CN112234909A - 电动车辆的电机控制电路、电机保护控制方法及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车辆的电机控制电路、电机保护控制方法及电动车辆，电动车辆的电机控制电路包括：三相桥式电路，三相桥式电路包括第一开关管至第十二开关管以及第一节点、第二节点、第三节点、直流母线负极和直流母线正极；控制单元，控制单元分别与第一开关管至第十二开关管的控制端相连并控制第一开关管至第十二开关管的关断和导通，由此，通过三相桥式电路和控制单元配合工作，在电动车辆被反拖时，电机的反向电动势处于可控状态，可以防止电机反向电动势对电机控制器造成损坏，起到反拖保护的作用，而且能量可以回收，并且整车供电异常或者电机控制器发生故障时，也可以起到反拖保护的作用。

Description

电动车辆的电机控制电路、电机保护控制方法及电动车辆

技术领域

本发明涉及车辆领域，尤其是涉及一种电动车辆的电机控制电路、电机保护控制方法及电动车辆。

背景技术

现有技术中，配备永磁同步电机的电动汽车在出现故障后，若用拖车拖动，永磁同步电机将会处于反拖状态，如果处置不当将导致电机控制器损坏，若使用托举拖车或平板拖车，操作不便，托举拖车或平板拖车费用高于牵引拖车。若在拖车时拆下或断开电机三相线，则能量不能回馈。若通过电机控制器进行去磁控制，可能导致主继电器粘连或电机控制器功率器损坏，并且当整车供电异常或电机控制器故障时，无法保护电机控制器。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电动车辆的电机控制电路，通过本申请的电动车辆的电机控制电路，在电动车辆被反拖时，电机的反向电动势处于可控状态，可以防止电机反向电动势对电机控制器造成损坏，起到反拖保护的作用，而且能量可以回收，并且整车供电异常或者电机控制器发生故障时，也可以起到反拖保护的作用。

本发明进一步地提出了一种电动车辆。

本发明进一步地提出了一种电动车辆的电机保护控制方法。

本发明进一步地提出了一种计算机可读存储介质。

根据本发明实施例的电机控制电路包括：三相桥式电路，所述三相桥式电路包括反向串联的第一开关管和第七开关管、反向串联的第二开关管和第八开关管、反向串联的第三开关管和第九开关管、反向串联的第四开关管和第十开关管、反向串联的第五开关管和第十一开关管、反向串联第六开关管和第十二开关管，其中，所述反向串联的第一开关管和第七开关管的一端连接到直流母线正极，所述反向串联的第一开关管和第七开关管的另一端与所述反向串联的第二开关管和第八开关管的一端相连且具有第一节点，所述反向串联的第二开关管和第八开关管的另一端连接到直流母线负极，所述反向串联的第三开关管和第九开关管的一端连接到直流母线正极，所述反向串联的第三开关管和第九开关管的另一端与所述反向串联的第四开关管和第十开关管的一端相连且具有第二节点，所述反向串联的第四开关管和第十开关管的另一端连接到直流母线负极，所述反向串联的第五开关管和第十一开关管的一端连接到直流母线正极，所述反向串联的第五开关管和第十一开关管的另一端与所述反向串联的第六开关管和第十二开关管的一端相连且具有第三节点，所述反向串联的第六开关管和第十二开关管的另一端连接到直流母线负极，所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点连接到电机的三相端；控制单元，所述控制单元分别与所述第一开关管至所述第十二开关管的控制端相连，所述控制单元在所述电动车辆正常工作时控制所述第七开关管至所述第十二开关管均处于关断状态，并对所述第一开关管至所述第六开关管的导通时序进行控制以使电机进行驱动工作，以及在所述电动车辆处于被拖动状态时控制所述第一开关管至所述第六开关管均处于关断状态，并对所述第七开关管至所述第十二开关管的导通时序进行控制以对所述电机进行馈电保护。

根据本发明的电机控制电路，通过控制单元与三相桥式电路包括的第一开关管至第十二开关管的控制端相连，控制单元可以控制第一开关管至第十二开关管的关断和导通，其中，当电动车辆正常工作时，控制单元控制第七开关管至第十二开关管均处于关断状态，并对第一开关管至第六开关管的导通时序进行控制以使电机进行驱动工作，从而保证电动车辆的正常使用，当电动车辆处于被拖动状态时，控制单元控制第一开关管至第六开关管均处于关断状态，并对第七开关管至第十二开关管的导通时序进行控制以对电机进行馈电保护，从而能够在电动车辆被反拖时，使车辆电机的反向电动势处于可控状态，可以防止电机反向电动势对电机控制器造成损坏，起到反拖保护的作用，而且能量可以回收，并且整车供电异常或者电机控制器发生故障时，也可以起到反拖保护的作用。

在本发明的一些示例中，控制单元在所述电机进行馈电保护工作时，判断所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流是否大于预设电流阈值，其中，如果所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流大于等于预设电流阈值，则控制所述第七开关管至所述第十二开关管的触发角增大；如果所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流小于预设电流阈值，则控制所述第七开关管至所述第十二开关管的触发角减小。

