一种车辆及其电驱动冷却系统的故障预警方法和装置与流程

1.本发明涉及一种车辆及其电驱动冷却系统的故障预警方法和装置，属于新能源汽车领域。


背景技术：

2.随着石油、煤炭等传统能源日益枯竭、环境污染的不断加剧，新能源汽车已成为汽车行业发展的必然趋势。电驱动系统(包括电机控制器和驱动电机)是新能源汽车的核心部件，其主要功能为利用电机控制器控制驱动电机工作为车辆提供动力，并且在车辆制动时可以提供辅助制动功能，将制动能量回收利用。
3.电驱动系统的工作状态直接影响着整车动力输出，直接影响新能源汽车的行车安全。其中，电驱动系统的温度直接影响电驱动系统的性能，驱动电机温度过高会导致驱动电机不可逆退磁，电机控制器温度过高会导致电机控制器功率模块损坏。目前一般利用电驱动系统的冷却系统(简称电驱动冷却系统，包括冷却水泵、冷却水箱、冷却风扇、冷却水管等)为电驱动系统降温，从而保证电驱动系统工作时的温度能保持在正常范围内，但当电驱动冷却系统出现异常时，无法为电驱动系统降温，这时电驱动系统工作时存在温度过高的风险。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种车辆及其电驱动冷却系统的故障预警方法和装置，能够及时发现电驱动冷却系统的异常并预警。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种电驱动冷却系统的故障预警方法，该方法包括以下步骤：
6.在电驱动冷却系统工作过程中，实时获取驱动电机温度、驱动电机转速和驱动电机转矩；
7.当驱动电机转速＞n1且驱动电机转矩＞n1时，在设定时间段内以设定的时间间隔对驱动电机温度的大小进行多次判断，并统计该设定时间段内驱动电机温度＞t1的次数b1和该设定时间段内的判断总次数a1；
8.当b1＞b10时，计算驱动电机高温比率p1＝b1/a1；
9.当p1＞p10时，判定电驱动冷却系统中的冷却风扇及冷却水箱异常，并预警；
10.所述n1为第一转速设定值、n1为第一转矩设定值、t1为第一温度设定值、b10为设定的第一次数上限值、p10为设定的电机高温比率上限值。
11.该电驱动冷却系统的故障预警方法的有益效果是：首先对工况进行判断，只有在驱动电机转速＞n1且驱动电机转矩＞n1时，才对驱动电机温度的大小进行判断；然后基于统计得到的某个设定时间段内驱动电机温度＞t1的次数b1进行温度分布趋势分析，通过计算驱动电机温度＞t1的次数b1占判断总次数a1的占比p1来判断冷却风扇及冷却水箱异常，能够精准识别电驱动冷却系统中的冷却风扇及冷却水箱异常，实现电驱动冷却系统故障预
警。
12.进一步地，在上述方法中，该方法在电驱动冷却系统工作过程中还实时获取电机控制器温度，当驱动电机转速＞n2且驱动电机转矩＞n2时，在设定时间段内以设定的时间间隔对电机控制器温度与驱动电机温度的温差大小进行多次判断，并统计该设定时间段内(电机控制器温度-驱动电机温度)＞t2的次数b2和该设定时间段内的判断总次数a2；
13.当b2＞b20时，计算电机控制器高温比率p2＝b2/a2；
14.当p2＞p20时，判定电驱动冷却系统中的冷却水泵异常，并预警；
15.所述n2为第二转速设定值、n2为第二转矩设定值、t2为第二温度设定值、b20为设定的第二次数上限值、p20为设定的电机控制器高温比率上限值。
16.这样做的有益效果是：首先对工况进行判断，只有在驱动电机转速＞n2且驱动电机转矩＞n2时，才对电机控制器温度与驱动电机温度的温差大小进行判断；基于统计得到的某个设定时间段内(电机控制器温度-驱动电机温度)＞t2的次数b2进行温差分布趋势分析，通过计算(电机控制器温度-驱动电机温度)＞t2的次数b2占判断总次数a2的占比p2来判断冷却水泵异常，能够精准识别电驱动冷却系统中的冷却水泵异常。
