[发明专利]一种电机控制器下桥臂主动关断控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种电机控制器下桥臂主动关断控制系统及方法，系统的低压侧部分有三路输入信号，其包括来自低压微控制单元的生命信号、来自CPLD的综合故障信号和来自系统基础芯片的功能安全故障信号；三路输入信号经过一个逻辑或门再通过隔离芯片输出到高压侧部分；高压侧部分的时钟监控模块对信号进行实时监控，时钟监控电路监控隔离芯片的输出信号控制输出ASC动作信号到推挽芯片，推挽芯片控制功率IGBT模块的下桥臂进行主动短路保护。本发明采用了标准的占空比50%的方波生命信号来监控低压侧各功能模块的状态，控制高压侧的功率模块主动短路功能；同时对高压侧进行双电源供电方式也能够确保该电路实现低压侧掉电情况下保证能够继续进行主动短路功能。

技术领域

本发明涉及新能源汽车电机控制器，特别涉及一种电机控制器下桥臂主动关断控制系统及方法。

背景技术

随着新能源汽车的广泛普及，电力电子器件在汽车的整车占比中越来越多，器件失效风险和汽车安全性成为行业不可忽视的研究课题；这就对新能源纯电动和混合动力汽车的技术要求越来越高。安全性能不单单是成为我们产品的第一要求，也是我们行业竞争的利器。在新能源纯电动或者混合动力汽车中，对动力系统的要求更是尤为严苛，需要在任何驾驶的工况下，都不能因为电子器件失效或者安全故障造成人员伤害或者违背安全目标要求。这几年，新能源产品的开发中满足功能安全等级成了产品开发的基本要求。因此，在电机控制器的研发过程中，主动短路电路（Active Short Circuit）是驱动控制的常用的安全控制技术，确保电机在安全故障之后不会产生非预期的动力扭矩，以及确保控制器的不损坏。

与本技术最为接近的技术主要如下：

1、电机控制器独立主动短路高压侧保护电路（专利号：CN201822175052）

本实用新型公开了一种电机控制器独立主动短路高压侧保护电路，本电路包括主动短路信号、PWM控制信号和电流计控制器的IGBT管，以及数字光耦隔离器、第一比较器、第二比较器、推挽驱动器、PMOS管、NMOS管、第一电容、第二电容以及第一至第十九电阻；主动短路信号经过数字光耦隔离器分别输入第一比较器和第二比较器，经逻辑判断后有PMOS管和NMOS管实现由推挽驱动器输入的PWM控制信号的通断，并对电机控制器的IGBT管实现保护。本电路克服传统电机的相间主动短路保护功能的缺陷，当驱动芯片失效时依然实现电机相间主动短路保护功能，以避免硬件随机失效带来的系统风险。

2、电动汽车低压掉电保护电路（专利号：CN20180829673）

本发明提供一种电动汽车低压掉电保护电路，包括：第一电源电路：包括串联的驱动电路以及二极管，所述第一电源电路从电动汽车的蓄电池取电，在蓄电池的输出电压大于预定值的状态下，为电动汽车的抗故障主动短路系统提供所需的电压；第二电源电路：包括串联的低压掉电检测电路、直流中间电路以及二极管，所述第二电源电路从电动汽车的蓄电池取电，在蓄电池的输出电压小于预定值的状态下，未电动汽车的抗故障主动短路系统提供所需额定电压。本发明可以实现在蓄电池电压低于12V时，能稳定输出15V直流电，使抗故障主动短路(ASC)策略处于工作状态，避免磁激励过压损坏控制器和电机。

3、一种转矩控制方法和控制装置（专利号：CN201810848168）

本专利介绍了一种转矩控制方法和控制装置，包括：获得期望转矩、实际转矩；根据期望转矩、实际转矩，确定是否需要安全停机；若需要，则使功率器件处于断开状态第一预设时间，使功率器件处于闭合状态；确定功率器件断开后所产生的实际制动转矩是否大于制动允许转矩；若是，则获取永磁同步电机的实际转速，并判断实际转速是否大于安全转速；若是，则获取上下桥臂功率器件的故障指示信号，并在上下桥臂的器件均无故障时，根据轮换ASC标志的当前值，执行上桥臂或者下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间；获取永磁同步电机的三相绕组电流，若其中任一相电流大于功率器件电流额定值时，则返回闭合功率器件的步骤。本专利可实现电机系统的安全可靠的制动。