[發明專利]新能源汽車異常工況時逆變器的下短路保護系統及方法

有效

• 申請號: 201410038822.9
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103754116A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 孫全強;張君鴻;姜煒
• 申請（專利權）人: 北京智行鴻遠汽車技術有限公司
• 主分類號: B60L3/04
• 分類號: B60L3/04
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 張朝元

技術領域

本發明涉及新能源汽車領域，尤其涉及一種電動動力驅動車輛運行進入異常工況時的保護系統及保護方法。

背景技術

在石化能源儲量日益衰竭，在全球對生態環境日益關注，在百年汽車工業發展到追求更高效率驅動方式的情況下，新能源汽車日益受到更多人的關注，廣泛認為新能源汽車市場即將進入快速發展階段。其中電動動力單元作為新能源汽車的核心零部件，遇到異常工況能否合理快速的進入安全狀態關系著整車的運行安全。

目前對新能源電動汽車異常工況的研究還處于早期階段，對可能的異常工況類型還不確定，對異常工況的保護方式更沒統一。

發明內容

本發明的目的是提供一種電動動力驅動車輛運行進入異常工況時的保護系統及保護方法，解決異常工況給車輛運行帶來的可能安全風險，以克服現有技術存在的上述不足。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

????一種新能源汽車異常工況時逆變器的下短路保護系統，包括高壓動力電池HV、逆變器六路IGBT、U/V/W三相半橋驅動保護電路及電機M，所述逆變器六路IGBT由IGBT1，IGBT2，IGBT3，IGBT4，IGBT5，IGBT6組成，逆變器六路IGBT的驅動保護電路包括上面IGBT1的驅動電源DC1P和DC1N、下面IGBT2的驅動電源DC2P和DC2N以及異常工況時下面IGBT2的驅動電源，其中，DC1P和DC1N是低壓蓄電池（12V/24V）經過隔離變壓器生成的共地正負電源，DC2P和DC2N是低壓蓄電池（12V/24V）經過隔離變壓器生成的共地正負電源，且上面IGBT1的驅動電源與下面IGBT2的驅動電源電氣不共地；異常工況時，下面IGBT2驅動電源從高壓動力電池取電；U/V/W三相半橋驅動保護電路相同。

????進一步的，所述異常工況時下面IGBT2的驅動電源由電路控制開關T1、穩壓器件D1?、電源開關M1、電源選擇器件D2以及輔助電阻R1、R2、R3等組成。

????一種新能源汽車異常工況時逆變器的下短路保護方法，包括以下步驟：

1）U相半橋中，逆變器正常工作時，上面IGBT1的驅動電源包括DC1P和DC1N，下面IGBT2的驅動電源包括DC2P和DC2N，其中，DC1P和DC1N是低壓蓄電池（12V/24V）經過隔離變壓器生成的共地正負電源，DC2P和DC2N是低壓蓄電池（12V/24V）經過隔離變壓器生成的共地正負電源，且上面IGBT的驅動電源與下面IGBT的驅動電源電氣不共地；當出現異常工況時，具體工作步驟如下：

a、當驅動電源生成電路出現異常，引起DC1P和DC1N與DC2P和DC2N丟失時，進入保護模式；

b、隨著DC2P的電壓降低到不能維持電路控制開關T1的閉合狀態時，電路控制開關T1進入斷開狀態；

c、電源開關M1的驅動端電壓逐漸增加，直至達到穩壓器件D1的穩壓電壓，同時電源開關M1由斷開狀態逐漸進入線性導通狀態，最終電源開關M1的輸出端穩定在設計電壓狀態；

d、同時電源選擇器件D2導通，由高壓動力電池HV提供的驅動電源與下面IGBT2驅動電源驅動端連接，從而下面IGBT2驅動電源自動進入導通狀態；

2）V、W兩相半橋驅動保護電路與U相一樣，其下面驅動電源IGBT自動進入導通狀態；

3）電機U，V，W三端短接；以及

4）旋轉的電機在逆變器下面三路IGBT上產生大短路電流，轉子機械能轉換為熱能，從而轉子在大阻尼作用下，轉速快速變為零，最終所述新能源汽車的電動電力單元進入安全模式。

本發明的有益效果是：本發明在車輛運行，電機旋轉時，IGBT驅動電源丟失的異常工況下，失去對電機的控制時，自動切換三路下面IGBT驅動電源能量來源于高壓動力電池，并且自動控制三路下面IGBT進入導通狀態，讓電機進入U/V/W三相短接狀態，消耗電機動能為下面三路IGBT短路電流能量，電機快速停止旋轉，整車進入安全狀態。

附圖說明

下面根據附圖對本發明作進一步詳細說明。

圖1是本發明實施例所述的新能源汽車電動動力單元電路原理圖；

圖2是本發明實施例所述的逆變器U相半橋IGBT正常工況時驅動電源電路示意圖；

圖3是本發明實施例所述的逆變器U相半橋IGBT驅動保護電路圖。

具體實施方式