[發明專利]基于新能源汽車電機驅動系統的驅動器及其絕緣檢測方法

在審

• 申請號: 202110030838.5
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112684309A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 王波;徐濤濤
• 申請（專利權）人: 深圳市法拉第電驅動有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R27/02;H02P27/06
• 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

1.一種基于新能源汽車電機驅動系統的驅動器，包括功率回路單元、MCU及IGBT功率模塊，其特征在于，還包括集成的IMU絕緣檢測單元，IMU絕緣檢測單元包括相串聯的上臂高壓開關S_TP和下臂高壓開關S_TN，上臂高壓開關S_TP和下臂高壓開關S_TN各串聯一個同阻值的檢測電阻后與功率回路單元并聯，上臂高壓開關S_TP和下臂高壓開關S_TN連接PE端；MCU通過控制上臂高壓開關S_TP、下臂高壓開關S_TN及驅動單元零矢量，并實時檢測動力高壓正P對PE端的相對電壓和動力高壓負N對PE端的相對電壓，根據檢測的電壓和檢測電阻的阻值計算高壓網絡對車架的絕緣阻抗，得到實時的絕緣故障等級，并依據絕緣故障等級進行上報警示或降額運行或停止工作下高壓。

2.如權利要求1所述的基于新能源汽車電機驅動系統的驅動器，其特征在于，當所述電機驅動系統的高壓網絡為高壓直流網絡，則采用以下算法計算高壓網絡的正負對車架的絕緣阻抗：

S_TP和S_TN均從高電平開始，分三種模式狀態，對應時間為t1、t2、t3；t1時，S_TP和S_TN均閉合，檢測動力高壓正P和負N對PE端的相對電壓，分別記為U_P1和U_N1，t1定義為變量；t2時，S_TP斷開，S_TN閉合，檢測動力高壓負N對PE端的相對電壓，記為U_N2，t2定義為變量；t3時，S_TP閉合，S_TN斷開，檢測動力高壓正P對PE端的相對電壓，分別記為U_P2，t3定義為變量；根據下式計算高壓網絡正對車架PE的絕緣阻抗R_P和高壓網絡負對車架PE的絕緣阻抗R_N：

R_P=R*(( U_P1+U_N1- U_P2-U_N2)/ U_N2)；R_N=R*(( U_P1+U_N1- U_P2-U_N2)/ U_P2)；

其中，R為檢測電阻的阻值。

3.如權利要求1所述的基于新能源汽車電機驅動系統的驅動器，其特征在于，當所述電機驅動系統的高壓網絡為高壓交流網絡，則進行零矢量控制模式，默認采用下橋臂，再則采用以下算法計算高壓網絡的正負對車架的絕緣阻抗：

S_TP和S_TN均從高電平開始，分三種模式狀態，對應時間為t1、t2、t3；t1時，S_TP和S_TN均閉合，檢測動力高壓正P和負N對PE端的相對電壓，分別記為U_P1和U_N1，t1定義為變量；t2時，S_TP斷開，S_TN閉合，檢測動力高壓負N對PE端的相對電壓，記為U_N2，t2定義為變量；t3時，S_TP閉合，S_TN斷開，檢測動力高壓正P對PE端的相對電壓，分別記為U_P2，t3定義為變量；根據下式計算高壓網絡正對車架PE的絕緣阻抗R_P和高壓網絡負對車架PE的絕緣阻抗R_N：

R_P=R*(( U_P1+U_N1- U_P2-U_N2)/ U_N2)；R_N=R*(( U_P1+U_N1- U_P2-U_N2)/ U_P2)；

其中，R為檢測電阻的阻值。

4.一種基于新能源汽車電機驅動系統的驅動器的絕緣檢測方法，其特征在于，包括高壓直流網絡絕緣檢測步驟和/或高壓交流網絡絕緣檢測步驟，

高壓直流網絡絕緣檢測步驟：S_TP和S_TN均從高電平開始，分三種模式狀態，對應時間為t1、t2、t3；t1時，S_TP和S_TN均閉合，檢測動力高壓正P和負N對PE端的相對電壓，分別記為U_P1和U_N1，t1定義為變量；t2時，S_TP斷開，S_TN閉合，檢測動力高壓負N對PE端的相對電壓，記為U_N2，t2定義為變量；t3時，S_TP閉合，S_TN斷開，檢測動力高壓正P對PE端的相對電壓，分別記為U_P2，t3定義為變量；根據下式計算高壓網絡正和負對車架PE的絕緣阻抗R_P和R_N：

R_P=R*(( U_P1+U_N1- U_P2-U_N2)/ U_N2)，R_N=R*(( U_P1+U_N1- U_P2-U_N2)/ U_P2)，其中，R為檢測電阻的阻值；

再得到實時的絕緣故障等級，并依據絕緣故障等級進行上報警示或降額運行或停止工作下高壓；

高壓交流網絡絕緣檢測步驟：進行零矢量控制模式，默認采用下橋臂，S_TP和S_TN均從高電平開始，分三種模式狀態，對應時間為t1、t2、t3；t1時，S_TP和S_TN均閉合，檢測動力高壓正P和負N對PE端的相對電壓，分別記為U_P1和U_N1，t1定義為變量；t2時，S_TP斷開，S_TN閉合，檢測動力高壓負N對PE端的相對電壓，記為U_N2，t2定義為變量；t3時，S_TP閉合，S_TN斷開，檢測動力高壓正P對PE端的相對電壓，分別記為U_P2，t3定義為變量；根據下式計算高壓網絡正和負對車架PE的絕緣阻抗R_P和R_N：

R_P=R*(( U_P1+U_N1- U_P2-U_N2)/ U_N2)，R_N=R*(( U_P1+U_N1- U_P2-U_N2)/ U_P2)，其中，R為檢測電阻的阻值；

再得到實時的絕緣故障等級，并依據絕緣故障等級進行上報警示或降額運行或停止工作下高壓。