專利名稱：一種電動汽車電機過電流保護方法及保護電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電機控制技術領域，尤其涉及一種電動汽車電機過電流保護方法及保護電路。
背景技術：
傳統(tǒng)燃油汽車產(chǎn)業(yè)因能源短缺與氣候變暖而面臨著巨大的挑戰(zhàn)，節(jié)能環(huán)保的電動汽車越來越受到關注，并開始從實驗室走向市場。目前電動汽車上電能與機械能的相互轉(zhuǎn)換任務由電機完成。電機運行時，若電機控制器控制不當，或者電機自身出現(xiàn)異常，則可能導致電機三相線電流增大，也就是常說的“過電流”。若超過電機與電機控制器元件的承受范圍，則會損壞零部件。因此電機控制器需采取相應策略以避免電機與電機控制器因過電流而受到破壞性影響。目前，電動汽車電機控制器中均會設置專門的過電流保護方案，現(xiàn)階段做法如下:硬件方面，如圖1所示，通過電流采集元件將電機三相電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，之后將電壓信號送入由雙比較器構成的比較環(huán)節(jié)，比較環(huán)節(jié)的輸出信號作為第一信號直接送入主控模塊。比較環(huán)節(jié)中，通過設定比較器的上限位電壓和下限位電壓來設定過電流保護限值。一旦電流采集元件輸出的電壓信號高于上限電壓或低于下限電壓，比較環(huán)節(jié)輸出的高電平信號將會變?yōu)榈碗娖叫盘?。軟件方面，如圖2所示，主控模塊接收到低電平信號后，隨即關斷PWM信號輸出，同時向外界發(fā)送過電流故障碼，以此向整車控制器說明電機與電機控制器系統(tǒng)處于故障狀態(tài)，無法繼續(xù)運行。然而在實際應用中，采取上述過電流保護方案的電機與電機控制器常常會因為信號干擾而觸發(fā)過電流保護，進而停止工作。此種情況下，車輛的安全性與駕駛平順性會受到很大的影響，同時一定程度上也影響著市場對電動汽車的接受程度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對電機與電機控制器因信號干擾而觸發(fā)過電流保護的問題，提出一種電動汽車電機過電流保護方法及保護電路。旨在消除信號干擾觸發(fā)過電流保護而使電機與電機控制器系統(tǒng)停止運行的可能性，同時在電機三相線真正出現(xiàn)過電流情況時，及時關斷電機與電機控制器系統(tǒng)，有效保護電機與電機控制器不受損壞。為實現(xiàn)上述目的，所述電動汽車電機過電流保護方法，其特點是，所述保護方法包括，采集電機三相電流信號并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號；將所述電壓信號與預設的電壓限值相比較，得到比較結(jié)果；根據(jù)所述比較結(jié)果判斷所述電壓信號是否超出預設的電壓限值，如果是，則關斷電機控制信號，并對該電壓信號進行鉗位，得到鉗位后電壓信號；
根據(jù)所述鉗位后電壓信號計算電機三相電流值；判斷所述電機三相電流值是否超出了預設的過電流保護限值；如果否，則重啟電機控制信號。優(yōu)選的是，所述保護方法還包括，在重啟電機控制信號后，判斷在規(guī)定時間T內(nèi)獲取的比較結(jié)果是否再次超出預設的電壓限值，如果是，則關斷電機控制信號。優(yōu)選的是，所述規(guī)定時間T為20ms。優(yōu)選的是，所述預設的過電流保護限值為所述電機三相電流信號的最大值的2.5倍。一種電動汽車電機過電流保護電路，其特點是，所述保護電路包括，電流采集元件，用于采集電機三相電流信號并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號；比較模塊，用于將所述電壓信號與預設的電壓限值相比較，并得到比較結(jié)果；鉗位模塊，用于對所述電壓信號進行鉗位，并輸出鉗位后電壓信號；主控模塊，用于根據(jù)所述比較結(jié)果判斷所述電壓信號是否超出了預設的電壓限值，如果是，則關斷電機控制信號；以及判斷所述電機三相電流值是否超出了預設的過電流保護限值；如果否，則重啟電機控制信號。優(yōu)選的是，所述主控模塊還用于在重啟電機控制信號后，判斷在規(guī)定時間T內(nèi)獲取的比較結(jié)果是否再次超出預設的電壓限值，如果是，則關斷電機控制信號。