述步骤中直接通过热阻与实时放电损耗获得放电电阻的实时温度变化量，无需采用温度传感器进行实时监测，减少在放电过程中的安全隐患。
61.s430：根据所述基准温度和所述实时温度变化量获得放电电阻的实时温度。
62.具体的，根据上述步骤中计算出的基准温度加上实时温度变化量即可获得放电电阻的实时温度，基于此，可以实现根据无需温度传感器，只需采集母线电压，计算出实时放电损耗即可计算出放电电阻的实时温度，方便控制。
63.在本实施方式中，所述实时控制放电电路的通断，包括：实时判断所述放电电阻的实时温度是否超出预设阈值；若是，则控制放电电路断开；若否，则控制放电电路连通，直至放电完成。基于上述步骤s540获得放电电阻的实时温度后，本实施方式中根据实时温度控制放电电路通断，当放电电阻的实时温度超出预设阈值，则说明此时放电电阻温度过高，产生安全隐患，而当放电电阻的实时温度未超出预设阈值，则可继续执行放电，且可以进一步增加放电状态下的母线电压或者放电次数，减少放电时间，同时使其充分放电。
64.本实施方式提供的双电机控制器的主动放电方法，在控制电机控制器进入放电状态下时，采集实时母线电压，根据放电电路中的放点电阻计算出实时放电损耗，而后根据建立和标定的热模型，确定热阻，通过热阻和实时放电损耗计算放电电阻的实时温度，当放电电阻的实时温度未超出预设阈值，则控制继续执行放电过程，缩短放电时间并使其充分放电，当放电电阻的实时温度超出预设阈值，则控制停止放电过程，减少安全隐患，在此过程中，无需设置温度传感器，且可以实现对放电电路的实时控制，以实现快速且安全的放电。
65.实施例二：本实施例提供一种双电机控制器的主动放电装置6，参阅图2，应用于采用放点电阻进行主动放电的电机控制中，包括：
66.预处理模块61，用于一建立热模型，所述热模型用于确定放电电阻对于空气的热阻，且预先标定所述热模型中的时间常数与热阻常数；
67.具体的，当放点电阻位于放电电路连通时，放电电阻上会产生较大热量，本实施方式中的热模型用于下述控制模块确定放电电阻的实时温度，是根据其获得的热阻计算当前放电电阻的温度，以监测放电电阻的状态。所述热模型是放电电阻对空气的一阶热模型，用于确定放电电阻对于空气的热阻。
68.信号处理模块62，用于接收放电信号，由电机控制器执行通过放电电阻的放电操作，连通放电电路；
69.具体的，实际工况下，信号处理模块接收到放电信号后，电控进入asc状态，开启包含放电电阻的放电电路进行放电操作。
70.计算模块63，用于采集放电电路中的母线电压，根据所述母线电压和所述放电电阻计算实时放电损耗；
71.具体的，根据所述母线电压和所述放电电阻计算实时放电损耗，在双电机控制器的场景下，会产生较大的母线电压，此时放电电压上会产生一定的热量，由此会导致放点电阻温度升高，由此，可根据母线电压计算出产生放电损耗。
72.控制模块64，用于根据所述热模型确定放电电阻的热阻，并根据所述热阻和所述实时放电损耗计算放电电阻的实时温度，以实时控制放电电路的通断。
73.具体的，上述控制模块根据放电电阻的实时温度控制放电电路通断，当放电电阻的实时温度未超出预设阈值，则控制继续执行放电过程，缩短放电时间并使其充分放电，当放电电阻的实时温度超出预设阈值，则控制停止放电过程，减少安全隐患，无需设置温度传感器，实现快速且安全的放电。
74.在本实施方式中，信号处理模块用于接收放电信号，执行放电操作，即控制放电过程的开始，预处理模块可建立确定放电电阻相对空气的热阻的热模型，以确定热阻，以便计算模块根据采集到的母线电压计算出实时放电损耗后，控制模块根据实时放电损耗下和上述热模型确定的热阻，计算放电电阻的实时温度，当放电电阻的实时温度未超出预设阈值，则控制继续执行放电过程，当放电电阻的实时温度超出预设阈值，则控制停止放电过程，以实现快速且安全的放电过程。
75.实施例三：本实施例还提供一种双电机控制系统，包括：双电机控制器，且应用上述的电机控制器主动放电装置执行双电机控制器的主动放电，还包括用于控制该双电机控制器执行主动放电的其他控制元件，以实现双电机控制器快速且安全的放电。
76.应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：

