专利名称：电动汽车软启动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车驱动系统技术领域，特别涉及电动汽车电机控制系统技术领域， 具体是指一种电动汽车软启动装置。
背景技术：
如今，随着能源问题越来越多受到社会关注，燃油汽车被新能源汽车代替也成为 大势所趋，纯电动汽车也获得了前所未有的发展机遇。电动汽车具有体积小、重量轻等特 点。驱动电机控制器作为电动车核心部件，控制器性能决定整车安全性和可靠性。如何有 效地保护电机控制器，确保其工作的稳定性与可靠性对于电动汽车整车功能及性能而言至 关重要，这是整车安全的技术重点与难点。目前电动汽车所用的控制器直流供电控制方式均采用预充回路及大功率继电器 形成组合电路；其在高压直流输入部分控制电路的控制性能较差，且在失效模式下缺乏对 于电机控制器的必要保护，从而致使整车的安全性受到明显影响。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够有效地改善控制性 能，在失效模式下提供电机控制器必要的保护，从而大幅提升电动汽车整车安全性的电动 汽车软启动装置。为了实现上述的目的，本发明的电动汽车软启动装置具有如下构成该装置包括电源电路、控制电路以及汽车动力控制器接口，所述的控制电路与所 述的电源电路相连接，其特征在于，所述的电动汽车软启动装置还包括一金属氧化物场效 应晶体管组，所述的控制电路还通过所述的金属氧化物场效应晶体管组连接所述的汽车动 力控制器接口。该电动汽车软启动装置中，所述的金属氧化物场效应晶体管组包括至少两个相互 并联的金属氧化物场效应晶体管。该电动汽车软启动装置中，所述的汽车动力控制器接口外部连接电动汽车的驱动 电机控制器或整车控制器。该电动汽车软启动装置中，所述的电动汽车软启动装置还包括采样保护电路，所 述的采样保护电路的输入端连接所述的金属氧化物场效应晶体管组，所述的采样保护电路 的输出端连接所述的控制电路。所述的采样保护电路为具有运算放大器的差分放大电路。采用了该发明的电动汽车软启动装置，由于其具有一金属氧化物场效应晶体管 组，且所述的控制电路通过该金属氧化物场效应晶体管组连接所述的汽车动力控制器接 口，进而连接电动汽车驱动电机控制器。从而缩短了切断驱动电机控制器供电电源的动作 时间，提高了对驱动电机控制器过流保护的及时性，提升电动汽车的整车安全性能，另外， 金属氧化物场效应晶体管也降低了功能单元的工作电流，从而有效降低了整车功耗。
图1为本发明的电动汽车软启动装置的结构示意图。图2为本发明的电动汽车软启动装置中的金属氧化物场效应晶体管组的导通状 态示意图。图3为本发明的电动汽车软启动装置中的采样保护电路的电路图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参阅图1所示，为本发明电动汽车软启动装置的一种实施方式的结构示意图。该电动汽车软启动装置包括电源电路、控制电路以及汽车动力控制器接口，所述 的控制电路与所述的电源电路相连接，所述的电动汽车软启动装置还包括一 MOSFET (金属 氧化物场效应晶体管)组，该MOSFET组包括至少两个相互并联的金属氧化物场效应晶体 管。所述的控制电路还通过所述的MOSFET组连接所述的汽车动力控制器接口，该汽车动力 控制器接口外部连接电动汽车的驱动电机控制器或整车控制器。在本发明的一种优选的实施方式中，所述的电动汽车软启动装置还包括采样保护 电路，所述的采样保护电路的输入端连接所述的MOSFET组，所述的采样保护电路的输出端 连接所述的控制电路。该采样保护电路为如图3所示的具有运算放大器的差分放大电路。在本发明的应用中，如图1所示，本发明的电动汽车软启动装置主要由有大功率 M0SFET、电源电路、控制电路和采样保护电路组成。选择合适的电压、电流等级的并联功率 MOSFET (如IXFB 100N50P)，实现双只或多只并联；根据所选的功率M0SFET，选择合适的驱 动芯片(如UCC273321)组成控制电路；根据控制电路工作电压及电流选择合适的电源芯 片组成电源电路；选择合适运算放大器(如LM2901)，利用运算放大器设计差分放大电路 以组成采样保护电路。MOSFET的工作原理如图2所示，在整车启动阶段，软启动器利用MOS管在放大区， 其PN节呈现高阻抗(相对饱和区)特性，实现在放大区对驱动电机控制器进行预充电， 并通过控制电路对驱动电机控制器的直流母线电压进行采样，当达到驱动电机控制器设定 的电压要求后，通过控制电路迅速提高MOSFET的驱动电压，使MOSFET迅速进入饱和区，使 MOSFET以几毫欧的阻抗完全导通，将整车动力电池电压提供给驱动电机控制器，软启动器 进入稳定工作模式。