[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

本發明實施例公開了一種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，所述驅動器包括功率回路單元、MCU、IGBT功率模塊、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，S_TP和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；MCU通過控制S_TP和S_TN及驅動單元零矢量，并實時檢測動力高壓正P和負N對PE端的相對電壓，計算高壓網絡對車架的絕緣阻抗，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。本發明可精確的針對整個高壓直流和交流網絡的正負對車架的絕緣阻抗計算，并依據絕緣故障等級做相應的故障等級處理。

技術領域

本發明涉及新能源汽車技術領域，尤其涉及一種基于新能源汽車電機驅動系統的驅動器及其絕緣檢測方法。

背景技術

新能源汽車采用電力驅動替代傳統的燃料發動機驅動，然而電力驅動一般采用動力鋰電池，電壓遠超人體安全電壓承受范圍，達到336V甚至540V以上，高壓的隔離安規安全尤為重要。除了本身系統設計之初，需全面考慮安規，保證系統符合安規安全，在實際應用中需實時監控高壓的絕緣等級是否滿足需求，若出現絕緣異常，需及時上報故障進行預警，甚至要求直接斷開動力電池高壓源進行隔離。目前采用的方式為動力電池的BMS管理系統集成絕緣檢測功能，針對動力電池的絕緣等級進行檢測判斷，并依據絕緣等級狀態進行相應的故障保護策略。

隨著車載電力集成化程度越來越高，BMS僅針對動力電池端的絕緣等級進行考慮，無法進行全面高壓端的絕緣檢測。新能源上驅動電機、輔驅電機等AC線路出現破損、電機內部繞組絕緣異常等，無法及時上報，而電機又作為新能源上的核心部件之間，嚴重影響人生安全。申請號為201822002219.1的專利給出了一種通過監控電機三相電流及溫度來判斷絕緣的檢測方案，該檢測方案相對粗獷，能針對電機的短路、或斷路極端狀態進行檢測，且無法正常上報絕緣故障等級，輸出極端故障的被動檢測方法。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種基于新能源汽車電機驅動系統的驅動器及其絕緣檢測方法，以提升絕緣檢測的準確性。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提出了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，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。

進一步地，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：