[发明专利]车用永磁同步电机的母线电容器放电控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车用永磁同步电机的母线电容器放电方法，具体涉及一种高压混合动力或者纯电动车辆的永磁同步电机控制器的母线电容器放电控制方法。

背景技术

在新能源车辆中可以在传动系统中添加电驱动系统或者直接用电驱动系统完全代替传动系统，以期获得更好的排放和油耗。一般电驱动系统由蓄电池、电机和电机控制器组成。电机控制器功率部分由母线电容器、三相全桥功率模块、吸收电路等电力电子部件组成。其中母线电容器的作用是滤波，用于平滑母线电压。当电驱动系统的额定电压超过60V时，即使蓄电池断开高压回路，由于电容器的储能特性，电容器两端的电压对操作或者维修人员存在高压风险。因此在车辆停机后，系统需要迅速将电容器两端的电压放电到小于60V。根据GB18488的法规要求，快速放电需要在5s内完成。

另外，不同于工业用电驱动系统，新能源车辆对电机和电机控制器都有着严格的体积和功率密度要求。为了满足这一要求，新能源车辆用电机通常是永磁同步电机。永磁体在旋转过程中产生的反相电动势会通过三相全桥内部的二极管对母线电容器进行充电，因此也可能产生潜在的高压风险。

目前，母线电容器放电通常的做法是在电容器两端并联可断开的放电回路。放电回路由开关元件和放电元件组成。开关元件在系统工作时断开，在需要进行放电时将放电回路并联到电容器两端。放电元件在放电过程中将电容器存储的能量转化成热量消耗在自身本体上。因此通常需要大功率电阻或者大功率正温度系数(PTC)电阻。由于放电元件需要吸收电容器的所有能量，因此放电元件的设计需要考虑体积、散热、功耗等因素。因此，往往设计成本比较大，电容器的放电效果无法达到最佳。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种车用永磁同步电机的母线电容器放电控制方法，该方法通过控制功率模块的开关，使得逆变器与电机上产生可控电流，而且不会产生电磁转矩，将母线电容器存储的电荷快速消耗在电机三相电阻上，不增加任何额外零件，能够快速完成母线电容放电。

本发明的技术方案是：

一种车用永磁同步电机的母线电容器放电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：电机控制器接收放电指令，判断主接触器的状态；

S02：在电机转子静止后，且控制器检测到主接触器断开后，根据转子的静止位置角，对电机三相定子输出一个电压矢量，使得电机的定子交轴电流Iq=0，直轴电流Id>0；

S03：判断母线电容器的电压，当检测到母线电容器的电压低于阈值后，退出放电过程。

优选的，所述步骤S02还包括根据转子的静止位置角R计算三相电压值，所述电压矢量是电流环的控制器输出直轴电压Ud，交轴电压Uq，根据位置角度R进行反Park变换与反Clark变换，得到对应的三相电压值Ua、Ub、Uc；

Ua=sqrt（2/3）（Ud*cosR-Uq*sinR）；

Ub=sqrt（2/3）（Ud*cos(R-120°)-Uq*sin(R-120°)）；

Uc=sqrt（2/3）（Ud*cos(R+120°)-Uq*sin(R+120°)）。

优选的，控制Ud<60V，并限制Id<10A。

优选的，实时检测母线电容器的电压，当电压在一定时间内不产生下降趋势或者不达到预定电压值，电机控制器需要退出放电。

本发明的优点是：

1、该方法通过控制功率模块的开关，使得逆变器与电机上产生可控电流，而且不会产生电磁转矩，将母线电容器存储的电荷快速消耗在电机三相电阻上，更加安全、快速。

2、不增加任何额外零件，成本低、方便实现，能够快速完成母线电容放电。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为电驱动系统的电路图；

图2为本发明车用永磁同步电机的母线电容器放电控制方法的流程图。

具体实施方式