在本发明的一些示例中，所述控制单元在控制所述第七开关管至所述第十二开关管的触发角增大时，如果所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流仍然大于预设电流阈值，则控制所述第七开关管至所述第十二开关管全部关断。

在本发明的一些示例中，所述控制单元在所述电动车辆的低压电源供电异常或者电机控制器发生故障时控制所述第一开关管至所述第十二开关管均处于关断状态。

在本发明的一些示例中，所述第一开关管至所述第十二开关管均为IGBT。

根据本发明的电动车辆，包括上述的电动车辆的电机控制电路。

根据本发明实施例的电动车辆的电机保护控制方法，所述电动车辆包括三相桥式电路，所述三相桥式电路包括反向串联的第一开关管和第七开关管、反向串联的第二开关管和第八开关管、反向串联的第三开关管和第九开关管、反向串联的第四开关管和第十开关管、反向串联的第五开关管和第十一开关管、反向串联第六开关管和第十二开关管，其中，所述反向串联的第一开关管和第七开关管的一端连接到直流母线正极，所述反向串联的第一开关管和第七开关管的另一端与所述反向串联的第二开关管和第八开关管的一端相连且具有第一节点，所述反向串联的第二开关管和第八开关管的另一端连接到直流母线负极，所述反向串联的第三开关管和第九开关管的一端连接到直流母线正极，所述反向串联的第三开关管和第九开关管的另一端与所述反向串联的第四开关管和第十开关管的一端相连且具有第二节点，所述反向串联的第四开关管和第十开关管的另一端连接到直流母线负极，所述反向串联的第五开关管和第十一开关管的一端连接到直流母线正极，所述反向串联的第五开关管和第十一开关管的另一端与所述反向串联的第六开关管和第十二开关管的一端相连且具有第三节点，所述反向串联的第六开关管和第十二开关管的另一端连接到直流母线负极，所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点连接到电机的三相端，电机保护控制方法包括以下步骤：确定所述电动车辆是否处于被拖动状态；在确定所述电动车辆处于被拖动状态时，控制所述第一开关管至所述第六开关管均处于关断状态，并对所述第七开关管至所述第十二开关管的导通时序进行控制以对所述电机进行馈电保护。

根据本发明的电机保护控制方法，当电动车辆处于被拖动状态时，控制单元控制第一开关管至六开关管均处于关断状态，控制单元并对第七开关管至第十二开关管的导通时序进行控制以对电机进行馈电保护，可以防止电机反向电动势对电机控制器造成损坏，起到反拖保护的作用，而且能量可以回收，并且整车供电异常或者电机控制器发生故障时，也可以起到反拖保护的作用。

在本发明的一些示例中，在所述电机进行馈电保护工作时，还判断所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流是否大于预设电流阈值，其中，如果所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流大于等于预设电流阈值，则控制所述第七开关管至所述第十二开关管的触发角增大；如果所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流小于预设电流阈值，则控制所述第七开关管至所述第十二开关管的触发角减小。

在本发明的一些示例中，在控制所述第七开关管至所述第十二开关管的触发角增大时，如果所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流仍然大于预设电流阈值，则控制所述第七开关管至所述第十二开关管全部关断。

根据本发明的计算机可读存储介质，其上存储有电动车辆的电机保护控制程序，该电机保护控制程序被处理器执行时实现上述的电动车辆的电机保护控制方法。

根据本发明的计算机可读存储介质，存储的电机保护控制程序被处理器执行，能够在电动车辆被反拖时，使车辆电机的反向电动势处于可控状态，可以防止电机反向电动势对电机控制器造成损坏，起到反拖保护的作用，而且能量可以回收，并且整车供电异常或者电机控制器发生故障时，也可以起到反拖保护的作用。

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

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是现有三相逆变主电路的电路图；

图2是根据本发明实施例的电机控制电路图；

图3是根据本发明实施例的电机处于正常驱动状态时的电机控制电路图；

图4是根据本发明实施例的电机处于反拖状态时的电机控制电路图；

图5是根据本发明实施例的整车低压电源供电异常或电机控制器故障时的电机控制电路图；

图6是根据本发明实施例的三相桥式电路内α＝60°的波形图；

图7是根据本发明实施例的电机保护控制方法的流程图。

附图标记：

电机控制电路100；

三相桥式电路10；第一开关管11；第二开关管12；第三开光管13；第四开关管14；第五开关管15；第六开关管16；第七开关管17；第八开关管18；第九开关管19；第十开关管20；第十一开关管21；第十二开关管22；

第一节点30；第二节点31；第三节点32；

直流母线正极50；直流母线负极51；

储能电容60。

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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的电动车辆的电机控制电路100，电机控制电路100可以设置在车辆上。

