电机控制器预充电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电机控制器预充电路，其包括动力电池、用于向电机控制器供电的主正供电线路和主负供电线路，主正供电线路上连接有主正继电器，主正继电器的控制端与整车控制器电连接，电机控制器包括与上述供电线路连接的直流母线、连接在直流母线上的预充电容和逆变器模块，直流母线上通过预充线路连接有DCDC变换器，预充线路上串联有预充继电器；所述DCDC变换器的电力输入端与车载蓄电池电连接，DCDC变换器和预充继电器的控制端均电连接至一预充控制电路，该预充继电器与整车控制器电连接。本实用新型具有电路结构简单、控制稳定、安全可靠和能量损耗小的优点。
【专利说明】电机控制器预充电路【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种电机控制器预充电路。
【背景技术】
[0002]电机控制器的中间直流环节中的电解电容在没有建立电压前，充电瞬间相当于短路状态，如果充电电压过高则充电电流非常大，可能损害整流桥、直流母线和电容，所以为了限制充电电流，必须增加预充电过程，从而达到保护高压线束及电机控制器的目的。
[0003]现阶段主要使用电阻来完成预充，通过电阻限流来保护高压线束及电机控制器，现有技术方案存在很多弊端:1)在预充过程中，通过电阻限流，能量损失较大；2)电阻电路易发生故障，导致保险丝烧断，甚至损坏电机控制器；3)过电阻以热量的形式释放出来，不利于系统的热管理；4)该种方式只能在上高压的过程中实现对电机的预充，一般预充时间在几秒钟，增加了上高压的时间。
[0004]在混合动力汽车的电机控制系统中，动力电池经由高压配电箱，通过主正和主负供电线路向电机控制器的直流母线供电，主正供电线路上串联主正继电器，主正继电器的通断由整车控制器控制，当直流母线得电时，电机控制器内的电解电容首先得电预充，预充完成后，电机控制器 内的逆变器模块得电。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种电路结构简单、控制稳定、安全可靠且能量损耗小的电机控制器预充电系统。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的电机控制器预充电路包括动力电池、用于向电机控制器供电的主正供电线路和主负供电线路，主正供电线路上连接有主正继电器，主正继电器的控制端与整车控制器电连接，电机控制器包括与上述供电线路连接的直流母线、连接在直流母线上的预充电容和逆变器模块，其结构特点是所述直流母线上通过预充线路连接有DCDC变换器，预充线路上串联有预充继电器；所述DCDC变换器的电力输入端与车载蓄电池电连接，DCDC变换器和预充继电器的控制端均电连接至一预充控制电路，该预充控制电路与整车控制器电连接。
[0007]所述电机控制器内设有用于控制逆变器模块的DSP控制器，电机上安装有速度传感器、角位移传感器和温度传感器，上述各传感器的信号输出端均电连接至所述DSP控制器上，DSP控制器通过CAN总线与整车控制器电连接。
[0008]所述预充控制电路包括可采集DCDC变换器的输出电压信号并能向预充继电器发送通断控制信号的中心处理器、与中心处理器电连接并能对DCDC变换器的输出电压进行调节的PWM模块以及用于和整车控制器进行CAN通信的CAN收发模块。
[0009]所述主正供电线路上串联有保险丝，保险丝和主正继电器均安装在高压配电箱内。
[0010]所述逆变器模块为IGBT逆变器。[0011]本实用新型的有益效果是:在电机控制器中集成DCDC变换器，利用预充控制电路对DCDC变换器进行控制，当钥匙开关打开时，蓄电池开始向整车低压系统供电，此时电机控制器开始工作，预充控制电路将预充继电器闭合，蓄电池的电压通过DCDC变换器升压后向电机控制器的直流母线供电，由于电机控制器中的IGBT为断开状态，所以DCDC变换器只向电机控制器中的预充电容充电，预充过程中，DCDC变换器的输出电压逐渐提升，直流母线的电压随之逐渐得到提升，直到接近动力电池的电压，预充完成，此时预充控制电路发送信号给整车控制器，整车控制器打开主正继电器，从而进行高压供电。本实用新型利用D⑶C电源变换给预充电容进行预充电，转换效率高。由于电机控制器的预充电容的容量较小，完成预充不会消耗蓄电池太多电量，也不会影响蓄电池的使用，从而降低了系统的能量损耗。同时，整个系统电路结构简单，闭环控制方便有效，系统稳定，安全可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明:
[0013]图1为本实用新型的电路结构原理框图。
【具体实施方式】
[0014]参照附图，本实用新型的电机控制器预充电路包括动力电池1、用于向电机控制器2供电的主正供电线路和主负供电线路,主正供电线路上连接有主正继电器3，主正继电器3的控制端与整车控制器16电连接，电机控制器2包括与上述供电线路连接的直流母线、连接在直流母线上的预充电容4和逆变器模块5，其中逆变器模块5优选为IGBT逆变器。
