[发明专利]一种电机控制装置及电机控制方法

说明书

本申请提供一种电机控制装置及控制方法，其中，该电机控制装置与外接的高压电池和低压电池连接，包括：控制单元、功率模块驱动电源、驱动电路、逆变器，其中，低压电池分别与控制单元和功率模块驱动电源连接，控制单元与驱动电路连接、驱动电路连接逆变器，功率模块驱动电源与驱动电路连接，电机控制装置还包括母线取电单元和安全控制电路，其中，母线取电单元的一侧连接高压电池，另一侧分别连接控制单元、功率模块驱动电源和安全控制电路，控制单元与安全控制电路连接、安全控制电路与驱动电路连接。本申请提供的电机控制装置及控制方法，能够减少单点故障所导致的ASC功能失效，降低了硬件设计难度和成本。

技术领域

本申请涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电机控制器及电机控制方法。

背景技术

随着电动汽车行业发展，车载电气设备日益增多。电机控制器作为电动汽车动力系统的核心部件，在电动汽车正常行驶时，通过直流/交流变换模块把动力电池的直流电逆变为交流电来驱动电机，控制电机输出扭矩驱动车辆行驶。在电动汽车滑行或制动时，电机运行于发电模式，将动能转换成电能给动力电池充电，有效地通过节约效能来提升电动汽车的续航里程。

电机控制系统作为电动汽车的主要动力来源，在发生故障时，需要使其进入安全状态，以保证车辆处于受控状态或者不会对司乘人员造成伤害。而当电机控制器出现硬件或软件故障，电机输出异常时，此时无论是输出制动转矩或者是驱动转矩，都是非常危险的。所以目前针对电动汽车出现上述故障时，通常要求电机在进入安全状态之后，关闭电机的转矩输出，使车辆处于惯性滑行状态，便于驾驶员将车驶离车道以寻求帮助。目前，业内要求电机控制器的安全等级不低于车辆安全完整性等级(Automotive Safety IntegrityLevel，简称ASIL)C级，电机控制器的安全状态包括2种：安全关管(Safety Pulse Off，简称SPO)和主动短路(Active Short Circuit，简称ASC)。在具体实现安全状态时，电机控制器通过对逆变电路所有桥臂全关断(IGBT全部断开)实现SPO；电机控制器可以通过对逆变电路上桥臂全导通下桥臂全关断或上桥臂全关断下桥臂全导通两种方式来实现ASC。

当电机控制器进入ASC模式时，因桥臂之间均不形成导通，直流端与交流端电路不再形成回路，同时驱动电机产生反向制动转矩。基于这些特性合理运用ASC模式，在电动汽车行驶过程中能够起到以下几方面作用：a.整车失控时，实施ASC可产生反向转矩，使车辆缓慢制动，实现安全停车；b.动力电池故障时，实施ASC可使电机、电机控制器与动力电池侧隔离，保证整车高压安全；c.整车行驶过程中驱动电机转速过高或异常时，实施ASC可避免过高的反电势对动力电池、母线电容及其它高压器件的损坏；d.电机控制器逆变电路中某个开关管故障时，实施ASC可避免不可控整流对其它器件或动力电池的损坏。

现有的ASC解决方案存在实现复杂、多个单点故障无法可靠性实现等问题。本申请旨在提供一种具有实施ASC具有更高可靠性、降低方案复杂性的电机控制装置及控制方法。

发明内容

本申请提供一种高可靠性的电机控制装置及控制方法，保证在低压电池或者主从处理器任一故障时，仍能保障主动短路的安全控制。

上述目标和其它目标将通过独立权利要求中的特征来达成。进一步的实现方式在从属权利要求、说明书和附图中体现。

第一方面，提供一种电机控制装置，其与外接的高压电池和低压电池连接，电机控制装置包括：控制单元、功率模块驱动电源、驱动电路、逆变器，低压电池分别与控制单元和功率模块驱动电源连接，控制单元与驱动电路连接、驱动电路连接逆变器，功率模块驱动电源与驱动电路连接，电机控制装置还包括母线取电单元和安全控制电路，其中，母线取电单元的一侧连接高压电池，另一侧分别连接控制单元、功率模块驱动电源和安全控制电路，控制单元与安全控制电路连接、安全控制电路与驱动电路连接。

根据第一方面，在所述电机控制装置的第一种可能的实现方式中，控制单元包括主处理器和从处理器，主处理器和从处理器分别连接安全控制电路。