如图2所示，根据本发明实施例的电机控制电路100可以包括三相桥式电路10和控制单元。其中，三相桥式电路10可以包括反向串联的第一开关管11和第七开关管17、反向串联的第二开关管12和第八开关管18、反向串联的第三开关管13和第九开关管19、反向串联的第四开关管14和第十开关管20、反向串联的第五开关管15和第十一开关管21、反向串联第六开关管16和第十二开关管22，需要说明的是，第一开关管11与第七开关管17、第七开关管17与第二开关管12、第二开关管12与第八开关管18、第三开关管13与第九开关管19、第九开关管19与第四开关管14、第四开关管14与第十开关管20、第五开关管15与第十一开关管21、第十一开关管21与第六开关管16、第六开关管16与第十二开关管22之间均可以通过导线电连接。

其中，反向串联的第一开关管11和第七开关管17的一端连接到直流母线正极50，反向串联的第一开关管11和第七开关管17的另一端与反向串联的第二开关管12和第八开关管18的一端相连且具有第一节点30。反向串联的第二开关管12和第八开关管18的另一端连接到直流母线负极51，需要解释的是，第一开关管11的一端可以通过导线与直流母线正极50电连接，第一开关管11的另一端可以通过导线与第七开关管17的一端电连接，第七开关管17的与第一开关管11连接端的相对的另一端可以通过导线与第二开关管12的一端电连接，并且在第七开关管17与第二开关管12之间具有第一节点30。第二开关管12的与第七开关管17连接的一端的相对的另一端通过导线与第八开关管18的一端电连接，第八开关管18的另一端通过导线与直流母线负极51电连接，反向串联的第三开关管13和第九开关管19的一端连接到直流母线正极50，反向串联的第三开关管13和第九开关管19的另一端与反向串联的第四开关管14和第十开关管20的一端相连且具有第二节点31，反向串联的第四开关管14和第十开关管20的另一端连接到直流母线负极51，需要说明的是，第三开关管13的一端可以通过导线与直流母线正极50电连接，第三开关管13的另一端可以通过导线与第九开关管19的一端电连接，第九开关管19的与第三开关管13连接的一端的相对的另一端可以通过导线与第四开关管14的一端电连接，并且在第九开关管19与第四开关管14的之间具有第二节点31，第四开关管14的另一端可以通过导线与第十开关管20的一端电连接，第十开关管20的另一端可以通过导线与直流母线负极51电连接。

反向串联的第五开关管15和第十一开关管21的一端连接到直流母线正极50，反向串联的第五开关管15和第十一开关管21的另一端与反向串联的第六开关管16和第十二开关管22的一端相连且具有第三节点32，反向串联的第六开关管16和第十二开关管12的另一端连接到直流母线负极51。需要解释的是，第五开关管15的一端可以通过导线与直流母线正极50电连接，第五开关管15的另一端可以通过导线与第十一开关管21的一端电连接，第十一开关管21的与第五开关管15连接的一端的相对的另一端可以通过导线与第六开关管16的一端电连接，并且在第十一开关管21和第六开关管16之间具有第三节点32，第六开关管16的另一端可以通过导线与第十二开关管22的一端电连接，第十二开关管22的另一端可以通过导线与直流母线负极51电连接，其中，第一节点30、第二节点31和第三节点32分别与电机的三相端分别连接，需要解释的是，电机控制电路100可以通过第一节点30、第二节点31和第三节点32对电机进行控制。控制单元分别与第一开关管11至第十二开关管22的控制端相连，需要解释的是，第一开关管11至第十二开关管22分别具有一个控制端，控制单元可以通过第一开关管11至第十二开关管22的控制端控制第一开关管11至第十二开关管22的关断和导通。

控制单元在电动车辆正常工作时控制第七开关管17至第十二开关管22均处于关断状态，并对第一开关管11至第六开关管16的导通时序进行控制以使电机进行驱动工作，需要说明的是，在电机正常驱动时，控制单元控制第七开关管17至第十二开关管22关断，同时控制单元控制第一开关管11至第六开关管16的导通时序。以及在电动车辆处于被拖动状态时控制第一开关管11至第六开关管16均处于关断状态，并对第七开关管17至第十二开关管22的导通时序进行控制以对电机进行馈电保护，需要解释的是，电动车辆处于被拖动状态时，电机也处于被拖动状态。

需要解释的是，电机可以为永磁同步电机，其中，控制单元可以通过PWM信号控制第一开关管11至第十二开关管22，使第一开关管11至第十二开关管22处于关断状态或对第一开关管11至第十二开关管22的导通时序进行控制。当车辆正常行驶，即永磁同步电机处于正常驱动状态时，控制单元可以通过PWM信号控制第七开关管17至第十二开关管22，使第七开关管17至第十二开关管22处于关断状态，此时第七开关管17至第十二开关管22相当于六个续流二极管(即此时第七开关管17至第十二开关管22只有续流二极管在导通)，控制单元可以通过PWM信号对第一开关管11至第六开关管16的导通时序进行控制，从而控制电流从并联的六个续流二极管流过，此时三相拓扑等效于图3，并且如果忽略六个续流二极管的正向导通压降，三相拓扑等效于图1。

