CN105416088A - 一种基于永磁电机反电势保护装置的整车动力*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及永磁电动机领域，尤其涉及一种基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***。在电机控制器与电机的通路上增设保护装置，该保护装置设有第一级保护装置和第二级保护装置，将三个固态继电器分别设置在三相电的通路上作为第一级保护装置，检测装置实时检测通路上的电流值和电压值，当出现弱磁失效情况时，控制固态继电器执行断路后并继续检测，正常情况通过固态继电器就能够实现保护装置的目的，但本发明的保护装置是考虑到第一级保护装置失效的情况，即通路上还存在电流和电压，此时检测装置与外置的整车控制器进行通信，告知第一级保护失效，整车控制器会触发第二级保护装置执行断路，从而避免弱磁失效情况下持续充电的危险。

Description

一种基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***
技术领域
本发明涉及永磁电动机领域，尤其涉及一种基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***。
背景技术
随着国家新能源汽车的大力推广，新能源汽车在保证续航里程的前提下要求大幅提高电动机的工作效率，推出了采用永磁同步电机的方案，充分利用永磁同步电机能量密度大，效率高的优势的同时，也同样带来电控弱磁失效后电机反电动势失控的隐患。
在电机控制器弱磁失效时，电机通过三相回路进行逆向整流，其电压随着当前电机转速即当前车速提高而上升，如遇持续坡情况下，整车持续高速则反向电动势电压持续增高，在电机控制器弱磁失效情况下电机通过电机控制器内置IGBT回路对储能装置(锂电池、超级电容等)进行持续充电，就有可能对储能装置造成过度充电，导致起火或***的可能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种安全可靠的基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***，包括储能装置、电机控制器和电机，所述储能装置与电机控制器电连接，所述电机控制器通过三相电与电机电连接，还包括保护装置；所述保护装置设置在电机控制器与电机之间的三相通路上；
所述保护装置包括第一级保护装置、检测装置和第二级保护装置；
所述第一级保护装置包括第一固态继电器、第二固态继电器和第三固态继电器；所述第一固态继电器、第二固态继电器和第三固态继电器分别设置在三相电的三条通路上并分别与检测装置电连接；
所述第一固态继电器与电机的通路上设有与检测装置电连接的第一采样点；所述第二固态继电器与电机的通路上设有与检测装置电连接的第二采样点；所述第三固态继电器与电机的通路上设有与检测装置电连接的第三采样点；
所述第二级保护装置为断路器；所述断路器包括控制断路器导通或断开状态的脱扣开关；所述断路器的辅助触点与检测装置电连接；
所述脱扣开关、检测装置分别与外置的整车控制器连接；
所述检测装置检测第一采样点、第二采样点、第三采样点的电压和电流数据并发送检测结果给整车控制器；
所述整车控制器接收检测装置发送来的检测结果。
本发明的有益效果在于：在电机控制器与电机的通路上增设保护装置，为提升安全可靠性，该保护装置设有第一级保护装置和第二级保护装置，将三个固态继电器分别设置在三相电的通路上作为第一级保护装置，检测装置实时检测通路上的电流值和电压值，当出现弱磁失效情况时，检测装置控制三个固态继电器执行断路后并继续检测，正常情况下通过固态继电器就能够实现保护装置的目的，但本发明提供的保护装置的设计是考虑到当出现第一级保护装置失效的情况，即为三个固态继电器执行断路后通路上还存在电流和电压，此时检测装置与外置的整车控制器进行通信，告知第一级保护失效，整车控制器会触发第二级保护装置(断路器)执行断路，从而避免弱磁失效情况下持续充电的危险。第一级保护装置采用固态继电器属于电子开关，第二级保护装置采用断路器属于机械开关，第二级的安全性优于第一级；从切断可靠性来讲，机械式优于电子式。因此将可靠性更高的断路器作为最后一道防线。
需要说明的是：正常情况下，断路器是闭合的，类似于短路线。
附图说明
图1为本发明的基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***的结构示意图；
标号说明：
1、储能装置；2、电机控制器；3、电机；4、保护装置；41、第一级保护装置；411、第一固态继电器；412、第二固态继电器；413、第三固态继电器；42、检测装置；421、第一采样点；422、第二采样点；423、第三采样点；43、第二级保护装置；431、脱扣开关；432、辅助触点；5、整车控制器。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：在电机控制器与电机的通路上增设保护装置，所述保护装置设有第一级保护装置(固态继电器)和第二级保护装置(断路器)，进一步提升安全可靠性。
