專利名稱：一種電機(jī)控制器緊急電容放電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種電機(jī)控制器緊急電容放電電路技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電機(jī)控制器緊急電容放電電路。
背景技術(shù)：
[0002]隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，新能源車發(fā)展路徑問題，社會上一直有些爭論。作為新能源汽車，人們也給混合動力電動汽車安全要求提出了質(zhì)疑，新能源汽車與傳統(tǒng)燃油汽車不同處之一是直接應(yīng)用到純高壓電為汽車提供能量，要使混合動力電動汽車達(dá)到量產(chǎn)的目標(biāo)，投放市場，必須要保證高壓安全。[0003]而混合動力電動汽車中含有高壓電的部分有動力電池、電機(jī)控制器和電機(jī)等部件。其中電機(jī)控制器中用于穩(wěn)定直流母線電壓的電容具有很大的脈動電流承受能力，當(dāng)車輛在高壓下電時，BMS會直接切斷繼電器和總負(fù)繼電器，此時電容需要有個大電量的放電過程，出于安全考慮，需要將電容中的電量放到安全電壓以下，特別是車子在遇到碰撞、落水等緊急情況時，需要一種快速的電容放電電路，保證電容放電在2秒內(nèi)消耗掉，防止駕駛?cè)藛T出現(xiàn)交通事故時的二次傷害。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種電機(jī)控制器緊急電容放電電路，該電路在車輛發(fā)生緊急工況時，電機(jī)控制器在高壓下電后，使直流總線電容迅速放電消耗，防止車上人員安全二次傷害。[0005]本實(shí)用新型通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種電機(jī)控制器緊急電容放電電路，動力電池連接高壓繼電器，且電池管理系統(tǒng)對高壓繼電器進(jìn)行控制，其特征在于，該電路包括連接電機(jī)的電機(jī)橋式軟啟動開關(guān)和用于在緊急情況下控制橋式軟啟動開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷把電機(jī)定子繞組直接接入放電回路的電機(jī)控制單元，所述的電機(jī)控制單元連接有用于提供碰撞緊急信號和高壓繼電器斷開下電的整車控制器，所述的電機(jī)控制單元還連接電機(jī)橋式軟啟動開關(guān)，所述的直流母線電容的兩端并聯(lián)連接有電阻，直流母線電容通過電機(jī)橋式軟啟動開關(guān)連接電機(jī)，橋式軟啟動開關(guān)由IGBT組成，所述的電機(jī)控制單元控制IGBT的關(guān)斷實(shí)現(xiàn)電機(jī)的三相定子繞組接入。[0006]電機(jī)控制單元在接收整車控制器內(nèi)發(fā)送的碰撞緊急信號和高壓繼電器斷開高壓下電時，電機(jī)控制單元進(jìn)入緊急放電模式:電機(jī)控制單元控制與電機(jī)三相連接的橋式軟啟動開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，促使電機(jī)的三相定子繞組接入高壓放電回路，即電機(jī)定子直接接入緊急放電回路中進(jìn)行快速放電。[0007]在上述的電機(jī)控制器緊急電容放電電路中，所述的橋式軟啟動開關(guān)由六個IGBT組成，分別為 IGBTVIp IGBTVI2, IGBTVI3> IGBTVI4, IGBTVI5, IGBTVI6，且所述的六個 IGBT 分成三組分別并聯(lián)于直流母線電容的兩端，所述的三組分別為IGBTVI1的發(fā)射極和IGBTVI2的集電極串聯(lián)、IGBTVI3的發(fā)射極和IGBTVI4的集電極串聯(lián)，IGBTVI5的發(fā)射極和IGBTVI6的集電極串聯(lián)，所述的電機(jī)的三相分別連接Igbtvi1Ugbtvi3和Igbtvi5的發(fā)射極。電機(jī)控制單元對橋式軟啟動開關(guān)進(jìn)行控制使三相電機(jī)的每個相位接入可控。[0008]在上述的電機(jī)控制器緊急電容放電電路中，所述的六個IGBT的門極分別連接電機(jī)控制單元的輸出口。