新能源汽車用逆變器相電流過流硬件保護系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新能源汽車用逆變器相電流過流硬件保護系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)由高壓動力電池HV，逆變器六路IGBT（IGBT1，IGBT2，IGBT3，IGBT4，IGBT5，IGBT6），U，V，W三相電流傳感器及過流保護電路，電機M組成。方法具體為相電流傳感器輸出信號經過電壓跟隨器電路后，經過電阻網絡正負方向分壓，分別與參考電壓進行比較，輸出結果邏輯或輸出過流信號，從而控制逆變器關閉，進行相電流過流保護。本發(fā)明有益效果：在車輛運行時，逆變器相電流過流異常工況下，通過硬件的方式快速檢測到過流狀態(tài)，然后通過后續(xù)硬件電路關閉逆變器，減小相電流，實現相電流過流保護，整車進入安全狀態(tài)。
【專利說明】新能源汽車用逆變器相電流過流硬件保護系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源汽車領域，尤其涉及一種電動動力驅動車輛運行進入逆變器相電流過流工況時的保護系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]在石化能源儲量日益衰竭，在全球對生態(tài)環(huán)境日益關注，在百年汽車工業(yè)發(fā)展到追求更高效率驅動方式的情況下，新能源汽車日益受到更多人的關注，廣泛認為新能源汽車市場即將進入快速發(fā)展階段。其中電動動力單元作為新能源汽車的核心零部件，遇到異常工況能否合理快速的進入安全狀態(tài)關系著整車的運行安全。
[0003]目前對新能源汽車用逆變器相電流過流保護，一般采用對電流傳感器輸出進行AD采集，軟件閥值進行判斷進行保護的方式。此方式速度慢，不能很快的進行過流保護，車輛運行依然存在安全隱患。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種新能源汽車用逆變器相電流過流硬件保護系統(tǒng)及方法，以克服現有技術存在的上述不足。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現的:
一種新能源汽車用逆變器相電流過流硬件保護系統(tǒng)，所述保護系統(tǒng)包括電機M、高壓動力電池HV、與電機M連接的U/V/W三相電流傳感器、逆變器六路IGBT以及過流保護電路；所述逆變器六路IGBT包括三組并聯的連接單元IGBTl和IGBT2、IGBT3和IGBT4以及IGBT5和IGBT6，其中，IGBTU IGBT3和IGBT5三路分別連接在高壓動力電池HV的正極端，IGBT2、IGBT4和IGBT6三路分別連接在高壓動力電池HV的負極端。
[0006]進一步的，所述過流保護電路包括電流傳感器，所述電流傳感器依次連接濾波電阻、濾波電容、電壓跟隨器運放、電阻網絡、比較器一以及比較器二，所述電阻網絡與比較器一和比較器二構成回路；所述υ/v/w三相電路的連接方式相同。
[0007]進一步的，所述電阻網絡包括R_l、R_2、R_3以及R_4，其中R_l= R_4, R_2=R_3。
[0008]一種新能源汽車用逆變器相電流過流硬件保護的方法，包括以下步驟:
O電流傳感器輸出電流，經過濾波電路進行濾波；
2)濾波之后的電流經過電壓跟隨器運放；
3)運放后的電流經過電阻網絡后，分別輸出上下偏置后的電流I_U_T和電流I_U_B；
4)將電流I_U_T與參考電壓VREFl進行比較，正常工作時負向電流周期的I_U_T大于VREFl,比較器一輸出為高電平，異常過流時負向電流周期的I_U_T小于VREF1，比較器一輸出為低電平；將I_U_B與參考電壓VREF2進行比較，正常工作時正向電流周期的I_U_B小于VREF2,比較器二輸出為高電平，異常過流時正向電流周期的I_U_B大于VREF2，比較器二輸出為低電平；
5)根據比較結果輸出過流低有效信號；以及 6)檢測過流低有效信號，檢測到過流低有效信號后，硬件控制逆變器關閉，減小電流，實現相電流過流保護，逆變器進入安全狀態(tài)。
[0009]進一步的，所述U，V，W三相采取相同的過流保護電路結構，且輸出或，從而實現任何相、任何方向電流過流都會輸出過流低有效信號。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在車輛運行時，逆變器相電流過流異常工況下，通過硬件的方式快速檢測到過流狀態(tài)，然后通過后續(xù)硬件電路關閉逆變器，減小相電流，實現相電流過流保護，整車進入安全狀態(tài)。本發(fā)明不僅能夠進行一個方向的電流過流保護，還可以進行正負兩個方向的電流過流保護，且可以通過調節(jié)參考電壓VREF1，VREF2的方式進行過流保護閥值靈活設置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面根據附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0012]圖1是本發(fā)明實施例所述的新能源汽車電動動力單元拓撲圖；
