电动汽车电机控制器主动放电控制电路及控制器的制作方法

本发明涉及电动汽车电机控制器电容放电领域，尤其涉及一种电动汽车电机控制器主动放电控制电路及控制器。

背景技术：

电机控制器的主要实现将电动汽车上动力电池的高压直流电通过三相逆变电路转换为三相交流电为电机提供电源，进而为汽车的运行提供动力。电机控制器主要包括预充电电路、直流母线电容、逆变电路、低压控制电路、低压供电电路。预充电电路是动力电池接通到直流母线时，预先对并联在直流母线上的直流母线电容进行充电，从而避免大的浪涌电流。直流母线电容降低逆变电路中的开关器件在频繁动作时产生的纹波电压。逆变电路则完成直流电压到三相交流的转换。低压控制电路的功能是监测和控制整个电机控制器的工作状态、逻辑及与外部设备的通讯。放电控制电路用于泄放直流母线电容残留电荷。低压供电电路为整个控制器内部所需低压电源的来源，当汽车点火开关ON接通时，低压供电电路工作。

电动汽车的电机控制器中存在大容量的直流母线电容，在点火开关ON断开后，电机控制器失去低压电源，逆变电路与动力电池也断开电路连接。直流母线电容因为是储能器件，在逆变电路与动力电池断开连接后，直流母线上仍然是高压，仍将会存有大量电荷，如果没有外部的放电电路，则直流母线电容上的电荷将会长时间残留，在人为打开机盖后存在操作不慎而人身触电或者导致导电体相互接触而造成元器件损坏的可能性。

现有的主动放电控制系统中，放电采用的是逆变器，主动放电控制单元监控、判断逆变器的状态，PWM发生模块产生放电波形，驱动逆变器对直流母线电容进行放电，当母线电容上的电压降到一定程度后，逆变器的控制电路将会掉电，主动放电策略停止工作，整个工作结束。在整个过程中，主动放电控制单元的供电电路来自电动汽车点火开关ON，当点火开关ON不接通时后，电机控制器的低压供电将将不再取自点火开关ON，如果没有其他供电来源，主动放电控制单元中的数据处理芯片将会瞬间掉电，于是将会导致数据无法来得及保存或其他不利情况，母线电容也就无法放电。因此，现有方案在点火开关ON断开后，采用将母线电容上的高压电转换成低压电，由此继续对主动放电控制单元供电，实现点火开关ON断开后保持低压供电一段时间以完成数字处理芯片的数据保存和对直流母线电容的放电等功能。由于逆变单元作为电机驱动的重要组成部分，对行车安全有着至关重要的影响，使用逆变单元进行主动放电加重了控制器的负担，容易出现扭矩异常、转速异常、放电失败等异常情况。

技术实现要素：

本发明提供了一种电动汽车电机控制器主动放电控制电路及控制器，旨在解决现有技术中使用逆变单元进行放电，加重了控制器的负担，容易出现扭矩异常、转速异常、放电失败等异常情况。

为了解决以上技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种电动汽车电机控制器主动放电控制电路，包括放电主电路和放电控制电路；放电主电路包括串联在一起的放电电阻R1和晶闸管VT1；放电控制电路包括放电控制模块和点火开关ON信号检测支路；点火开关ON信号检测支路的输出端与放电控制模块相连；放电控制模块与晶闸管VT1相连并控制晶闸管VT1的开关。

一种电动汽车电机控制器，包括高压蓄电池、逆变电路、低压供电电路、低压蓄电池、直流电容Cdc、点火开关ON、放电主电路和低压控制单元。逆变电路包括逆变器、正直流母线和负直流母线，逆变器通过正直流母线与高压蓄电池的正极相连，逆变器通过负直流母线与高压蓄电池的负极相连。直流电容Cdc连接在正直流母线和负直流母线之间。放电主电路包括串联在一起的放电电阻R1和晶闸管VT1，放电电阻R1与晶闸管VT1连接在正直流母线和负直流母线之间。低压蓄电池通过低压供电电路向低压控制单元供电，点火开关ON设置在低压供电电路上并控制低压供电电路的开关，低压控制单元与点火开关ON之间设有点火开关ON信号检测支路。低压控制单元与晶闸管VT1相连并控制晶闸管VT1的开关。

