一种纯电动汽车电机的安全保护电路的制作方法
【专利说明】一种纯电动汽车电机的安全保护电路
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及电动汽车自动控制技术领域，尤其是一种纯电动汽车电机的安全保护电路。
[0003]
【背景技术】
[0004]纯电动汽车一般采用高压电机驱动，若电机控制器出现故障会导致电机输出扭矩严重偏小、偏大、电机转速不可控或驱动高压泄露，上述任何一种现象都是车辆驾驶员不可控的，一旦发生将损坏车辆，影响车辆的安全行驶，严重的可能危及驾驶员人身安全。
[0005]目前，所采用的措施主要侧重于电机三相电流的监控，主要是电流缺相检测，电流峰值检测等，并且采取的措施是关闭电机驱动信号。若检测到电流故障时驱动电路也发生了故障，或电流故障就是由驱动故障引起的，此方法将无效，因为关闭驱动信号仅能保证电机不受控制系统控制，并不能保证其他故障信号对电机误操作，并且此方法缺乏对车辆安全的考虑，从安全的角度说故障发生时的第一时间不应该是去屏蔽或查找故障源而应该是去保证安全，然后再去屏蔽或查找故障源，而且为了保证安全动作的有效执行，功能单元和安全单元应是独立的，以防止共因失效。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种当监控到电机控制器中MCU的故障或其它被监控模块发生的故障时会触发安全保护电路，保证电机的状态安全、可控，确保驾驶员和车辆安全的纯电动汽车电机的安全保护电路。
[0008]为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:一种纯电动汽车电机的安全保护电路，包括用于接收电机控制器中微控制器MCU输出的脉冲信号的脉冲信号整流滤波电路，其输出端与电压比较电路的输入端相连，电压比较电路的输出端与多信号逻辑运算电路的输入端相连，多信号逻辑运算电路的输出端与故障锁存和复位电路的输入端相连，故障锁存和复位电路的输出端与高压隔离电路的输入端相连，高压隔离电路的输出端与继电器控制电路中的继电器的控制端相连，电机控制器的三相驱动信号U、V、W通过所述继电器常闭端接电机M的三相线，所述继电器常开端通过功率电阻接高压地。
[0009]所述脉冲信号整流滤波电路由变压器T、全桥整流电路和滤波电容Cl组成，变压器T初级线圈的一端接电机控制器中微控制器MCU输出的脉冲信号，另一端接地，变压器T的次级线圈与由二极管D1、D2、D3、D4组成的全桥整流电路的输入端相连，全桥整流电路的输出端通过滤波电容Cl与电压比较电路的输入端相连，所述的电压比较电路采用电压比较器Ul，滤波电容Cl的一端接在全桥整流电路的输出端与电压比较器Ul的正相输入端之间，滤波电容Cl的另一端接地，电压比较器Ul的反相输入端接参考电压Vref，电压比较器Ul的输出端与多信号逻辑运算电路的输入端相连。
[0010]所述多信号逻辑运算电路采用至少包含两个输入端的与门，与门的第一输入端接电压比较电路的输出端，与门非第一输入端的输入端接电机控制器内被监控模块发出的高低电平故障信号，所述故障锁存和复位电路采用RS触发器，与门的输出端与RS触发器的置位端相连，RS触发器的Q输出端与高压隔离电路的输入端相连。
[0011]所述高压隔离电路采用光耦，所述继电器控制电路采用继电器K1、K2、K3，所述功率电阻采用电阻R2、R3、R4，所述光耦的输入控制脚接故障锁存和复位电路的输出端，光耦的输出脚分别接继电器K1、K 2、K 3的控制脚，电机控制器的三相驱动信号U、V、W分别对应通过继电器K1、K2、K3的常闭端与电机三相线相连，继电器K1、K2、K3的常开端分别——对应通过电阻R2、R3、R4接高压地。
[0012]所述与门为三输入与门，三输入与门的第二输入端接信号Fault_l，三输入与门的第三输入端接信号Fault_2，信号Fault_l、信号Fault_2均为电机控制器内被监控模块发出的高低电平故障信号。
[0013]由上述技术方案可知，本发明集成故障监控与安全保护于一体，能够快速、安全、可靠的对电机及车辆的安全进行保护;本发明不仅能够实时的监控电机控制器MCU的工作状态，还能够通过多信号逻辑运算电路很容易的进行扩展，进而监控其他模块的工作状态；本发明采用继电器常闭端作为电机与三相控制信号的连接点，减少了继电器的开关次数进而降低了继电器本身的故障几率，使电路更可靠、安全。
[0014]
【附图说明】
[0015]图1为本发明的电路原理图。
[0016]
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，一种纯电动汽车电机的安全保护电路，包括用于接收电机控制器中微控制器MCU输出的脉冲信号的脉冲信号整流滤波电路1，其输出端与电压比较电路的输入端相连，电压比较电路的输出端与多信号逻辑运算电路2的输入端相连，多信号逻辑运算电路2的输出端与故障锁存和复位电路3的输入端相连，故障锁存和复位电路3的输出端与高压隔离电路4的输入端相连，高压隔离电路4的输出端与继电器控制电路5中的继电器的控制端相连，电机控制器的三相驱动信号U、V、W通过所述继电器常闭端接电机M的三相线，所述继电器常开端通过功率电阻接高压地。通过电机控制器中微控制器MCU输出的脉冲信号检测微控制器MCU是否故障，微控制器MCU输出的脉冲信号经过变压器传递、全桥二极管整流、电容滤波后得到直流电压。通过多信号逻辑运算电路2、故障锁存和复位电路3实现多个故障监控和锁存复位功能。通过继电器的常闭点实现正常情况下的驱动信号传输，通过继电器的常开点实现故障时的主动短路放电功能。
[0018]如图1所示，所述脉冲信号整流滤波电路I由变压器T、全桥整流电路和滤波电容Cl组成，变压器T初级线圈的一端接电机控制器中微控制器MCU输出的脉冲信号，另一端接地，变压器T的次级线圈与由二极管Dl、D2、D3、D4组成的全桥整流电路的输入端相连，全桥整流电路的输出端通过滤波电容Cl与电压比较电路的输入端相连，所述的电压比较电路采用电压比较器U1，滤波电容Cl的一端接在全桥整流电路的输出端与电压比较器Ul的正相输入端之间，滤波电容Cl的另一端接地，电压比较器Ul的反相输入端接参考电压Vref,电压比较器Ul的输出端与多信号逻辑运算电路2的输入端相连。所述脉冲信号经过变压器T传递、全桥整流电路、滤波电容CI滤波后输入到电压比较电路，电压比较电路的输出端和电机控制器的其它被监控模块输出的故障信号通过多信号逻辑运算电路2做逻辑与运算，运算结果输入到故障锁存和复位电路3的置位端，锁存结果通过高压隔离电路4控制继电器的吸合。
[0019]如图1所示，所述多信号逻辑运算电路2采用至少包含两个输入端的与门，与门的第一输入端接电压比较电路的输出端，与门非第一输入端的输入端接电机控制器内被监控模块发出的高低电平故障信号，所述故障锁存和复位电路3采用RS触发器，