17.进一步地，在上述方法中，当判定电驱动冷却系统中的冷却风扇及冷却水箱异常时，获取车辆唯一识别号，并将车辆唯一识别号推送给相关人员，提醒相关人员对该车辆的冷却风扇及冷却水箱进行提前维修保养。
18.进一步地，在上述方法中，当判定电驱动冷却系统中的冷却水泵异常时，获取车辆唯一识别号，并将车辆唯一识别号推送给相关人员，提醒相关人员对该车辆的冷却水泵进行提前维修保养。
19.本发明还提供了另一种电驱动冷却系统的故障预警方法，该方法包括以下步骤：
20.在电驱动冷却系统工作过程中，实时获取电机控制器温度、驱动电机温度、驱动电机转速和驱动电机转矩；
21.当驱动电机转速＞n2且驱动电机转矩＞n2时，在设定时间段内以设定的时间间隔对电机控制器温度与驱动电机温度的温差大小进行多次判断，并统计该设定时间段内(电机控制器温度-驱动电机温度)＞t2的次数b2和该设定时间段内的判断总次数a2；
22.当b2＞b20时，计算电机控制器高温比率p2＝b2/a2；
23.当p2＞p20时，判定电驱动冷却系统中的冷却水泵异常，并预警；
24.所述n2为第二转速设定值、n2为第二转矩设定值、t2为第二温度设定值、b20为设定的第二次数上限值、p20为设定的电机控制器高温比率上限值。
25.该电驱动冷却系统的故障预警方法的有益效果是：能够精准识别电驱动冷却系统中的冷却水泵异常，实现电驱动冷却系统故障预警。
26.进一步地，在上述方法中，当判定电驱动冷却系统中的冷却水泵异常时，获取车辆唯一识别号，并将车辆唯一识别号推送给相关人员，提醒相关人员对该车辆的冷却水泵进行提前维修保养。
27.本发明还提供了一种电驱动冷却系统的故障预警装置，该装置包括处理器和存储器，所述处理器执行由所述存储器存储的计算机程序，以实现上述的电驱动冷却系统的故障预警方法。
28.该电驱动冷却系统的故障预警装置的有益效果是：能够精准识别电驱动冷却系统
失效部件，实现电驱动冷却系统故障预警。
29.本发明还提供了一种车辆，包括车辆本体、电驱动系统、电驱动冷却系统和电驱动冷却系统的故障预警装置，所述电驱动系统和电驱动冷却系统安装在车辆本体上，所述电驱动冷却系统的故障预警装置包括处理器和存储器，所述处理器执行由所述存储器存储的计算机程序，以实现上述的电驱动冷却系统的故障预警方法。
30.该车辆的有益效果是：利用电驱动冷却系统的故障预警装置能够精准识别电驱动冷却系统失效部件，实现电驱动冷却系统故障预警。
附图说明
31.图1是本发明车辆实施例中冷却风扇及冷却水箱异常判断流程图；
32.图2是本发明车辆实施例中冷却水泵异常判断流程图。
具体实施方式
33.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
34.车辆实施例：
35.本实施例的车辆包括车辆本体、电驱动系统、电驱动冷却系统和电驱动冷却系统的故障预警装置，电驱动系统和电驱动冷却系统安装在车辆本体上；其中，电驱动系统包括电机控制器和驱动电机，电驱动冷却系统包括冷却水泵、冷却风扇和冷却水箱。
36.本实施例的电驱动冷却系统的故障预警装置，能够实现一种电驱动冷却系统的故障预警方法，该方法能够根据电机控制器温度、驱动电机温度、驱动电机转速和驱动电机转矩，精准识别电驱动冷却系统的失效部件，实现电驱动冷却系统的故障预警。
37.本实施例的电驱动冷却系统的故障预警方法包括以下步骤：
38.步骤1、在电驱动冷却系统工作过程中，实时获取电机控制器温度、驱动电机温度、驱动电机转速和驱动电机转矩；
