[发明专利]备份电源、驱动控制器及电动汽车

说明书

本发明提供了一种备份电源、驱动控制器及电动汽车，所述备份电源包括正输入端子、负输入端子、正输出端子、负输出端子、第一开关管、续流支路、驱动单元以及滤波电路；其中：所述正输入端子经由所述第一开关管连接到滤波电路的正端，所述负输入端子连接到所述滤波电路的负端；所述驱动单元的输出端连接到所述第一开关管的控制端，且所述驱动单元根据所述正输出端子电压，向所述第一开关管的控制端输出第一驱动电压信号，使所述正输出端子的电压维持在预设范围内。本发明通过驱动单元根据备份电源的负载功率情况，自适应调节备份电源的工作状态，使其处于备份状态下，基本不消耗功率，有利于电路热设计。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，更具体地说，涉及一种备份电源、驱动控制器及电动汽车。

背景技术

随着电动汽车技术的发展，电动汽车被越来越多的人所接受，相应地，对电动汽车的安全要求也越来越高。如图1所示，在现有的电动汽车中，高压端10为电机运行提供电能，具体地，大功率直流变换电路11将高压端10提供的高压直流电转换为低压直流电并为低压电池12充电，电机控制器15、下桥臂驱动电源13、上桥臂驱动电源14由低压电池12供电，电机控制器15根据电机反馈电路18从逆变器17获取的反馈电压和反馈电流生成驱动控制信号，驱动电路16根据上述驱动控制信号以及下桥臂驱动电源13、上桥臂驱动电源14输出的驱动电压生成驱动脉冲，控制逆变器17将高压端10输出的高压直流电转换为交流电，以驱动电机2运行。

在电动汽车出现故障，如低压电池供电掉电等情况下，为保证安全，仍然需要保证用于电机控制的低压供电，并对电机2进行主动短路以快速停机，提高车辆安全性和保护汽车控制器。为实现故障情况下的快速停机，目前主要通过提供一路备份电源19来提供主动短路保护的能量，如图1所示。上述备份电源19在电动汽车出现故障时，直接输出高电平到逆变器17中的开关管的控制端，使逆变器17的上桥或下桥的开关管置于常开的状态；此外，备份电源19的输出也可以提供给驱动电路16，由驱动电路16使逆变器17的上桥或下桥的开关管处于常开的状态。

如图2所示，上述备份电源19从高压端10的高压电池101取电，实现高压至低压的电能转化。目前，上述电能转换主要以隔离电源和线性稳压电路实现。备份电源19采用隔离反激电源，通过变压器变比实现高压与低压之间的转化。然而，由于该备份电源19的输入高压较高，一般有500V或以上，可能带来两个较为明显的问题，1)反激电源所需要的开关管Q10应力高、损耗大、汽车级器件选型困难，2)变压器匝数多，占用体积大，成本高。如图3所示，当备份电源19采用线性稳压电路时，其通过电阻R压降承担输入输出电压差，虽然该电路结构简单，但是损耗大(其损耗与输出功率成正比)。由于电动汽车驱动控制器的工作环境温度特别高，而器件的耐热温度有限，因此器件允许的损耗受到限制，也就是说线性稳压电路的输出功率受限。不仅如此，线性稳压电路中的开关管Q20(或三极管)应力也需要大于高压电池101的最大电压。随着电动汽车的发展，高压电池101的电压成不断上升的趋势，大巴车高压电池已经达到800V及以上，而目前商业应用的汽车级开关管应力有限，目前最高可选才1000V。因此，上述现有方案都无法满足更高电压应用场合的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述备份电源成本高、体积大、电路复杂、选型困难以及无法满足更高电压应用场合要求的问题，提供一种新的备份电源、驱动控制器及电动汽车。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种备份电源，所述备份电源包括正输入端子、负输入端子、正输出端子、负输出端子、第一开关管、续流支路、驱动单元以及滤波电路，其中：所述正输入端子经由所述第一开关管连接到滤波电路的正端，所述负输入端子连接到所述滤波电路的负端；所述续流支路的第一端与所述滤波电路负端相连，所述续流支路的第二端与所述滤波电路的正端相连；所述正输出端子连接到所述滤波电路的正端、所述负输出端子连接到所述滤波电路的负端；所述驱动单元的输出端连接到所述第一开关管的控制端，且所述驱动单元根据所述正输出端子电压，向所述第一开关管的控制端输出第一驱动电压信号，使所述正输出端子的电压维持在预设范围内。