一种基于新能源汽车电机运行动态自检系统

技术领域

本发明涉及电机检测技术领域。具体而言，涉及一种基于新能源汽车电机运行动态自检系统。

背景技术

由于新能源汽车以其出色的环保特性和动力性能，近年来已经受到市场的高度重视。新能源汽车的市场占有量上升迅猛，但随之而来的安全问题也越发严重，比如汽车的制动系统失灵，电池自燃的问题也屡见不鲜，引起了生产商和用户的高度重视。新能源汽车的电机性能和安全检测技术也成为了相关检测技术领域的重点研究课题。相关的技术方案如CN105680419A公开的一种电机自检系统，进行了电机的局部功能自检；如WO2021075377A1或US2021115871A1公开了对车辆的整体监控方案，但都没有对新能源车的电机进行针对性的自检方案研究。

为了提高新能源汽车电机的自检能力和运转适应性，特作出本发明。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前缺少针对新能源汽车电机的动态自检方案，尤其是能适应不同工况路段进行动态监控和自检的方案，并且结合当前发达的全球定位技术和高速通讯技术，提出一种针对新能源汽车电机运行的动态自检系统。

为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

一种基于新能源汽车电机运行动态自检系统，该自检系统包括：定位系统，传感器组件，主控制模块，通讯组件，远程服务器；所述定位系统用于对汽车进行定位以及追踪；所述传感器组件用于检测电机当前工作状态以及提交相关检测数据；所述主控制模块用于控制本自检系统的工作，以及接入整车的控制系统以配合整车运转；所述通讯组件用于将本自检系统与其他系统进行通讯连接；远程服务器用于数据库更新和存储。

所述定位系统包括了GPS天线，用于接收全球定位卫星信号；信号处理模块，用于在所述GPS天线接收到信号后，处理成数字数据，并进一步提交到计算模块；计算模块，用于将上述的卫星数字信号，通过信号和时间的计算，分析出当前位置和移动轨迹；定位及导航软件，用于配合所述计算模块进行程序运行和并将运算结果提交和作进一步的图形化展示。

所述传感器组件用于检测当前电机的运转工况；所述传感器组件与所述主控制模块连接，提交获得的数据并接收主控制模块的指令。

所述主控制模块包括存储器和中央处理器；所述存储器包括随机存取存储器以及可擦写存储器；所述随机存取存储器用于作为输入数据的缓存，并等待将数据写入所述可擦写存储器；所述可擦写存储器用于存储可执行程序以及数据库；所述中央处理器可调用所述存储器中的可执行程序，并调取所述数据库的数据进行运算。

所述通讯组件包括基于有线连接，无线短距连接，无线遥距连接的通讯模块；所述通讯组件连接上述定位装置、传感器组件及主控制模块，用于将上述部分进行数据交换；所述通讯组件将本自检系统与整车控制系统进行接入，用于配合整车的控制；所述通讯组件与远程服务器进行连接，用于提交和接收检测数据和控制指令。

所述远程服务器用于提供所述定位系统的地图数据库及导航数据库，并对所述自检系统提供支援服务。

所述地图数据库上预先设定一系列检查点座标；所述主控制模块的存储器中存储有数据库；所述数据库中包括第一数据库；所述第一数据库包括上述检查点座标，以及由标准实验车辆测得的，在指定检查点时的电机标准工况数据；所述数据库包括第二数据库，用于记录实际运行车辆在到达检查点时的电机实际工况数据。

所述定位系统实时定位车辆位置及行驶规迹，当汽车在常规运行，未进入所述任何检查点前，所述主控制模块设定为弱自检模式，对本车电机进行例行检查和监控；当汽车进入检查点后，主控制模块设定本自检系统进入强自检模式，读取所述第一数据库的标准工况数据；同时所述传感器组件开始对电机进行高频次检查，记录实际工况数据；所述主控制模块对上述标准工况数据和实际工况数据进行比对，计算系列工况数据是否超出阈值；若超出阈值，则针对超出部分再进行第二阶段检查和监控，并提交预警信号到汽车的控制系统，对驾驶人员进行预警；当工况数据没有超出阈值，并且汽车离开检查点或检查路段后，结束强自检模式，再次进入弱自检模式。