IGBT的門極是電機(jī)控制單元的控制信號輸入端，用于控制橋式軟啟動開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。[0009]在上述的電機(jī)控制器緊急電容放電電路中，所述的直流母線電容放電時，電機(jī)控制單元給IGBTVIp IGBTVI4和IGBTVI5三個IGBT的門極控制信號占空比為1，給IGBTVI2、1681713和IGBTVI6三個IGBT的門極控制信號占空比為0，形成兩條放電回路。電機(jī)控制單元通過輸出控制信號不同的占空比來導(dǎo)通和關(guān)斷IGBT，接入電機(jī)的三相定子繞組。[0010]在上述的電機(jī)控制器緊急電容放電電路中，所述的兩條放電回路為直流母線電容正極電流經(jīng)過IGBTVI1和電機(jī)的定子再通過IGBTVI4回到直流母線電容負(fù)極形成放電回路和直流母線電容正極電流經(jīng)過IGBTVI5和電機(jī)的定子再通過IGBTVI4回到直流母線電容負(fù)極形成放電回路。直流母線電容在緊急放電情況下的電量直接消耗在電機(jī)定子繞組上，由于電機(jī)定子繞組的過電流能力很大，實(shí)現(xiàn)快速放電。[0011]現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型電機(jī)控制器緊急電容放電電路具有以下優(yōu)點(diǎn):[0012]1、本實(shí)用新型在車輛發(fā)生緊急工況時，電機(jī)控制器在高壓下電后，使直流總線電容達(dá)到2秒內(nèi)迅速放電消耗，保證車上人員安全和避免二次傷害。[0013]2、本實(shí)用新型通過電機(jī)控制單元與整車控制器相連接實(shí)現(xiàn)碰撞信號和繼電器斷開高壓下電信號的及時準(zhǔn)確，且方便統(tǒng)一管理。[0014]3、本實(shí)用新型通過在車輛出現(xiàn)緊急交通工況如碰撞時，在車輛原有的電機(jī)供電和啟動電路中增加緊急放電模式，避免了車上人員的二次傷害，同時在正常工況中，車輛的直流母線電容只通過永久性并聯(lián)電容兩端的電阻進(jìn)行放電完成，不啟動緊急模式減少車輛電機(jī)和電機(jī)控制單元的損傷。


[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0016]圖2是本實(shí)用新型的放電回路及流向示意圖。[0017]圖中，1、整車控制器；2、電機(jī)控制單元；3、橋式軟啟動開關(guān)；4、動力電池；K、高壓繼電器；C1、直流母線電容；M、電機(jī)。
具體實(shí)施方式
[0018]以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。[0019]如圖1、圖2所示，動力電池4連接高壓繼電器K，且電池管理系統(tǒng)對高壓繼電器K進(jìn)行控制，電池管理系統(tǒng)的簡稱為BMS，本電路包括連接電機(jī)M的電機(jī)橋式軟啟動開關(guān)3和用于在緊急情況下控制橋式軟啟動開關(guān)3導(dǎo)通和關(guān)斷把電機(jī)M定子繞組直接接入放電回路的電機(jī)控制單元2，電機(jī)控制單元2連接有用于提供碰撞緊急信號和高壓繼電器K斷開下電的整車控制器I，電機(jī)控制單元2還連接電機(jī)橋式軟啟動開關(guān)3，直流母線電容Cl的兩端并聯(lián)連接有電阻Rl，直流母線電容Cl通過電機(jī)橋式軟啟動開關(guān)3連接電機(jī)M,橋式軟啟動開關(guān)3由IGBT組成，電機(jī)控制單元2控制IGBT的關(guān)斷實(shí)現(xiàn)電機(jī)M的三相定子繞組接入。[0020]橋式軟啟動開關(guān)3由六個IGBT組成，分別為IGBTVIp IGBTVI2, IGBTVI3、IGBTVI4,IGBTVI5, IGBTVI6，且六個IGBT分成三組分別并聯(lián)于直流母線電容C1的兩端，三組分別為VI1的發(fā)射極和VI2的集電極串聯(lián)、IGBTVI3的發(fā)射極和IGBTVI4的集電極串聯(lián)，IGBTVI5的發(fā)射極和IGBTVI6的集電極串聯(lián)。電機(jī)M的三相分別連接IGBTVIp IGBTVI3和IGBTVI5的發(fā)射極。六個IGBT的門極分別連接電機(jī)控制單元2的輸出口。