專利名稱：一種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置。
背景技術(shù)：
隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，新能源車發(fā)展路徑問(wèn)題，社會(huì)上一直有些爭(zhēng)論。作為新能源汽車，人們也給混合動(dòng)力電動(dòng)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(dòng)力電動(dòng)汽車達(dá)到量產(chǎn)的目標(biāo)，投放市場(chǎng)，必須要保證高壓安全。而混合動(dòng)力電動(dòng)汽車中含有高壓電的部分有動(dòng)力電池、電機(jī)控制器和電機(jī)等部 件?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車的高壓電供電原理為動(dòng)力電池與電機(jī)控制器之間的主供電回路上連接高壓繼電器開關(guān)。當(dāng)動(dòng)力電池和電機(jī)控制器之間的高壓繼電器開關(guān)斷開之后，高壓電安全要求是電機(jī)控制器中的直流母線大容值電容在很短時(shí)間內(nèi)放電成功，直至將整個(gè)回路中的高壓電降為人體所能承受的安全電壓。目前的電容電阻式放電裝置如圖I所示。動(dòng)力電池P端的高壓繼電器Kl斷開后，整個(gè)高壓系統(tǒng)中剩下直流母線電容Cl和放電電阻Rl所組成的高壓回路，放電電阻Rl為IkQ。直流母線電容Cl中儲(chǔ)存的電量將在放電電阻Rl中消耗，直流母線電容Cl正負(fù)兩端的電壓差就會(huì)降低，直至從高壓降到人體所能接受的安全低壓。該永久性的接入高壓回路具有以下幾個(gè)缺點(diǎn)1、直流母線電容的放電時(shí)間較長(zhǎng)，需要幾分鐘的時(shí)間才能降到安全的范圍，具有一定的安全隱患。2、放電電阻永久性的接入高壓主回路，在動(dòng)力電池正常供電時(shí)，放電電阻的能量消耗比較大，降低了能量利用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置，該裝置通過(guò)控制接入放電電阻，實(shí)現(xiàn)快速安全放電，同時(shí)又減少了電能的消耗，提聞電能利用率。本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置，本裝置包括并聯(lián)連接于動(dòng)力電池兩端的直流母線電容，動(dòng)力電池的P極通過(guò)串聯(lián)高壓繼電器開關(guān)連接直流母線電容，其特征在于，所述的直流母線電容的兩端并聯(lián)連接有可控放電電路，所述的可控放電電路包括可控開關(guān)和串聯(lián)于可控開關(guān)上的第二放電電阻，所述的可控開關(guān)連接用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元還連接于整車控制器，整車控制器發(fā)送高壓繼電器開關(guān)斷開信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元還用于在直流母線電容放電時(shí)控制可控開關(guān)的導(dǎo)通，從而使第二放電電阻接入直流母線電容的兩端進(jìn)行放電。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元在接收整車控制器上的高壓繼電器開關(guān)斷開信息時(shí)，直流母線電容開始進(jìn)行放電，為了保證直流母線電容的放電安全，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元通過(guò)控制導(dǎo)通可控開關(guān)來(lái)接入第二放電電阻，實(shí)現(xiàn)第二放電電阻給直流母線電容進(jìn)行放電。在高壓回路正常工作時(shí)，第二放電電阻不接入，不產(chǎn)生損耗，同時(shí)又能在直流母線需要放電時(shí)第二放電電阻及時(shí)接入，實(shí)現(xiàn)快速的放電，保證用電安全。在上述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置中，所述的流母線電容的兩端還并聯(lián)連接有第一放電電阻。直流母線電容的兩端不僅并聯(lián)有可控放電電路，同時(shí)永久性的并聯(lián)接入第一放電電阻，使具有放電能力的電阻分成兩路接入，該冗余設(shè)計(jì)方案，在一路出現(xiàn)狀況時(shí)，確保另一路能夠進(jìn)行放電，提高放電的可靠性和安全性。在上述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置中，所述的可控開關(guān)為IGBT,所述的IGBT的集電極連接電容正極，所述的IGBT的發(fā)射極串聯(lián)連接第二放電電阻，所述的IGBT的門極連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元控制IGBT的門極的電壓來(lái)導(dǎo)通IGBT，從而控制第二放電電阻的接入與電容放電導(dǎo)通。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元在高壓繼電器開關(guān)斷開時(shí)給IGBT的門極一個(gè)觸發(fā)電壓，使IGBT的發(fā)射極和集電極瞬間導(dǎo)通，把第二放電電阻并入直流母線電容的兩端實(shí)現(xiàn)放電。
