一種純電動汽車電機的安全保護電路的制作方法
【專利說明】一種純電動汽車電機的安全保護電路
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及電動汽車自動控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種純電動汽車電機的安全保護電路。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]純電動汽車一般采用高壓電機驅(qū)動，若電機控制器出現(xiàn)故障會導(dǎo)致電機輸出扭矩嚴重偏小、偏大、電機轉(zhuǎn)速不可控或驅(qū)動高壓泄露，上述任何一種現(xiàn)象都是車輛駕駛員不可控的，一旦發(fā)生將損壞車輛，影響車輛的安全行駛，嚴重的可能危及駕駛員人身安全。
[0005]目前，所采用的措施主要側(cè)重于電機三相電流的監(jiān)控，主要是電流缺相檢測，電流峰值檢測等，并且采取的措施是關(guān)閉電機驅(qū)動信號。若檢測到電流故障時驅(qū)動電路也發(fā)生了故障，或電流故障就是由驅(qū)動故障引起的，此方法將無效，因為關(guān)閉驅(qū)動信號僅能保證電機不受控制系統(tǒng)控制，并不能保證其他故障信號對電機誤操作，并且此方法缺乏對車輛安全的考慮，從安全的角度說故障發(fā)生時的第一時間不應(yīng)該是去屏蔽或查找故障源而應(yīng)該是去保證安全，然后再去屏蔽或查找故障源，而且為了保證安全動作的有效執(zhí)行，功能單元和安全單元應(yīng)是獨立的，以防止共因失效。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種當(dāng)監(jiān)控到電機控制器中MCU的故障或其它被監(jiān)控模塊發(fā)生的故障時會觸發(fā)安全保護電路，保證電機的狀態(tài)安全、可控，確保駕駛員和車輛安全的純電動汽車電機的安全保護電路。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種純電動汽車電機的安全保護電路，包括用于接收電機控制器中微控制器MCU輸出的脈沖信號的脈沖信號整流濾波電路，其輸出端與電壓比較電路的輸入端相連，電壓比較電路的輸出端與多信號邏輯運算電路的輸入端相連，多信號邏輯運算電路的輸出端與故障鎖存和復(fù)位電路的輸入端相連，故障鎖存和復(fù)位電路的輸出端與高壓隔離電路的輸入端相連，高壓隔離電路的輸出端與繼電器控制電路中的繼電器的控制端相連，電機控制器的三相驅(qū)動信號U、V、W通過所述繼電器常閉端接電機M的三相線，所述繼電器常開端通過功率電阻接高壓地。
[0009]所述脈沖信號整流濾波電路由變壓器T、全橋整流電路和濾波電容Cl組成，變壓器T初級線圈的一端接電機控制器中微控制器MCU輸出的脈沖信號，另一端接地，變壓器T的次級線圈與由二極管D1、D2、D3、D4組成的全橋整流電路的輸入端相連，全橋整流電路的輸出端通過濾波電容Cl與電壓比較電路的輸入端相連，所述的電壓比較電路采用電壓比較器Ul，濾波電容Cl的一端接在全橋整流電路的輸出端與電壓比較器Ul的正相輸入端之間，濾波電容Cl的另一端接地，電壓比較器Ul的反相輸入端接參考電壓Vref，電壓比較器Ul的輸出端與多信號邏輯運算電路的輸入端相連。
[0010]所述多信號邏輯運算電路采用至少包含兩個輸入端的與門，與門的第一輸入端接電壓比較電路的輸出端，與門非第一輸入端的輸入端接電機控制器內(nèi)被監(jiān)控模塊發(fā)出的高低電平故障信號，所述故障鎖存和復(fù)位電路采用RS觸發(fā)器，與門的輸出端與RS觸發(fā)器的置位端相連，RS觸發(fā)器的Q輸出端與高壓隔離電路的輸入端相連。