当车辆被拖动时，永磁同步电机处于被拖动状态，在电路中永磁同步电机相当于三相交流电源，三相交流电源的电压幅值与永磁同步电机转动速度成正比，此时控制单元可以控制三相拓扑处于全控整流状态。当控制单元(电机控制器)可以控制三相拓扑处于全控整流状态时，控制单元可以通过PWM信号控制第一开关管11至第六开关管16，使第一开关管11至第六开关管16处于关断状态，此时第一开关管11至第六开关管16相当于六个续流二极管(即此时第一开关管11至第六开关管16只有续流二极管在导通)，控制单元可以通过PWM信号对第七开关管17至第十二开关管22的导通时序进行控制，从而控制电流从并联的六个续流二极管流过，此时三相拓扑等效于图4，并且如果忽略六个续流二极管的正向导通压降，三相拓扑等效于三相桥式全控整流电路。在电动车辆被反拖时，如此设置能够防止永磁同步电机反向电动势对电机控制***和车辆造成损坏，操作便捷，不必使用托举拖车或着平板拖车，可以使用牵引拖车，从而可以减少拖车费用，在拖车过程中显著提高拖车时可回收能量，即使整车供电异常或电机控制器故障时，也可启动反拖保护作用。

由此，通过本申请的电机控制电路100，在电动车辆处于被拖动状态时，控制单元通过PWM信号控制第一开关管11至第六开关管16，使第一开关管11至第六开关管16处于关断状态，控制单元通过PWM信号对第七开关管17至第十二开关管22的导通时序进行控制，可以防止电机反向电动势对电机、电机控制***造成损坏，从而可以起到馈电保护的作用，并且不会导致电机控制器部件损坏，同时电机的反向电动势处于可控状态，可以防止电机反向电动势对电机控制器造成损坏，起到反拖保护的作用，而且能量可以回收，并且整车供电异常或者电机控制器发生故障时，也可以起到反拖保护的作用。

可选地，在电机处于被反拖状态时，不接入电机控制器，使用另外一个电机拖动待测电机，需要说明的是，两个电机同轴相连，当电机匀速转动在某个转速下时，可以使用示波器测试待测电机任意两相的线电压波形，记录不同转速下的不同线电压幅值，可以根据记录的数据制作转速-线电压表格，并将此表格输入到软件程序中。

进一步地，如图2和图6所示，储能电容60的一端可以与直流母线正极50电连接，储能电容60的另一端可以与直流母线负极51电连接，从而储能电容60可以连接在三相桥式电路10内。在三相桥式电路10中，负载为动力电池(电池包)，需要解释的是，动力电池为阻性负载，可以设置动力电池的充电电流是连续的，第一开关管11至第十二开关管22的触发角α小于等于60°，根据三相桥式全控整流电路工作原理，储能电容60的输出电压Uc＝1.35*Uab*cosα或Uc＝2.34*Ua*cosα，其中Uab为交流线电压有效值，Ua为相电压有效值，控制单元的PWM信号通过脉冲触发时间来控制触发角α大小，如α＝60°时，在自然换流点之后60°时刻，PWM信号控制输出触发脉冲，导通第七开关管17、第十开关管20，如图6所示，每隔60°依次输出触发脉冲控制第一开关管11至第十二开关管22导通，cosα在0°和60°之间单调递减，其中cos0°＝1，cos60°＝0.5，控制单元(电机控制器)检测电机转速，通过查询程序中的转速n-线电压Uab表格，可以得知不同转速下对应的线电压幅值大小Uab，控制单元控制第一开关管11至第十二开关管22的触发角α大小，进而控制三相桥式电路10的输出电压Uc大小，如此设置，在电动汽车被反拖时，可以防止电机反向电动势对电机、电机控制***造成损坏，起到馈电保护的作用，并且可以回收能量。

在本发明的一些实施例中，如图2-图4所示，控制单元在电机进行馈电保护工作时，判断电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流是否大于预设电流阈值，需要说明的是，在电机进行馈电保护工作时，控制单元控制第一开关管11至第六开关管16关断，其中，如果电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流大于等于预设电流阈值，则控制第七开关管17至第十二开关管22的触发角增大，需要说明的是，当控制单元判断出电机在进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流大于等于预设电流阈值时，控制单元可以控制第七开关管17至第十二开关管22的触发角增大，从而减小输出电压Uc，进而降低充电电流的大小。如果电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流小于预设电流阈值，则控制第七开关管17至第十二开关管22的触发角减小，需要解释的是，当控制单元判断出电机在进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流小于预设电流阈值时，控制单元可以控制第七开关管17至第十二开关管22的触发角减小，从而增大输出电压Uc，进而增大充电电流的大小，直至充电电流等于预设电流阈值，如此设置，在电动车辆被反拖时，控制单元在电机进行馈电保护工作时，可以防止电机反向电动势对电机、电机控制***造成损坏，从而可以起到馈电保护的作用，并且不会导致主接继电器和电机控制器部件损坏。

