一种用于新能源环卫车的水泵电机堵转识别与保护方法及系统与流程

本发明涉及新能源车，特别是一种用于新能源环卫车的水泵电机堵转识别与保护方法及系统。

背景技术：

1、新能源环卫车的水泵电机，能够通过驱动水泵叶轮旋转，为车上的冷却液体或清洗水提供循环动力。在车辆高负荷作业时，车的电池会发热，水泵电机驱动冷却液流过电池包，将热量带走并通过散热器散发，防止电池过热引发故障或热失控，起到核心热管理的作用。部分车型的液压系统，例如用于举升垃圾箱、控制扫刷等，也需要通过油泵电机来提供液压动力。在冬季，水泵电机驱动热的冷却液流经驾驶室暖风芯体，为驾驶员提供除霜和取暖功能。

2、新能源环卫车在作业过程中，由于城市路况复杂，水泵电机一旦发生堵转，不仅会直接损坏电机本身，还会波及整个流体系统和控制电路，特别是早晨电气与热损伤，电流激增与绕组烧毁：堵转时转子静止，反电动势瞬间归零，导致绕组承受全部电源电压。电流会急剧飙升，电能无法转化为机械能，全部以热能形式积聚，会使电机绕组温度在短时间内急剧升高，导致绝缘层老化、碳化甚至直接烧毁电机，巨大的堵转电流还可能击穿控制器中的功率器件，导致整个驱动板报废，甚至引发跳闸或火灾隐患。

3、随着新能源环卫车辆的大规模应用,如何准确有效判定堵转故障成为水泵电控中的难点。目前的新能源环卫车为了控制成本，其扫刷电机大多采用无位置传感器控制，这给堵转检测带来了特殊的技术难题。特别是，在水泵启动瞬间或应对高粘度流体时，电流本身就会处于较高水平，检测电流/转速超过固定阈值+持续时间超过设定值就断电，特别是在重载启动、供电波动的工况下，传统的电流检测法很容易将正常的重载工况误判为堵转故障，引发误判停机；然而，传统功率检测，虽然堵转时电机功率会显著增加，能够识别堵转，但在某些特定工况下，输入功率的波动也可能干扰判断，误判率仍然较高。果不能较准确判定堵转，会造成堵转大电流烧毁绕组绝缘，甚至导致永磁体不可逆退磁，另外除电机本身损毁外，堵转还易引发次生安全事故。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对现有技术中的水泵电机容易堵转，传统的堵转检测或识别方法，存在多种工况下的误判率较高问题，提供一种用于新能源环卫车的水泵电机堵转识别与保护方法及系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种用于新能源环卫车的水泵电机堵转识别方法，包括步骤：

4、s1、根据水泵转速、电流信号和电流阈值，并根据滤网压差信号、温度信号或出水口压力信号中的一种或多种进行协同判定；

5、s2、通过电池电压对所述电流信号归一化处理；

6、s3、将水泵电机堵转区分判定为低温冻堵、异物卡滞堵转和硬件故障堵转中的至少一种堵转类型。

7、本发明所述的，通过配合滤网压差、温度信号或出水口压力信号中的一种或多种协同判定堵转类型，在不同工况下，能够在水泵转速、电流信号和电流阈值的基础上，进而配合实际工况中的水泵转速、滤网压差、温度和出水口压力，能够识别获得相对应堵转类型；结合对电流信号的归一化处理，降低输入功率波动也的干扰，在不同工况采集的电流信号值不同的情况下，都能够通过电流判定、水泵转速、滤网压差、温度或出水口压力中的一种或多种相配合而精准识别到，降低因堵转识别的误判率，提升堵转识别的准确性，为堵转故障排除或水泵电机正常运转保护提供更可靠的依据。

8、优选的，本发明所述的用于新能源环卫车的水泵电机堵转识别方法，还包括根据作业模式，将所述电流阈值设为动态阈值：高压冲洗模式的电流阈值为1.5倍额定电流；低压洒水模式的电流阈值为1.2倍额定电流；怠速模式的电流阈值为1.1倍额定电流。

9、作为本发明的优选方案，通过对作业模式的精准识别和配合，根据作业模式动态匹配电流阈值，能够提升电流阈值设置的匹配性，进一步提升堵转识别判定的参照依据的准确性，进而提升识别的精确性。

10、优选的，本发明所述的用于新能源环卫车的水泵电机堵转识别方法，判定为低温冻堵的堵转类型，具体包括步骤：通过温度传感器监测车外温度，根据水泵转速、电流信号、电流阈值和温度信号，判定是否为低温冻堵。

11、作为本发明的优选方案，通过车外监测温度，能够获取拆温度，进而更精确判定是否出现冻堵的温度条件，再配合电流信号、水流转速的识别，进一步提堵转类型识别的精确性。

12、优选的，本发明所述的用于新能源环卫车的水泵电机堵转识别方法，判定是否为低温冻堵，具体包括步骤：

13、如果，所述温度信号≤0℃，且所述电流信号出现尖峰后回落，所述尖峰的出现时段≥150ms；则判定为低温冻堵。

14、作为本发明的优选方案，通过温度信号和尖峰时段的判断，进一步提升低温冻堵类型判定的精确性。

15、优选的，本发明所述的用于新能源环卫车的水泵电机堵转识别方法，判定为异物卡滞堵转的堵转类型，具体包括步骤：通过压力传感器获取滤网压差信号和出水口压力信号，根据水泵转速、电流信号、电流阈值、滤网压差信号和出水口压力信号，判定是否为异物卡滞堵转。

