[发明专利]新能源汽车异常工况时逆变器的下短路保护系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种电动动力驱动车辆运行进入异常工况时的保护系统及保护方法。

背景技术

在石化能源储量日益衰竭，在全球对生态环境日益关注，在百年汽车工业发展到追求更高效率驱动方式的情况下，新能源汽车日益受到更多人的关注，广泛认为新能源汽车市场即将进入快速发展阶段。其中电动动力单元作为新能源汽车的核心零部件，遇到异常工况能否合理快速的进入安全状态关系着整车的运行安全。

目前对新能源电动汽车异常工况的研究还处于早期阶段，对可能的异常工况类型还不确定，对异常工况的保护方式更没统一。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动动力驱动车辆运行进入异常工况时的保护系统及保护方法，解决异常工况给车辆运行带来的可能安全风险，以克服现有技术存在的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

    一种新能源汽车异常工况时逆变器的下短路保护系统，包括高压动力电池HV、逆变器六路IGBT、U/V/W三相半桥驱动保护电路及电机M，所述逆变器六路IGBT由IGBT1，IGBT2，IGBT3，IGBT4，IGBT5，IGBT6组成，逆变器六路IGBT的驱动保护电路包括上面IGBT1的驱动电源DC1P和DC1N、下面IGBT2的驱动电源DC2P和DC2N以及异常工况时下面IGBT2的驱动电源，其中，DC1P和DC1N是低压蓄电池（12V/24V）经过隔离变压器生成的共地正负电源，DC2P和DC2N是低压蓄电池（12V/24V）经过隔离变压器生成的共地正负电源，且上面IGBT1的驱动电源与下面IGBT2的驱动电源电气不共地；异常工况时，下面IGBT2驱动电源从高压动力电池取电；U/V/W三相半桥驱动保护电路相同。

    进一步的，所述异常工况时下面IGBT2的驱动电源由电路控制开关T1、稳压器件D1 、电源开关M1、电源选择器件D2以及辅助电阻R1、R2、R3等组成。

    一种新能源汽车异常工况时逆变器的下短路保护方法，包括以下步骤：

1）U相半桥中，逆变器正常工作时，上面IGBT1的驱动电源包括DC1P和DC1N，下面IGBT2的驱动电源包括DC2P和DC2N，其中，DC1P和DC1N是低压蓄电池（12V/24V）经过隔离变压器生成的共地正负电源，DC2P和DC2N是低压蓄电池（12V/24V）经过隔离变压器生成的共地正负电源，且上面IGBT的驱动电源与下面IGBT的驱动电源电气不共地；当出现异常工况时，具体工作步骤如下：

a、当驱动电源生成电路出现异常，引起DC1P和DC1N与DC2P和DC2N丢失时，进入保护模式；

b、随着DC2P的电压降低到不能维持电路控制开关T1的闭合状态时，电路控制开关T1进入断开状态；

c、电源开关M1的驱动端电压逐渐增加，直至达到稳压器件D1的稳压电压，同时电源开关M1由断开状态逐渐进入线性导通状态，最终电源开关M1的输出端稳定在设计电压状态；

d、同时电源选择器件D2导通，由高压动力电池HV提供的驱动电源与下面IGBT2驱动电源驱动端连接，从而下面IGBT2驱动电源自动进入导通状态；

2）V、W两相半桥驱动保护电路与U相一样，其下面驱动电源IGBT自动进入导通状态；

3）电机U，V，W三端短接；以及

4）旋转的电机在逆变器下面三路IGBT上产生大短路电流，转子机械能转换为热能，从而转子在大阻尼作用下，转速快速变为零，最终所述新能源汽车的电动电力单元进入安全模式。

本发明的有益效果是：本发明在车辆运行，电机旋转时，IGBT驱动电源丢失的异常工况下，失去对电机的控制时，自动切换三路下面IGBT驱动电源能量来源于高压动力电池，并且自动控制三路下面IGBT进入导通状态，让电机进入U/V/W三相短接状态，消耗电机动能为下面三路IGBT短路电流能量，电机快速停止旋转，整车进入安全状态。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述的新能源汽车电动动力单元电路原理图；

图2是本发明实施例所述的逆变器U相半桥IGBT正常工况时驱动电源电路示意图；

图3是本发明实施例所述的逆变器U相半桥IGBT驱动保护电路图。

具体实施方式