本发明所取得的有益效果是：

1.本动态自检系统结合了定位和轨迹跟踪功能，综合考虑不同路况对电机的实际影响，实现动态的检测阈值调整；

2.本发明存储的数据库可采用远程更新的方式，持续由实验室更新参考数据，以提高检测基准值的可信程度；

3.本发明通过设定多种自检模式，尽可能减小对系统的资源消耗，提高运算效率；

4.本发明因应了新能源汽车采用电机的特点，部署方式简洁，模块化程度高，应用成本相对降低；

5.本发明通过预留更多的模块接口，今后可进行方案升级，对汽车的其他模块进行动态监控。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1为本发明的工作流程示意图；

图2为本发明在通过常规检查路段前切换自检模式的示意图；

图3为本发明在通过拥堵路段前切换自检模式的示意图；

图4为传感器组件在切换到强自检模式后提高检测频率的示意图；

图5为测得的电机在不同工况下的电机转速—扭矩示意图；

附图标号说明：101-第一检查点座标；102-第二检查点座标；103-易拥堵路段检查点；104-弱自检模式的触发周期；105-强自检模式的触发周期。

具体实施方式

为了使得本发明的目的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统.方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统.方法.特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”.“下”.“左”.“右”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组件必须具有特定的方位.以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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。

实施例一：

一种基于新能源汽车电机运行动态自检系统，该自检系统包括：定位系统，传感器组件，主控制模块，通讯组件；所述定位系统用于对汽车进行定位以及追踪；所述传感器组件用于检测电机当前工作状态以及提交相关检测数据；所述主控制模块用于控制本自检系统的工作，以及接入整车的控制系统以配合整车运转；所述通讯组件用于将本自检系统的数据和反馈的结果与其他系统进行通讯连接；

所述定位系统包括了GPS天线，用于接收全球定位卫星信号；信号处理模块，用于在所述GPS天线接收到信号后，处理成数字数据，并进一步提交到计算模块；计算模块，用于将上述的卫星数字信号，通过信号和时间的计算，分析出当前位置和移动轨迹；定位及导航软件，用于配合所述计算模块进行程序运行和并将运算结果提交和作进一步的图形化展示；

所述传感器组件用于检测当前电机的运转工况，包括转速、扭矩、输入相电压、输入相电流、电流频率、温度、振动；所述传感器组件包括温度传感器、电压传感器，振动传感器，功率计，声音传感器等；所述传感器组件与所述主控制模块连接，提交获得的数据并接收主控制模块的指令进行工作；

所述主控制模块包括存储器和中央处理器；所述存储器包括随机存取存储器以及可擦写存储器；所述随机存取存储器用于作为输入数据的缓存，并等待将数据写入所述可擦写存储器；所述可擦写存储器用于存储可执行程序以及数据库；所述中央处理器可调用所述存储器中的可执行程序，并调取所述数据库的数据进行运算；

所述通讯组件包括基于有线连接，无线短距连接，无线遥距连接的通讯模块；所述通讯组件连接上述定位装置、传感器组件及主控制模块，用于将上述部分进行数据交换；所述通讯组件将本自检系统与整车控制系统进行接入，用于配合整车的控制；所述通讯组件与远程服务器进行连接，用于提交和接收检测数据和控制指令；

所述定位系统在地图上预先设定一系列检查点座标；检查点的选取一般考虑在多次的实验中，在实验车辆通过该检查点时，电机工况都表现出高度一致的路段，例如高速公路的某个直线路段的一测试点，对于同一型号车辆，在多次的模拟实验以及真实交通状况中，通过该测试点时的速度不存在太大偏差；计算中，可测出车辆每次通过时的速度，再计算总体的速度均方差值，用于考量每次平均速度的离散程度，使用以下公式：

其中σ为测试中速度的标准差，V

可选地，检查点可选在某个长直斜坡路段，通过所述传感器组件，测量得到车体的倾斜角度，电机输出扭矩，速度等指标都能符合标准差的阈值内，同样可选为检查点之一；

可选地，可选定两个检查点之间的唯一通过路段作为检查路段；选定检查路段的开始座标，作为第一检查点；选定检查点的结束座标，作为第二检查点；

所述数据库中包括第一数据库；所述第一数据库包括上述检查点座标，以及由标准实验车辆测得的在指定检查点时的电机标准工况数据；所述数据库包括第二数据库，用于记录实际运行车辆在到达检查点时的电机实际工况数据；上述测定的工况包括电机的转速、功率、扭矩，对于同步永磁电机或其他种类电机，包括电机的各相电压、电流以及相位差，优选地，检查包括电机的温度、振动、噪声等工况；