在本发明的一些实施例中，如图4和图5所示，控制单元在控制第七开关管17至第十二开关管22的触发角增大时，如果电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流仍然大于预设电流阈值，则控制第七开关管17至第十二开关管22全部关断，也可以控制第一开关管11至第十二开关管22全部关断。需要说明的是，当cosα＝0.5时，Uc＝1.35*Uab*0.5，此时由于电机转速较高，Uab反向电动势较大，充电电流仍然可能大于预设电流阈值，当充电电流仍然大于预设电流阈值时，控制单元可以控制第七开关管17至第十二开关管22关断，此时第一开关管11至第十二开关管22全部关断，反向电动势没有电流环路，无法作用于直流母线，电机不会向动力电池充电，不会产生不可控整流现象，从而不会导致主接继电器和电机控制器部件损坏，进而可以起到馈电保护的作用。

在本发明的一些实施例中，如图5所示，控制单元在电动车辆的低压电源供电异常或者电机控制器发生故障时控制第一开关管11至第十二开关管22均处于关断状态，需要解释的是，当电动车辆的低压电源供电异常或者电机控制器发生故障时，控制单元的PWM信号全部无输出，第一开关管11至第十二开关管22全部处于关断状态，则电机控制电路100(三相拓扑图)等效于图5，此时由于车辆被反拖，电机有转速，会形成反向电动势，但第七开关管17、第九开关管19、第十一开关管21、第二开关管12、第四开关管14和第六开关管16等效的续流二极管均处于截止状态，反向电动势没有电流环路，无法作用于直流母线，电机不会向动力电池充电，不会产生不可控整流现象，从而不会导致主接继电器和电机控制器部件损坏，进而可以进一步起到馈电保护的作用。

在本发明的一些实施例中，第一开关管11至第十二开关管22均可以为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor-绝缘栅双极型晶体管)，需要解释的是，IGBT具有饱和压降低、载流密度大、驱动功率小、开关速度快等优势，通过将第一开关管11至第十二开关管22均设置为IGBT，可以使第一开关管11至第十二开关管22的工作稳定性更高，从而可以进一步防止电机反向电动势对电机、电机控制***造成损坏，进而起到馈电保护的作用。

根据本发明实施例的电动车辆，包括上述实施例的电机控制电路100，电机控制电路100可以设置在电动车辆上，通过三相桥式电路10和控制单元配合工作，在电动汽车被反拖时，汽车电机的反向电动势处于可控状态，可以防止电机反向电动势对电机、电机控制***造成损坏，起到馈电保护的作用，并且可以回收能量，即使整车供电异常或者电机控制器发生故障时，也可以起到馈电保护的作用。

根据本发明实施例的电动车辆的电机保护控制方法，电动车辆可以包括三相桥式电路，三相桥式电路可以包括反向串联的第一开关管和第七开关管、反向串联的第二开关管和第八开关管、反向串联的第三开关管和第九开关管、反向串联的第四开关管和第十开关管、反向串联的第五开关管和第十一开关管、反向串联第六开关管和第十二开关管，需要说明的是，第一开关管与第七开关管、第七开关管与第二开关管、第二开关管与第八开关管、第三开关管与第九开关管、第九开关管与第四开关管、第四开关管与第十开关管、第五开关管与第十一开关管、第十一开关管与第六开关管、第六开关管与第十二开关管之间均可以通过导线电连接。

其中，反向串联的第一开关管和第七开关管的一端连接到直流母线正极，反向串联的第一开关管和第七开关管的另一端与反向串联的第二开关管和第八开关管的一端相连且具有第一节点，反向串联的第二开关管和第八开关管的另一端连接到直流母线负极，需要解释的是，第一开关管的一端可以通过导线与直流母线正极电连接，第一开关管的另一端可以通过导线与第七开关管的一端电连接，第七开关管的与第一开关管连接的一端的相对的另一端可以通过导线与第二开关管的一端电连接，并且在第七开关管与第二开关管之间具有第一节点。第二开关管的与第七开关管连接的一端的相对的另一端通过导线与第八开关管的一端电连接，第八开关管的另一端通过导线与直流母线负极电连接，反向串联的第三开关管和第九开关管的一端连接到直流母线正极，反向串联的第三开关管和第九开关管的另一端与反向串联的第四开关管和第十开关管的一端相连且具有第二节点，反向串联的第四开关管和第十开关管的另一端连接到直流母线负极，需要说明的是，第三开关管的一端可以通过导线与直流母线正极电连接，第三开关管的另一端可以通过导线与第九开关管的一端电连接，第九开关管与第三开关管连接的一端的相对的另一端可以通过导线与第四开关管的一端电连接，并且在第九开关管与第四开关管之间具有第二节点，第四开关管的另一端可以通过导线与第十开关管的一端电连接，第十开关管的另一端可以通过导线与直流母线负极电连接。