请参照图1，本发明提供的一种基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***，包括储能装置1、电机控制器2和电机3，所述储能装置1与电机控制器2电连接，所述电机控制器2通过三相电与电机3电连接，还包括保护装置4；所述保护装置4设置在电机控制器2与电机3之间的三相通路上；
所述保护装置4包括第一级保护装置41、检测装置42和第二级保护装置43；
所述第一级保护装置41包括第一固态继电器411、第二固态继电器412和第三固态继电器413；所述第一固态继电器411、第二固态继电器412和第三固态继电器413分别设置在三相电的三条通路上并分别与检测装置42电连接；
所述第一固态继电器411与电机3的通路上设有与检测装置42电连接的第一采样点421；所述第二固态继电器412与电机3的通路上设有与检测装置42电连接的第二采样点422；所述第三固态继电器413与电机3的通路上设有与检测装置42电连接的第三采样点423；
所述第二级保护装置43为断路器；所述断路器包括控制断路器导通或断开状态的脱扣开关431；所述断路器的辅助触点432与检测装置42电连接；
所述脱扣开关431、检测装置42分别与外置的整车控制器5连接；
所述检测装置42检测第一采样点421、第二采样点422、第三采样点423的电压和电流数据并发送检测结果给整车控制器5；
所述整车控制器5接收检测装置42发送来的检测结果。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在电机控制器与电机的通路上增设保护装置，为提升安全可靠性，该保护装置设有第一级保护装置和第二级保护装置，将三个固态继电器分别设置在三相电的通路上作为第一级保护装置，检测装置实时检测通路上的电流值和电压值，当出现弱磁失效情况时，检测装置控制三个固态继电器执行断路后并继续检测，正常情况下通过固态继电器就能够实现保护装置的目的，但本发明提供的保护装置的设计是考虑到当出现第一级保护装置失效的情况，即为三个固态继电器执行断路后通路上还存在电流和电压，此时检测装置与外置的整车控制器进行通信，告知第一级保护失效，整车控制器会触发第二级保护装置(断路器)执行断路，从而避免弱磁失效情况下持续充电的危险。第一级保护装置采用固态继电器属于电子开关，第二级保护装置采用断路器属于机械开关，第二级的安全性优于第一级；从切断可靠性来讲，机械式优于电子式。因此将可靠性更高的断路器作为最后一道防线。
进一步的，所述检测装置42通过CAN总线与整车控制器5通信。
进一步的，所述检测装置42包括整流电路、电压采样电路、电流采样电路和控制器；所述整流电路、电压采样电路和电流采样电路分别与控制器电连接。
由上述描述可知，通过电压采样电路采样通路上采样点的电压值，电流采样电路采样通路上采样点的电流值，并实时反馈给控制器。
进一步的，所述控制器包括第一数据传输通道和第二数据传输通道；所述第一数据传输通道与电压采样电路的输出端电连接；所述第二数据传输通道与电流采样电路的输出端电连接。
由上述描述可知，第一数据传输通道与电压采样电路的输出端电连接，用来传输电压值数据，第二数据传输通道与电流采样电路的输出端电连接，用来传输电流值数据，采用两个数据传输通道的目的是为了防止数据传输过程中的干扰等影响。
进一步的，所述第一数据传输通道与第二数据传输通道之间设有隔离通道。
由上述描述可知，隔离通道的作用是防止数据传输过程中的干扰等影响，起到安全可靠的作用。
请参照图1，本发明的实施例一为：
图1中需要说明的是：U、V、W表示三相电的通路，Q1、Q2、Q3分别表示第一固态继电器411、第二固态继电器412、第三固态继电器413，其中Q1可以设置在U、V、W中任意一条通路上，Q2、Q3同理，只需要满足每条通路上设置一个固态继电器即可。另外K0表示断路器，M表示电机3(也可以称为驱动电机)。
本发明提供的一种基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***，包括储能装置1、电机控制器2和电机3M，所述储能装置1与电机控制器2电连接，所述电机控制器2通过三相电(U、V、W)与电机3M电连接，还包括保护装置4；所述保护装置4设置在电机控制器2与电机3M之间的三相通路上；
所述保护装置4包括第一级保护装置41、检测装置42和第二级保护装置43；
所述第一级保护装置41包括第一固态继电器411Q1、第二固态继电器412Q2和第三固态继电器413Q3；所述第一固态继电器411Q1、第二固态继电器412Q2和第三固态继电器413Q3分别设置在三相电的三条通路上并分别与检测装置42电连接；
