[发明专利]高压系统及其功率开关模块的故障检测装置和方法

说明书

本发明公开了一种高压系统及其功率开关模块的故障检测装置和方法，该装置包括：高压电源端和低压电源端；切换组件，其第一端与高压电源端相连，其第二端与低压电源端相连，其第三端与功率开关模块的供电端相连，其用于控制高压电源端或低压电源端向功率开关模块供电；驱动电路，其用于驱动功率开关模块；电流采样模块，其用于采样功率开关模块的电流；控制器，其用于对切换组件和驱动电路进行控制，以控制低压电源端向功率开关模块供电以及控制功率开关模块工作在预设检测状态，并根据电流采样模块采样到的功率开关模块的电流判断功率开关模块是否发生故障。本发明使用低压电源进行功率开关模块的故障检测，提高了系统安全性。

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种高压系统中功率开关模块的故障检测装置、一种高压系统、一种电动汽车和一种高压系统中功率开关模块的故障检测方法。

背景技术

随着新能源汽车的越来越普及和电力系统在大量的替换着旧式化石能源系统，功率开关器件(例如IGBT、MOSFET、BJT、可控硅)也越来越多的应用于现在的电力系统。基于对传输效率、工作效率、动力和设计成本的考虑，相关的汽车中使用的电压越来越高，可达到320V到900V，进而功率开关器件的故障风险也越来越大。功率开关器件易受静电和温度的影响而发生故障，一般故障表现为三脚全通。在相关技术中，功率开关器件的故障检测通常采用一下两种方式：

一是，依靠人为检测。但是，其存在的缺点是，人为检测操作复杂，并且安全风险比较大；

二是，依靠接通高压系统电源来检测电路中是否存在大电流来实现故障检测。但是，其存在的缺点是，如果在功率开关器件有故障的情况下直接接通高压系统电源，在没有短路保护的情况下，会给高压系统造成很高的风险，加热类负载将会持续加热升温，电机类负载则直接短路烧毁甚至引发安全事故。

因此，相关技术需要进行改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种高压系统中功率开关模块的故障检测装置，该装置可以在高压系统上电之前先采用低压进行功率开关模块的故障检测。

本发明的第二个目的在于提出一种高压系统。本发明的第三个目的在于提出一种电动汽车。本发明的第四个目的在于提出一种高压系统中功率开关模块的故障检测方法。

为了达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的一种高压系统中功率开关模块的故障检测装置，包括：高压电源端和低压电源端，其中，所述高压电源端提供的第一电源电压大于所述低压电源端提供的第二电源电压；切换组件，所述切换组件的第一端与所述高压电源端相连，所述切换组件的第二端与所述低压电源端相连，所述切换组件的第三端与所述功率开关模块的供电端相连，所述切换组件用于控制所述高压电源端或所述低压电源端向所述功率开关模块供电；驱动电路，所述驱动电路与所述功率开关模块的控制极相连，以驱动所述功率开关模块；电流采样模块，所述电流采样模块用于采样所述功率开关模块的电流；控制器，所述控制器分别与所述切换组件、所述驱动电路和所述电流采样模块相连，所述控制器用于对所述切换组件和所述驱动电路进行控制，以控制所述低压电源端向所述功率开关模块供电以及控制所述功率开关模块工作在预设检测状态，并根据所述电流采样模块采样到的所述功率开关模块的电流判断所述功率开关模块是否发生故障。

根据本发明实施例提出的高压系统中功率开关模块的故障检测装置，高压电源端和低压电源端通过切换组件与功率开关管的供电端相连，控制器在控制高压电源端向功率开关模块供电之前，先控制低压电源端向功率开关模块供电以及控制功率开关模块工作在预设检测状态，电流采样模块采样功率开关管的电流，进而，控制器根据电流采样模块采样到的电流值判断功率开关模块是否发生故障。由此，本发明实施例在控制高压电源端向功率开关模块供电之前，可以使用低压电源进行功率开关模块的故障检测，从而大大降低了故障检测的风险，防止发生因功率开关模块故障而引起事故，避免电路中的负载和其他部分的电路被高压大电流损坏，提高了系统的安全性和可靠性。