反向串联的第五开关管和第十一开关管的一端连接到直流母线正极，反向串联的第五开关管和第十一开关管的另一端与反向串联的第六开关管和第十二开关管的一端相连且具有第三节点，反向串联的第六开关管和第十二开关管的另一端连接到直流母线负极。需要解释的是，第五开关管的一端可以通过导线与直流母线正极电连接，第五开关管的另一端可以通过导线与第十一开关管的一端电连接，第十一开关管的与第五开关管连接的一端的相对的另一端可以通过导线与第六开关管的一端电连接，并且在第十一开关管和第六开关管之间具有第三节点，第六开关管的另一端可以通过导线与第十二开关管的一端电连接，第十二开关管的另一端可以通过导线与直流母线负极电连接，第一节点、第二节点和第三节点可以连接到电机的三相端，其中，第一节点、第二节点和第三节点分别与电机的三相端分别连接，如图7所示，电机保护控制方法包括以下步骤：

S1，确定电动车辆是否处于被拖动状态，需要解释的是，电机控制电路可以包括三相桥式电路和控制单元，当电机产生反向电动势时，电机控制电路可以判断电动车辆处于被拖动状态。

S2，在确定电动车辆处于被拖动状态时，控制第一开关管至第六开关管均处于关断状态，并对第七开关管至第十二开关管的导通时序进行控制以对电机进行馈电保护，需要解释的是，控制单元可以通过PWM信号控制第一开关管至第十二开关管的关断或导通。

其中，若电动车辆处于正常工作时，控制单元可以控制第七开关管至第十二开关管均处于关断状态，并对第一开关管至第六开关管的导通时序进行控制以使电机进行驱动工作，需要说明的是，在电机正常驱动时，控制单元控制第七开关管至第十二开关管关断，同时控制单元控制第一开关管至第六开关管的导通时序，此时第七开关管至第十二开关管相当于六个续流二极管(即此时第七开关管至第十二开关管只有续流二极管在导通)。

需要说明的是，电机可以为永磁同步电机，第一节点、第二节点和第三节点可以分别连接到永磁同步电机的三相端，其中，控制单元可以通过PWM信号控制第一开关管至第十二开关管，使第一开关管至第十二开关管处于关断状态或对第一开关管至第十二开关管的导通时序进行控制。当车辆正常行驶，即永磁同步电机处于正常驱动状态时，控制单元可以通过PWM信号控制第七开关管至第十二开关管，使第七开关管至第十二开关管处于关断状态，此时第七开关管至第十二开关管相当于六个续流二极管(即此时第七开关管至第十二开关管只有续流二极管在导通)，控制单元可以通过PWM信号对第一开关管至第六开关管的导通时序进行控制，从而控制电流从并联的六个续流二极管流过，此时三相拓扑等效于图3，并且如果忽略六个续流二极管的正向导通压降，三相拓扑等效于图1。

当车辆被拖动时，永磁同步电机处于被拖动状态，在电路中永磁同步电机相当于三相交流电源，三相交流电源的电压幅值与永磁同步电机转动速度成正比，此时控制单元可以控制三相拓扑处于全控整流状态。当控制单元(电机控制器)可以控制三相拓扑处于全控整流状态时，控制单元可以通过PWM信号控制第一开关管至第六开关管，使第一开关管至第六开关管处于关断状态，此时第一开关管至第六开关管相当于六个续流二极管(即此时第一开关管至第六开关管只有续流二极管在导通)，控制单元可以通过PWM信号对第七开关管至第十二开关管的导通时序进行控制，从而控制电流从并联的六个续流二极管流过，此时三相拓扑等效于图4，并且如果忽略六个续流二极管的正向导通压降，三相拓扑等效于三相桥式全控整流电路。在电动车辆被反拖时，如此设置能够防止永磁同步电机反向电动势对电机控制***和车辆造成损坏，操作便捷，不必使用托举拖车或着平板拖车，可以使用牵引拖车，从而可以减少拖车费用，在拖车过程中显著提高拖车时可回收能量，即使整车供电异常或电机控制器故障时，也可启动反拖保护作用。

可选地，在电机处于被拖动状态时，不接入电机控制器，使用另外一个电机拖动电机，需要说明的是，两个电机同轴相连，当电机匀速转动在某个转速下时，可以使用示波器测试待测电机任意两相的线电压波形，记录不同转速下的不同线电压幅值，可以根据记录的数据制作转速-线电压表格，并将此表格输入到软件程序中。