優(yōu)選的是，所述比較模塊包括第一電容、第一電阻、第二電阻、第二電容、雙比較器；其中，所述電流采集元件的輸出端經(jīng)第一電容接地；所述電流采集元件的輸出端經(jīng)第一電阻接第一電源，該輸出端還經(jīng)由第二電阻和第二電容構成的RC低通濾波器連接雙比較器的輸入端；所述雙比較器的輸出端經(jīng)第四電阻連接所述第一電源，該雙比較器的輸出端連接主控模塊；并且，所述預設的電壓限值包括輸入至雙比較器的上限位電壓和下限位電壓。優(yōu)選的是，所述第一電源為5V電源。優(yōu)選的是，所述鉗位模塊包括第三電阻、第三電容和鉗位二極管；其中，所述電流采集元件的輸出端順次地經(jīng)由第三電阻和第三電容構成的RC低通濾波器、以及鉗位二極管連接主控模塊。優(yōu)選的是，所述電流采集元件為霍爾電流傳感器；主控模塊為數(shù)字信號處理芯片。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的過電流保護電路可對過電流進行二次確定，從而在干擾信號觸發(fā)過電流保護時，電機與電機控制器系統(tǒng)關斷后會立即重新啟動，使電動汽車可以在不停車復位的情況下繼續(xù)運行。因此，消除了由于信號干擾觸發(fā)過電流保護而使電機與電機控制器系統(tǒng)停止運行的可能性。此外，當電機三相線真正出現(xiàn)過電流情況時，或者依據(jù)第二信號所計算的電機三相電流值超出預設的過電流保護限值，或者規(guī)定時間T內(nèi)過電流故障會再次發(fā)生。此兩種情況下，電機與電機控制器系統(tǒng)均會及時關斷，有效了保護電機與電機控制器不受損壞。
圖1示出了現(xiàn)有技術中過電流保護硬件電路結(jié)構示意圖；圖2示出在現(xiàn)有技術中過電流保護軟件流程圖3示出了本發(fā)明所述的電動汽車電機過電流保護方法的流程圖；圖4示出了圖3中所示的流程圖中，判斷所述電壓信號超出了預設的電壓限值之后，過電流保護方法的具體流程圖；圖5示出了本發(fā)明所述的電動汽車電機過電流保護電路的方框原理圖；圖6示出了圖5中示出的電動汽車電機過電流保護電路的電路示意圖。
具體實施例方式為使發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖3至圖6對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。圖3示出了本發(fā)明所述的電動汽車電機過電流保護方法的流程圖，如圖3所示，所述電動汽車電機過電流保護方法包括以下步驟:采集電機三相電流信號并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號SI ；將所述電壓信號與預設的電壓限值相比較，得到比較結(jié)果S2 ；根據(jù)所述比較結(jié)果判斷所述電壓信號是否超出預設的電壓限值，如果是，則關斷電機控制信號，并對該電壓信號進行鉗位，得到鉗位后電壓信號S3 ；根據(jù)所述鉗位后電壓信號計算電機三相電流值S4 ；判斷所述電機三相電流值是否超出了預設的過電流保護限值；如果否，則重啟電機控制信號S5。 值得注意的是，上述方法的步驟I中，用于采集電機三相電流信號并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號的裝置可選擇為霍爾電流傳感器。上述方法的步驟3中，所述“關斷電機控制信號”，指的是僅將電機的控制信號切斷，在短時間內(nèi)電機因慣性作用仍是運轉(zhuǎn)的；進行二次判斷后，若即時重啟該電機控制信號，則不會影響電機的運轉(zhuǎn)。上述方法的步驟4中，“根據(jù)所述鉗位后電壓信號計算電機三相電流值”所用到的計算公式如下:
權利要求