在上述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置中，所述的可控開關(guān)為繼電器，所述的繼電器的常開開關(guān)于第二放電電阻串聯(lián)連接，所述繼電器的線圈連接于電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元且接地構(gòu)成回路。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元在電機(jī)停轉(zhuǎn)和高壓繼電器開關(guān)斷開時(shí)輸出電壓給繼電器線圈與地形成回路，從而導(dǎo)通繼電器線圈，繼電器線圈帶動(dòng)繼電器開關(guān)觸點(diǎn)閉合，有效接入第二放電電阻。在上述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置中，所述的第二放電電阻阻值為3. 0-11 Q。第二電阻在電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元的控制下在停機(jī)且斷開高壓繼電器開關(guān)時(shí)接入并聯(lián)與充電電阻的兩端，降低電容兩端的充電電阻的阻值。放電阻值越小放電時(shí)間越短，直流母線電容兩端的電壓差可在ms級(jí)時(shí)間里從336V的高壓降到安全電36V以下。在上述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置中，所述第二放電電阻阻值為IOQ o在上述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置中，所述的第一放電電阻的阻值為10kQ_15kQ。保證直流母線電容放電的可靠執(zhí)行，即時(shí)不接入可控放電電路，在一定延長(zhǎng)放電的時(shí)間后，也能完成放電。同時(shí)接入大阻值的電阻，在正常供電時(shí)，其IOkQ-15kQ的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電機(jī)定子的繞組阻值0.3Q，從而降低了放電電阻在正常供電情況下的電能消耗。在上述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置中，所述的第一放電電阻的阻值為12k Q。在上述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置中，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元通過(guò)CAN總線連接整車控制器?，F(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明名稱具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明通過(guò)在具有充放電作用的電容兩端通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元在需要放電時(shí)并入放電電阻，在電機(jī)停止而斷開高壓繼電器開關(guān)時(shí)，將主供電回路中的高壓電降為人體所能承受的安全電壓，從而保證了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的用電安全。2、本發(fā)明通過(guò)永久性接入放電大電阻10kQ_15kQ，而電機(jī)定子繞組阻值不到0. 3Q。使得永久性接入供電主電路的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電機(jī)的定子繞組阻值，從而在動(dòng)力電池正常供電時(shí)，電阻式放電單元的電能消耗很小，幾乎為零，達(dá)到節(jié)能的目的。3、本發(fā)明接入兩路放電電路，一路由電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元在確定停止電機(jī)時(shí)接入第二充電電阻進(jìn)行放電，另一路永久性的接入第一放電電阻，由兩個(gè)支路冗余設(shè)計(jì)保證在一路出現(xiàn)故障時(shí)，另一路能起到放電的功能，使放電更安全。



圖I是背景技術(shù)中的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，K1、高壓繼電器開關(guān)；C1、電容；R1、放電電阻；R2、第一放電電阻；R3、第二放電電阻；E、發(fā)射極；C、集電極；G、門極；K2、繼電器常開開關(guān)；L、繼電器線圈；M、電機(jī)；1、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元；2、動(dòng)力電池；3、整車控制器。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例一，如圖2所示，本混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置包括并聯(lián)連接于動(dòng)力電池2兩端的直流母線電容Cl，動(dòng)力電池2的P極通過(guò)串聯(lián)高壓繼電器開關(guān)Kl連接直流母線電容Cl，直流母線電容Cl的兩端并聯(lián)連接有可控放電電路，可控放電電路包括可控開關(guān)和串聯(lián)于可控開關(guān)上的第二放電電阻R3，可控開關(guān)連接用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元1，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元還連接于整車控制器3，整車控制器3發(fā)送高壓繼電器開關(guān)斷開信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元I還用于在直流母線電容Cl放電時(shí)控制可控開關(guān)的導(dǎo)通，從而使第二放電電阻R3接入直流母線電容Cl的兩端進(jìn)行放電。