[發明專利]基于母線電壓反饋的新能源汽車主動放電系統及方法

在審

• 申請號: 202010427227.X
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111422069A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 李浩
• 申請（專利權）人: 深圳市法拉第電驅動有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;H02P29/02
• 代理公司: 深圳市壹壹壹知識產權代理事務所(普通合伙) 44521
• 代理人: 師勇

本發明實施例公開了一種基于母線電壓反饋的新能源汽車主動放電系統及方法，所述放電系統包括保險絲、開關K1、高電壓電池、電機繞組和6個IGBT，還包括電容C、緩沖電阻R2、功率器件S，開關K1的一端通過保險絲連接高電壓電池的P端，電機繞組的U、V、W端均分別通過一IGBT連接高電壓電池的N端和開關K1的另一端；電容C的兩端分別連接開關K1的另一端和高電壓電池的N端；緩沖電阻R2和功率器件S串聯后與電容C相并聯。本發明的電阻放電和電機放電兩種放電模式相互獨立，電機放電作為備份放電回路，可預防單點失效，成本低，且放電系統更安全。

技術領域

本發明涉及新能源汽車技術領域，尤其涉及一種基于母線電壓反饋的新能源汽車主動放電系統及方法。

背景技術

為了保證新能源汽車駕駛員和維修人員的安全，新能源汽車驅動器在切斷高壓電池后要求具備主動放電功能，泄放薄膜電容和Y電容上的殘余電荷，使母線電壓降低到安全電壓范圍內。按照國標要求，需要3S內將存儲在電容上的電壓降到36V以下保證安全。業界普遍采用的方案有軟件控制功率器件將電容儲存的能量以熱能的形式消耗在電機繞組上，使電壓快速降低至安全電壓范圍；還有廠家采用獨立功率器件加放電電阻放電方式，控制功率開關接通放電電阻，將電容上儲存的能量以熱能的形式消耗在放電電阻上，使電壓快速降低至安全電壓范圍。

雖然電機繞組放電方式不增加成本而且放電時間短，但是當功率器件或者電機發生故障無法完成放電，存在放電失敗風險；而且放電只能在電機靜止的時候，整車故障未停機不能及時放電，出現故障后只能依靠被動放電進行放電；增加功率器件和放電電阻放電方式需額外增加功率器件和放電電阻導致應用成本增加，結構設計復雜，而且當功率器件或放電電阻出現故障時無法完成放電。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種基于母線電壓反饋的新能源汽車主動放電系統及方法，以使提升汽車系統安全。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提出了一種基于母線電壓反饋的新能源汽車主動放電系統，包括保險絲、開關K1、高電壓電池、電機繞組和6個IGBT，還包括電容C、緩沖電阻R2、功率器件S，開關K1的一端通過保險絲連接高電壓電池的P端，電機繞組的U、V、W端均分別通過一IGBT連接高電壓電池的N端和開關K1的另一端；電容C的兩端分別連接開關K1的另一端和高電壓電池的N端；緩沖電阻R2和功率器件S串聯后與電容C相并聯。

進一步地，還包括與電容C相并聯的被動放電電阻R1。

進一步地，還包括電容Y1和電容Y2，電容Y1和電容Y2串聯后與電容C相并聯，電容Y1和電容Y2之間接地。

進一步地，還包括二極管和開關K2，二極管的正極連接于保險絲和開關K1之間，負極通過開關K2連接于緩沖電阻R2和功率器件S之間。

相應地，本發明實施例還提供了一種基于母線電壓反饋的新能源汽車主動放電方法，包括：

步驟1：檢測新能源汽車是否發生碰撞，若否則進入步驟2，若是則進入步驟3；

步驟2：通過緩沖電阻進行放電，若緩沖電阻放電失敗，則提示用戶高壓回路異常，若是，則通過電機放電；若電機無法放電，則提示用戶高壓回路異常，若電機能夠放電，則通過電機繞組進行放電；檢測電機放電是否成功，若否則提示用戶高壓回路異常；

步驟3：通過緩沖電阻及電機進行放電，若緩沖電阻放電失敗，則提示用戶高壓回路異常，若電機能夠放電，則通過電機繞組進行放電；檢測電機放電是否成功，若否則提示用戶高壓回路異常。

進一步地，進行緩沖電阻放電時，根據電容C容值和母線電壓計算緩沖電阻理論放電時間T_b，在1.5T_b時間內母線電壓下降至36V以下，則判斷為緩沖電阻放電成功；放電時間超過1.5T_b并且母線電壓高于36V，則判斷為緩沖電阻放電失敗。