[發(fā)明專利]用于電動汽車的母線電容泄放系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310558034.8
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN104626996B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭彩芳;黃炳健;周濤
• 申請（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動汽車制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于電動汽車的母線電容泄放系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

電動車輛在高壓斷電（正常斷電或車輛發(fā)生碰撞等情況的異常斷電）時，其高壓電容內(nèi)儲存著大量的電荷，若不能盡快將這些電荷泄放掉，則對車輛和人的生命安全將是一種非常大的安全隱患。

在電動汽車中，電機控制器是實現(xiàn)電池直流電與電機交流電的轉(zhuǎn)換，驅(qū)動電機控制器作為電動車的核心功率部件，要求其運行持續(xù)可靠、安全性高，隨著人們對電動車動力性要求的不斷提高，驅(qū)動電機控制器的功率也在不斷增大，高壓母線電容的容值也越來越大，許多地方出臺了相關(guān)的規(guī)定，要求母線電容在一定的時間內(nèi)將其泄放到安全電壓。

目前，高壓電容的泄放方法一般有兩種：一種是在高壓回路上并聯(lián)一個阻抗較大的功率電阻，即被動泄放電阻，只要高壓回路上有電時，該電阻就通過本身的發(fā)熱來泄放電荷，當(dāng)高壓斷電時，該電阻一般會在一段較長的時間內(nèi)將高壓電容中的電荷泄放掉。但是，這種方法的缺陷有兩點：一是只要高壓回路有電，電阻就進行泄放，會持續(xù)消耗能量，二是泄放時間較長，不符合安全的相關(guān)要求。

另一種是在電機控制模塊在接收到高壓斷電信號后，電機控制模塊控制電機驅(qū)動模塊使得高壓電容向電機輸出q軸電流Iq和d軸電流Id，且輸出的q軸電流Iq和d軸電流Id使得電機處于非轉(zhuǎn)動狀態(tài)。但是，這種方法存在以下缺點：一是不能保證在任何工況下，電機都無任何轉(zhuǎn)動，由于電機轉(zhuǎn)子位置檢測精度的影響和控制精度和誤差的影響，可能導(dǎo)致車輛在非常光滑(例如將車輛輪胎離地的情況下)的情況下，控制器的負載較小，電機無法保持絕對的非轉(zhuǎn)動狀態(tài)；二是該控制方法違背了駕駛者的駕駛意愿，驅(qū)動電機控制器的控制模塊和驅(qū)動模塊是用于功率器件帶動電機工作的，而不是用于泄放電荷的；三是此種方法只能在電機轉(zhuǎn)速降低或靜止的情況下運用，而不能在電機轉(zhuǎn)速較高的情況下應(yīng)用，因為此時電機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢可能會很大，導(dǎo)致控制器處于電機發(fā)電狀態(tài)，無法進行電荷泄放。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于電動汽車的母線電容泄放系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有泄放時間短、泄放過程安全可靠、控制簡單和精確的優(yōu)點，且該系統(tǒng)成本低，另外，該系統(tǒng)還具有自我診斷功能，可提高泄放的可控性和可知性。

本發(fā)明的另一個目的在于提出一種用于電動汽車的母線電容泄放系統(tǒng)的控制方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的實施例提供了一種用于電動汽車的母線電容泄放系統(tǒng)，所述電動汽車包括動力電池、高壓母線和主接觸器，所述動力電池的正極通過所述主接觸器與高壓母線正極相連，所述動力電池的負極與高壓母線負極相連，所述母線電容設(shè)置在所述高壓母線正極和高壓母線負極之間，所述系統(tǒng)包括：備用電源，所述備用電源的正極與所述高壓母線正極相連，所述備用電源的負極與所述高壓母線的負極相連，用于將來自所述高壓母線的高壓電的電壓轉(zhuǎn)換為第一預(yù)設(shè)電壓；開關(guān)，所述開關(guān)包括第一端、第二端和控制端，所述第一端與所述備用電源相連；泄放電阻，所述泄放電阻的一端與所述開關(guān)的第二端相連，所述泄放電阻的另一端與所述備用電源相連，以通過所述備用電源對所述泄放電阻供電；控制器，所述控制器分別與所述開關(guān)的控制端以及所述高壓母線相連，所述控制器用于在檢測到所述高壓母線斷電時，控制所述開關(guān)閉合以通過所述泄放電阻泄放所述母線電容中的電荷，并在所述高壓母線上電以后控制所述開關(guān)斷開；電源轉(zhuǎn)換模塊，所述電源轉(zhuǎn)換模塊分別與所述備用電源和所述控制器相連，用于將所述第一預(yù)設(shè)電壓轉(zhuǎn)換為第二預(yù)設(shè)電壓，以為所述控制器供電。

根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動汽車的母線電容泄放系統(tǒng)，其泄放時間較短且泄放過程安全、可靠，可以按照實際要求調(diào)整泄放時間，例如：570uF的電容，母線電壓為600V時，用7.5R的電阻進行泄放時，用4.06s的時間可以將母線電壓兩端的電壓泄放到60V以下。泄放電阻、繼電器等的耐壓和功率要求低，器件選型容易且成本較低。增加了泄放電路的自我診斷功能，實時監(jiān)測主動泄放電路的運行情況，當(dāng)控制器的主動泄放電路異常時，可通過泄放電路診斷模塊發(fā)出故障信號以提示用戶及時進行維修，從而提高了泄放的可控性和可知性。另外，該系統(tǒng)只有在接收到主接觸器斷開要求泄放的時候才進行泄放，正常情況下是不進行泄放的，節(jié)省能源，避免不必要的能量浪費。該系統(tǒng)可以在任何工況下進行泄放，且泄放時不影響車輛的運行狀態(tài)，具有控制簡單、精確的優(yōu)點。