[發明專利]一種新能源汽車的拖車保護電路及其實現方法

有效

• 申請號: 201210548374.8
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103042927A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 張興春;周宣
• 申請（專利權）人: 聯合汽車電子有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 殷曉雪

技術領域

本申請涉及一種新能源汽車（包括電動汽車、混合動力汽車等）的拖車保護電路、以及該電路實現拖車保護的方法。

背景技術

請參閱圖1，這是新能源汽車的電機控制系統的簡化示意圖。所述電機控制系統包括：

——永磁同步電機1，其機械輸出軸與新能源汽車的傳動系統相連，為新能源汽車輸出扭矩與功率。當永磁同步電機1被高速拖動時，也反過來生成三相交流電。

——逆變器2，分為相互之間電氣隔離的高壓側21和低壓側22。

——高壓電池3，電壓通常在幾百伏特以上。

——低壓電池4，電壓一般為幾十伏特，例如12V、24V等。

所述逆變器2的高壓側21的直流端與高壓電池3相連，交流端與永磁同步電機1的三相交流電端口相連，驅動永磁同步電機1輸出扭矩與功率，以及反饋永磁同步電機1的制動能量的作用。常見的高壓側21采用三相橋式逆變電路，由母線電容C1和三個橋臂并聯組成。每個橋臂由兩個功率開關器件串聯組成，每個功率開關器件還反向并聯一個二極管。常用的功率開關器件包括IGBT器件、MOS管等。

所述逆變器2的低壓側22包括電機控制系統的主控制板221、通信模塊等。所述主控制板221包括DSP（數字信號處理器）、MCU（微控制單元)、各種傳感器信號采集電路等。低壓側22一方面以低壓電池4為低壓設備供電，另一方面以主控制板221輸出的驅動信號來控制低壓設備。例如，高壓側21的各個功率開關器件的工作電源、控制信號均來自于低壓側22。

逆變器2的高壓側21與低壓側22之間通過隔離與驅動模塊23進行電氣隔離與低壓設備驅動信號的傳遞。請參閱圖2，隔離與驅動模塊23中也分為高壓側23a和低壓側23b。隔離式DC-DC轉換器231、信號隔離電路232均執行隔離功能，分別用來將低壓電池4的電源、以及主控制板221生成的驅動信號，經一定的電平轉換后分別作為開關驅動模塊233的電源和驅動信號。開關驅動模塊233位于隔離與驅動模塊23的高壓側23a，執行驅動功能，用來控制逆變器2的高壓側21的各個功率開關器件。整個隔離與驅動模塊23均由逆變器2的低壓側22負責供電。

在車輛正常行駛時，高壓電池3通過逆變器2的高壓側21驅動永磁同步電機1。當車輛出現故障而被拖動時，永磁同步電機1因拖動而旋轉，將會產生反電勢，通過逆變器2的高壓側21中各個二極管為母線電容C1充電。而高壓側21中的功率開關器件和母線電容C1等均為電壓敏感器件。車輛被拖行時永磁同步電機1所產生的反電勢可能會對這些電壓敏感器件造成損傷。

一種現有的新能源汽車的拖車保護方法是：拖車時將永磁同步電機1的驅動輪抬起，這樣在車輛拖行過程中永磁同步電機1就不會轉動，因而不會產生反電勢。這種方法必須由專用拖車才能實現。

另一種現有的新能源汽車的拖車保護方法是：拖車時限制永磁同步電機1的轉速，使其產生的反電勢不會對電壓敏感器件造成損傷。這種方法對新能源汽車的電機驅動系統的設計帶來了困難。

發明內容

本申請所要解決的技術問題是提供一種新能源汽車的拖車保護電路，該電路可以讓新能源汽車不受時間、速度限制地被拖行，而仍能保證永磁同步電機、逆變器等核心設備的安全性。為此，本申請還要提供所述新能源汽車的拖車保護電路的實現方法。

為解決上述技術問題，本申請新能源汽車的拖車保護電路為：在逆變器的高壓側與低壓側之間具有隔離與驅動模塊；所述隔離與驅動模塊包括：

——隔離式DC-DC轉換器，從逆變器的高壓側的母線電容取電，在隔離與驅動模塊的低壓側生成低壓側控制電源，同時在隔離與驅動模塊的高壓側生成高壓側驅動電源；

——備用控制芯片，位于隔離與驅動模塊的低壓側，由所述低壓側控制電源供電，生成低壓設備的備用驅動信號；

——邏輯電路，位于隔離與驅動模塊的低壓側，由所述低壓側控制電源供電，當逆變器的低壓側的主控制板有輸出驅動信號時，將該驅動信號輸出；當逆變器的低壓側的主控制板沒有輸出驅動信號時，則將所述備用驅動信號輸出；

——信號隔離電路，將邏輯電路輸出的驅動信號經隔離后傳遞給開關驅動模塊；

——開關驅動模塊，位于隔離與驅動模塊的高壓側，由所述高壓側驅動電源供電，根據信號隔離電路輸出的驅動信號，控制逆變器的高壓側的功率開關器件，從而調整永磁同步電機的輸出轉矩。