[实用新型]永磁同步电机控制器母线过压保护装置

说明书

本实用新型提供了一种永磁同步电机控制器母线过压保护装置，电源电路用于给控制电路、驱动电路、过压保护电路提供相应电压，控制电路用于输出过压复位信号、上桥臂IGBT过温信号、下桥臂IGBT过温信号、电机过温信号、基于速度是否允许三相短路信号和N路初始驱动信号至过压保护电路；驱动电路用于输出上桥臂IGBT驱动故障信号和下桥臂IGBT驱动故障信号至过压保护电路并接收N路最终驱动信号对电机控制器的IGBT模块阵列进行控制；过压保护电路用于接收控制电路和驱动电路输出的相应信号及电机控制器母线电压信号，将接收到的所有信号进行处理得到N路最终驱动信号。本实用新型电路简单，可保护电机控制器在进行过压保护时不会导致其本身及电机过温烧毁。

技术领域

本实用新型涉及一种永磁同步电机控制器母线过压保护装置。

背景技术

永磁同步电机具有高功率密度、低转动惯量、高效率等优点，被广泛应用于电动/混合动力汽车领域。作为将直流电转换为驱动电机用的三相交流电的装置，电机控制器既要保证电机系统的输出性能，同时也要保证在电机控制器发生故障时对电机系统进行有效的保护。在众多故障中，电机控制器母线过压故障对于电机控制器来说是致命的，可以导致IGBT模块以及母线电容烧毁。导致电机控制器母线过压的原因很多，其中最棘手的情况是当电机系统工作在制动回馈的工况下时，整车控制器(VCU)或电池管理系统(BMS)因为非常紧急的故障(如碰撞、严重过充、严重过放等)把连接在动力电池包和电机控制器之间主继电器断开，这时候在VCU命令(发送周期通常为10ms)还没通过CAN总线到达电机控制器之前，电机控制器依然按照制动回馈的功率进行发电，发电的能量全部充到母线电容，迅速导致母线过压故障。通常，在以上所述的工况下母线电压上升速率是非常快，电机控制器必须采取更快速的手段进行保护。现有技术中采用的保护方法有两种：一种是在发生紧急故障时，VCU/BMS先通过CAN总线告知电机控制器，电机控制器紧急卸载其制动回馈功率，然后再断开主继电器；该种方法的主要缺点是通过总线告知电机控制器进行回馈功率卸载，通常该过程至少需要40ms的时间，延迟了对于紧急故障的处理措施的执行，对整车安全或者电池安全产生较大的隐患，同时策略执行的质量很大程度上取决于CAN总线通信质量，当总线通信出现问题时，该策略无法对电机控制器进行保护。另一种是电机控制器在驱动电路增加一个过压故障硬件比较及锁存电路，一旦电机控制器母线电压超过设定值，那么就可以通过过压故障锁存信号将逆变器上管断开、下管导通实现三相短路保护。该种方法的主要缺点是采用较单一的方式根据过压信号进行下管导通实现三相短路保护，没有考虑IGBT驱动故障、IGBT温度、电机温度、低压12V供电以及制动扭矩等因素，该方法实际使用的局限性较大。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种永磁同步电机控制器母线过压保护装置，其电路简单，可保护电机控制器在进行过压保护时不会导致电机控制器本身及电机过温烧毁，且过压保护动作完成时间短。

通过以下方案实现：

一种永磁同步电机控制器母线过压保护装置，包括控制电路、驱动电路、过压保护电路和电源电路，所述电源电路用于给控制电路、驱动电路、过压保护电路提供相应电压，所述控制电路用于输出过压复位信号、上桥臂IGBT过温信号、下桥臂IGBT过温信号、电机过温信号、基于速度是否允许三相短路信号和N路初始驱动信号至过压保护电路；所述驱动电路用于输出上桥臂IGBT驱动故障信号和下桥臂IGBT驱动故障信号至过压保护电路并接收过压保护电路输出的N路最终驱动信号对电机控制器的IGBT模块阵列进行控制；所述过压保护电路用于接收控制电路和驱动电路输出的相应信号及电机控制器母线电压信号，将接收到的所有信号进行过压保护处理得到N路最终驱动信号，并将N路最终驱动信号输出至驱动电路，其中N等于电机控制器的IGBT模块阵列中IGBT模块的数量。