本申請涉及車輛的放電控制領(lǐng)域，更具體而言，本申請涉及一種用于車輛高壓系統(tǒng)的放電控制裝置，以及包括該放電控制裝置的電驅(qū)逆變器。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著新能源車輛的廣泛應(yīng)用，車輛的安全性受到車廠、車輛制造商以及消費者的強烈關(guān)注。特別是，在電動車輛中通常存在各種高壓系統(tǒng)，這些高壓系統(tǒng)如果發(fā)生泄漏將會對人體產(chǎn)生嚴(yán)重傷害。

2、電驅(qū)逆變器作為電驅(qū)系統(tǒng)中的重要組成部分，其工作電壓通常高達幾百伏，因此在車輛下電后必須及時泄放其母線電容中的高壓電以防止觸電的發(fā)生。此外，為了確保電機及電驅(qū)逆變器的正常工作，母線電容電壓必須維持在一定范圍內(nèi)。如果母線電容電壓過高，超出逆變器中的功率器件的耐壓能力，就會損壞功率器件。

3、因此，及時泄放掉母線電容兩端的高壓對于確保車輛、特別是電驅(qū)逆變器的安全運行來說至關(guān)重要。常規(guī)的高壓系統(tǒng)采用專門的放電電阻來進行放電，然而放電電阻的長期反復(fù)放電會嚴(yán)重影響電驅(qū)逆變器中電氣元件的可靠性和使用壽命。此外，高壓系統(tǒng)中的系統(tǒng)性失效和硬件隨機失效也會影響放電策略的安全實施?？傊壳盁o法根據(jù)車輛當(dāng)前所面臨的具體情況和需求選擇適當(dāng)?shù)姆烹姺绞健?/p>

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺陷，本申請?zhí)岢鲆环N新的用于車輛高壓系統(tǒng)(特別是電驅(qū)系統(tǒng))的放電控制裝置，其旨在一方面延長電驅(qū)逆變器系統(tǒng)中放電電阻的可靠性和使用壽命，另一方面有效降低電驅(qū)逆變器中的系統(tǒng)性失效和硬件隨機失效所帶來的危害，從而在低成本的前提下實現(xiàn)電路的高安全性。

2、根據(jù)本申請的第一方面，提出了一種用于車輛高壓系統(tǒng)的放電控制裝置，該車輛高壓系統(tǒng)包括電機、直流電源、跨接在所述直流電源的正負極之間的母線電容以及連接在所述直流電源與所述電機之間的電驅(qū)逆變器，所述電驅(qū)逆變器包括驅(qū)動芯片和由多個功率器件構(gòu)成的功率模塊，所述驅(qū)動芯片用于控制所述多個功率器件的工作狀態(tài)，所述放電控制裝置包括：

3、由放電電阻和電子開關(guān)串聯(lián)構(gòu)成的放電電路，所述放電電路并聯(lián)連接在所述母線電容的兩端；

4、電壓采集單元，所述電壓采集單元用于實時采集所述母線電容兩端的電壓值；以及

5、控制單元，所述控制單元包括連接至所述電壓采集單元的采樣端口、連接至車輛的安全氣囊模塊的第一通信端口、連接至整車控制器的第二通信端口、連接至所述驅(qū)動芯片的第一控制端口以及連接至所述電子開關(guān)的第二控制端口，其中，所述控制單元配置為基于從所述電壓采集單元接收的采樣信號、從所述安全氣囊模塊接收的第一通信信號以及從所述整車控制器接收的第二通信信號中的至少一者判斷是否需要對車輛高壓系統(tǒng)進行放電，并且在確定需要對該車輛高壓系統(tǒng)進行放電時選擇性地控制所述驅(qū)動芯片和/或所述電子開關(guān)的操作，以使所述車輛高壓系統(tǒng)進入不同的放電模式。

6、有利地，所述控制單元進一步配置為：當(dāng)檢測到所述母線電容兩端的電壓值超過預(yù)先設(shè)定的電壓閾值時，

7、經(jīng)由所述第一控制端口向所述驅(qū)動芯片輸出第一控制信號，以使所述功率模塊進入安全保護狀態(tài)；和

8、經(jīng)由所述第二控制端口向所述電子開關(guān)輸出第二控制信號，以使所述電子開關(guān)接通所述放電電路。

9、有利地，所述控制單元進一步配置為：當(dāng)檢測到來自所述安全氣囊模塊的碰撞信號時，

10、經(jīng)由所述第一控制端口向所述驅(qū)動芯片輸出第一控制信號，以使所述功率模塊進入安全保護狀態(tài)；和

11、經(jīng)由所述第二控制端口向所述電子開關(guān)輸出第二控制信號，以使所述電子開關(guān)接通所述放電電路。

12、有利地，所述控制單元進一步配置為：當(dāng)檢測到來自所述整車控制器的放電請求信號時，

13、經(jīng)由所述第一控制端口向所述驅(qū)動芯片輸出第三控制信號，以借助電機繞組對車輛高壓系統(tǒng)進行放電。

14、有利地，所述驅(qū)動芯片配置為在接收到所述第三控制信號時，調(diào)節(jié)從所述功率模塊輸出的三相電流以使得僅在電機繞組上施加d軸電流并且使其q軸電流為零。

15、有利地，所述控制單元進一步配置為：

16、自借助電機繞組對車輛高壓系統(tǒng)進行放電起的預(yù)定時長后，判斷母線電容兩端的電壓值是否下降至預(yù)定值以下；以及

17、當(dāng)母線電容兩端的電壓值未下降至預(yù)定值以下時，控制所述電子開關(guān)接通所述放電電路。

18、有利地，所述功率模塊形成為橋式逆變器，并且所述驅(qū)動芯片配置為在接收到所述第一控制信號時接通所述橋式逆變器中的所有下橋臂并斷開所有上橋臂，或者接通所述橋式逆變器中的所有上橋臂并斷開所有下橋臂。

