[發明專利]永磁同步電機惰行條件下反電動勢的保護方法、裝置及系統

在審

• 申請號: 202010866063.0
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112109553A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 殷德軍;張楠;胡巖松;朋云皓
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;南京奧特博機電科技有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L15/20;B60L15/00;B60K35/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

本發明公開了一種在永磁同步電機惰行條件下反電動勢的保護控制方法、裝置及系統，屬于汽車技術領域；當控制器電源和/或動力直流電源都處于失電狀態時，此時驅動電機處于被動惰行狀態，產生的反電動勢將會損壞逆變器內部的電力半導體；本發明在逆變器的輸入端加入電壓變換裝置，當電機的反電動勢值超過設定值時，使得電壓變換裝置向電機控制器或備用電機控制器輸出控制電源以保證電機處于可控狀態。本發明解決了如何增加永磁同步電機惰行條件下車輛系統故障保護處理可靠性的問題。

技術領域

本發明屬于純電動汽車技術領域，特別是一種永磁同步電機惰行條件下反電動勢的保護方法、裝置及系統。

背景技術

新能源汽車目前發展迅速，尤其是純電動汽車領域的技術不斷進步，對車輛控制系統安全性能要求有了更高標準，對驅動安全的要求也在逐步提高。永磁同步電機以其高效率、大啟動轉矩、高功率密度以及高調速范圍等優勢而在新能源汽車中的應用越來越廣泛。反電動勢是永磁同步電機的重要參數之一，將對電機乃至整個車輛牽引傳動系統產生影響。

當永磁同步電機處于被動地惰行過程中，比如車輛被拖車且驅動電機電源沒有接通，此時電機處于非受控狀態，當電機惰行速度過高，所產生的反電動勢過大時，將使逆變器甚至電機本體出現不可逆轉的故障和損壞。在傳統解決方案中，如在逆變器和電機之間加入接觸器，雖可以避免逆變器的損壞，但增加了系統的成本且接觸器重新閉合將對整個系統產生影響。而電機控制系統運行情況復雜，提高有關電控系統的故障處理和保護很有意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種永磁同步電機惰行條件下反電動勢的保護方法、裝置及系統，在逆變器輸入端加入電壓變換裝置，在控制器電源和/或動力直流電源處于失電狀態時，當電機的反電動勢超過設定值時，使得電壓變換裝置自動輸出控制電源以啟動電機控制器或備用電機控制器控制逆變器中的電力半導體開關，從而達到主動控制電機和逆變器的目的。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種永磁同步電機惰行條件下反電動勢的保護控制方法，在逆變器輸入端加入電壓變換裝置，在控制器電源和/或動力直流電源都處于失電狀態時，當電機的反電動勢超過設定值時，電壓變換裝置向電機控制器提供控制電源。

進一步的，還設有備用電機控制器，且電壓變換裝置也向備用電機控制器提供控制電源，所述備用電機控制器用于控制逆變器中的電力半導體開關。

進一步的，所述電壓變換裝置還向其他用電設備提供控制電源。

本發明還提供一種永磁同步電機惰行條件下反電動勢的保護控制裝置，包括動力直流電源、電壓變換裝置、暫態儲能裝置、逆變器、電機控制器、控制器電源和驅動電機；所述逆變器輸出交流電供給驅動電機，逆變器經暫態儲能裝置和開關接入到動力直流電源，電機控制器由控制器電源供電并控制逆變器內部的電力半導體開關；逆變器的輸入端設有電壓變換裝置，電壓變換裝置在電機的反電動勢超過設定值時，向電機控制器提供控制電源，保證電機處于可控狀態。

進一步的，該裝置還包括備用電機控制器，且電壓變換裝置也向備用電機控制器提供控制電源，所述備用電機控制器用于控制逆變器中的電力半導體開關。

進一步的，所述電壓變換裝置還向其他用電設備提供控制電源。

進一步的，所述電壓變換裝置設置在逆變器與動力直流電源之間。

本發明還提供一種基于上述保護控制裝置的控制器電源故障處理系統，用于當電機惰行條件下，處理控制器電源故障事件，該系統還包括：

整車控制器，用于獲取、分析及處理控制器電源管理器信息，并輸出執行信息；

與上述整車控制器相連的儀表顯示系統，用于接收整車控制器的控制指令，在控制器電源出現故障時點亮與故障控制器電源相對應的故障指示燈；

電池管理系統，用于接收整車控制器的控制指令，對整車輸出功率進行調整。