一種主動短路控制電路及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機控制器和安全系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種主動短路控制電路及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在低碳經(jīng)濟成為時代主流的背景下，電動汽車成為當前汽車發(fā)展的主要方向。隨著電動汽車的不斷向前發(fā)展，大功率的電機和控制器相繼問世，車輛在故障模式下，特別是高速故障情況下，母線反灌電流對電池組的傷害很大，危及整車安全，為了防止此類情況的發(fā)生，需設(shè)計一套主動短路系統(tǒng)，以防止過充的發(fā)生。
[0003]目前新能源汽車使用的電機控制器輸入一般為高壓系統(tǒng)，為了防止在故障模式時對電子元器件的傷害，現(xiàn)有技術(shù)方案是在發(fā)生故障時，特別是在車輛高速行駛時，采用關(guān)斷功率元器件的方案，但這種方案會產(chǎn)生負電流，且會產(chǎn)生負扭矩，從而對電池充電，對電池造成損傷。
[0004]在重度混合動力車輛上，如果此種故障模式發(fā)生，單純的采用關(guān)斷功率元器件的方案是不合理的，這種故障模式下，需要將電機與整車驅(qū)動脫開，將電機作為負載，將高轉(zhuǎn)速情況下的電流釋放，達到保護電池與人員的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種主動短路控制電路及控制方法，以解決車輛在故障模式下，母線反灌電流對電池組及偏聽則暗的傷害，實施主動短路控制。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種主動短路控制電路，包括傳感器、母線電流檢測電路、主控芯片及主動短路電路；
[0008]所述傳感器與所述母線電流檢測電路連接;所述傳感器包括電流傳感器與電壓傳感器；
[0009]所述母線電流檢測電路與所述主控芯片的輸入端口連接；
[0010]所述主控芯片通過主控芯片端口輸出模塊與所述主動短路電路連接。
[0011]所述母線電流檢測電路包括第一放大器和第二放大器;所述電流傳感器與所述第一放大器的第一輸入端連接;所述第一放大器的第二輸入端及所述第一放大器的輸出端均與所述第二放大器的第一輸入端連接；
[0012]所述電壓傳感器與所述第二放大器的第二輸入端連接;所述第二放大器的輸出端與所述主控芯片的輸入端口連接。
[0013]所述主動短路電路包括第一接線和第二接線;所述第一接線連接第一與非門的第一輸入端口，所述第一接線連接第二與非門的第一輸入端口；
[0014]所述第二接線連接第一與非門的第二輸入端口，所述第二接線連接第三與非門的第一輸入端口 ；
[0015]所述第一與非門的輸出端分別連接所述第二與非門的第二輸入端口及所述第三與非門的第二輸入端口；
[0016]所述第二與非門的輸出端口連接第四與非門的第一輸入端口，所述第三與非門的輸出端口連接第四與非門的第二輸入端口；
[0017]所述第四與非門的輸出端口連接第五與非門的第一輸入端口；
[0018]所述第五與非門的輸出端口分別連接第六與非門的第一輸入端口、第六與非門的第二輸入端口及第七與非門的第一輸入端口；
[0019]所述第七與非門的輸出端口連接第五與非門的第二輸入端口；
[0020]第七與非門的第二輸入端口與短路復(fù)位電路連接；
[0021 ]第六與非門的輸出端口分別連接第一外部接口及第八與非門的第一輸入端口 ；第八與非門的第二輸入端口接地，第八與非門的輸出端口連接第二外部接口。
[0022]進一步，還包括與門，所述與門的第一輸入端口與所述第四與非門的輸出端口連接，所述與門的輸出端口與第五與非門的第一輸入端口連接；
[0023]所述與門的第二輸入端口與三相過流信號線連接;所述與門的第三輸入端口與母線高壓信號線連接。
[0024]所述短路復(fù)位電路包括三極管;所述三極管的集電極與所述第七與非門的第二輸入端口連接。
[0025]所述電流傳感器為霍爾電流傳感器。
[0026]上述任一項主動短路控制電路的控制方法，傳感器實時采集母線的電流信號及電壓信號給母線電流檢測電路，所述母線電流檢測電路的輸出信號通過主控芯片的輸入端口提供給所述主控芯片；
[0027]若所述主控芯片通過計算后，所述輸出信號值為母線過電流，所述主控芯片通過主控芯片端口輸出模塊輸出兩路相同電平的故障信號給主動短路電路；
[0028]所述故障信號通過所述主動短路電路后，得出上三橋的驅(qū)動信號電平與所述故障信號電平相同，下三橋的驅(qū)動信號電平與所述故障信號電平相反；
[0029]所述上三橋的驅(qū)動信號及所述下三橋的驅(qū)動信號均發(fā)送給驅(qū)動模塊;所述驅(qū)動模塊控制所述上三橋?qū)ǎ鱿氯龢蜿P(guān)斷，母線電流通過電機釋放，實現(xiàn)主動短路控制。