在驱动电机控制器工作过程中，如发生电流超过其工作电流允许值时，软启动器 的采样保护电路可迅速关断M0SFET，切断驱动电机控制器的直流供电电源，从而有效的保 护驱动电机控制器。以型号为IXFB 100N50P的MOSFET并联方案为例，其过流保护的关断时 间为20ns，而目前通用大功率继电器(以TYCO的EV200HAANA为例)的关断时间为22ms ； 软启动器方案在迅速关断高压直流电源的动作时间上比目前通用的继电器方式要优越10 倍左右，进而能有效保护驱动电机控制器。在驱动电机控制器出现严重故障失效进而有大电流冲击时，软启动器方案的失效 模式为断路模式(并联MOSFET开路)。而目前电动汽车所经常采用的预充回路加大功率 继电器形成组合电路，其在大电流冲击下的失效模式为短路模式(继电器粘结)，不能对驱 动电机控制器及整车电池起到有效保护，一旦发生失效会较大程度地增加整车失效的严重度。软启动器在正 常工作时，并联功率MOSFET所需的驱动电流不到1mA，以IXFB 100N50P的MOSFET并联方案为例，其单个MOSFET工作所需驱动电流为200nA，三个MOSFET 并联的驱动电流仅为200nAX3 = 0. 6mA;目前所有大功率继电器的导通电压均有上百毫 安，以TYCO的EV200HAANA为例，其稳态所需的导通电流为130mA ；其功耗是软启动器方案 的200倍左右；软启动器方案有效的降低了整车的功耗，减少了整车电池系统的能量输出， 从而有效的提升了整车的续驶里程。采用了该发明的电动汽车软启动装置，由于其具有一金属氧化物场效应晶体管 组，且所述的控制电路通过该金属氧化物场效应晶体管组连接所述的汽车动力控制器接 口，进而连接电动汽车驱动电机控制器。从而缩短了切断驱动电机控制器供电电源的动作 时间，提高了对驱动电机控制器过流保护的及时性，提升电动汽车的整车安全性能，另外， 金属氧化物场效应晶体管也降低了功能单元的工作电流，从而有效降低了整车功耗。在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出 各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的 而非限制性的。
权利要求
一种电动汽车软启动装置，该装置包括电源电路、控制电路以及汽车动力控制器接口，所述的控制电路与所述的电源电路相连接，其特征在于，所述的电动汽车软启动装置还包括一金属氧化物场效应晶体管组，所述的控制电路还通过所述的金属氧化物场效应晶体管组连接所述的汽车动力控制器接口。
2.根据权利要求1所述的电动汽车软启动装置，其特征在于，所述的金属氧化物场效 应晶体管组包括至少两个相互并联的金属氧化物场效应晶体管。
3.根据权利要求1所述的电动汽车软启动装置，其特征在于，所述的汽车动力控制器 接口外部连接电动汽车的驱动电机控制器或整车控制器。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的的电动汽车软启动装置，其特征在于，所述的电 动汽车软启动装置还包括采样保护电路，所述的采样保护电路的输入端连接所述的金属氧 化物场效应晶体管组，所述的采样保护电路的输出端连接所述的控制电路。
5.根据权利要求4所述的电动汽车软启动装置，其特征在于，所述的采样保护电路为 具有运算放大器的差分放大电路。
全文摘要
本发明涉及一种电动汽车软启动装置，其包括电源电路、控制电路以及汽车动力控制器接口，控制电路与所述的电源电路相连接，其中，所述的电动汽车软启动装置还包括一MOSFET组，控制电路还通过所述的MOSFET组连接所述的汽车动力控制器接口。采用该结构的电动汽车软启动装置，由于其具有一MOSFET组，且所述的控制电路通过该MOSFET组连接所述的汽车动力控制器接口，进而连接电动汽车驱动电机控制器。从而缩短了切断驱动电机控制器供电电源的动作时间，提高了对驱动电机控制器过流保护的及时性，提升电动汽车的整车安全性能，另外，MOSFET也降低了功能单元的工作电流，从而有效降低了整车功耗。
文档编号B60R16/02GK101954893SQ20101050739
公开日2011年1月26日 申请日期2010年10月14日 优先权日2010年10月14日
发明者丁祥根, 叶钦, 王慧玲 申请人:上海中科深江电动车辆有限公司