[0015]参照附图，直流母线上通过预充线路连接有Drac变换器6，预充线路上串联有预充继电器7。D⑶C变换器6的电力输入端与车载蓄电池8电连接，D⑶C变换器6和预充继电器7的控制端均电连接至一预充控制电路9，该预充控制电路9与整车控制器16电连接。其中，预充控制电路9包括可采集DCDC变换器6的输出电压信号并能向预充继电器7发送通断控制信号的中心处理器91、与中心处理器91电连接并能对ECDC变换器6的输出电压进行调节的PWM模块92以及用于和整车控制器16进行CAN通信的CAN收发模块93。
[0016]参照附图，电机控制器2内设有用于控制逆变器模块5的DSP控制器11，电机12上安装有速度传感器13、角位移传感器14和温度传感器15，上述各传感器的信号输出端均电连接至所述DSP控制器11上，DSP控制器11通过CAN总线与整车控制器16电连接。
[0017]参照附图，主正供电线路上串联有保险丝17，保险丝17和主正继电器3均安装在高压配电箱18内。保险丝17用于过流保护。
[0018]本实用新型中，电机控制器2中集成D⑶C变换器6，D⑶C变换器6将蓄电池8的输出电压值提升后再输出，利用预充控制电路9对DCDC变换器6的输出进行控制。当钥匙开关打开时，蓄电池8开始向整车低压系统供电，此时电机控制器2开始工作，预充控制电路9控制预充继电器7闭合，蓄电池8的电力通过DCDC变换器6升压后向电机控制器2的直流母线供电，由于电机控制器2中的IGBT为断开状态，所以DCDC变换器6只向电机控制器2中的预充电容4充电，预充过程中，DCDC变换器6的输出电压由逐渐提升，直流母线的电压随之逐渐得到提升，直到接近动力电池I的电压，预充完成。假设动力电池I的电压为U，则通过预充控制电路9控制D⑶C变换器6的输出电压为0.2u,当母线电压稳定在0.2u后，控制D⑶C变换器6的输出电压为0.4u,当母线电压稳定在0.4u后，继续调整D⑶C变换器6输出为0.6u，最后直到DCDC模块输出为0.8u，同时电机控制器母线电压稳定在0.8u，电机控制器2的预充完成，预充继电器7断开，预充控制电路9向整车控制器16发送预充完成的信号，等待系统上高压。
[0019]在本实用新型中，对于控制电路采集的信号以及发送的信号，仅涉及高电平信号和低电平信号两种，该两种电平信号对应触发相关继电器的通、断两种状态，利用现有常规电路连接结构即可实现，不涉及计算机编程，本实用新型的重点在于一种电路结构的改进，而不是一种计算机程序或控制方法的改进。
[0020]综上所述，本实用新型不限于上述【具体实施方式】。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。
【权利要求】
1.一种电机控制器预充电路,包括动力电池(I )、用于向电机控制器(2)供电的主正供电线路和主负供电线路，主正供电线路上连接有主正继电器(3)，主正继电器(3)的控制端与整车控制器(16)电连接，电机控制器(2)包括与上述供电线路连接的直流母线、连接在直流母线上的预充电容(4)和逆变器模块(5)，其特征是所述直流母线上通过预充线路连接有DCDC变换器(6 )，预充线路上串联有预充继电器(7 );所述DCDC变换器(6 )的电力输入端与车载蓄电池(8)电连接，D⑶C变换器(6)和预充继电器(7)的控制端均电连接至一预充控制电路(9)，该预充控制电路(9)与整车控制器(16)电连接。
2.如权利要求1所述的电机控制器预充电路，其特征是所述电机控制器(2)内设有用于控制逆变器模块(5 )的DSP控制器(11 )，电机(12 )上安装有速度传感器(13 )、角位移传感器(14)和温度传感器(15)，上述各传感器的信号输出端均电连接至所述DSP控制器(11)上，DSP控制器(11)通过CAN总线与整车控制器(16)电连接。
3.如权利要求1所述的电机控制器预充电路，其特征是所述预充控制电路(9)包括可采集DCDC变换器(6)的输出电压信号并能向预充继电器(7)发送通断控制信号的中心处理器(91)、与中心处理器(91)电连接并能对ECDC变换器(6)的输出电压进行调节的PWM模块(92)以及用于和整车控制器(16)进行CAN通信的CAN收发模块(93)。
4.如权利要求1所述的电机控制器预充电路，其特征是所述主正供电线路上串联有保险丝(17)，保险丝(17)和主正继电器(3)均安装在高压配电箱(18)内。
5.如权利要求1-4中任一项所述的电机控制器预充电路，其特征是所述逆变器模块(5)为IGBT逆变器。
【文档编号】B60R16/02GK203819054SQ201420134764
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】韩尔樑, 刘信奎, 张海辰, 于胜华, 潘凤文, 贾艳艳 申请人:潍柴动力股份有限公司