CN107472032B - 一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制*** - Google Patents

一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制*** Download PDF

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Abstract

一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制***，电池管理***分别连接有预充接触器和电池总正接触器，预充接触器和电池总正接触器由电池管理***控制其接通或断开；电机控制器控制模块连接有电机控制器总正接触器。结构简易，仅在电机控制器的IGBT模块与支持电容之间增加高压接触器，通过合理的控制策略即可实现本功能。适用性强，电机控制器均可实现此方案，通过本发明可改型电机控制外部实现此功能。提高了稳定性，此套***可以防止并联直流母线上其他用电器因过高压而损坏，使整车更加安全可靠。

Description

一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制***
技术领域
本发明涉及新能源汽车电机控制技术设计领域，尤其是一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制***。
背景技术
现有新能源客车的电机控制器设置了多种故障保护模式，其中最严重的是关PWM波。当车辆高速运行时，如果电机控制器因某种故障突然进入保护状态并关PWM波，则电机控制器极有可能处于不可控发电状态。为了解决该问题，行业内采取多种方案解决，一种是出于对电机控制的保护考虑，直接进入关波状态，在母线端输出高压，并通过仪表提醒驾驶员尽快制动停车。这种方式对并联母线上的其他用电设备会产生不可估计的损伤。另一种是当出现关PWM波后，控制器驱动下桥臂三个IGBT同时导通，时电机三相处于短路状态，钳制电机控制器直流母线段的输出电压。这种方式对电机也有损伤，如果匹配不当会导致永磁体造成不可逆退磁并使电机进一步发热直至完全退磁。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明针对现有纯电动客车电机控制器出现不可控整流时，电机控制器向直流母线输出电压过高，导致电机控制器本身或并联母线其他用电器的损坏的问题，提出一种新型解决方案：在电机控制器输入母线正极上，支撑电容与逆变桥之间增加直流接触器，由电机控制器根据工况控制器通断，在电机控制器关波后将其断开，防止高压进入直流母线。
要解决的技术问题：本发明要解决的技术问题是：提供一种电路，解决电机控制处于不可控整流时在直流母线端产生高电压。
为了解决上述技术问题，本发明一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制***，电池管理***分别连接有预充接触器和电池总正接触器，预充接触器和电池总正接触器由电池管理***控制其接通或断开；电机控制器控制模块连接有电机控制器总正接触器；动力电池总正端为预充电路，预充电路设有两条支路，一路经由开关K2连接于开关K，另一路经由开关K1和预充电阻R1连接于开关K；所述开关K连接到IGBT模块总正端；所述开关K的前端与支撑电容C正极相连，所述支撑电容C的负极连接于动力电池总负端；所述开关K2和预充电阻R1的节点经由支撑电容C连接于动力电池总负端；预充电阻R1和预充接触器串联并与电池总正接触器并联；支撑电容C和电机控制器总正接触器并联。直流母线总正电路是由电机控制器控制，通过两者配合完成***上、下电控制。当电机控制器处于不可控整流发电状态时，由电机控制器控制直流母线总正电路通断，防止母线过压。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）结构简易，仅在电机控制器的IGBT模块与支持电容之间增加高压接触器，通过合理的控制策略即可实现本功能。
（2）适用性强，电机控制器均可实现此方案，通过本发明可改型电机控制外部实现此功能。
（3）提高了稳定性，此套***可以防止并联直流母线上其他用电器因过高压而损坏，使整车更加安全可靠。
本发明的附加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
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明示意图；
图2为本发明的IGBT模块结构示意图；
附图标记说明：1、电池管理***，2、预充接触器，3、电池总正接触器，4、支撑电容，5、预充电阻，6、电机控制器，7、电机控制器控制模块，8、IGBT模块。虚线内为电机控制部分，虚线外为预充电路部分。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制***，电池管理***1分别连接有预充接触器2和电池总正接触器3，预充接触器2和电池总正接触器3由电池管理***1控制其接通或断开；电机控制器控制模块7连接有电机控制器总正接触器6。
动力电池总正端为预充电路，预充电路设有两条支路，一路经由开关K2连接于开关K，另一路经由开关K1和预充电阻R15连接于开关K；开关K连接到IGBT模块8总正端；开关K2和预充电阻R15的节点经由支撑电容C4连接于动力电池总负端；预充电阻R15和预充接触器2串联并与电池总正接触器3并联；支撑电容C4和电机控制器总正接触器6并联。
