電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)新能源汽車行駛過(guò)程中，將電池包的電能轉(zhuǎn)化成電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能。能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，損失的能量以熱能的形式表現(xiàn)出來(lái)。車用電機(jī)和控制器的工作溫度變化范圍大，運(yùn)行環(huán)境苛刻。內(nèi)部元器件過(guò)溫會(huì)導(dǎo)致電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)違背整體的熱安全目標(biāo)，甚至降低系統(tǒng)壽命。如果不對(duì)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)做合適的保護(hù)，控制器有可能由于內(nèi)部器件燒壞而失效，電機(jī)也有可能發(fā)生不可逆退磁。
合適的熱保護(hù)是指在惡劣條件下，控制器一旦監(jiān)測(cè)到某個(gè)位置的溫度超過(guò)限值，就采取功率/扭矩降額措施。所以熱保護(hù)問(wèn)題就轉(zhuǎn)化成至少在有熱風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境下要實(shí)時(shí)獲取關(guān)鍵位置溫度。

溫度的獲取一般有以下兩種方法

● 通過(guò)溫度傳感器直接采樣獲得，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是軟件邏輯簡(jiǎn)單，無(wú)需建模標(biāo)定；而缺點(diǎn)是布置多個(gè)傳感器增加硬件失效風(fēng)險(xiǎn)，成本增加，工藝更復(fù)雜，有些位置無(wú)法布置傳感器，如電機(jī)轉(zhuǎn)子，此外傳感器直接測(cè)量的溫度不代表該部件最熱點(diǎn)的溫度，不能很好的起到保護(hù)作用。
● 通過(guò)模型計(jì)算獲得，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是硬件失效風(fēng)險(xiǎn)小，缺點(diǎn)是軟件邏輯復(fù)雜，標(biāo)定難度大。

聯(lián)合電子最新一代電機(jī)控制器平臺(tái)Gen3evo已集成了熱模型，通過(guò)模型計(jì)算獲得控制器內(nèi)部功率模塊溫度、冷卻水溫度和電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度。（如下圖所示）


圖 1熱模型示意圖


熱模型標(biāo)定與驗(yàn)證

控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的溫度是模型計(jì)算溫度而不是真實(shí)溫度，為了能讓模型計(jì)算溫度和真實(shí)溫度保持一致，需要給模型配置合適的參數(shù)，因此必需要進(jìn)行標(biāo)定和驗(yàn)證工作，確保計(jì)算的溫度真實(shí)有效。


圖 2 聯(lián)合電子電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)熱模型臺(tái)架標(biāo)定流程圖

聯(lián)合電子的熱模型標(biāo)定全部采用自動(dòng)化測(cè)試與驗(yàn)證方案，采用峰值功率超過(guò)300kW，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)20000rpm的大功率臺(tái)架進(jìn)行標(biāo)定，測(cè)試數(shù)據(jù)獲取后采用成熟的算法可以計(jì)算電機(jī)控制器和電機(jī)關(guān)鍵位置的溫度，模型計(jì)算溫度和實(shí)際溫度偏差小，滿足更高精度要求。

熱模型的具體應(yīng)用和客戶獲益

目前聯(lián)合電子的控制器和電機(jī)熱模型已成功應(yīng)用于包括電橋、P2、eDCT在內(nèi)的多種不同車輛拓?fù)涞目蛻繇?xiàng)目，熱模型在各種環(huán)境下都具有良好的適應(yīng)性和魯棒性。
結(jié)合電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品的熱模型，可以為整車企業(yè)帶來(lái)以下收益：

01 降低成本、降低硬件失效風(fēng)險(xiǎn)
與傳感器直接測(cè)量溫度的方案相比，用模型計(jì)算溫度，去掉了多余的溫度傳感器，可以讓整車企業(yè)不僅減少額外硬件成本，而且結(jié)合相關(guān)功能軟件可以使用更多功能。在減少硬件傳感器的同時(shí)也降低了控制器的硬件失效風(fēng)險(xiǎn)，增加了控制器和電機(jī)產(chǎn)品的可靠性。

02 保障性能發(fā)揮
在熱模型的保護(hù)下，整車企業(yè)可以進(jìn)行各種極限、耐久工況的測(cè)試，讓控制器和電機(jī)在發(fā)揮出當(dāng)前狀態(tài)下最大性能的同時(shí)不用考慮過(guò)溫?zé)龎牡膯?wèn)題。

03 增加溫度診斷功能
當(dāng)冷卻水流量或溫度異常時(shí)，整車企業(yè)可以及時(shí)通過(guò)控制器發(fā)出的溫度指示信號(hào)及時(shí)發(fā)現(xiàn)冷卻問(wèn)題。遇到意外突發(fā)情況，能夠及時(shí)預(yù)警，確保安全。

04 保障車輛行駛安全
當(dāng)出現(xiàn)產(chǎn)品過(guò)溫時(shí)，控制器可以及時(shí)發(fā)出信號(hào)讓整車降功率行駛，如果溫度繼續(xù)升高，車輛不允許繼續(xù)行駛直至溫度降至合理范圍內(nèi)。充分保障駕駛者的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。

05 優(yōu)化扭矩控制
整車企業(yè)可以更準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)扭矩控制和能量管理，也提供給駕駛者更好的車輛駕駛體驗(yàn)。讓使用者體驗(yàn)更好，用的更安心。