所述定位系统实时定位车辆位置及行驶规迹，当汽车在常规运行，未进入所述任何检查点前，所述主控制模块设定为弱自检模式，对本车电机进行例行检查和监控；所述弱自检模式，包括对所述电机的检查频率降低为第一频率，对所述的传感器组件实施轮询机制，放宽测试阈值为电机出厂设定的默认阈值等；当汽车即将进入第一检查点，比如设定离第一检查点100米距离或者1秒时间，所述主控制模块设定本自检系统进入强自检模式；所述强自检模式包括第二自检模式；进入第二自检模式后，读取所述第一数据库的标准工况数据；同时所述传感器组件开始对电机检查频率升高为高频次检查，对所述传感器组件实施并发检测并记录实际工况数据；所述主控制模块对上述标准工况数据和实际工况数据进行逐项比对，计算所有工况数据是否超出阈值；若超出阈值，则针对超出部分再进行第二阶段检查和监控，并提交预警信号到汽车的控制系统，对驾驶人员进行预警；当工况数据没有超出阈值，并且汽车离开检查点或检查路段后，结束第二自检模式，再次进入弱自检模式。

实施例二：

本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；一种基于新能源汽车电机运行动态自检系统，该自检系统包括：定位系统，传感器组件，主控制模块，通讯组件；所述定位系统用于对汽车进行定位以及追踪；所述传感器组件用于检测电机当前工作状态以及提交相关检测数据；所述主控制模块用于控制本自检系统的工作，以及接入整车的控制系统以配合整车运转；所述通讯组件用于将本自检系统的数据和反馈的结果与其他系统进行通讯连接；

所述定位系统包括了GPS天线，用于接收全球定位卫星信号；信号处理模块，用于在所述GPS天线接收到信号后，处理成数字数据，并进一步提交到计算模块；计算模块，用于将上述的卫星数字信号，通过信号和时间的计算，分析出当前位置和移动轨迹；定位及导航软件，用于配合所述计算模块进行程序运行和并将运算结果提交和作进一步的图形化展示。

所述传感器组件用于检测当前电机的运转工况，包括转速、扭矩、输入相电压、输入相电流、电流频率，电机的温度、振动、倾斜角度、位移加速度等；所述传感器组件与所述主控制模块连接，提交获得的数据并接收主控制模块的指令进行工作；

所述主控制模块包括存储器和中央处理器；所述存储器包括随机存取存储器以及可擦写存储器；所述随机存取存储器用于作为输入数据的缓存，并等待将数据写入所述可擦写存储器；所述可擦写存储器用于存储可执行程序以及数据库；所述中央处理器可调用所述存储器中的可执行程序，并调取所述数据库的数据进行运算；

所述通讯组件包括基于有线连接，无线短距连接，无线遥距连接的通讯模块；所述通讯组件连接上述定位装置、传感器组件及主控制模块，用于将上述部分进行数据交换；所述通讯组件将本自检系统与整车控制系统进行接入，用于配合整车的控制；所述通讯组件与远程服务器进行连接，用于提交和接收检测数据和控制指令；

所述远程服务器用于提供所述定位系统的地图数据库及导航数据库，并对所述自检系统提供支援服务；

所述定位系统在地图上预先设定一系列检查点座标；所述数据库中包括第一数据库；所述第一数据库包括上述检查点座标，以及由标准实验车辆测得的在指定检查点时的电机标准工况数据；所述数据库包括第二数据库，用于记录实际运行车辆在到达检查点时的电机实际工况数据；

在该实施例中，对所述检查点进行分类；选取检查点的原则，包括上述实施例一中所述选取电机工况一致性高的位置，作为常规检查点；进一步地，增加其他条件选择，选定特殊检查点，例如：

1.参考交通事故分析，选择近7日内事故高发路段；

2.对上、下班高峰期内的拥堵路段进行分析，选定汽车高频次加速起动和刹车路段；

3.危险场所附近路段，例如加油站、发电厂、矿场等；

针对上述特殊路段，在地图系统中增加特殊检查点，并进行标注；所述主控制模块在进入特殊检查点前，切换强自检模式，并且所述强自检模式包括第三自检模式；所述第三自检模式包括提高所述传感器组件的检查频率，提高所述传感器组件对峰值数据的宽容度，提高所述通讯组件的数据交换带宽以及传输功率等，以保证自检系统处于兴奋且高频次的工作状态；