圖中電機(jī)控制單元2的輸出口 Vl1-G、VI2-G, VI3-G, VI4-G, VI5-G, VI6-G 對應(yīng)連接 IGBTVI1、IGBTVI2, IGBTVI3, IGBTVI4,IGBTVI5和IGBTVI6的門極。直流母線電容Cl放電時，電機(jī)控制單元2給IGBTVI^ IGBTVI4和IGBTVI5三個IGBT的門極控制信號占空比為1，給IGBTVI2、IGBTVI3和IGBTVI6三個IGBT的門極控制信號占空比為0，形成兩條放電回路。兩條放電回路為直流母線電容Cl正極電流經(jīng)過IGBTVI1和電機(jī)M的定子再通過IGBTVI4回到直流母線電容Cl負(fù)極形成放電回路和直流母線電容Cl正極電流經(jīng)過IGBTVI5和電機(jī)M的定子再通過IGBTVI4回到直流母線電容Cl負(fù)極形成放電回路。[0021]以下是本電機(jī)控制器緊急電容放電電路的工作原理:[0022]整車控制器I通過CAN總線接收車輛的碰撞緊急信息和BMS控制高壓繼電器K斷開的高壓繼電器K關(guān)斷信號，電機(jī)控制單元2接收整車控制器I接收到的上述信號，電機(jī)控制單元2進(jìn)入緊急放電模式，電機(jī)控制單元2控制連接電機(jī)M的橋式軟啟動開關(guān)3的導(dǎo)通和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)電機(jī)M定子繞組的任意三相接入直流母線電容Cl的放電電路的兩端參與緊急放電，使直流母線電容Cl在2秒內(nèi)從高壓360V降到36V以下的安全電壓。電機(jī)控制單元2在接到直流母線電容Cl需要緊急放電時，電機(jī)控制單元2給Igbtvi1Ugbtvi4和Igbtvi5三個IGBT的門極控制信號占空比為1，即IGBTVIp IGBTVI4和IGBTVI5導(dǎo)通。給IGBTVI2、IGBTVI3和IGBTVI6三個IGBT的門極控制信號占空比為O,即IGBTVI2、IGBTVI3和IGBTVI6閉合，形成兩條放電回路。兩條放電回路為直流母線電容C1正極電流經(jīng)過IGBTVI1和電機(jī)M的定子再通過IGBTVI4回到直流母線電容Cl負(fù)極形成放電回路和直流母線電容Cl正極電流經(jīng)過IGBTVI5和電機(jī)M的定子再通過VI4回到直流母線電容Cl負(fù)極形成放電回路，即通過兩條路接入電機(jī)M定子繞組的三相進(jìn)行緊急放電。[0023]如同實(shí)施例一的連接結(jié)構(gòu)因?yàn)榱鶄€IGBT分別為IGBTVI1、IGBTVI2, IGBTVI3^IGBTVI4, IGBTVI5, IGBTVI6的對稱連接結(jié)構(gòu)，在直流母線放電時，電機(jī)控制單元2對橋式軟啟動開關(guān)3的選擇性開啟還具有以下兩種模式:[0024]電機(jī)控制單元2給IgbtvipIgbtvi3和Igbtvi6三個igbt的門極控制信號占空比為1，給IGBTVI2、IGBTVI4和IGBTVI5三個IGBT的門極控制信號占空比為0，上述直流母線電容Cl正極電流經(jīng)過IGBTVI1和電機(jī)M的定子再通過IGBTVI2回到直流母線電容Cl負(fù)極和直流母線電容Cl正極電流經(jīng)過IGBTVI5和電機(jī)M的定子再通過IGBTVI2回到直流母線電容Cl負(fù)極接入電機(jī)M的三相定子繞組形成放電回路。[0025]電機(jī)控制單元2給IGBTVI2、IGBTVI3和IGBTVI5三個IGBT的門極控制信號占空比為1，給IGBTVIp 1681714和IGBTVI6三個IGBT的門極控制信號占空比為0，上述直流母線電容Cl正極電流經(jīng)過IGBTVI3和電機(jī)M的定子再通過IGBTVI2回到直流母線電容Cl負(fù)極和直流母線電容Cl正極電流經(jīng)過IGBTVI5和電機(jī)M的定子再通過IGBTVI2回到直流母線電容C1負(fù)極接入電機(jī)M的三相定子繞組形成放電回路。[0026]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。