流母線電容Cl的兩端還并聯(lián)連接有第一放電電阻R2。第一放電電阻R2的阻值范圍為IOkQ-15kQ。這里選用第一放電電阻R2的阻值為12kQ?？煽亻_關(guān)為IGBT，IGBT的集電極C連接電容Cl正極，IGBT的發(fā)射極E串聯(lián)連接第二放電電阻R3，IGBT的門極G連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元1，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元I控制IGBT的門極G的電壓來(lái)導(dǎo)通IGBT，從而控制第二放電電阻R3的接入與電容Cl放電導(dǎo)通。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元I在高壓繼電器開關(guān)Kl斷開時(shí)給IGBT的門極G —個(gè)觸發(fā)電壓，使IGBT的發(fā)射極E和集電極C瞬間導(dǎo)通，把第二放電電阻R3并入直流母線電容Cl的兩端實(shí)現(xiàn)放電。第二放電電阻R3阻值為3. 0-11 Q。這里選用第二放電電阻R3阻值為10 Q。以下為本混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置的工作原理動(dòng)力電池2供電，高壓回路正常工作，雖然第一放電電阻R2永久性地為接入高壓回路，而第一放電電阻R2阻值范圍選用為IOk Q-15k Q。這里選用第一放電電阻R2的阻值為12kQ，但第一放電電阻R2的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電機(jī)定子繞組阻值不到0. 3 Q，此時(shí)高壓回路正常工作時(shí)，第一放電電阻R2的損耗可以忽略不計(jì)。而第二放電電阻R3不接入高壓回路，同時(shí)不產(chǎn)生損耗。以上兩路的放電電路在動(dòng)力電池2正常供電時(shí)的損耗幾乎為零。同時(shí)，在高壓繼電器開關(guān)Kl斷開時(shí)，整車控制器發(fā)送高壓繼電器開關(guān)Kl信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元1，即直流母線電容Cl開始進(jìn)行放電，第一放電電阻R2開始進(jìn)行放電，而為了保證直流母線電容Cl的放電安全，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元I通過(guò)控制IGBT的門極G電壓，從而導(dǎo)通IGBT的發(fā)射極E和集電極C，接入串聯(lián)與IGBT發(fā)射極E的第二放電電阻R3，即放電時(shí)，直流母線電容Cl的兩端分別并聯(lián)接連有第一放電電阻R2和第二放電電阻R3進(jìn)行放電，由于第二放電電阻R3遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第一放電電阻R2，在第二放電電阻R3與第一放電電阻R2—起進(jìn)行放電時(shí)，第二放電電阻R3進(jìn)行快速放電。同時(shí)在一路出現(xiàn)故障時(shí)，確保另一路也能進(jìn)行給電容Cl放電，從而加大了電機(jī)控制器輸出的放電安全。并聯(lián)在電容Cl兩端的放電電阻的阻值越小，所用的放電時(shí)間越短，但是在動(dòng)力電池2進(jìn)行正常供電時(shí)，放電電阻的電能消耗越大。所以這里第二放電電阻R3阻值不會(huì)出現(xiàn)在高壓回路的正常供電中，可選用小阻值電阻，第二放電電阻R3阻值范圍為3. 0-11 Q。這里選用第二放電電阻R3阻值為IOQ實(shí)施例二，如圖3所示，本混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置的可控開關(guān)為可控開關(guān)為繼電器，實(shí)現(xiàn)對(duì)第二放電電阻R3在直流母線電容Cl兩端的有效接入，繼 電器的常開開關(guān)K2與第二放電電阻R3串聯(lián)連接，繼電器的線圈L連接于電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元I且接地構(gòu)成回路。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元I在電機(jī)M停轉(zhuǎn)和高壓繼電器開關(guān)Kl斷開時(shí)輸出電壓給繼電器線圈L與地形成回路，從而導(dǎo)通繼電器線圈L，繼電器線圈L帶動(dòng)繼電器開關(guān)觸點(diǎn)閉合，有效接入第二放電電阻R3。其余結(jié)構(gòu)同上實(shí)施例一，在此不再贅述。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)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(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了高壓繼電器開關(guān)K1、電容Cl、放電電阻R1、第一放電電阻R2、第二放電電阻R3、發(fā)射極E、集電極C、門極G、繼電器常開開關(guān)K2、繼電器線圈L、電機(jī)M、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元I、動(dòng)力電池2、整車控制器3等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1.