新能源汽车的拖车保护方法及实现电路技术

本申请公开了一种新能源汽车的拖车保护方法，当新能源汽车被拖行时，开启逆变器的高压侧的三相短路模式，同时开启冷却设备为逆变器的高压侧和永磁同步电机散热。当新能源汽车停止拖行时，关闭逆变器的高压侧的三相短路模式，同时关闭所有的冷却设备。所述逆变器的高压侧的三相短路模式为：三个上桥臂的功率开关器件全部关闭、同时三个下桥臂的功率开关器件全部开启；或者三个上桥臂的功率开关器件全部开启、同时三个下桥臂的功率开关器件全部关闭。本申请还公开了相应的实现电路。所述方法和电路使得新能源汽车在出现故障而被拖行时，可以不使用专用拖车，也没有拖行时间或速度上的限制，可以被自由拖行。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种新能源汽车(包括电动汽车、混合动力汽车等)的拖车保护方法、以及实现该拖车保护方法的电路结构。
技术介绍
请参阅图1，这是新能源汽车的电机控制系统的简化示意图。所述电机控制系统包括—永磁同步电机1，其机械输出轴与新能源汽车的传动系统相连，为新能源汽车输出扭矩与功率。当永磁同步电机I被高速拖动时，也反过来生成三相交流电。—逆变器2，分为相互间电气隔离的高压侧21和低压侧22。—高压电池3，电压通常在几百伏特以上。——低压电池4，电压一般为几十伏特，例如12V、24V等。所述高压侧21的直流端与高压电池3相连，交流端与永磁同步电机I的三相交流电端口相连，起到驱动永磁同步电机I输出扭矩与功率，以及反馈永磁同步电机I的制动能量的作用。常见的高压侧21采用三相桥式逆变电路，由母线电容Cl和三个桥臂并联组成。每个桥臂由两个功率开关器件串联组成，每个功率开关器件还反向并联一个二极管。常用的功率开关器件包括IGBT器件、MOS管等。所述低压侧22包括低压控制系统、传感器信号采集模块，通信模块等。所述低压控制系统就是所述电机控制系统的控制芯片，包括DSP (数字信号处理器)、MCU (微控制单元)等。低压侧22—方面以低压电池4为低压设备供电，另一方面以低压控制系统输出的驱动信号来控制低压设备。例如，高压侧21的各个功率开关器件的工作电源、控制信号均来自于低压侧22。在车辆正常行驶时，高压电池3通过逆变器2的高压侧21驱动永磁同步电机I。当车辆出现故障而被拖动时，永磁同步电机I因拖动而旋转，将会产生反电势，通过逆变器2的高压侧21中各个二极管为母线电容Cl充电。而高压侧21中的功率开关器件和母线电容Cl等均为电压敏感器件。车辆被拖行时永磁同步电机I所产生的反电势可能会对这些电压敏感器件造成损伤。一种现有的新能源汽车的拖车保护方法是拖车时将永磁同步电机I的驱动轮抬起，这样在车辆拖行过程中永磁同步电机I就不会转动，因而不会产生反电势。这种方法必须由专用拖车才能实现。另一种现有的新能源汽车的拖车保护方法是拖车时限制永磁同步电机I的转速，使其产生的反电势不会对电压敏感器件造成损伤。这种方法对新能源汽车的电机驱动系统的设计带来了困难。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题是提供一种新能源汽车的拖车保护方法，该方法可以让新能源汽车不受时间、速度限制地被拖行，而仍能保证永磁同步电机、逆变器等核心设备的安全性。为此，本申请还要提供所述新能源汽车的拖车保护方法的实现电路。为解决上述技术问题，本申请新能源汽车的拖车保护方法为当新能源汽车被拖行时，开启逆变器的高压侧的三相短路模式，同时开启冷却设备为逆变器和永磁同步电机散执·Π-Α. ■；、、、 当新能源汽车停止拖行时，关闭逆变器的高压侧的三相短路模式，同时关闭所有冷却设备；所述逆变器的高压侧的三相短路模式为三个上桥臂的功率开关器件全部关闭、同时三个下桥臂的功率开关器件全部开启；或者三个上桥臂的功率开关器件全部开启、同时三个下桥臂的功率开关器件全部关闭。所述新能源汽车的拖车保护方法的实现电路包括——线性稳压电路，与母线电容并联以获得供电，并生成一个临时低压电源；—并联电路，接收正常低压电源与临时低压电源相互独立地输入，并为半桥驱动模块供电；—半桥驱动模块，受到逻辑电路发出的驱动信号的控制，开启或关闭逆变器的高压侧的各个功率开关器件；—逻辑电路，接收正常低压电源与正常驱动信号的输入，并向半桥驱动模块发出驱动信号；当正常的低压电源无效，逻辑电路向半桥驱动模块输出预设的电平信号；当正常的低压电源有效时，逻辑电路输出正常的驱动信号。 一旦逆变器的高压侧进入三相短路模式，则使得永磁同步电机所产生的反向电动势不会再继续升高，这便防止了电子器件可能出现的过压损坏。然而在三相短路模式下，逆变器的高压侧、永磁同步电机都会有较大的相电流，因而产生较大的热量。本申请因此在进入三相短路模式的同时开启冷却设备，以防止逆变器和永磁同步电机可能出现的过热损坏。因此，本申请所述方法以及实现电路使得新能源汽车在出现故障而被拖行时，可以不使用专用拖车，也没有拖行时间或速度上的限制，可以被自由拖行。附图说明图1是新能源汽车的电机控制系统的结构示意图；图2是本申请新能源汽车的拖车保护方法的流程图；图3是新能源汽车的电机控制系统在车辆因故障被拖车时的示意图；图4是本申请新能源汽车的拖车保护方法的一种实现电路的示意图；图5是本申请新能源汽车的拖车保护方法的另一种实现电路的示意图。