[发明专利]用于电驱动装置的远程转子参数传感器

说明书

技术领域

本发明涉及用于电动车辆或电动列车的电力驱动装置、电动引擎或引擎以及车辆驱动装置的转子。具体来说，本发明涉及用于电力驱动装置的远程转子参数传感器。

背景技术

由于车辆在燃料经济性方面的改进，燃料电池车辆和混合驱动车辆已经引起了广泛的兴趣。混合驱动车辆包括作为其组件的汽油引擎、传动装置、反相器、电池组、电动机以及其控制器。这种车辆需要高可靠性、高效、每分钟转速可变及控制优良的电动机。

环保要求（如：减少二氧化碳的排放）需要各种驱动车辆改进燃料经济性并强化电机。电动机械及其作为电动车辆或混合驱动车辆中的动力源或附加动力源的用途已广为人知。

现有的具有电力驱动装置的车辆包括具有旋转转子的电动引擎（例如：内部永磁同步电动机或具有所述内部永磁同步电动引擎上安装转子的旋转电动引擎）和车辆驱动装置。典型地，电动引擎的转子包括含具有圆柱支承结构用于接收磁通量生成及磁通量引导组件的转子载体。

存在能胜任不同的操作模式电机，一种电机载驱动模式用于生成驱动车辆的转矩或驱动功率；一种电机在转换模式将车辆的动能转换成电能。在驱动模式下，为了使车辆加速或减速，转子通过与电动引擎的定子的磁相互作用生成驱动力功率或制动转矩。在转换模式下，转子通过机动车的运动旋转并通过与电动引擎的定子的磁相互作用生成电能以输送至车辆电力供应装置。

在两种操作模式下，转子产生的或施加于转子的转矩须从承载转子的支承结构和轴承承受，所述支承结构和轴承需要能够处理机械负载（尤其是在两种操作模式间转换而出现负荷变化时）的结构构造。

在汽车领域，电动和混合驱动汽车正在大量发展。通常的方法包括至少一个到四个强有力的功率在几千瓦至200kW范围内的电动机以给车辆提供功率。由于这些引擎直接影响车辆的驱动，所以是安全性的关键。因此，需要用于电动机的诊断系统。然而，电动引擎或电动机的转子现不存在任何具体的诊断系统。

电动引擎或电动机的转子可能遇到各种各样的错误或故障情况，例如：异步感应电动机的断条或金属部件的附加功率损耗，这可能导致电动机中的磁通量生成组件和/或磁通量引导组件的磁体去磁。

发明内容

本发明目的在于提供用于在电动或混合驱动车辆的电动引擎或电动机中使用的转子的诊断系统。该目的可通过本发明所附独立权利要求的内容来实现。本发明的另外的实施方式分别由从属权利要求限定。

根据本发明的基本理念，提供的系统用于监测和/或诊断电动引擎或电动机，具体来说，用于监测和/或诊断电动或混合驱动车辆中使用的电动引擎或电动机的转子，其中，所述转子由感测一个或多个物理可观察量或操作参数的至少一个传感器监测。本发明可应用于包括转子的任何一种电动引擎或电动机。

本发明一方面存在于这种观测：通过转子的温度升高可发现和检测电动机的至少一些错误或故障情况。根据本发明的实施方式，使用适于感测或测量转子中的温度的温度传感器可监测转子的运行状况。在通过高温或超过转子温度检测出错误或故障的情况下，可将电动机带入安全操作模式，因此可保护电动机以免完全失效。因此，可避免由电动机故障引起的机动车不安全的情况。此外，通过本发明可避免由检测出的错误或故障情形引起的更严重的破坏或电动机彻底崩溃。

根据本发明的另一实施方式，使用适于监测转子的转动频率的加速度传感器。加速度传感器被布置为适于感测转子相对于转子的中心或旋转轴在轴向和/或径向上的加速度或振动。

根据本发明的另一实施方式，使用适于监测转子位置的转子位置传感器。通过转子位置传感器，可检测转子的径向位置。在在转子的某个位置检测到转子的加速运动或振动的情况下，可通过转子位置传感器确定转子相应的径向位置。

加速度传感器布置在转子的一个方向，使得其可用于判定转子位置的径向角度。上侧/下侧传感器的组合允许检查转子位置传感器且避免使用具有360°角分辨率的传感器的必要性；因此，可使用仅有180°角分辨率的传感器。

仍根据本发明的另一实施方式，第一传感器的测量结果用于监测第二传感器的功能性。因此，一个传感器的测量结果可用于确定或监测另一传感器的功能性。

根据本发明的另一实施方式，适于监测在转子处的磁场和/或磁通磁场的磁场传感器和/或天线布置在转子中。例如，可使用该磁场传感器的测量结果激活传感器系统，传感器系统对转子和/或电动机执行进一步的传感器测量。