一种可进行拖车的新能源汽车电机驱动控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车动力领域，特别涉及一种可满足新能源汽车拖车的新能源汽车电机驱动控制系统，满足拖车状态下对电机控制器的保护。


背景技术：

2.国内纯电动汽车大多采用永磁同步电机，如图1和图2所示，多采用电机中置直驱方式或者集成桥驱动方式，电机到车轮间不存在离合器装置，当车辆故障拖行时，车轮旋转时会带动电机旋转。
3.目前新能源汽车的电机驱动控制系统，由电机控制器驱动桥式电路来实现逆变后输出交流后直接连接电机motor，当出现电动汽车故障时，需要进行拖车，在整车下高压的情况下拖车，电机被拖动旋转时处于发电状态，由于永磁同步电机无需励磁，当拖行车速很高时，会产生较大的反电动势，并通过桥式电路的续流二极管和母线电容形成回路，产生感应电流。
4.因为反电动势和感应电流的存在，会出现如下几个问题：
5.1)给控制器电容反向充电，从而抬高母线电压，严重时会损坏电机控制器。
6.2)母线电压被抬高，而此时整车已经下电，控制器不具备主动放电功能，被动放电时间较长，此时停车维修驱动电机控制器，维修人员有高压触电风险。
7.3)车辆拖行中，电机旋转，回路中存在感应电流，根据电机的转矩方程此时会产生一个阻力矩，该转矩加重拖车负荷，造成不必要的能量损耗。
8.为规避此风险，国标gb/t38117
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2019规定：纯电动汽车故障状态拖车，必须四轮离地，拉手刹模式下进行故障车装运，禁止拖行。若需要切断高压电源，则需告知切断方法。实际使用中，很多车型并无法满足国标规定方法，比如城市纯电动公交车、轻卡物流车、18吨环卫车等等，这类车型较大，不便于装车转运，车辆出现故障时原地维修往往会造成交通拥堵，多是通过拖车牵引拖动转移，此时就要面对电机拖动发电抬高母线电容电压的问题。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可进行拖车的新能源汽车电机驱动控制系统，可以实现直接拖拽的方式进行拖车，即使车辆电机转动也不会产生电压等来影响安全性能。
10.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种可进行拖车的新能源汽车电机驱动控制系统，包括逆变桥式电路、直流电源，直流电源输出端连接逆变桥式电路的输入端，所述逆变桥式电路的输出端经过电控开关连接至电机的供电输入端；所述电控开关的控制端与电机驱动控制器连接，所述电机驱动控制器用于控制电控开关的开启和关闭。
11.所述电机驱动控制器包括整车控制器、驱动控制单元，所述整车控制器的输出端连接驱动控制单元的输入端，所述驱动控制单元的输出端分别连接逆变桥式电路、电控开
关。
12.所述电控开关为交流接触器km1。
13.所述交流接触器km1的常开触点串接设置在逆变桥式电路的输出端和电机的交流输入端之间，所述交流接触器km1的控制端连接至驱动控制单元的输入端。
14.本实用新型的优点在于：增加的交流接触器可以有效的切断在拖车时电机产生的反电动势和感应电流，从而保证了拖车的安全以及拖车后的车辆维修安全，从而实现拖车更加方便，不需要全部离地拖车，拖拽方式的拖车也可以安全可靠，不会产生反电动势。通过增加一个输出侧的交流接触器，下电后切除驱动电机和电机控制器之间的电气连接，满足拖车状态下对电机控制器的保护。
附图说明
15.下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
16.图1为现有技术电机中置直驱动方式的示意图；
17.图2为现有技术中电机集成桥驱动方式示意图；
18.图3为本实用新型的增加交流接触器后的驱动控制示意图。
具体实施方式
19.下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