19、有利地，所述控制單元進一步配置為：當(dāng)母線電容兩端的電壓值下降至安全值以下時，斷開所述電子開關(guān)以結(jié)束車輛高壓系統(tǒng)的放電過程。

20、有利地，所述放電控制裝置形成為所述電驅(qū)逆變器的一部分。

21、根據(jù)本申請的第二方面，還提出了一種電驅(qū)逆變器，該電驅(qū)逆變器包括：

22、功率模塊，所述功率模塊包括連接至直流電源的直流端和連接至電機的交流端；

23、驅(qū)動芯片，所述驅(qū)動芯片用于控制所述功率模塊中各個功率器件的工作狀態(tài)，以調(diào)節(jié)向電機輸出的三相電流；以及

24、如上所述的放電控制裝置，所述放電控制裝置配置為監(jiān)測所述電驅(qū)逆變器中是否出現(xiàn)高壓故障，并且在監(jiān)測到高壓故障時對電驅(qū)逆變器執(zhí)行放電操作。

25、根據(jù)本申請的用于車輛高壓系統(tǒng)的放電控制裝置可有效應(yīng)對整車正常下電、碰撞、高壓電源故障或甩負載等工況場景，通過電機繞組放電和電阻放電相結(jié)合的方式既可有效避免硬件隨機失效和系統(tǒng)失效帶來的危害，又可以延長電阻可靠性與使用壽命，在不增加成本的基礎(chǔ)上，確保了在整車生命周期內(nèi)實現(xiàn)主動放電功能的可用性和安全性。特別是，在本申請的放電控制策略中，利用電機繞組和放電組協(xié)同工作來降低電驅(qū)逆變器的高電壓水平。電機繞組可以在一段時間內(nèi)釋放一部分或全部的高電壓，使電壓降至安全水平，然后放電電阻負責(zé)釋放剩余的高電壓。這種協(xié)同放電控制策略的好處在于：放電電阻不必承受極高的電壓，這減少了電路元器件的壓力，并降低了系統(tǒng)成本；此外，車輛的高壓系統(tǒng)可以在下電后快速降低電驅(qū)逆變器內(nèi)的母線電容電壓，提高了高壓系統(tǒng)的安全性。

技術(shù)特征：

1.一種用于車輛高壓系統(tǒng)的放電控制裝置，該車輛高壓系統(tǒng)包括電機、直流電源、跨接在所述直流電源的正負極之間的母線電容(cs)以及連接在所述直流電源與所述電機之間的電驅(qū)逆變器，所述電驅(qū)逆變器包括驅(qū)動芯片和由多個功率器件(t1～t6)構(gòu)成的功率模塊，所述驅(qū)動芯片用于控制所述多個功率器件的工作狀態(tài)，其特征在于，所述放電控制裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電控制裝置，其特征在于，所述控制單元進一步配置為：當(dāng)檢測到所述母線電容(cs)兩端的電壓值超過預(yù)先設(shè)定的電壓閾值時，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電控制裝置，其特征在于，所述控制單元進一步配置為：當(dāng)檢測到來自所述安全氣囊模塊的碰撞信號時，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電控制裝置，其特征在于，所述控制單元進一步配置為：當(dāng)檢測到來自所述整車控制器的放電請求信號時，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的放電控制裝置，其特征在于，所述驅(qū)動芯片配置為在接收到所述第三控制信號時，調(diào)節(jié)從所述功率模塊輸出的三相電流以使得僅在電機繞組上施加d軸電流并且使其q軸電流為零。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的放電控制裝置，其特征在于，所述控制單元進一步配置為：

7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的放電控制裝置，其特征在于，所述功率模塊形成為橋式逆變器，并且所述驅(qū)動芯片配置為在接收到所述第一控制信號時接通所述橋式逆變器中的所有下橋臂并斷開所有上橋臂，或者接通所述橋式逆變器中的所有上橋臂并斷開所有下橋臂。

8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的放電控制裝置，其特征在于，所述控制單元進一步配置為：當(dāng)母線電容(cs)兩端的電壓值下降至安全值以下時，斷開所述電子開關(guān)(s1)以結(jié)束車輛高壓系統(tǒng)的放電過程。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的放電控制裝置，其特征在于，所述放電控制裝置形成為所述電驅(qū)逆變器的一部分。

10.一種電驅(qū)逆變器，其特征在于，該電驅(qū)逆變器包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種用于車輛高壓系統(tǒng)的放電控制裝置，包括：由放電電阻和電子開關(guān)串聯(lián)構(gòu)成的放電電路；電壓采集單元，用于實時采集所述母線電容兩端的電壓值；以及控制單元，其配置為基于從所述電壓采集單元接收的采樣信號、從所述安全氣囊模塊接收的第一通信信號以及從所述整車控制器接收的第二通信信號中的至少一者判斷是否需要對車輛高壓系統(tǒng)進行放電，并且在確定需要對該車輛高壓系統(tǒng)進行放電時選擇性地控制所述驅(qū)動芯片和/或所述電子開關(guān)的操作，以使所述車輛高壓系統(tǒng)進入相應(yīng)的放電模式。本申請還涉及一種包括該放電控制裝置的電驅(qū)逆變器。

技術(shù)研發(fā)人員：明翠,劉波雨,趙偉占
受保護的技術(shù)使用者：緯湃汽車電子（天津）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22