一種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置，本裝置包括并聯(lián)連接于動(dòng)力電池(2)兩端的直流母線電容(Cl)，動(dòng)力電池(2)的P極通過(guò)串聯(lián)高壓繼電器開關(guān)(Kl)連接直流母線電容(Cl )，其特征在于，所述的直流母線電容(Cl)的兩端并聯(lián)連接有可控放電電路，所述的可控放電電路包括可控開關(guān)和串聯(lián)于可控開關(guān)上的第二放電電阻(R3)，所述的可控開關(guān)連接用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)(M)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元(I )，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元(I)還連接于整車控制器(3 )，整車控制器(3 )發(fā)送高壓繼電器開關(guān)(Kl)斷開信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元(I )，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元(I)還用于在直流母線電容(Cl)放電時(shí)控制可控開關(guān)的導(dǎo)通，從而使第二放電電阻(R3)接入直流母線電容(Cl)的兩端進(jìn)行放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置，其特征在于，所述的流母線電容(Cl)的兩端還并聯(lián)連接有第一放電電阻(R2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置，其特征在于，所述的可控開關(guān)為IGBT，所述的IGBT的集電極(C)連接電容(Cl)正極，所述的IGBT的發(fā)射極(E)串聯(lián)連接第二放電電阻(R3) (R1)，所述的IGBT的門極(G)連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)控 制單元(I )，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元(I)控制IGBT的門極(G)的電壓來(lái)導(dǎo)通IGBT，從而控制第二放電電阻(R3)的接入與電容(Cl)放電導(dǎo)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置，其特征在于，所述的可控開關(guān)為繼電器，所述的繼電器的常開開關(guān)于第二放電電阻(R3)串聯(lián)連接，所述繼電器的線圈連接于電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元(I)且接地構(gòu)成回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置，其特征在于，所述的第二放電電阻(R3)阻值為3. 0-11 Q。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置，其特征在于，所述第二放電電阻(R3)阻值為10 Q。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置，其特征在于，所述的第一放電電阻(R2)的阻值為IOk Q _15k Q。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置，其特征在于，所述的第一放電電阻(R2)的阻值為12kQ。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置，其特征在于，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元(I)通過(guò)CAN總線連接整車控制器(3 )。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用電機(jī)控制器放電安全裝置，屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中放電不安全和損耗大的問(wèn)題。本裝置包括并聯(lián)連接于動(dòng)力電池兩端的直流母線電容，動(dòng)力電池的P極連接直流母線電容的正極，直流母線電容的兩端并聯(lián)連接有可控放電電路，可控放電電路包括可控開關(guān)和串聯(lián)于可控開關(guān)上的第二放電電阻，可控開關(guān)連接用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元還連接于整車控制器，整車控制器發(fā)送高壓繼電器開關(guān)斷開信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元在直流母線電容放電時(shí)控制可控開關(guān)導(dǎo)通，從而使第二放電電阻接入進(jìn)行放電。該裝置實(shí)現(xiàn)快速安全放電，同時(shí)又減少了電能的消耗，提高電能利用率。
文檔編號(hào)H02H9/04GK102751711SQ201210177508
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者吳成明, 由毅, 趙巖, 趙福全, 金啟前 申請(qǐng)人:浙江吉利控股集團(tuán)有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司