CN105270199A - 电机控制器及具有其的电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机控制器，包括：能量存储单元，通过高压控制开关与动力电池相连；检测模块，用于检测能量存储单元的电压；低压蓄电池；电压转换模块，以将存储的高压电转换为低压电后为低压蓄电池充电；控制器，以在电机控制器下电且能量存储单元的电压高于低压蓄电池的电压时，控制电压转换模块启动以对能量存储单元进行主动放电。本发明实施例的电机控制器，通过将存储的高压电转换为低压电为低压蓄电池充电，实现能量存储单元的主动放电，节约能源，更好地保证电动汽车的安全性。本发明还公开了一种电动汽车。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种电机控制器及具有其的电动汽车。
背景技术
目前，电机驱动通常由高压的电池组(PACK)块提供能量，其高压在400V以上，当高压线上的正负极继电器断开后，高压正负极两端的DCLINK电容仍然储存高压能量，一旦不及时释放，则会存在安全隐患。
相关技术中，释放DCLINK电容内储存的高压能量的方式包括：主动放电与被动放电，其中，被动放电一般是在高压的正负极两端增加一个放电电阻，实现通过放电电阻进行放电的方式释放存储的高压能量，但是放电时间较长；主动放电一般是通过MCU(MicrocontrollerUnit，电机控制器)控制驱动板的IGBT进行放电，实现通过高压的方式进行放电，但是同样存在安全隐患。因此，相关技术的放电方式不但浪费能源，时间较长，而且安全性较低，有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种电机控制器。该电机控制器能够保证放电的安全性，而且减少能量的损耗。
本发明的另一个目的在于提出一种电动汽车
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电机控制器，包括：能量存储单元，所述能量存储单元通过高压控制开关与动力电池相连；检测模块，用于检测所述能量存储单元的电压；低压蓄电池；电压转换模块，所述电压转换模块的高压侧与所述能量存储单元相连且低压侧与所述低压蓄电池相连，以将所述能量存储单元存储的高压电转换为低压电后为所述低压蓄电池充电；以及控制器，所述控制器分别与所述检测模块和所述电压转换模块相连，以在所述电机控制器下电且所述能量存储单元的电压高于所述低压蓄电池的电压时，控制所述电压转换模块启动以对所述能量存储单元进行主动放电。
根据本发明实施例提出的电机控制器，在电机控制器下电且能量存储单元的电压高于蓄电池的电压时，通过将能量存储单元存储的高压电转换为低压电后为低压蓄电池充电，实现能量存储单元的主动放电，不但最大限度提供放电的安全性，更好地保证电动汽车的安全性，而且减少了放电的能量损失，减少能量的损耗，节约能源。
另外，根据本发明上述实施例的电机控制器还可以具有如下附加的技术特征：
进一步的，在本发明的一个实施例中，所述电机控制器还包括：设置在所述控制器和所述电压转换模块之间的放电控制开关，所述控制器通过所述放电控制开关控制所述电压转换模块的启动和关闭，其中，当所述电机控制器下电且所述能量存储单元的电压高于所述低压蓄电池的电压时，所述控制器控制所述放电控制开关闭合以启动所述电压转换模块。
优选地，在本发明的一个实施例中，所述放电控制开关可以为MOS管。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述能量存储单元可以为DCLINK电容，所述高压控制开关包括第一高压开关和第二高压开关，所述DCLINK电容的一端通过所述第一高压开关与所述动力电池的正极相连，所述DCLINK电容的另一端通过所述第二高压开关与所述动力电池的负极相连。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述检测模块包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述DCLINK电容的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述控制器相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端接地。
优选地，在本发明的一个实施例中，所述电压转换模块可以为变压器。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述变压器的初级线圈的一端与所述DCLINK电容的一端相连，所述初级线圈的另一端与所述放电控制开关相连，所述变压器的次级线圈与所述低压蓄电池相连。
优选地，在本发明的一个实施例中，所述控制器可以为单片机。
本发明另一方面实施例提出了一种电动汽车，其包括上述的电机控制器。
