电机过温的
控制方法探讨
EVH1000
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有业内人士提出一个问题：对于轻卡在过载的时候，如果电机额定扭矩为110Nm，以130Nm/2000rpm持续工作10分钟后电机及电机控制器内IGBT过温。此时如何降低输出功率抑制温升？
从系统设计和电机及电机控制器散热和温度保护及转矩仲裁角度进行回答：
电驱功率（转矩*转速/9545）本身没法降低的，这个是由工况决定。
某车型的CLTC工况分析如下：
图1
CLTC工况车速、电机转矩、电机转速、电机功率
—— 电动车千人会 ——
电机损耗功率主要包括铜耗、铁耗。电机铜耗只取决于电流大小，与转速基本无关，转矩不变电流就不变，因此铜耗也不变。铁耗与频率和电压有关，降低转速意味着降低频率和电压，因此降低转速会减小铁耗。
一般基于电磁设计或者台架测试，得到电机效率map，再初步计算出发热功耗即可。
图2
电机效率map和CLTC工况电机转矩/转速分布
—— 电动车千人会 ——
IGBT损耗功率主要包括开关损耗和导通状态损耗两类，开关损耗的大小主要取决于开关频率和电流大小；导通状态损耗取决于电流大小和管子的导通压降。因此要想降低控制器的温升，一般只能是减小电流和降低开关频率两条途径。
另外，电流大小取决于扭矩，与转速无关，降低转速只是电压有所降低，因此可以通过降低转矩或者减小开关频率（减小开关频率可能导致NVH性能变差，需要综合考虑）来降低IGBT温升。
图3
工况条件电机相电流和IGBT结温估算
—— 电动车千人会 ——
通过以上分析，抑制温升的措施如下：
1） 系统设计：合理设计电机外特性和速比（减/变速器），
（1）电机转矩尽可能小，从而降低电机和电机控制器热功耗。当前电驱的高压化高速化主要就是解决此问题（减小电机转矩，从而降低电机成本/体积/散热）。
（2）优化系统匹配，让电驱尽可能工作在高效区间，从而降低功耗。
2）电驱设计
（1）变频控制。在满足载波比要求的前提下，降低开关频率，从而电机控制器发热功耗。
（2）电机设计。基于电机的铜耗和铁耗分析，进一步提升电机效率，例如用更薄硅钢片（综合考虑成本和工艺）
3）电驱热管理
除了分析电驱发热功耗，电驱系统热管理是核心。通常的做法是，基于电机定子和IGBT NTC温度（也有电机转子和IGBT估算温度），请求冷却环境，例如入口温度和流量。VCU再把此信息发给整车热管理系统，整车热管理去控制风扇和水泵转速，从而实现目标入口温度和流量，满足电驱的散热需求。
4）温度保护/转矩仲裁
除了热管理，为做好温控，避免损坏硬件。基于基于电机定子和IGBT NTC温度（也有电机转子和IGBT估算温度）进行温度保护，决策出合理的目标转矩，是电机控制比较核心的内容，也是实车标定的重要环节（考虑驾驶性）
—— 电动车千人会 ——
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