[0030]進一步，所述傳感器采集的電流信號直接提供給主控芯片，與設(shè)定值進行比較，若所述電流信號大于設(shè)定值，則所述主控芯片直接將故障信號發(fā)送給驅(qū)動模塊;所述驅(qū)動模塊控制所述上三橋?qū)?，所述下三橋關(guān)斷，母線電流通過電機釋放；同時，所述主控芯片將所述故障信號發(fā)送給整車控制器。
[0031]進一步，所述傳感器采集的電流信號直接提供給所述主控芯片模擬量輸入口，用于計算電機輸出的扭矩值，同時，所述主控芯片檢測所述電流信號是否達到設(shè)定閥值，若所述電流信號超過設(shè)定閥值，所述主控芯片產(chǎn)生低電平的故障信號，封鎖脈沖寬度調(diào)制器輸出。
[0032]本發(fā)明的有益效果是:
[0033]本發(fā)明通過對母線電流檢測電路及主動短路電路的改進，及在主控芯片失效情況下主動短路電路的結(jié)構(gòu)改進，實現(xiàn)執(zhí)行主動短路控制。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明主動短路控制電路整體框圖；
[0035]圖2為本發(fā)明母線電流采集電路原理圖；
[0036]圖3為本發(fā)明主動短路電路原理圖。
[0037]附圖標記說明
[0038]01電流信號，02第一放大器，03第二放大器，04電壓信號，05第一接線，06第二接線，07第一與非門，08第二與非門，09第三與非門，010第四與非門，011第五與非門，012第六與非門，013第七與非門，014第八與非門，015與門，016母線高壓信號線，017三相過流信號線，018三極管，019短路復(fù)位電路，020上三橋高平驅(qū)動信號，021下三橋低電平驅(qū)動信號。
【具體實施方式】
[0039]以下通過實施例來詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能解釋為是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
[0040]為了使電機-控制器系統(tǒng)正常工作，母線電流必須維持在一定范圍內(nèi)，若母線電流過高，超出電池的承受能力，就會損壞電池組，需要采取相應(yīng)的保護措施。
[0041 ]本發(fā)明提供一種主動短路控制電路，包括傳感器、母線電流檢測電路、主控芯片及主動短路電路。
[0042]所述傳感器與所述母線電流檢測電路連接;所述傳感器包括電流傳感器與電壓傳感器；在本申請中，電流傳感器為霍爾傳感器；在本申請中的零爾傳感器為LEM公司的HAH1DR500-S，輸入電流范圍(-500A〈I〈500A)，輸出電壓范圍 0.5V-4.5V。
[0043]在本實施例中，霍爾傳感器與母線電流檢測電路之間還設(shè)置有霍爾電流傳感器調(diào)理電路，共有U、V、W和母線四相，每一相的輸入信號為霍爾電流傳感器的輸出電壓信號，其作用是對霍爾電流傳感器的輸出電壓信號進行調(diào)理，使輸入主控芯片的交流電壓信號必須在0-3.3V之間。在霍爾電流傳感器之間采用電壓跟隨器，后級阻抗對前級電壓采樣電路沒有影響。
[0044]所述母線電流檢測電路與所述主控芯片的輸入端口連接。
[0045]所述主控芯片通過主控芯片端口輸出模塊與所述主動短路電路連接。
[0046]如圖2所示，所述母線電流檢測電路包括第一放大器02和第二放大器03;所述電流傳感器與所述第一放大器的第一輸入端連接;所述第一放大器的第二輸入端及所述第一放大器的輸出端均與所述第二放大器的第一輸入端連接。
[0047]所述電壓傳感器與所述第二放大器的第二輸入端連接;所述第二放大器的輸出端與所述主控芯片的輸入端口連接。
[0048]霍爾電流傳感器實時采集的電流信號01通過調(diào)理后，以電壓的形式輸出，通過濾波電路后，經(jīng)過第一放大器02實現(xiàn)電壓跟隨，以消除雜波干擾，在本實施例中，第一放大器02 型號為 AD8544ARZ。
[0049]電壓傳感器采集的電壓信號及經(jīng)過第一放大器的放大電流信號一起通過第二放大器03實現(xiàn)差分放大后，通過第二放大器輸出電壓信號04，該電壓信號04通過主控芯片的輸入端口提供給主控芯片。
[0050]主控芯片將電壓信號與設(shè)計值進行比較，電壓信號值大于設(shè)計值則說明母線過電流，此時，主控芯片通過主控芯片端口輸出模塊輸出兩個相同電平的故障信號給主動短路電路，故障信號分別為第一故障信號和第二故障信號。
[0051]如圖3所示，所述主動短路電路包括第一接線05和第二接線06;所述第一接線05連接第一與非門07的第一輸入端口，所述第一接線05連接第二與非門08的第一輸入端口；
[0052]所述第二接線06連接第一與非門07的第二輸入端口，所述第二接線06連接第三與非門09的第