1.一種電動汽車電機過電流保護方法，其特征在于:所述保護方法包括， 采集電機三相電流信號并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號； 將所述電壓信號與預設的電壓限值相比較，得到比較結(jié)果； 根據(jù)所述比較結(jié)果判斷所述電壓信號是否超出預設的電壓限值，如果是，則關斷電機控制信號，并對該電壓信號進行鉗位，得到鉗位后電壓信號； 根據(jù)所述鉗位后電壓信號計算電機三相電流值； 判斷所述電機三相電流值是否超出了預設的過電流保護限值；如果否，則重啟電機控制信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車電機過電流保護方法，其特征在于:所述保護方法還包括， 在重啟電機控制信號后，判斷在規(guī)定時間T內(nèi)獲取的比較結(jié)果是否再次超出預設的電壓限值，如果是，則關斷電機控制信號。
3.根據(jù)權利要求2所述 的電動汽車電機過電流保護方法，其特征在于:所述規(guī)定時間T為 20ms。
4.根據(jù)權利要求1至3中任意一項所述的電動汽車電機過電流保護方法，其特征在于:所述預設的過電流保護限值為所述電機三相電流信號的最大值的2.5倍。
5.一種電動汽車電機過電流保護電路，其特征在于:所述保護電路包括，電流采集元件，用于采集電機三相電流信號并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號； 比較模塊，用于將所述電壓信號與預設的電壓限值相比較，并得到比較結(jié)果； 鉗位模塊，用于對所述電壓信號進行鉗位，并輸出鉗位后電壓信號； 主控模塊，用于根據(jù)所述比較結(jié)果判斷所述電壓信號是否超出了預設的電壓限值，如果是，則關斷電機控制信號；以及判斷所述電機三相電流值是否超出了預設的過電流保護限值；如果否，則重啟電機控制信號。
6.根據(jù)權利要求5所述的電動汽車電機過電流保護電路，其特征在于:所述主控模塊還用于在重啟電機控制信號后，判斷在規(guī)定時間T內(nèi)獲取的比較結(jié)果是否再次超出預設的電壓限值，如果是，則關斷電機控制信號。
7.根據(jù)權利要求5所述的電動汽車電機過電流保護電路，其特征在于:所述比較模塊包括第一電容、第一電阻、第二電阻、第二電容、雙比較器；其中，所述電流米集兀件的輸出端經(jīng)第一電容接地； 所述電流采集元件的輸出端經(jīng)第一電阻接第一電源，該輸出端還經(jīng)由第二電阻和第二電容構成的RC低通濾波器連接雙比較器的輸入端；所述雙比較器的輸出端經(jīng)第四電阻連接所述第一電源，該雙比較器的輸出端連接主控模塊；并且，所述預設的電壓限值包括輸入至雙比較器的上限位電壓和下限位電壓。
8.根據(jù)權利要求7所述的電動汽車電機過電流保護電路，其特征在于:所述第一電源為5V電源。
9.根據(jù)權利要求5所述的電動汽車電機過電流保護電路，其特征在于:所述鉗位模塊包括第三電阻、第三電容和鉗位二極管；其中，所述電流采集元件的輸出端順次地經(jīng)由第三電阻和第三電容構成的RC低通濾波器、以及鉗位二極管連接主控模塊。
10.根據(jù)權利要求5所述的電動汽車電機過電流保護電路，其特征在于:所述電流采集元件為霍爾電流傳感 器；主控模塊為數(shù)字信號處理芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動汽車電機過電流保護方法及保護電路，所述保護方法采集電機三相電流信號并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號；將電壓信號與預設的電壓限值相比較，得到比較結(jié)果；根據(jù)比較結(jié)果判斷所述電壓信號是否超出預設的電壓限值，如果是，則關斷電機控制信號，并對該電壓信號進行鉗位，得到鉗位后電壓信號；根據(jù)鉗位后電壓信號計算電機三相電流值；判斷電機三相電流值是否超出了預設的過電流保護限值；如果否，則重啟電機控制信號。本發(fā)明一方面消除了由于信號干擾觸發(fā)過電流保護而使電機與電機控制器系統(tǒng)停止運行的可能性，另一方面在電機三相線真正出現(xiàn)過電流情況時，可以及時關斷電機與電機控制器系統(tǒng)，有效保護電機與電機控制器不受損壞。
文檔編號H02H7/085GK103151760SQ20131008171
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月14日 優(yōu)先權日2013年3月14日
發(fā)明者徐奔, 劉輝, 吳剛, 肖夢 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司