进一步地，如图2和图6所示，储能电容的一端可以与直流母线正极电连接，另一端可以与直流母线负极电连接，从而储能电容可以连接在三相桥式电路内。在三相桥式电路中，负载为动力电池，需要解释的是，动力电池为阻性负载，可以设置动力电池的充电电流是连续的，此时第一开关管至第十二开关管的触发角α小于等于60°，根据三相桥式全控整流电路工作原理，储能电容的输出电压Uc＝1.35*Uab*cosα或Uc＝2.34*Ua*cosα，其中Uab为交流线电压有效值，Ua为相电压有效值，控制单元的PWM信号通过脉冲触发时间，来控制触发角α大小，如α＝60°时，在自然换流点之后60°时刻，PWM信号控制输出触发脉冲，导通第七开关管17、第十开关管20，如图6所示，每隔60°依次输出触发脉冲控制第一开关管11至第十二开关管22导通。cosα在0°和60°之间单调递减，其中cos0°＝1，cos60°＝0.5，控制单元检测电机转速，通过查询程序中的转速n-线电压Uab表格，可以得知不同转速下对应的线电压幅值大小Uab，控制单元控制第一开关管至第十二开关管的触发角α大小，进而控制三相桥式电路输出电压Uc大小，如此设置，在电动汽车被反拖时，可以防止电机反向电动势对电机、电机控制***造成损坏，起到馈电保护的作用，并且可以回收能量。

在本发明的一些实施例中，如图2-图4所示，控制单元在电机进行馈电保护工作时，可以判断电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流是否大于预设电流阈值，需要说明的是，在电机进行馈电保护工作时，控制单元控制第一开关管至第六开关管关断，其中，如果电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流大于等于预设电流阈值，则控制第七开关管至第十二开关管的触发角增大，需要说明的是，当控制单元判断出电机在进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流大于等于预设电流阈值时，控制单元可以控制第七开关管至第十二开关管的触发角增大，从而减小输出电压Uc，进而降低充电电流的大小，如果电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流小于预设电流阈值，则控制第七开关管至第十二开关管的触发角减小，需要解释的是，当控制单元判断出电机在进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流小于预设电流阈值时，控制单元可以控制第七开关管至第十二开关管的触发角减小，从而增大输出电压Uc，进而增大充电电流的大小，直至充电电流等于预设电流阈值，如此设置，在电动车辆被反拖时，控制单元在电机进行馈电保护工作时，可以防止电机反向电动势对电机、电机控制***造成损坏，从而可以起到馈电保护的作用，并且不会导致主接继电器和电机控制器部件损坏。

在本发明的一些实施例中，如图4和图5所示，控制单元在控制第七开关管至第十二开关管的触发角增大时，如果电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流仍然大于预设电流阈值，则控制第七开关管至第十二开关管全部关断，也可以控制第一开关管11至第十二开关管22全部关断。需要说明的是，当cosα＝0.5时，Uc＝1.35*Uab*0.5，此时由于电机转速较高，Uab反向电动势较大，充电电流仍然可能大于预设电流阈值，当充电电流仍然大于预设电流阈值时，控制单元可以控制第七开关管至第十二开关管关断，此时第一开关管至第十二开关管全部关断，反向电动势没有电流环路，无法作用于直流母线，电机不会向动力电池充电，不会产生不可控整流现象，从而不会导致主接继电器和电机控制器部件损坏，进而可以起到馈电保护的作用。

另外，如图5所示，控制单元在电动车辆的低压电源供电异常或者电机控制器发生故障时控制第一开关管至第十二开关管均处于关断状态，需要解释的是，当电动车辆的低压电源供电异常或者电机控制器发生故障时，控制单元的PWM信号全部无输出，第一开关管至第十二开关管全部处于关断状态，则电机控制电路(三相拓扑图)等效于图5，此时由于车辆被反拖，电机有转速，会形成反向电动势，但第七开关管、第九开关管、第十一开关管、第二开关管、第四开关管和第六开关管等效的续流二极管均处于截止状态，反向电动势没有电流环路，无法作用于直流母线，电机不会向动力电池充电，不会产生不可控整流现象，从而不会导致主接继电器和电机控制器部件损坏，进而可以进一步起到馈电保护的作用。

需要说明的是，当电动车辆损坏时或无法行驶时，可使用牵引拖车，减少拖车费用，且在拖车过程中，电机可以实现可控回收能量，向动力电池充电，避免产生不可控整流现象，不会损坏主接继电器和电机控制器部件。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，其上存储有电动车辆的电机保护控制程序，该电机保护控制程序被处理器执行时可以实现上述实施例的电机保护控制方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，在电动汽车被反拖时，存储的电机保护控制程序被处理器执行，可以防止电机反向电动势对电机、电机控制***造成损坏，起到馈电保护的作用，并且可以回收能量，即使整车供电异常或者电机控制器发生故障时，也可以起到馈电保护的作用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电动车辆的电机控制电路，其特征在于，包括：