39.步骤2、当驱动电机转速＞转速设定值且驱动电机转矩＞转矩设定值时，在设定时间段内以设定的时间间隔对驱动电机温度的大小以及电机控制器温度与驱动电机温度的温差大小进行多次判断，对判断结果进行统计分析，实现电驱动冷却系统的故障预警；
40.其中，设定时间段和设定的时间间隔的长短均可以根据实际需要调整，例如，当设定时间段为30min、设定的时间间隔为1min时，则当驱动电机转速＞转速设定值且驱动电机转矩＞转矩设定值时，在某个30min内每隔1min对驱动电机温度的大小以及电机控制器温度与驱动电机温度的温差大小进行一次判断，则这30min内共判断30次，对这30次的判断结果进行统计，根据这30min内的统计结果判断当前电驱动冷却系统中的部件是否异常，若异常则预警，若无异常则在下一个30min内重复执行上述过程，如此类推，在电驱动冷却系统工作过程中重复执行上述过程，实现电驱动冷却系统的故障预警。
41.需要说明的是，在车辆的行驶车速大于蠕行车速的工况下，本实施例的电驱动冷却系统的故障预警方法效果更好。
42.下面以在其中一个设定时间段内执行上述过程为例，详细说明利用该设定时间段内的统计结果判断当前电驱动冷却系统中的部件是否异常的过程，具体如下：
43.(1)冷却风扇及冷却水箱异常预警，具体流程如图1所示：
44.当驱动电机转速＞n1且驱动电机转矩＞n1时，在设定时间段内以设定的时间间隔对驱动电机温度的大小进行多次判断，并统计该设定时间段内驱动电机温度＞t1的次数b1和该设定时间段内的判断总次数a1；
45.当b1＞b10时，计算驱动电机高温比率p1＝b1/a1；
46.当p1＞p10时，判定电驱动冷却系统中的冷却风扇及冷却水箱异常，并预警。
47.其中，n1为第一转速设定值、n1为第一转矩设定值、t1为第一温度设定值、b10为设定的第一次数上限值、p10为设定的电机高温比率上限值。
48.具体地，第一转速设定值n1根据车辆的轮胎尺寸和车辆蠕行车速下的速比确定；第一转矩设定值n1通常设置为驱动电机最大转矩的10％，在实际应用中可以根据实际情况自行调整；第一温度设定值t1根据电机型号确定，本实施例中t1＝100℃。不同车型的b10、p10取值不同，这两个值根据相应车型的大量市场反馈数据确定，前期可将b10、p10的取值设置为相应的经验值，然后在投入市场的车辆上利用这两个值进行冷却风扇及冷却水箱异常判断，并对异常判断结果与实际异常情况的符合率进行判断，若符合率满足精度要求，则表明这两个值设置合理，若不符合则对这两个值进行调整，直至符合率满足精度要求。
49.(2)冷却水泵异常预警，具体流程如图2所示：
50.当驱动电机转速＞n2且驱动电机转矩＞n2时，在设定时间段内以设定的时间间隔对电机控制器温度与驱动电机温度的温差大小进行多次判断，并统计该设定时间段内(电机控制器温度-驱动电机温度)＞t2的次数b2和该设定时间段内的判断总次数a2；
51.当b2＞b20时，计算电机控制器高温比率p2＝b2/a2；
52.当p2＞p20时，判定电驱动冷却系统中的冷却水泵异常，并预警。
53.其中，n2为第二转速设定值、n2为第二转矩设定值、t2为第二温度设定值、b20为设定的第二次数上限值、p20为设定的电机控制器高温比率上限值。
54.在实际使用过程中，可以取n2＝n1、n2＝n1，作为其他实施方式，n2、n2的取值可以参照n1、n1的取值方式自行设定，不局限于n2＝n1、n2＝n1；车型不同t2的取值不同，本实施例中取t2＝50℃；不同车型的b20、p20取值不同，b20、p20的取值方式与b10、p10的取值方式类似，此处不再赘述。