所述第一固态继电器411Q1与电机3M的通路上设有与检测装置42电连接的第一采样点421；所述第二固态继电器412Q2与电机3M的通路上设有与检测装置42电连接的第二采样点422；所述第三固态继电器413Q3与电机3M的通路上设有与检测装置42电连接的第三采样点423；
所述第二级保护装置43为断路器K0；所述断路器K0包括控制断路器导通或断开状态的脱扣开关431；所述断路器的辅助触点432与检测装置42电连接；
所述脱扣开关431、检测装置42分别与外置的整车控制器5连接；
所述检测装置42检测第一采样点421、第二采样点422、第三采样点423的电压和电流数据并发送检测结果给整车控制器5；
所述整车控制器5接收检测装置42发送来的检测结果。
其中，所述检测装置42通过CAN总线与整车控制器5通信。
上述的检测装置42包括整流电路、电压采样电路、电流采样电路和控制器；所述整流电路、电压采样电路和电流采样电路分别与控制器电连接。通过电压采样电路采样通路上采样点的电压值，电流采样电路采样通路上采样点的电流值，并实时反馈给控制器。
上述的控制器包括第一数据传输通道和第二数据传输通道；所述第一数据传输通道与电压采样电路的输出端电连接；所述第二数据传输通道与电流采样电路的输出端电连接。第一数据传输通道与电压采样电路的输出端电连接，用来传输电压值数据，第二数据传输通道与电流采样电路的输出端电连接，用来传输电流值数据，采用两个数据传输通道的目的是为了防止数据传输过程中的干扰等影响。第一数据传输通道与第二数据传输通道之间设有隔离通道。隔离通道的作用是防止数据传输过程中的干扰等影响，起到安全可靠的作用。
综上所述，本发明提供的一种基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***，在电机控制器与电机的通路上增设保护装置，为提升安全可靠性，该保护装置设有第一级保护装置和第二级保护装置，将三个固态继电器分别设置在三相电的通路上作为第一级保护装置，检测装置实时检测通路上的电流值和电压值，当出现弱磁失效情况时，检测装置控制三个固态继电器执行断路后并继续检测，正常情况下通过固态继电器就能够实现保护装置的目的，但本发明提供的保护装置的设计是考虑到当出现第一级保护装置失效的情况，即为三个固态继电器执行断路后通路上还存在电流和电压，此时检测装置与外置的整车控制器进行通信，告知第一级保护失效，整车控制器会触发第二级保护装置(断路器)执行断路，从而避免弱磁失效情况下持续充电的危险。第一级保护装置采用固态继电器属于电子开关，第二级保护装置采用断路器属于机械开关，第二级的安全性优于第一级；从切断可靠性来讲，机械式优于电子式。因此将可靠性更高的断路器作为最后一道防线。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***，包括储能装置、电机控制器和电机，所述储能装置与电机控制器电连接，所述电机控制器通过三相电与电机电连接，其特征在于，还包括保护装置；所述保护装置设置在电机控制器与电机之间的三相通路上；
所述保护装置包括第一级保护装置、检测装置和第二级保护装置；
所述第一级保护装置包括第一固态继电器、第二固态继电器和第三固态继电器；所述第一固态继电器、第二固态继电器和第三固态继电器分别设置在三相电的三条通路上并分别与检测装置电连接；
所述第一固态继电器与电机的通路上设有与检测装置电连接的第一采样点；所述第二固态继电器与电机的通路上设有与检测装置电连接的第二采样点；所述第三固态继电器与电机的通路上设有与检测装置电连接的第三采样点；
所述第二级保护装置为断路器；所述断路器包括控制断路器导通或断开状态的脱扣开关；所述断路器的辅助触点与检测装置电连接；
所述脱扣开关、检测装置分别与外置的整车控制器连接；
所述检测装置检测第一采样点、第二采样点、第三采样点的电压和电流数据并发送检测结果给整车控制器；
所述整车控制器接收检测装置发送来的检测结果。
2.根据权利要求1所述的基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***，其特征在于，所述检测装置通过CAN总线与整车控制器通信。
3.根据权利要求1所述的基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***，其特征在于，所述检测装置包括整流电路、电压采样电路、电流采样电路和控制器；所述整流电路、电压采样电路和电流采样电路分别与控制器电连接。
4.根据权利要求3所述的基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***，其特征在于，所述控制器包括第一数据传输通道和第二数据传输通道；所述第一数据传输通道与电压采样电路的输出端电连接；所述第二数据传输通道与电流采样电路的输出端电连接。
5.根据权利要求4所述的基于永磁电机反电势保护装置的整车动力***，其特征在于，所述第一数据传输通道与第二数据传输通道之间设有隔离通道。
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