根据本发明实施例提出的电动汽车，在电机控制器下电且能量存储单元的电压高于蓄电池的电压时，通过将能量存储单元存储的高压电转换为低压电后为低压蓄电池充电，实现能量存储单元的主动放电，不但最大限度提供放电的安全性，更好地保证电动汽车的安全性，而且减少了放电的能量损失，减少能量的损耗，节约能源。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为相关技术中被动放电的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的电机控制器的结构示意图；
图3为根据本发明一个具体实施例的电机控制器的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面在描述根据本发明实施例提出的电机控制器及具有其的电动汽车之前，先来简单描述一下相关技术中的放电原理。
参照图1所示，DCLINK电容的被动放电主要是由被动放电电阻放电，即现有的技术被动放电一般是在高压的正负极两端追加一个电阻，该方式放电时间长。
举例而言，放电时间为：初始电压为E的电容C通过R放电，V0＝E，Vu＝0，故电容器放电，任意时刻t，电容上的电压为：Vt＝E*exp(-t/RC)，Vt＝E*exp(-t/RC)，t＝RCLn[E/Vt]。以上exp()表示以e为底的指数；Ln()是e为底的对数。当放电电阻是64.3K、电容的容值是1130uF时，放电时间(s)：T＝R*C*(ln95％/5％)＝269.409S。
因此，通过以上公式计算被动放电时间可以得知，被动放电的放电较长。
另外，相关技术中通过高压IGBT驱动方式主动放电为在高压区控制通过MCU控制驱动板的IGBT进行放电，具体为：当高压掉电后，MCU控制电机控制器的驱动板的IGBT，使U、V、W三项同时打开上桥臂，然后再同时打开下桥臂，把能量消耗掉。然而，通过高压的方式进行放电，同样存在安全隐患。
以上两种方式把相关的能量全部通过放电的方式进行释放，不但浪费能源，消耗时间较长，而且无法保证放电过程中的安全性。
本发明正是基于上述问题，而提出了一种电机控制器及具有其的电动汽车。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电机控制器及具有其的电动汽车，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的电机控制器。参照图2所示，该电机控制器10包括：能量存储单元100、检测模块200、低压蓄电池300、电压转换模块400与控制器500。
其中，能量存储单元100通过高压控制开关20与动力电池30相连。检测模块200用于检测能量存储单元的电压。电压转换模块400的高压侧与能量存储单元100相连且低压侧与低压蓄电池300相连，以将能量存储单元100存储的高压电转换为低压电后为低压蓄电池300充电。控制器500分别与检测模块200和电压转换模块400相连，以在电机控制器10下电且能量存储单元100的电压高于低压蓄电池300的电压时，控制电压转换模块400启动以对能量存储单元100进行主动放电。本发明实施例的电机控制器10可以通过将存储的高压电转换为低压电为低压蓄电池300充电，实现能量存储单元100的主动放电，节约能源，更好地保证电动汽车的安全性。
进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图3所示，能量存储单元100可以为DCLINK电容，高压控制开关20包括第一高压开关201和第二高压开关202，DCLINK电容的一端通过第一高压开关201与动力电池30的正极相连，DCLINK电容的另一端通过第二高压开关202与动力电池30的负极相连。
也就是说，能量存储单元100为高压端的DCLINK电容，其中，DCLINK电容在高压掉电后的一段时间会保持相当的能量。
进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图3所示，检测模块200包括：第一电阻R1和第二电阻R2。其中，第一电阻R1的一端与DCLINK电容的一端相连，第一电阻R1的另一端与控制器500相连。第二电阻R2的一端与第一电阻R1的另一端相连，第二电阻R2的另一端接地。
简言之，检测模块200可以为高压采集电路，其中，高压采集电路用于采集高压掉电后高压端的电压。
优选地，在本发明的一个实施例中，参照图3所示，电压转换模块400可以为变压器。
简言之，电压转换模块400可以为变压器转换电路，其中，变压器转换电路用于将能量存储单元100的高压电转化为低压电。
具体地，在本发明的一个实施例中，参照图3所示，变压器的初级线圈的一端与DCLINK电容的一端相连，初级线圈的另一端与放电控制开关600相连，变压器的次级线圈与低压蓄电池300相连。
进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图3所示，电机控制器10还包括：放电控制开关600。其中，放电控制开关600设置在控制器500和电压转换模块400之间，控制器500通过放电控制开关600控制电压转换模块400的启动和关闭，其中，当电机控制器10下电且能量存储单元100的电压高于低压蓄电池300的电压时，控制器500控制放电控制开关600闭合以启动电压转换模块400。