图中附图标记说明I为永磁同步电机；2为逆变器；21为高压侧；211为线性稳压电路；212为并联电路；213为半桥驱动模块；214为逻辑电路；215为隔离变压器；22为低压侧；3为高压电池；4为低压电池；41为低压供电继电器；5为冷却设备。具体实施例方式请参阅图2和图3，下面将以一个具体实施例对本申请新能源汽车的拖车保护方法进行详细的说明。所述新能源汽车的电机控制系统包括永磁同步电机1、逆变器2、高压电池3和低压电池4。逆变器2又分为高压侧21和低压侧22，两者之间电气隔离。正常工作时，高压侧21将高压电池3的高压直流电流转换为三相交流电，以驱动永磁同步电机I。永磁同步电机I的反馈能量也通过高压侧21转换并为高压电池3充电。低压侧22将低压电池4为低压设备供电，还以低压控制系统的驱动信号来控制低压设备。冷却设备5就是一种典型的低压设备，其包括冷却风扇、冷却水泵等。高压侧21的功率开关器件等也由低压侧22提供低压电源和驱动信号。当新能源汽车出现故障时，为确保安全，高压电池3与逆变器2的高压侧21断开连接，低压电池4与逆变器2的低压侧22之间也由继电器(相当于开关)41断开连接，逆变器2的高压侧21的三个桥臂中的六个功率开关器件全部关断。此时，低压侧22无法从低压电池4获得供电，因而包括冷却设备5、高压侧21的功率开关器件在内的所有低压设备都没有电源和驱动。此时当新能源汽车被拖行时，本申请将开启逆变器2的高压侧21的三相短路模式，同时开启冷却设备5对逆变器2的高压侧21和永磁同步电机I进行散热。逆变器2的高压侧21和永磁同步电机I可以共用冷却设备5，也可各自具有独立的冷却设备5。当新能源汽车停止拖行时，退出逆变器2的高压侧21的三相短路模式(即回到逆变器2的高压侧21的三个桥臂中的六个功率开关器件全部关断)，同时关闭所有的冷却设备5。所述逆变器2的高压侧21的三相短路模式为三个上桥臂的功率开关器件全部关闭、同时三个下桥臂的功率开关器件全部开启；或者三个上桥臂的功率开关器件全部开启、同时三个下桥臂的功率开关器件全部关闭。请参阅图4，其给出了本申请新能源汽车的拖车保护方法的实现电路一，用来使逆变器2的高压侧21的三相桥臂进入三相短路模式。所述实现电路一均在逆变器的高压侧，其包括——线性稳压电路211，与母线电容Cl并联以获得供电，并生成一个临时低压电源。在新能源汽车因故障被拖行时，母线电容Cl处于充电状态，线性稳压电路211通过与母线电容Cl并联从而获得供电。—并联电路212，接收正常低压电源与临时低压电源的输入，并为半桥驱动模块213供电。所述正常低压电源是指由低压电池4经过逆变器2的低压侧和高压侧的隔离转换所生成的低压电源。当新能源汽车出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新能源汽车的拖车保护方法，其特征是：当新能源汽车被拖行时，开启逆变器的高压侧的三相短路模式，同时开启冷却设备为逆变器的高压侧和永磁同步电机散热；当新能源汽车停止拖行时，关闭逆变器的高压侧的三相短路模式，同时关闭所有的冷却设备；所述逆变器的高压侧的三相短路模式为：三个上桥臂的功率开关器件全部关闭、同时三个下桥臂的功率开关器件全部开启；或者三个上桥臂的功率开关器件全部开启、同时三个下桥臂的功率开关器件全部关闭。

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车的拖车保护方法，其特征是当新能源汽车被拖行时，开启逆变器的高压侧的三相短路模式，同时开启冷却设备为逆变器的高压侧和永磁同步电机散热； 当新能源汽车停止拖行时，关闭逆变器的高压侧的三相短路模式，同时关闭所有的冷却设备； 所述逆变器的高压侧的三相短路模式为三个上桥臂的功率开关器件全部关闭、同时三个下桥臂的功率开关器件全部开启；或者三个上桥臂的功率开关器件全部开启、同时三个下桥臂的功率开关器件全部关闭。2.根据权利要求1所述的新能源汽车的拖车保护方法，其特征是，所述冷却设备包括冷却风扇、冷却水泵；逆变器的高压侧和永磁同步电机或者共用冷却设备，或者具有各自独立的冷却设备。3.根据权利要求1所述的新能源汽车的拖车保护方法，其特征是，当新能源汽车出现故障时，高压电池与逆变器的高压侧断开连接，低压电池与逆变器的低压侧之间也由继电器断开连接，逆变器的高压侧的三个桥臂中的六个功率开关器件全部关断。4.根据权利要求1所述的新能源汽车的拖车保护方法，其特征是，当新能源汽车因故障被拖行时，在高压侧新增了一个与母线电容并联的线性稳压电路，其从母线电容获得供电，并生成一个临时低压电源； 所述临时低压电源与正常的低压电源并联地接入半桥驱动模块； 当正常的低压电源有效，由正常的驱动信号直接驱动高压侧的所有功率开关器件；当正常的低压电源无效，由固定的高电平信号通过半桥驱动模块开启三相短路模式。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴春，周伟波，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：