本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測永磁電機(jī)、尤其是永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的溫度狀況的方法、一種相應(yīng)的用于永磁電機(jī)的控制裝置、一種相應(yīng)的永磁電機(jī)以及一種相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的驅(qū)動裝置使用電驅(qū)動式裝置、例如電機(jī)。特別是，近年來，電動車輛得到了迅猛發(fā)展，而電動車輛中廣泛使用各種電機(jī)。例如，在電動車輛的燃料電池系統(tǒng)中，用于使氫氣循環(huán)的陽極循環(huán)風(fēng)機(jī)(anode?recirculationblower，arb)通常由電機(jī)、特別是永磁同步電機(jī)驅(qū)動。永磁同步電機(jī)由于無需勵磁而例如具有更高的效率、更高的功率密度、更小的尺寸和重量、更低的噪聲等。

2、電機(jī)在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生熱量，如果熱量不能及時有效地排出，積聚的熱量輕則會影響電機(jī)的性能，重則會直接損壞電機(jī)。特別是，對于永磁同步電機(jī)來說，永磁同步電機(jī)的永磁體對溫度敏感，在高溫下會發(fā)生退磁現(xiàn)象。具體地講，永磁同步電機(jī)的負(fù)載能力受電機(jī)的溫度限制，轉(zhuǎn)子出現(xiàn)過高溫度會使得電機(jī)的性能低于預(yù)期，甚至?xí)鸢踩珕栴}。因此，可以理解，出于安全等方面的考慮，在電動車輛領(lǐng)域，對同步永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行可靠的溫度監(jiān)測對于電機(jī)的性能和可靠性、進(jìn)而整個系統(tǒng)的安全性來講都是至關(guān)重要的。特別是，要竭力避免電機(jī)的轉(zhuǎn)子的永磁體(也可稱為磁鋼)由于溫度過高而出現(xiàn)不可逆的退磁現(xiàn)象。

3、然而，由于永磁同步電機(jī)自身結(jié)構(gòu)的限制，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時難以通過直接測量方法獲得永磁體的溫度。目前，采用的溫度測量方法包括滑環(huán)和無線溫度傳感器，但這兩種方法不僅具有高的成本，而且具有差的工程實(shí)施可行性，因此難以可靠地批量應(yīng)用。可以理解，由于電動車輛使用的電機(jī)數(shù)量較多，成本的累積會在競爭激烈的市場環(huán)境中大大降低電動車輛的成本優(yōu)勢。例如，當(dāng)采用紅外溫度傳感器測量永磁體的溫度時，需要構(gòu)造具有內(nèi)孔的特殊的轉(zhuǎn)子，而這會導(dǎo)致高的制造成本，紅外傳感器本身也會帶來額外成本。

4、為此，需要進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述缺點(diǎn)中的至少一個和/或在此可能未提及到的其它可能的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的用于監(jiān)測永磁電機(jī)、尤其是永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的溫度狀況的方法、一種相應(yīng)的用于永磁電機(jī)的控制裝置、一種相應(yīng)的永磁電機(jī)以及一種相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于監(jiān)測永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子的溫度狀況的方法，所述方法至少包括以下步驟：檢測能夠表征所述永磁電機(jī)的反電動勢u的反電動勢參數(shù)u1和所述永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速ω；和至少基于所述反電動勢參數(shù)u1和所述轉(zhuǎn)速ω，借助于溫度狀況監(jiān)測數(shù)學(xué)模型指示所述轉(zhuǎn)子的溫度狀況，其中，所述溫度狀況監(jiān)測數(shù)學(xué)模型是基于同規(guī)格的永磁電機(jī)預(yù)先建立的，且至少能夠表征所述轉(zhuǎn)子的溫度t與布置在所述轉(zhuǎn)子上的永磁體的磁通量λ之間的關(guān)系。

3、根據(jù)本發(fā)明的一個可選實(shí)施例，所述磁通量λ包括與所述溫度t相關(guān)的分量λ0，所述分量λ0通過所述溫度t的以下二次函數(shù)表征：