55.步骤3、当判定电驱动冷却系统中的冷却风扇及冷却水箱异常时，获取车辆唯一识别号，并将车辆唯一识别号推送给相关人员(包括驾驶员或运维人员)，提醒相关人员对该车辆的冷却风扇及冷却水箱进行提前维修保养；当判定电驱动冷却系统中的冷却水泵异常时，获取车辆唯一识别号，并将车辆唯一识别号推送给相关人员，提醒相关人员对该车辆的冷却水泵进行提前维修保养。
56.综上所述，本实施例的电驱动冷却系统的故障预警方法，首先对工况进行判断，只有在驱动电机转速＞转速设定值且驱动电机转矩＞转矩设定值时，才对驱动电机温度的大小以及电机控制器温度与驱动电机温度的温差大小进行判断；然后基于统计得到的某个设定时间段内驱动电机温度＞t1的次数b1进行温度分布趋势分析，通过计算驱动电机温度＞t1的次数b1占判断总次数a1的占比p1来判断冷却风扇及冷却水箱异常；基于统计得到的某个设定时间段内(电机控制器温度-驱动电机温度)＞t2的次数b2进行温差分布趋势分析，通过计算(电机控制器温度-驱动电机温度)＞t2的次数b2占判断总次数a2的占比p2来判断
冷却水泵异常，能够精准识别电驱动冷却系统失效部件，实现电驱动冷却系统故障预警；并且，能实现电驱动冷却系统异常车辆信息的识别与提取，并将车辆唯一识别号信息推送给相关人员，提醒相关人员对车辆电驱动冷却系统进行提前维修保养，避免车辆因为电驱动冷却系统故障导致车辆动力中断甚至抛锚。
57.本实施例中将整车监控平台作为电驱动冷却系统的故障预警装置，电驱动系统将电机控制器温度、驱动电机温度、驱动电机转速、驱动电机转矩、车辆唯一识别号等信息通过can通信系统上传至整车监控平台，由整车监控平台实现上述电驱动冷却系统的故障预警方法，同时，通过获取车辆唯一识别号，整车监控平台可以同时监控多台车，利用车辆唯一识别号可以确定是哪辆车的电驱动冷却系统故障，适用于多个公交车运行场景。
58.作为其他实施方式，还可以在车辆上单独设置一个电驱动冷却系统的故障预警装置，这样电驱动冷却系统的故障预警方法可以在车辆本地实现，每台车自行判断本车的电驱动冷却系统是否故障，不用获取车辆唯一识别号，只要电驱动冷却系统的故障预警装置包括处理器、存储器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述电驱动冷却系统的故障预警方法即可。
59.其中，处理器是指微处理器mcu或可编程逻辑器件fpga等的处理装置。
60.存储器包括用于存储信息的物理装置，通常是将信息数字化后再以利用电、磁或者光学等方式的媒体加以存储。例如：利用电能方式存储信息的各式存储器，ram、rom等；利用磁能方式存储信息的的各式存储器，硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器、u盘；利用光学方式存储信息的各式存储器，cd或dvd。当然，还有其他方式的存储器，例如量子存储器、石墨烯存储器等等。
61.通过上述存储器、处理器以及计算机程序构成的装置，在计算机中由处理器执行相应的程序指令来实现，处理器可以搭载各种操作系统，如windows操作系统、linux系统、android、ios系统等。
62.本实施例的电驱动冷却系统的故障预警方法，能够同时实现冷却风扇及冷却水箱异常预警和冷却水泵异常预警；作为其他实施方式，电驱动冷却系统的故障预警方法还可以根据实际需要仅保留冷却风扇及冷却水箱异常预警方法或者仅保留冷却水泵异常预警方法。
63.方法实施例：
64.本实施例的电驱动冷却系统的故障预警方法与车辆实施例中的电驱动冷却系统的故障预警方法相同，此处不再赘述。
65.装置实施例：
66.本实施例的电驱动冷却系统的故障预警装置与车辆实施例中的电驱动冷却系统的故障预警装置相同，此处不再赘述。