[发明专利]用于故障保护的方法和系统

说明书

技术领域

本发明的实施例总体上涉及电机驱动系统，且更具体地涉及当发生AC至底盘故障时保护电机驱动系统的逆变器模块。

背景技术

多相电机应用于各种各样的应用。如本文所使用的，术语“多相”是指三相或更多相，并且可用于指代具有三相或更多相的电机。

例如，许多混合动力/电动车辆（HEV）包括电机驱动系统（有时也称为电力牵引驱动系统），其包括由逆变器模块驱动的交流（AC）电机。逆变器模块从诸如存储蓄电池的直流（DC）电源来供应电力。AC电缆可用于将在AC电机的绕组处的端子联接到在逆变器模块的逆变器子模块处的相应端子。每个逆变器子模块包括一对开关。开关信号以互补的方式被施加到每对开关，以将DC电力转换为驱动AC电机的AC电力，所述AC电机继而驱动HEV传动系的轴。

在一些情形中，在电机的马达绕组（或其所连接的端子）处、在逆变器子模块处（或其所连接的端子处或逆变器子模块元件之一中）、或在沿着将电机的端子联接到逆变器模块的端子的AC电缆的任何点处，都可能发生AC至底盘故障。

所期望的是提供一种这样的电路，该电路可有助于保护逆变器模块在发生AC至底盘故障时免受高量值的故障电流。本发明的其他期望特征和特性将从下文的详细说明和所附权利要求书、结合附图和前述技术领域以及背景技术变得显而易见。

发明内容

本发明的实施例涉及用于对在AC连接件和接地节点（例如，HEV的底盘）之间发生AC至底盘故障时流动的电流的量值进行限制的方法和系统。

根据一些公开实施例，提供了一种用于在AC连接件和混合动力电动车辆（HEV）的底盘之间发生AC至底盘故障时对流动的电流的量值进行限制的故障保护方法。HEV包括电机（该电机包括绕组）、逆变器子模块、以及联接到所述逆变器子模块的第一和第二电感。该电机包括绕组，所述绕组联接到逆变器子模块，所述逆变器子模块经由AC连接件联接到所述绕组。逆变器子模块包括第一开关和第二开关。根据该方法，在AC至底盘故障期间，当第一开关闭合时，在AC至底盘故障期间产生的电流沿第一电流路径从底盘通过第二电感传送，以限制电流的量值，并且当第二开关闭合时，在AC至底盘故障期间产生的电流沿第二电流路径从底盘通过第一电感传送，以限制电流的量值。

根据一些公开实施例，提供了一种系统，该系统包括：处于地电势的接地节点、逆变器模块、第一电流路径、第二电流路径和故障保护元件。逆变器模块包括联接到AC连接件的逆变器子模块。所述第一电流路径从所述接地节点经过所述AC连接件延伸通过所述逆变器子模块，所述第二电流路径也从所述接地节点经过所述AC连接件延伸通过所述逆变器子模块。所述故障保护元件联接到所述逆变器子模块，并且构造成提供电感性阻抗，在所述AC连接件与所述接地节点之间发生AC至接地故障时，所述电感性阻抗对流动通过所述第一电流路径或所述第二电流路径的电流的量值进行限制。

在一个实施例中，所述故障保护元件可包括第一电感和第二电感。在一些实施例中，该系统还可包括电机，并且逆变器子模块经由AC连接件联接到电机的绕组。逆变器子模块可包括第一开关和第二开关。在AC至接地故障期间，当第一开关闭合时，电流沿第一电流路径流动，该第一电流路径从接地节点通过第二电感、逆变器子模块、第一开关、绕组并且回到接地节点，并且第二电感提供了对在AC至接地故障期间产生的电流的量值进行限制的电感性阻抗。对比而言，在AC至接地故障期间，当第二开关闭合时，电流沿第二电流路径流动，该第二电流路径从接地节点通过绕组、逆变器子模块、第一电感并且回到接地节点，使得第一电感提供了对在AC至接地故障期间产生的电流的量值进行限制的电感性阻抗。

在一个实施例中，提供了一种混合动力电动车辆，该混合动力电动车辆具有：底盘，该底盘处于地电势；包括绕组的电机；逆变器模块，所述逆变器模块包括经由AC连接件联接到所述绕组的逆变器子模块；以及故障保护元件，所述故障保护元件联接到所述逆变器子模块。当所述AC连接件与所述底盘之间发生AC至底盘故障时，所述故障保护元件构造成提供电感性阻抗，所述电感性阻抗对流动通过第一电流路径或第二电流路径的电流的量值进行限制。在一个实施例中，所述故障保护元件可包括沿第二电流路径的第一电感以及沿第一电流路径的第二电感。