基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统的制作方法

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统。

背景技术：

为了保证新能源汽车驾驶员和维修人员的安全，新能源汽车驱动器在切断高压电池后要求具备主动放电功能，泄放薄膜电容和y电容上的残余电荷，使母线电压降低到安全电压范围内。按照国标要求，需要3s内将存储在电容上的电压降到36v以下保证安全。业界普遍采用的方案有软件控制功率器件将电容储存的能量以热能的形式消耗在电机绕组上，使电压快速降低至安全电压范围；还有厂家采用独立功率器件加放电电阻放电方式，控制功率开关接通放电电阻，将电容上储存的能量以热能的形式消耗在放电电阻上，使电压快速降低至安全电压范围。

虽然电机绕组放电方式不增加成本而且放电时间短，但是当功率器件或者电机发生故障无法完成放电，存在放电失败风险；而且放电只能在电机静止的时候，整车故障未停机不能及时放电，出现故障后只能依靠被动放电进行放电；增加功率器件和放电电阻放电方式需额外增加功率器件和放电电阻导致应用成本增加，结构设计复杂，而且当功率器件或放电电阻出现故障时无法完成放电。

技术实现要素：

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统，以使提升系统安全。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统，包括保险丝、开关k1、高电压电池、电机绕组和6个igbt，还包括电容c、缓冲电阻r2、功率器件s，开关k1的一端通过保险丝连接高电压电池的p端，电机绕组的u、v、w端均分别通过一igbt连接高电压电池的n端和开关k1的另一端；电容c的两端分别连接开关k1的另一端和高电压电池的n端；缓冲电阻r2和功率器件s串联后与电容c相并联。

进一步地，还包括与电容c相并联的被动放电电阻r1。

进一步地，还包括电容y1和电容y2，电容y1和电容y2串联后与电容c相并联，电容y1和电容y2之间接地。

进一步地，还包括二极管和开关k2，二极管的正极连接于保险丝和开关k1之间，负极通过开关k2连接于缓冲电阻r2和功率器件s之间。

本实用新型的有益效果为：

1）本实用新型的电阻放电和电机放电两种放电模式相互独立，电机放电作为备份放电回路，可预防单点失效，本实用新型的放电系统更安全；

2）本实用新型利用缓冲电阻上电，只需增加单个功率器件即可实现主动放电，节约了成本；

3）紧急状况下（如发生碰撞），两种放电模式可同时工作加快主动放电，本实用新型的放电系统更安全；

4）控制器驱动功率器件、电机和旋变，故障下仍可及时完成主动放电，系统更安全；

5）可通过电阻放电失败与电机放电失败冗余判断高压回路异常，提示用户注意，使放电系统更安全。

附图说明

图1是本实用新型实施例的基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统的电路结构图。

图2是本实用新型实施例的基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统的主动放电流程图。

图3是本实用新型实施例的基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统的电阻放电流程图。

图4是本实用新型实施例的基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统的电机放电流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参照图1～图4，本实用新型实施例的基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统包括保险丝、开关k1、高电压电池、电机绕组、电容c、缓冲电阻r2、功率器件s和6个igbt。

开关k1的一端通过保险丝连接高电压电池的p端，电机绕组的u、v、w端均分别通过一igbt连接高电压电池的n端和开关k1的另一端；电容c的两端分别连接开关k1的另一端和高电压电池的n端；缓冲电阻r2和功率器件s串联后与电容c相并联。

当系统判断为电阻放电时，控制功率器件s开通，即可实现缓冲电阻r2放电。igbt为控制器逆变功率单元，当系统判断为电机放电时，按照电流闭环方式控制电机放电。

电容储存能量等于电阻消耗的能量。

。式中c为电容容值，u为母线电压，t为时间，r为缓冲电阻r2阻值。

因此理论电阻放电时间tb为：

。

本实用新型实施例的基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统包含两条放电回路——电机绕组和缓冲电阻放电回路，主动放电系统根据不同系统状态选择不同放电回路，具体控制策略如下：1、驱动器系统下电，优先选择缓冲电阻进行放电；2、根据电容容值和母线电压计算缓冲电阻理论放电时间tb，在1.5tb时间内母线电压下降至36v以下放电成功；3、放电时间超过1.5tb并且母线电压高于36v电阻放电失败，提示电阻放电失败故障；4、电阻放电失败，驱动器没有功率器件、电机以及旋变故障，开启电机绕组放电；5、电机绕组放电时间小于3s并且母线电压下降至36v以下放电成功；6、电机绕组放电时间超过3s母线电压高于36v报放电失败，同时提示客户高压回路异常；7、整车发生碰撞电机绕组放电和缓冲电阻放电模式同时工作，加快放电速度，提高安全系数。

作为一种实施方式，基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统还包括与电容c相并联的被动放电电阻r1。被动放电电阻r1保证在本实用新型实施例的基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统电阻放电和电机放电同时失效时还能够进行放电。

作为一种实施方式，基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统还包括电容y1和电容y2，电容y1和电容y2串联后与电容c相并联，电容y1和电容y2之间接地。

作为一种实施方式，基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统还包括二极管和开关k2，二极管的正极连接于保险丝和开关k1之间，负极通过开关k2连接于缓冲电阻r2和功率器件s之间。

本实用新型实施例的基于母线电压反馈的新能源汽车主动放电系统由独立的功率器件加缓冲电阻组成的放电回路和电机绕组放电回路组成，两条放电回路相互冗余，最大限度的保证系统安全。图2为系统放电控制流程图，程序的执行逻辑为：

1、判断是否发生碰撞，发生碰撞电阻放电和电机放电同时开启，保证以最快速度放电完成；

2、如果发生碰撞时，两条回路都放电失败报高压回路异常，提示用户注意安全；有一条回路放电成功显示放电成功；

3、未发生碰撞，系统优先选择缓冲电阻放电，电阻放电成功则完成放电过程；

4、电阻放电未成功，判断是否有电机、旋变和功率器件故障，如果有报高压回路异常故障，没有开始电机绕组放电；

5、电机绕组放电成功，结束放电流程，电机绕组放电未成功报高压回路异常故障，放电流程结束。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。