圖2是本發(fā)明實施例所述的逆變器相電流過流硬件保護電路結構圖。
[0013]
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，本發(fā)明實施例所述的新能源汽車用逆變器相電流過流硬件保護系統(tǒng)，包括電機M、高壓動力電池HV、與電機M連接的U/V/W三相電流傳感器、逆變器六路IGBT以及過流保護電路；所述逆變器六路IGBT包括三組并聯的連接單元IGBTl和IGBT2、IGBT3和IGBT4以及IGBT5和IGBT6，其中，IGBTl、IGBT3和IGBT5三路分別連接在高壓動力電池HV的正極端，IGBT2、IGBT4和IGBT6三路分別連接在高壓動力電池HV的負極端。
[0015]如圖2所示，圖中:以U相為例，I_U*U相電流傳感器輸出，RU_5為濾波電阻，CU_1為濾波電容，UU_1為電壓跟隨器運放，RU_1, RU_2, RU_3, RU_4為電阻網絡電阻，其中RU_1= RU_4, RU_2=RU_3, UU_2, UU_3為比較器。以U相為例，所述過流保護電路電流傳感器I_U，所述電流傳感器I_U依次連接濾波電阻RU_5，濾波電容CU_1，運放UU_1，電阻網絡RU_1, RU_2, RU_3, RU_4，其中 RU_1= RU_4, RU_2=RU_3,比較器 UU_2，UU_3。
[0016]本發(fā)明實施例所述的新能源汽車用逆變器相電流過流硬件的保護方法，以U相為例，包括以下步驟:電流傳感器輸出I_u經過電壓跟隨器運放UU_1，其輸出等于I_U，經電阻網絡，分別輸出上下偏置后的I_U_T，I_U_B，其波形I_U相同，交流幅度與電流偏置不同。I_U_T與參考電壓VREFl進行比較，正常工作時負向電流周期的I_U_T大于VREFl，比較器UU_2輸出為高電平，異常過流時負向電流周期的I_U_T小于VREFl，比較器UU_2輸出為低電平。I_U_B與參考電壓VREF2進行比較，正常工作時正向電流周期的I_U_B小于VREF2，比較器UU_3輸出為高電平，異常過流時正向電流周期的I_U_B大于VREF2，比較器UU_3輸出為低電平。同時U，V，W三相采取相同過流保護電路結構，且輸出或，從而實現任何相，任何方向電流過流都會輸出過流低有效信號。檢測到過流信號后，硬件控制逆變器關閉，減小電流，實現相電流過流保護，逆變器進入安全狀態(tài)。
[0017]本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種新能源汽車用逆變器相電流過流硬件保護系統(tǒng)，包括電機Μ、高壓動力電池HV、與電機M連接的U/V/W三相電流傳感器、逆變器六路IGBT以及過流保護電路；其特征在于:所述逆變器六路IGBT包括三組并聯的連接單元=IGBTl和IGBT2、IGBT3和IGBT4以及IGBT5和IGBT6，其中，IGBTU IGBT3和IGBT5三路分別連接在高壓動力電池HV的正極端，IGBT2、IGBT4和IGBT6三路分別連接在高壓動力電池HV的負極端。
2.根據權利要求1所述的新能源汽車用逆變器相電流過流硬件保護系統(tǒng)，其特征在于:所述過流保護電路包括電流傳感器，所述電流傳感器依次連接濾波電阻、濾波電容、電壓跟隨器運放、電阻網絡、比較器一以及比較器二，所述電阻網絡與比較器一和比較器二構成回路；所述U/V/W三相電路的連接方式相同。
3.根據權利要求2所述的新能源汽車用逆變器相電流過流硬件保護系統(tǒng)，其特征在于:所述電阻網絡包括R_l、R_2、R_3以及R_4，其中R_l= R_4, R_2=R_3。
4.一種新能源汽車用逆變器相電流過流硬件保護方法，其特征在于，包括以下步驟: O電流傳感器輸出電流，經過濾波電路進行濾波； 2)濾波之后的電流經過電壓跟隨器運放； 3)運放后的電流經過電阻網絡后，分別輸出上下偏置后的電流I_U_T和電流I_U_B； 4)將電流I_U_T與參考電壓VREFl進行比較，正常工作時負向電流周期的I_U_T大于VREFl,比較器一輸出為高電平，異常過流時負向電流周期的I_U_T小于VREF1，比較器一輸出為低電平；將I_U_B與參考電壓VREF2進行比較，正常工作時正向電流周期的I_U_B小于VREF2,比較器二輸出為高電平，異常過流時正向電流周期的I_U_B大于VREF2，比較器二輸出為低電平； 5)根據比較結果輸出過流低有效信號；以及 6)檢測過流低有效信號，檢測到過流低有效信號后，硬件控制逆變器關閉，減小電流，實現相電流過流保護，逆變器進入安全狀態(tài)。
5.根據權利要求4所述的新能源汽車用逆變器相電流過流硬件保護方法，其特征在于:所述U，V，W三相采取相同的過流保護電路結構，且輸出或，從而實現任何相、任何方向電流過流都會輸出過流低有效信號。
【文檔編號】H02H7/122GK103795038SQ201410040205
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權日:2014年1月27日
【發(fā)明者】孫全強, 張君鴻, 姜煒 申請人:北京智行鴻遠汽車技術有限公司