所述定位系统实时定位车辆位置及行驶规迹，当汽车在常规运行，未进入所述任何检查点前，所述主控制模块设定为弱自检模式，对本车电机进行例行检查和监控；当汽车进入预定检查点后，主控制模块设定本自检系统切换适合的自检模式，包括所述的第二自检模式和第三自检模式，以适应不同的路段特殊性；所述主控制模块计算有关工况数据是否超出阈值；若超出阈值，则针对超出部分再进行第二阶段检查和监控，并提交预警信号到汽车的控制系统，对驾驶人员进行预警；当工况数据没有超出阈值，并且汽车离开检查点后，再次进入弱自检模式。

实施例三：

一种基于新能源汽车电机运行动态自检系统，该自检系统包括：定位系统，传感器组件，主控制模块，通讯组件；所述定位系统用于对汽车进行定位以及追踪；所述传感器组件用于检测电机当前工作状态以及提交相关检测数据；所述主控制模块用于控制本自检系统的工作，以及接入整车的控制系统以配合整车运转；所述通讯组件用于将本自检系统的数据和反馈的结果与其他系统进行通讯连接。

所述定位系统包括了GPS天线，用于接收全球定位卫星信号；信号处理模块，用于在所述GPS天线接收到信号后，处理成数字数据，并进一步提交到计算模块；计算模块，用于将上述的卫星数字信号，通过信号和时间的计算，分析出当前位置和移动轨迹；定位及导航软件，用于配合所述计算模块进行程序运行和并将运算结果提交和作进一步的图形化展示。

所述传感器组件用于检测当前电机的运转工况，包括转速、扭矩、输入相电压、输入相电流、电流频率、温度、振动；所述传感器组件与所述主控制模块连接，提交获得的数据并接收主控制模块的指令进行工作；

所述主控制模块包括存储器和中央处理器；所述存储器包括随机存取存储器以及可擦写存储器；所述随机存取存储器用于作为输入数据的缓存，并等待将数据写入所述可擦写存储器；所述可擦写存储器用于存储可执行程序以及数据库；所述中央处理器可调用所述存储器中的可执行程序，并调取所述数据库的数据进行运算；

所述通讯组件包括基于有线连接，无线短距连接，无线遥距连接的通讯模块；所述通讯组件连接上述定位装置、传感器组件及主控制模块，用于将上述部分进行数据交换；所述通讯组件将本自检系统与整车控制系统进行接入，用于配合整车的控制；所述通讯组件与远程服务器进行连接，用于提交和接收检测数据和控制指令；

所述定位系统在地图上预先设定一系列检查点座标；所述数据库中包括第一数据库；所述第一数据库包括上述检查点座标，以及由标准实验车辆测得的在指定检查点时的电机标准工况数据；所述数据库包括第二数据库，用于记录实际运行车辆在到达检查点时的电机实际工况数据；

进一步的，所述远程服务器用于提供所述定位系统的地图数据库及导航数据库支援服务；所述传感器组件配合整车的控制系统，记录驾驶人员的驾驶习惯和特点，同时所述传感器组件记录在特定驾驶条件下的电机工况特点，例如：

1.在通过高速路段的检查点时，驾驶人员习惯以95公里时速，或者100公里时速通过；对应地，电机具有不同的转速和供电输入频率；

2.在拥堵路段，驾驶人员习惯以平顺方式起动，或者激烈方式起动；对应地，电机扭矩和输入电压的变化曲线具有不同特点；

3.在夜晚时分，驾驶人员习惯在多弯路段将车速降到比白天更低水平；对应地，电机的转速和扭矩水平都会降低；

所述传感器组件长期记录电机的工况数据，并上传到所述远程服务器的数据库中；所述远程服务器通过机器学习，形成驾驶员的驾驶特性模型，配合各检查点的特点，形成具有个性化特点的第一数据库作为该车辆的第一数据库；进一步的，通过计算机模拟实验，调整相应的检测阈值，以适应驾驶员的特点，提高电机的自检准确度和效率。

所述定位系统实时定位车辆位置及行驶规迹，当汽车在常规运行，未进入所述任何检查点前，所述主控制模块设定为弱自检模式，对本车电机进行例行检查和监控；当汽车进入预定检查点后，所述主控制模块设定本自检系统切换适合的自检模式，包括所述的第二自检模式和第三自检模式，以适应不同的路段特殊性；所述主控制模块计算有关工况数据是否超出阈值；若超出阈值，则针对超出部分再进行第二阶段检查和监控，并提交预警信号到汽车的控制系统，对驾驶人员进行预警；当工况数据没有超出阈值，并且汽车离开检查点后，再次进入弱自检模式；

本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。