[发明专利]一种车用电力驱动系统动力端子动态保护系统

说明书

本发明涉及车用电力驱动系统技术领域，具体地说是一种车用电力驱动系统动力端子动态保护系统，包括损耗计算模块、温度计算模块、降额控制模块、电流控制模块，损耗计算模块获取逆变器的实时交流、直流电流信号，损耗计算模块计算并输出损耗功率，温度计算模计算并输出母排、线束的当前温度，降额控制模块将获得的当前温度与设定的降额温度阈值、过温阈值进行比较，电流控制模块计算并输出逆变器电流调整值，逆变器改变交流、直流电流，实现对母排温度的控制。同现有技术相比，建立基于温度节点的拓扑结构，在线计算母排、线束的当前温度，并进行动态的降额限制逆变器电流输出，实现电力驱动系统的过温保护功能，且可以最大化系统的动态输出能力。

技术领域

本发明涉及车用电力驱动系统技术领域，具体地说是一种车用电力驱动系统动力端子动态保护系统。

背景技术

参见图1，车用电力驱动系统一般包括电源1、逆变器2、电机3。电源1、逆变器2、电机3之间通过母排8、线束9连接。电源产生的高压电流经直流线束进入直流母排，然后经过逆变器内部的功率模块等器具转换后经交流母排流出，电流之后经过交流线束进入电机母排，进而进入电机定子绕组。对于如e-Alex等的集成式电力驱动系统，系统由于将逆变器、电机集成在一个结构内，可以省略高压线束。

目前，纯电动、混动车辆的车用电力驱动系统功率等级不断跃升，电力驱动系统除了电机、功率模块、电容等主要器件面临热安全问题，功率器件的母排和动力线束同样面临热风险。

当电力驱动系统工作在过载区域时，动力线束和逆变器、电机母排随着工作时间的拉长温度不断上升很容易达到过温状态，造成铜排或线束的过温氧化，电阻增加，使得损耗增加、系统效率下降，过温严重则会导致绝缘破坏影响安全运行。

为了防止过温损坏，一方面可以按照电力驱动系统的峰值功率作为系统的持续输出能力进行线束、母排设计，选择更大的截面积、更好的冷却条件。但是系统的持续能力一般都大大低于系统的峰值能力，这样会导致系统的硬件成本增加。

为了实现安全保护的同时兼顾系统的成本，采用的方式是根据系统运行工况进行在线实时保护，具体来说是根据系统的电流累计I2t数值，当I2t达到限值，则进行降功率、降电流运行。在系统运行电流大于持续电流时，I2t数值的累积容易计算，但当系统电流小于持续电流时，I2t数值的缩减却很难把握，为了保证安全裕量，一般会采用保守方案，这样则会限制系统的输出能力，影响整车动力性能。

因此，需要设计一种车用电力驱动系统动力端子动态保护系统，以实现系统的过温保护功能，且可以最大化系统的动态输出能力。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种车用电力驱动系统动力端子动态保护系统，以实现系统的过温保护功能，且可以最大化系统的动态输出能力。

为了达到上述目的，本发明提供一种车用电力驱动系统动力端子动态保护系统，包括损耗计算模块、温度计算模块、降额控制模块、电流控制模块，损耗计算模块获取逆变器的实时交流、直流电流信号，损耗计算模块根据实时交流、直流电流信号计算并输出损耗功率，温度计算模块根据获得的损耗功率计算并输出母排、线束的当前温度，降额控制模块将获得的当前温度与设定的降额温度阈值、过温阈值进行比较，如当前温度低于降额温度阈值，则降额控制模块不输出扭矩限制信号，如当前温度高于降额温度阈值且低于过温阈值，则降额控制模块输出扭矩限制信号进行降额处理，如当前温度高于过温阈值，则降额控制模块输出扭矩限制信号为0，电流控制模块根据获得的扭矩限制信号计算并输出逆变器电流调整值，逆变器根据电流调整值改变交流、直流电流，实现对母排温度的控制；所述的温度计算模块根据获得的损耗功率计算并输出母排、线束的当前温度具体如下：建立基于温度节点的拓扑结构，根据拓扑结构建立相连节点间的能量平衡方程，得到热力学模型。

可选的，所述的逆变器的实时交流、直流电流信号由传感器测量获得或通过公式P=UI计算获得。