16、作为本发明的优选方案，通过检测滤网压差信号和出水口压力信号，提升对异物卡滞堵转识别的精确性，配合电流信号、水流转速的识别，进一步提升堵转类型识别的精确性。

17、优选的，本发明所述的用于新能源环卫车的水泵电机堵转识别方法，判定是否为异物卡滞堵转，具体包括步骤：

18、如果，所述滤网压差信号≥3倍滤网压差阈值，且所述出水口压力信号的值趋近于0，则判定为异物卡滞堵转。

19、作为本发明的优选方案，通过更精确设置滤网压差信号的阈值和出水口压力信号的阈值，进一步提升异物卡滞堵转判定的精确性。

20、优选的，本发明所述的用于新能源环卫车的水泵电机堵转识别方法，判定为硬件故障堵转的堵转类型，具体包括步骤：

21、如果，所述滤网压差信号的值＜3倍滤网压差阈值，且所述出水口压力信号＞0，则进一步判断所述水泵转速和电流信号；

22、如果，所述水泵转速趋近于零，且所述电流信号超过所述电流阈值，则判定为硬件故障堵转。

23、作为本发明的优选方案，通过排除堵转类型为异物卡滞堵转的条件下，进一步判断水泵转速和电流信号，进而实现硬件故障堵转的精确识别，降低故障类型之间的识别干扰，进一步提升故障识别的准确性，提升硬件故障堵转识别的精准率。

24、为实现本发明的目的，本发明提供了一种技术方案：

25、一种用于新能源环卫车的水泵电机保护方法，采用所述用于新能源环卫车的水泵电机堵转识别方法，识别获得的堵转类型，并根据堵转类型，分别响应执行对应的的保护，具体包括步骤：

26、当低温冻堵时，先启动加热模块进行加热，再输出高倍额定转矩的脉冲，将冻堵冰层震碎，进而解除冻堵；

27、当异物卡滞堵转时，先关闭出水口，再打开反冲水路，将高压水路中储存的余水反向冲洗至滤网，进而清理卡滞的异物；

28、当硬件故障堵转时，则切断水泵的电，并推送故障告警到调度平台。

29、本发明所述的水泵电机保护方法，在识别获得不同的堵转类型，根据堵转类型，分别执行更匹配于故障类型的故障排除措施，进而减少水泵电机的故障率，增强对水泵电机的有效保护，不需要人工拆除水泵或内部检修，即可便捷高效地排除故障，提升水泵电机保护的有效性，提升新能源环卫车的质量。

30、为实现本发明的目的，本发明提供了一种技术方案：

31、一种用于新能源环卫车的水泵电机堵转识别与保护系统，用于实现本发明所述用于新能源环卫车的水泵电机保护方法，包括：电流监测模块、水泵监测模块、温度监测模块、滤网压差监测模块、出水口压力监测模块、动态阈值判定模块、控制模块和响应执行模块；

32、所述电流监测模块用于监测电流信号；所述水泵监测模块用于监测水泵转速；所述温度监测模块用于获取温度信号；所述滤网压差监测模块用于获取滤网压差信号；所述出水口压力监测模块用于获取出水口压力信号；所述动态阈值判定模块用于判定堵转类型；所述控制模块用于根据所述堵转类型，生成相应的控制指令，并将控制指令传递于所述响应执行模块；所述响应执行模块用于分别执行排除低温冻堵、异物卡滞堵转和硬件故障堵转。

33、本发明所述的用于新能源环卫车的水泵电机堵转识别与保护系统，设于新能源环卫车，能够及时且较准确地识别水泵电机堵转类型，降低堵转故障识别遗漏和误判概率，降低新能源环卫车使用的故障率，增强水泵电机堵转故障排除的便捷性和高效性，提升新能源环卫车的生产质量。

34、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

35、1、所述识别方法，通过配合滤网压差、温度信号或出水口压力信号中的一种或多种协同判定堵转类型，在不同工况下，能够在水泵转速、电流信号和电流阈值的基础上，进而配合实际工况中的水泵转速、滤网压差、温度和出水口压力，能够识别获得相对应堵转类型；结合对电流信号的归一化处理，降低输入功率波动也的干扰，在不同工况采集的电流信号值不同的情况下，都能够通过电流判定、水泵转速、滤网压差、温度或出水口压力中的一种或多种相配合而精准识别到，降低因堵转识别的误判率，提升堵转识别的准确性，为堵转故障排除或水泵电机正常运转保护提供更可靠的依据；

36、2、所述保护方法，在识别获得不同的堵转类型，根据堵转类型，分别执行更匹配于故障类型的故障排除措施，进而减少水泵电机的故障率，增强对水泵电机的有效保护，不需要人工拆除水泵或内部检修，即可便捷高效地排除故障，提升水泵电机保护的有效性；

37、3、所述水泵电机堵转识别与保护系统，设于新能源环卫车，能够及时且较准确地识别水泵电机堵转类型，降低堵转故障识别遗漏和误判概率，降低新能源环卫车使用的故障率，增强水泵电机堵转故障排除的便捷性和高效性，提升新能源环卫车的生产质量。