1.一种双电机控制器的主动放电方法，其特征在于，包括：建立一热模型，所述热模型用于确定放电电阻对于空气的热阻，且预先标定所述热模型中的时间常数与热阻常数；接收放电信号，由电机控制器执行通过放电电阻的放电操作，连通放电电路；采集放电电路中的母线电压，根据所述母线电压和所述放电电阻计算实时放电损耗；根据所述热模型确定放电电阻的热阻，并根据所述热阻和所述实时放电损耗计算放电电阻的实时温度，以实时控制放电电路的通断。2.根据权利要求1所述的主动放电方法，其特征在于：根据所述热模型确定热阻表达式。3.根据权利要求2所述的主动放电方法，其特征在于：。所述热阻表达式确定为：f(x)＝r1*(1-exp(-x/t1))，其中，x为时间；t1为时间常数；r1为热阻常数；f(x)为热阻。4.根据权利要求1所述的主动放电方法，其特征在于，所述预先标定所述热模型中的时间常数与热阻常数，包括：在放电电路中注入预设的放电损耗，获取预设时间内，各个时间点下放电电阻的温度和热阻的变化，并采用一阶滤波器拟合，获得时间常数与热阻常数。5.根据权利要求1所述的主动放电方法，其特征在于，所述根据所述母线电压和所述放电电阻计算实时放电损耗，包括：根据所述母线电压的平方相对所述放电电阻的电阻值的比值确定所述实时放电损耗。6.根据权利要求1所述的主动放电方法，其特征在于，所述根据所述热阻和所述实时放电损耗计算放电电阻的实时温度，包括：获取放电电阻位于非放电电路下的基准温度；根据热阻与温度变化量相对放电损耗的比值相等的函数关系，确定放电电阻的实时温度变化量；根据所述基准温度和所述实时温度变化量获得放电电阻的实时温度。7.根据权利要求1所述的主动放电方法，其特征在于，所述实时控制放电电路的通断，包括：实时判断所述放电电阻的实时温度是否超出预设阈值；若是，则控制放电电路断开；若否，则控制放电电路连通，直至放电完成。8.一种双电机控制器的主动放电装置，其特征在于，包括：预处理模块，用于建立一热模型，所述热模型用于确定放电电阻对于空气的热阻，且预先标定所述热模型中的时间常数与热阻常数；信号处理模块，用于接收放电信号，由电机控制器执行通过放电电阻的放电操作，连通放电电路；计算模块，用于采集放电电路中的母线电压，根据所述母线电压和所述放电电阻计算实时放电损耗；控制模块，用于根据所述热模型确定放电电阻的热阻，并根据所述热阻和所述实时放电损耗计算放电电阻的实时温度，以实时控制放电电路的通断。
9.一种双电机控制系统，其特征在于，包括：双电机控制器，且应用权利要求8所述的电机控制器主动放电装置执行双电机控制器的主动放电。

技术总结

本发明提供了双电机控制器的主动放电方法、装置以及双电机控制系统，涉及电机控制技术领域，包括：建立一热模型，所述热模型用于确定放电电阻对于空气的热阻，且预先标定所述热模型中的时间常数与热阻常数；接收放电信号，由电机控制器执行通过放电电阻的放电操作，连通放电电路；采集放电电路中的母线电压，根据所述母线电压和所述放电电阻计算实时放电损耗；根据所述热模型确定放电电阻的热阻，并根据所述热阻和所述实时放电损耗计算放电电阻的实时温度，以实时控制放电电路的通断，解决现有缺乏一种快速且安全的用于双电机控制器的主动放电方法的问题。的主动放电方法的问题。的主动放电方法的问题。