[0027]盡管本文較多地使用了整車控制器1、電機(jī)控制單元2、橋式軟啟動開關(guān)3、動力電池4、高壓繼電器K、直流母線電容Cl、電機(jī)M等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種電機(jī)控制器緊急電容放電電路，動力電池(4)連接高壓繼電器K，且電池管理系統(tǒng)對高壓繼電器K進(jìn)行控制，其特征在于，該電路包括連接電機(jī)M的電機(jī)橋式軟啟動開關(guān)(3)和用于在緊急情況下控制橋式軟啟動開關(guān)(3)導(dǎo)通和關(guān)斷把電機(jī)M定子繞組直接接入放電回路的電機(jī)控制單元(2)，所述的電機(jī)控制單元(2)連接有用于提供碰撞緊急信號和高壓繼電器K斷開下電的整車控制器(1)，所述的電機(jī)控制單元(2)還連接電機(jī)橋式軟啟動開關(guān)(3)，所述的直流母線電容Cl的兩端并聯(lián)連接有電阻，直流母線電容Cl通過電機(jī)橋式軟啟動開關(guān)(3)連接電機(jī)M，橋式軟啟動開關(guān)(3)由IGBT組成，所述的電機(jī)控制單元(2)控制IGBT的關(guān)斷實(shí)現(xiàn)電機(jī)M的三相定子繞組接入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)控制器緊急電容放電電路，其特征在于，所述的橋式軟啟動開關(guān)⑶由六個 IGBT 組成，分別為 IGBTVIp IGBTVI2, IGBTVI3> IGBTVI4, IGBTVI5,IGBTVI6，且所述的六個IGBT分成三組分別并聯(lián)于直流母線電容Cl的兩端，所述的三組分別為IGBTVI1的發(fā)射極和IGBTVI2的集電極串聯(lián)、IGBTVI3的發(fā)射極和IGBTVI4的集電極串聯(lián)，IGBTVI5的發(fā)射極和IGBTVI6的集電極串聯(lián)，所述的電機(jī)M的三相分別連接IGBTVIpIGBTVI3和IGBTVI5的發(fā)射極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)控制器緊急電容放電電路，其特征在于，所述的六個IGBT的門極分別連接電機(jī)控制單元⑵的輸出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電機(jī)控制器緊急電容放電電路，其特征在于，所述的直流母線電容Cl放電時，電機(jī)控制單元⑵給IGBTVI1UGBTVIdP IGBTVI5三個IGBT的門極控制信號占空比為1，給IGBTVI2、IGBTVI3和IGBTVI6三個IGBT的門極控制信號占空比為O，形成兩條放電回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)控制器緊急電容放電電路，其特征在于，所述的兩條放電回路為直流母線電容Cl正極電流經(jīng)過IGBTVI1和電機(jī)M的定子再通過IGBTVI4回到直流母線電容Cl負(fù)極形成放電回路和直流母線電容Cl正極電流經(jīng)過IGBTVI5和電機(jī)M的定子再通過IGBTVI4回到直流母線電容Cl負(fù)極形成放電回路。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電機(jī)控制器緊急電容放電電路，屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中電容放電速度慢，容易造成二次傷害的問題。該電路包括連接電機(jī)的電機(jī)橋式軟啟動開關(guān)和用于在緊急情況下控制橋式軟啟動開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷把電機(jī)定子繞組直接接入放電回路的電機(jī)控制單元，電機(jī)控制單元連接有用于提供碰撞緊急信號和高壓繼電器斷開下電的整車控制器，電機(jī)控制單元還連接電機(jī)橋式軟啟動開關(guān)，直流母線電容的兩端并聯(lián)連接有電阻，直流母線電容通過電機(jī)橋式軟啟動開關(guān)連接電機(jī)，橋式軟啟動開關(guān)由IGBT組成，電機(jī)控制單元控制IGBT的關(guān)斷實(shí)現(xiàn)電機(jī)的三相定子繞組接入。該電路在車輛發(fā)生緊急工況時，使直流總線電容迅速放電消耗。
文檔編號H02H9/04GK202978250SQ20122025481
公開日2013年6月5日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者陳啟苗, 金啟前, 由毅, 吳成明, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團(tuán)有限公司