进一步，控制器还包括继电器，继电器设置在正直流母线上且靠近高压蓄电池的输出端。

进一步，低压控制单元包括放电控制模块，点火开关ON信号检测支路设置在放电控制模块与点火开关ON之间，放电控制模块与晶闸管VT1相连并控制晶闸管VT1的开关。

放电控制模块为低压控制单元的一部分，便于将现有的主动放电控制电路直接应用于现有的电动汽车电机控制器，简单可行，成本低。

与现有技术相比本发明的优点是：

1、本发明采用晶闸管串联放电电阻的方式，相比使用逆变单元进行放电，减轻了逆变单元和控制程序的负担，在逆变单元失效时仍能保障主动放电，增加了可靠性。

2、相比使用逆变单元放电，减轻了控制器的负担，主动放电不用考虑逆变单元的工作逻辑，减少了监控单元，设计更简单。本发明中的晶闸管对控制电路要求简单，门极电流达到阀值后只需要保持负载电流继续流动即可，不用持续给定触发信号，控制简单方便。

3、相比现在低压供电方式在点火开关ON断开后，采用直流母线电压变换成低压等方式，本发明供电直接受控于点火开关ON信号，在点火开关ON信号无效后不需要供电。

4、现有的电机控制器逆变控制单元的电源和主控板的低压电源在点火开关ON关闭后取自直流母线电压，然后通过负载的电压变换电路，将高压转换成合适的逆变驱动电压和主控板供电电压，为逆变和主控板提供电源。本发明中晶闸管只需要给定一个低压触发信号即可，无需持续给定控制信号，无需高压至低压的转换。

5、现有的主动放电方案在逆变单元故障时失效，若此时电机仍在运转，会产生较高的反向电动势，对整个电机控制系统不利。本发明中，采用的晶闸管放电，相当于额外增加一重保障，在针对逆变单元时效时仍能正常进行放电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本发明中电动汽车电机控制器结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

参阅图1，一种电动汽车电机控制器主动放电控制电路，包括放电主电路和放电控制电路；放电主电路包括串联在一起的放电电阻R1和晶闸管VT1；放电控制电路包括放电控制模块和点火开关ON信号检测支路；点火开关ON信号检测支路的输出端与放电控制模块相连；放电控制模块与晶闸管VT1相连并控制晶闸管VT1的开关。放电控制模块为处理器。

下述处理器为放电控制模块，ON信号检测机制有以下两种方式：

第一种：若检测需要隔离，则ON信号与处理器之间需要用光耦等隔离器件将信号送至处理器。再由处理器判断ON信号的状态。

第二种：若检测不需要隔离，则将ON信号经过简单的电平转换即可送至处理器。再由处理器判断ON信号的状态。

实施例二：

参阅图1，一种电动汽车电机控制器，包括高压蓄电池、低压供电电路、逆变电路、低压蓄电池、直流电容Cdc、点火开关ON、放电主电路和低压控制单元。

逆变电路包括逆变器、正直流母线和负直流母线，逆变器通过正直流母线与高压蓄电池的正极相连，逆变器通过负直流母线与高压蓄电池的负极相连。直流电容Cdc连接在正直流母线和负直流母线之间。放电主电路包括串联在一起的放电电阻R1和晶闸管VT1，放电电阻R1与晶闸管VT1连接在正直流母线和负直流母线之间。

低压蓄电池通过低压供电电路向低压控制单元供电，点火开关ON设置在低压供电电路上并控制低压供电电路的开关，低压控制单元与点火开关ON之间设有点火开关ON信号检测支路。低压控制单元与晶闸管VT1相连并控制晶闸管VT1的开关。低压控制单元包括放电控制模块，点火开关ON信号检测支路设置在放电控制模块与点火开关ON之间，放电控制模块与晶闸管VT1相连并控制晶闸管VT1的开关。低压控制单元为处理器。

控制器还包括继电器K1和继电器K2，继电器K1和继电器K2设置在正直流母线上且靠近高压蓄电池的输出端，继电器K2串联有电阻R2后与K1并联。

下面结合附图1对本发明的工作原理进一步说明：

初始状态，继电器K1、K2都处于分开状态，当电动汽车点火开关ON接通时，即点火开关ON闭合，此时低压蓄电池通过低压供电电路向低压控制单元供电。

电动汽车停车后，点火开关ON断开，低压控制单元检测到ON信号消失，向晶闸管VT1发出主动放电触发信号，使晶闸管VT1导通，晶闸管VT1、放电电阻R1和直流电容Cdc形成一个闭合的放电回路，直流电容Cdc上的电荷迅速释放，电压降到安全电压以下，电压下降的时间t1由电阻R1阻值、电容Cdc容量和电容Cdc初始电压共同决定。由于发送使VT1导通的主动放电触发信号所需要的能量很小，在此策略执行后，低压供电电路内部所暂存的能量不足以继续为低压控制电路供电，低压控制单元已经处于掉电关闭状态，放电过程结束。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。