三相桥式电路，所述三相桥式电路包括反向串联的第一开关管和第七开关管、反向串联的第二开关管和第八开关管、反向串联的第三开关管和第九开关管、反向串联的第四开关管和第十开关管、反向串联的第五开关管和第十一开关管、反向串联第六开关管和第十二开关管，其中，所述反向串联的第一开关管和第七开关管的一端连接到直流母线正极，所述反向串联的第一开关管和第七开关管的另一端与所述反向串联的第二开关管和第八开关管的一端相连且具有第一节点，所述反向串联的第二开关管和第八开关管的另一端连接到直流母线负极，所述反向串联的第三开关管和第九开关管的一端连接到直流母线正极，所述反向串联的第三开关管和第九开关管的另一端与所述反向串联的第四开关管和第十开关管的一端相连且具有第二节点，所述反向串联的第四开关管和第十开关管的另一端连接到直流母线负极，所述反向串联的第五开关管和第十一开关管的一端连接到直流母线正极，所述反向串联的第五开关管和第十一开关管的另一端与所述反向串联的第六开关管和第十二开关管的一端相连且具有第三节点，所述反向串联的第六开关管和第十二开关管的另一端连接到直流母线负极，所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点连接到电机的三相端；

控制单元，所述控制单元分别与所述第一开关管至所述第十二开关管的控制端相连，所述控制单元在所述电动车辆正常工作时控制所述第七开关管至所述第十二开关管均处于关断状态，并对所述第一开关管至所述第六开关管的导通时序进行控制以使电机进行驱动工作，以及在所述电动车辆处于被拖动状态时控制所述第一开关管至所述第六开关管均处于关断状态，并对所述第七开关管至所述第十二开关管的导通时序进行控制以对所述电机进行馈电保护。

2.如权利要求1所述的电动车辆的电机控制电路，其特征在于，所述控制单元在所述电机进行馈电保护工作时，判断所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流是否大于预设电流阈值，其中，

如果所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流大于等于预设电流阈值，则控制所述第七开关管至所述第十二开关管的触发角增大；

如果所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流小于预设电流阈值，则控制所述第七开关管至所述第十二开关管的触发角减小。

3.如权利要求2所述的电动车辆的电机控制电路，其特征在于，所述控制单元在控制所述第七开关管至所述第十二开关管的触发角增大时，如果所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流仍然大于预设电流阈值，则控制所述第七开关管至所述第十二开关管全部关断。

4.如权利要求1所述的电动车辆的电机控制电路，其特征在于，所述控制单元在所述电动车辆的低压电源供电异常或者电机控制器发生故障时控制所述第一开关管至所述第十二开关管均处于关断状态。

5.如权利要求1-4中任一项所述的电动车辆的电机控制电路，其特征在于，所述第一开关管至所述第十二开关管均为IGBT。

6.一种电动车辆，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的电动车辆的电机控制电路。

7.一种电动车辆的电机保护控制方法，其特征在于，所述电动车辆包括三相桥式电路，所述三相桥式电路包括反向串联的第一开关管和第七开关管、反向串联的第二开关管和第八开关管、反向串联的第三开关管和第九开关管、反向串联的第四开关管和第十开关管、反向串联的第五开关管和第十一开关管、反向串联第六开关管和第十二开关管，其中，所述反向串联的第一开关管和第七开关管的一端连接到直流母线正极，所述反向串联的第一开关管和第七开关管的另一端与所述反向串联的第二开关管和第八开关管的一端相连且具有第一节点，所述反向串联的第二开关管和第八开关管的另一端连接到直流母线负极，所述反向串联的第三开关管和第九开关管的一端连接到直流母线正极，所述反向串联的第三开关管和第九开关管的另一端与所述反向串联的第四开关管和第十开关管的一端相连且具有第二节点，所述反向串联的第四开关管和第十开关管的另一端连接到直流母线负极，所述反向串联的第五开关管和第十一开关管的一端连接到直流母线正极，所述反向串联的第五开关管和第十一开关管的另一端与所述反向串联的第六开关管和第十二开关管的一端相连且具有第三节点，所述反向串联的第六开关管和第十二开关管的另一端连接到直流母线负极，所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点连接到电机的三相端，所述方法包括以下步骤：

确定所述电动车辆是否处于被拖动状态；

在确定所述电动车辆处于被拖动状态时，控制所述第一开关管至所述第六开关管均处于关断状态，并对所述第七开关管至所述第十二开关管的导通时序进行控制以对所述电机进行馈电保护。

8.如权利要求7所述的电动车辆的电机保护控制方法，其特征在于，在所述电机进行馈电保护工作时，还判断所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流是否大于预设电流阈值，其中，

如果所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流大于等于预设电流阈值，则控制所述第七开关管至所述第十二开关管的触发角增大；

如果所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流小于预设电流阈值，则控制所述第七开关管至所述第十二开关管的触发角减小。

9.如权利要求8所述的电动车辆的电机保护控制方法，其特征在于，在控制所述第七开关管至所述第十二开关管的触发角增大时，如果所述电机进行馈电保护工作时对动力电池的充电电流仍然大于预设电流阈值，则控制所述第七开关管至所述第十二开关管全部关断。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有电动车辆的电机保护控制程序，该电机保护控制程序被处理器执行时实现如权利要求7-9中任一项所述的电动车辆的电机保护控制方法。

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