20.如图1所示，一种可进行拖车的新能源汽车电机驱动控制系统，包括逆变桥式电路、直流电源，直流电源输出端连接逆变桥式电路的输入端，所述逆变桥式电路的输出端经过电控开关连接至电机的供电输入端；所述电控开关的控制端与电机驱动控制器连接，所述电机驱动控制器用于控制电控开关的开启和关闭。
21.电机驱动控制器包括整车控制器、驱动控制单元，整车控制器的输出端连接驱动控制单元的输入端，所述驱动控制单元的输出端分别连接逆变桥式电路、电控开关。电控开关为交流接触器km1。交流接触器km1的常开触点串接设置在逆变桥式电路的输出端和电机的交流输入端之间，所述交流接触器km1的控制端连接至驱动控制单元的输入端。
22.其工作原理为：当汽车正常工作时，整车控制器工作并通过驱动和控制单元来控制桥式逆变电路以及控制交流接触器闭合来实现为电机的供电；当故障或其它原因造成的车辆熄火状态时，此时整车控制器通过驱动和控制单元不输出驱动信号，使得桥式逆变电路中的三极管无法导通，使得桥式电路断开无法输出交流电，而且由于没有驱动控制信号，交流接触器也断开，使得电机与桥式逆变电路之间断路，从而在故障拖车时不会产生反电动势。本技术所说的桥式逆变电路主要是把直流电经桥式逆变电路转换成交流电经过km1交流接触器为电机供电，桥式逆变电路包括三极管、二极管、电容c等，该部分属于现有技术。
23.如图3所示，本发明设计一种新型硬件方案的控制器，如图3所示，考虑在逆变桥输出端串接一个交流接触器km1，然后再给电机供电。
24.该方案在车辆出现故障情况下：可在程序中设定，不管钥匙是否下电，在控制器关管停机后，此时逆变桥无电流输出，可断开交流接触器，从而切断电机与控制器的联系，保
证拖车时对控制器和人身安全的保护。此状态下进行拖车，电机输出端开路，感应电流无法通过续流二极管和母线电容行程回路回流，从而无法给母线电容充电，也不会产生阻碍电机旋转的阻力矩。
25.km1交流接触器的选型应遵循一定的技术要求，从而确保接触器正常工作：
26.1)低压部分应该与整车低压电压平台相匹配，一般情况下乘用车、中小型物流车为12v，客车、和中型及重型卡车等为24v。高压部分应该与控制器输出交流电压范围相匹配；
27.2)接触器应满足汽车级要求，分段次数和设计使用寿命应覆盖车辆这个生命周期；根据操作次数校验接触器所允许的操作频率。如果操作频率超过规定值，额定电流应该加大一倍。
28.3)负载的计算电流要考虑实际工作环境和工况，对于启动时间长的负载，半小时峰值电流不能超过约定发热电流。接触器可承受的持续负载电流不小于控制器的额定输出电流，接触器可承受的最大负载电流应满足控制器最大输出电流的要求。接触器的接通电流大于负载的启动电流，分断电流大于负载运行时分断需要电流。
29.4)按短时的动、热稳定校验。线路的三相短路电流不应超过接触器允许的动、热稳定电流，当使用接触器断开短路电流时，还应校验接触器的分断能力。
30.5)接触器吸引线圈的额定电压、电流及辅助触头的数量、电流容量应满足控制回路接线要求。要考虑接在接触器控制回路的线路长度，一般推荐的操作电压值，接触器要能够在85～110％的额定电压值下工作。
31.6)接触器和其它元器件的安装距离要符合相关国标、规范。
32.由于串联了一个接触器，在车辆使用中，上下电顺序也发生变化：
33.1)在车辆正常情况下：
34.a.高压上电，整车控制器(vcu)下发上高压指令，驱动电机控制器(mcu) 首先闭合km1，然后整车按照正常上电逻辑上电；
35.b.高压下电，vcu发出下电指令，整车按照正常逻辑下电，最后断开km1 接触器。
36.2)在车辆出现故障情况下：不管钥匙是否下电，可在程序中设定，在控制器关管停机后，此时逆变桥无电流输出，可断开交流接触器，从而切断电机与控制器的联系，保证拖车时对控制器和人身安全的保护。
37.显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。