IGBT模块8中设有三条并联的支路；每条支路上均串联有两组放大元件组，放大元件组均为相互并联连接的三级管VT和二极管VD；每条支路上两组放大元件组连接的节点处分别连接于电机的U极V极和M极。
在支撑电容C4和IGBT模块8之间增加一个直流接触器，由电机控制器控制模块7控制其接通或断开。
此控制***包括有***上电过程，***下电过程，电机驱动和制动过程和故障保护过程四个过程。
***上电过程的操作方法为：当***接到上电指令后，电机控制器7控制模块7闭合电机控制器7总正接触器6，并发送此接触器状态信息，电池管理***1加收到电机控制器7总正接触器6闭合状态信息后启动预充流程，完成上电过程。
***下电过程的操作方法为：当***接收到下电指令后，电池管理***1首先断开电池总正接触器3，电机控制器控制模块7控制IGBT模块8对支撑电容4的放电，当检测到支撑电容4两侧电压小于设定值后，电机控制器控制模块7控制电机控制器7总正接触器6断开，完成下电过程。
电机驱动和制动过程的操作方法为：电机控制器控制模块7控制电机控制器总正接触器6处于接通状态，并检测其状态。
故障保护过程的操作方法为：当电机控制器控制模块7检测到IGBT模块8有硬件故障或驱动电路有硬件故障时，导致电机控制器控制模块7无法控制IGBT模块8开波，并且无法使其上桥臂或下桥臂接通用以短接电机三相；此时，电机控制器控制模块7发送故障信息，并同时控制电机控制器总正接触器6断开，使IGBT模块8产生的不可控整流电压不会传递到直流母线上；此时，电池总正接触器3仍处于接通状态，以确保电动助力转向和电动空压机持续工作。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制***，其特征在于，电池管理***(1)分别连接有预充接触器(2)和电池总正接触器(3)，预充接触器(2)和电池总正接触器(3)由电池管理***(1)控制其接通或断开；电机控制器控制模块(7)连接有电机控制器总正接触器(6)；
动力电池总正端为预充电路，预充电路设有两条支路，一路经由开关K2连接于开关K，另一路经由开关K1和预充电阻R1(5)连接于开关K；所述开关K的后端连接到IGBT模块(8)总正端；所述开关K的前端与支撑电容C(4)正极相连，所述支撑电容C(4)的负极连接于动力电池总负端；所述开关K2和预充电阻R1(5)的节点经由支撑电容C(4)连接于动力电池总负端；IGBT模块(8)连接到动力电池总负端；预充电阻R1(5)和预充接触器(2)串联并与电池总正接触器(3)并联；支撑电容C(4)和电机控制器总正接触器(6)并联。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制***，其特征在于，IGBT模块(8)中设有三条并联的支路；每条支路上均串联有两组放大元件组，所述放大元件组均为相互并联连接的三级管VT和二极管VD；每条支路上两组放大元件组连接的节点处分别连接于电机的U极V极和M极。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制***，其特征在于，在支撑电容C(4)和IGBT模块(8)之间增加一个直流接触器，由电机控制器控制模块(7)控制其接通或断开。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制***，其特征在于，此控制***包括有***上电过程，***下电过程，电机驱动和制动过程和故障保护过程四个过程。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制***，其特征在于，所述***上电过程的操作方法为：当***接到上电指令后，电机控制器(7)控制模块(7)闭合电机控制器(7)总正接触器(6)，并发送此接触器状态信息，电池管理***(1)加收到电机控制器(7)总正接触器(6)闭合状态信息后启动预充流程，完成上电过程。
6.根据权利要求4所述的一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制***，其特征在于，所述***下电过程的操作方法为：当***接收到下电指令后，电池管理***(1)首先断开电池总正接触器(3)，电机控制器控制模块(7)控制IGBT模块(8)对支撑电容(4)的放电，当检测到支撑电容(4)两侧电压小于设定值后，电机控制器控制模块(7)控制电机控制器(7)总正接触器(6)断开，完成下电过程。
7.根据权利要求4所述的一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制***，其特征在于，所述电机驱动和制动过程的操作方法为：电机控制器控制模块(7)控制电机控制器总正接触器(6)处于接通状态，并检测其状态。
8.根据权利要求4所述的一种电动汽车电机控制器高压直流电路控制***，其特征在于，所述故障保护过程的操作方法为：当电机控制器控制模块(7)检测到IGBT模块(8)有硬件故障或驱动电路有硬件故障时，导致电机控制器控制模块(7)无法控制IGBT模块(8)开波，并且无法使其上桥臂或下桥臂接通用以短接电机三相；此时，电机控制器控制模块(7)发送故障信息，并同时控制电机控制器总正接触器(6)断开，使IGBT模块(8)产生的不可控整流电压不会传递到直流母线上；此时，电池总正接触器(3)仍处于接通状态，以确保电动助力转向和电动空压机持续工作。
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