4、λ0＝at2+bt+c

5、其中，a、b、c為常數(shù)。

6、根據(jù)本發(fā)明的一個可選實(shí)施例，所述溫度狀況監(jiān)測數(shù)學(xué)模型還建立了所述磁通量λ與所述永磁體自所述溫度狀況監(jiān)測數(shù)學(xué)模型的建立時間點(diǎn)所經(jīng)過的第一時長和/或自所述永磁體磁化形成時間點(diǎn)所經(jīng)過的第二時長之間的關(guān)系。

7、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于永磁電機(jī)的控制裝置、尤其是逆變器，所述控制裝置被配置成用于執(zhí)行根據(jù)上述任一實(shí)施例的方法。

8、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種永磁電機(jī)，包括上述控制裝置。

9、根據(jù)本發(fā)明的一個可選實(shí)施例，所述控制裝置包括：用于獲取所述反電動勢參數(shù)u1的反電動勢獲取單元、用于獲取所述轉(zhuǎn)速ω的轉(zhuǎn)速獲取單元以及至少基于所述反電動勢參數(shù)u1和所述轉(zhuǎn)速ω借助于所述溫度狀況監(jiān)測數(shù)學(xué)模型指示所述轉(zhuǎn)子的溫度狀況的處理器，所述溫度狀況監(jiān)測數(shù)學(xué)模型至少部分被實(shí)施為適于在所述處理器中執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序指令。

10、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、尤其是計(jì)算機(jī)可讀存儲載體，其包括或存儲有計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時能夠執(zhí)行根據(jù)上述任一實(shí)施例的方法。

11、根據(jù)本發(fā)明的某些示例性實(shí)施例，可簡單、可靠地、低成本地監(jiān)測永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的溫度。

技術(shù)特征：

1.一種用于監(jiān)測永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子(11)的溫度狀況的方法，所述方法至少包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述磁通量λ包括與所述溫度t相關(guān)的分量λ0，所述分量λ0通過所述溫度t的以下二次函數(shù)表征：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述溫度狀況監(jiān)測數(shù)學(xué)模型(2)還建立了所述磁通量λ與所述永磁體(112)自所述溫度狀況監(jiān)測數(shù)學(xué)模型(2)的建立時間點(diǎn)所經(jīng)過的第一時長和/或自所述永磁體(112)磁化形成時間點(diǎn)所經(jīng)過的第二時長之間的關(guān)系。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，

6.一種用于永磁電機(jī)的控制裝置(13)，所述控制裝置(13)被配置成用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法。

7.一種永磁電機(jī)，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的永磁電機(jī)，其中，

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的永磁電機(jī)，其中，

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、尤其是計(jì)算機(jī)可讀存儲載體，其包括或存儲有計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時能夠執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明尤其是涉及燃料電池車輛中的各個電機(jī)的轉(zhuǎn)子溫度的監(jiān)測。具體公開了一種用于監(jiān)測永磁電機(jī)、尤其是永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子(11)的溫度狀況的方法，至少包括以下步驟：檢測能表征永磁電機(jī)的反電動勢U的反電動勢參數(shù)U1和永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子(11)的轉(zhuǎn)速ω；至少基于反電動勢參數(shù)U1和轉(zhuǎn)速ω，借助于溫度狀況監(jiān)測數(shù)學(xué)模型(2)指示轉(zhuǎn)子(11)的溫度狀況，其中，溫度狀況監(jiān)測數(shù)學(xué)模型是基于同規(guī)格的永磁電機(jī)預(yù)先建立的，且至少能表征轉(zhuǎn)子(11)的溫度T與布置在轉(zhuǎn)子(11)上的永磁體(112)的磁通量λ之間的關(guān)系。還公開了一種相應(yīng)的用于永磁電機(jī)的控制裝置、一種相應(yīng)的永磁電機(jī)以及一種相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品?？珊唵?、可靠地、低成本地監(jiān)測轉(zhuǎn)子的溫度。

技術(shù)研發(fā)人員：劉質(zhì)冰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：羅伯特·博世有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/10