优选地，在本发明的一个实施例中，参照图3所示，放电控制开关600可以为MOS管。
简言之，放电控制开关600可以为MOS管控制电路，其中，MOS管控制电路用于控制变压器转换电路的通断。
另外，在本发明的一个实施例中，参照图3所示，控制器500可以为单片机处理芯片，其中，单片机处理芯片用于信号采集及电路控制。
在本发明的另一个实施例中，在电机控制器10下电且能量存储单元100的电压高于低压蓄电池300的电压时，控制器500可以控制电压转换模块400启动，以将能量存储单元100存储的高压电转换为低压电后为低压端的电控单元实用，实现能量存储单元100的主动放电。
具体而言，参照图3所示，当控制给电机40供电的正负极继电器断开后，即第一高压开关201与第二高压开关202断开之后，电机控制器10下电，首先通过电压采集电路采集能量存储单元100的电压，即检测模块200检测能量存储单元100的电压，当采集的电压大于低压蓄电池300(例如铅酸电池)的电压，单片机处理芯片向MOS管控制发送指令，唤醒变压器转换电路，即控制器500通过放电控制开关600控制电压转换模块400的启动，以将能量存储单元100的高压电转化为低压电，从而将能量充到低压蓄电池或供低压ECU使用，直到高压采集电路采集的电压小于低压蓄电池300的电压，单片机处理芯片向MOS管控制发送指令，关断变压器转换电路，即控制器500通过放电控制开关600控制电压转换模块400的关闭，变压器不再进行能量转换。
根据本发明实施例提出的电机控制器，在电机控制器下电且能量存储单元的电压高于蓄电池的电压时，通过将能量存储单元存储的高压电转换为低压电后为低压蓄电池充电，实现能量存储单元的主动放电，或者将高压电转换为低压的ECU(ElectronicControlUnit，电子控制单元)使用，不但最大限度提供放电的安全性，更好地保证电动汽车的安全性，消除放电过程中的安全隐患，而且减少了放电的能量损失，减少能量的损耗，节约能源。
此外，本发明实施例还提出了一种电动汽车，该电动汽车包括上述的电机控制器。该电动汽车在电机控制器下电且能量存储单元的电压高于蓄电池的电压时，通过将能量存储单元存储的高压电转换为低压电后为低压蓄电池充电，实现能量存储单元的主动放电，或者将高压电转换为低压的ECU使用，不但最大限度提供放电的安全性，保证放电的安全性，更好地消除放电过程中的安全隐患，而且减少了放电的能量损失，减少能量的损耗，节约
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种电机控制器，其特征在于，包括：
能量存储单元，所述能量存储单元通过高压控制开关与动力电池相连；
检测模块，用于检测所述能量存储单元的电压；
低压蓄电池；
电压转换模块，所述电压转换模块的高压侧与所述能量存储单元相连且低压侧与所述低压蓄电池相连，以将所述能量存储单元存储的高压电转换为低压电后为所述低压蓄电池充电；以及
控制器，所述控制器分别与所述检测模块和所述电压转换模块相连，以在所述电机控制器下电且所述能量存储单元的电压高于所述低压蓄电池的电压时，控制所述电压转换模块启动以对所述能量存储单元进行主动放电。
2.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，还包括：
设置在所述控制器和所述电压转换模块之间的放电控制开关，所述控制器通过所述放电控制开关控制所述电压转换模块的启动和关闭，
其中，当所述电机控制器下电且所述能量存储单元的电压高于所述低压蓄电池的电压时，所述控制器控制所述放电控制开关闭合以启动所述电压转换模块。
3.根据权利要求2所述的电机控制器，其特征在于，所述放电控制开关为MOS管。
4.根据权利要求2所述的电机控制器，其特征在于，所述能量存储单元为DCLINK电容，所述高压控制开关包括第一高压开关和第二高压开关，所述DCLINK电容的一端通过所述第一高压开关与所述动力电池的正极相连，所述DCLINK电容的另一端通过所述第二高压开关与所述动力电池的负极相连。
5.根据权利要求4所述的电机控制器，其特征在于，所述检测模块包括：
第一电阻，所述第一电阻的一端与所述DCLINK电容的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述控制器相连；
第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端接地。
6.根据权利要求4所述的电机控制器，其特征在于，所述电压转换模块为变压器。
7.根据权利要求6所述的电机控制器，其特征在于，所述变压器的初级线圈的一端与所述DCLINK电容的一端相连，所述初级线圈的另一端与所述放电控制开关相连，所述变压器的次级线圈与所述低压蓄电池相连。
8.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述控制器为单片机。
9.一种电动汽车，其特征在于，包括：根据权利要求1-8任一项所述的电机控制器。
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