[0011]所述高壓隔離電路采用光耦，所述繼電器控制電路采用繼電器K1、K2、K3，所述功率電阻采用電阻R2、R3、R4，所述光耦的輸入控制腳接故障鎖存和復(fù)位電路的輸出端，光耦的輸出腳分別接繼電器K1、K 2、K 3的控制腳，電機控制器的三相驅(qū)動信號U、V、W分別對應(yīng)通過繼電器K1、K2、K3的常閉端與電機三相線相連，繼電器K1、K2、K3的常開端分別——對應(yīng)通過電阻R2、R3、R4接高壓地。
[0012]所述與門為三輸入與門，三輸入與門的第二輸入端接信號Fault_l，三輸入與門的第三輸入端接信號Fault_2，信號Fault_l、信號Fault_2均為電機控制器內(nèi)被監(jiān)控模塊發(fā)出的高低電平故障信號。
[0013]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明集成故障監(jiān)控與安全保護于一體，能夠快速、安全、可靠的對電機及車輛的安全進行保護;本發(fā)明不僅能夠?qū)崟r的監(jiān)控電機控制器MCU的工作狀態(tài)，還能夠通過多信號邏輯運算電路很容易的進行擴展，進而監(jiān)控其他模塊的工作狀態(tài)；本發(fā)明采用繼電器常閉端作為電機與三相控制信號的連接點，減少了繼電器的開關(guān)次數(shù)進而降低了繼電器本身的故障幾率，使電路更可靠、安全。
[0014]
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的電路原理圖。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，一種純電動汽車電機的安全保護電路，包括用于接收電機控制器中微控制器MCU輸出的脈沖信號的脈沖信號整流濾波電路1，其輸出端與電壓比較電路的輸入端相連，電壓比較電路的輸出端與多信號邏輯運算電路2的輸入端相連，多信號邏輯運算電路2的輸出端與故障鎖存和復(fù)位電路3的輸入端相連，故障鎖存和復(fù)位電路3的輸出端與高壓隔離電路4的輸入端相連，高壓隔離電路4的輸出端與繼電器控制電路5中的繼電器的控制端相連，電機控制器的三相驅(qū)動信號U、V、W通過所述繼電器常閉端接電機M的三相線，所述繼電器常開端通過功率電阻接高壓地。通過電機控制器中微控制器MCU輸出的脈沖信號檢測微控制器MCU是否故障，微控制器MCU輸出的脈沖信號經(jīng)過變壓器傳遞、全橋二極管整流、電容濾波后得到直流電壓。通過多信號邏輯運算電路2、故障鎖存和復(fù)位電路3實現(xiàn)多個故障監(jiān)控和鎖存復(fù)位功能。通過繼電器的常閉點實現(xiàn)正常情況下的驅(qū)動信號傳輸，通過繼電器的常開點實現(xiàn)故障時的主動短路放電功能。
[0018]如圖1所示，所述脈沖信號整流濾波電路I由變壓器T、全橋整流電路和濾波電容Cl組成，變壓器T初級線圈的一端接電機控制器中微控制器MCU輸出的脈沖信號，另一端接地，變壓器T的次級線圈與由二極管Dl、D2、D3、D4組成的全橋整流電路的輸入端相連，全橋整流電路的輸出端通過濾波電容Cl與電壓比較電路的輸入端相連，所述的電壓比較電路采用電壓比較器U1，濾波電容Cl的一端接在全橋整流電路的輸出端與電壓比較器Ul的正相輸入端之間，濾波電容Cl的另一端接地，電壓比較器Ul的反相輸入端接參考電壓Vref,電壓比較器Ul的輸出端與多信號邏輯運算電路2的輸入端相連。所述脈沖信號經(jīng)過變壓器T傳遞、全橋整流電路、濾波電容CI濾波后輸入到電壓比較電路，電壓比較電路的輸出端和電機控制器的其它被監(jiān)控模塊輸出的故障信號通過多信號邏輯運算電路2做邏輯與運算，運算結(jié)果輸入到故障鎖存和復(fù)位電路3的置位端，鎖存結(jié)果通過高壓隔離電路4控制繼電器的吸合。
[0019]如圖1所示，所述多信號邏輯運算電路2采用至少包含兩個輸入端的與門，與門的第一輸入端接電壓比較電路的輸出端，與門非第一輸入端的輸入端接電機控制器內(nèi)被監(jiān)控模塊發(fā)出的高低電平故障信號，所述故障鎖存和復(fù)位電路3采用RS觸發(fā)器，