一種電動汽車的主動短路保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動汽車技術領域，特別涉及一種電動汽車的主動短路保護電路。
【背景技術】
[0002]全球石油資源的日趨緊張和環境污染的日趨嚴重，推動了混合動力汽車、純電動汽車等節能環保的電動汽車的發展。
[0003]電動汽車包括依次連接的電池、三相橋式逆變器和三相電機。電池通過三相橋式逆變器驅動三相電機轉動，進而帶動車輪轉動，實現電動汽車的移動。
[0004]在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題:
[0005]當電池出現短路、過壓、過流、過熱等故障時，電池無法驅動三相電機轉動，三相電機可能會在車輪的帶動下被高速拖動，拖動產生的電能造成電池兩端的電壓升高(電池與三相電機通過三相橋式逆變器連通)，進而電池過壓損壞。

【發明內容】

[0006]為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種電動汽車的主動短路保護電路。所述技術方案如下:
[0007]本發明實施例提供了一種電動汽車的主動短路保護電路，所述電動汽車包括三相橋式逆變器，所述三相橋式逆變器包括并聯的三個橋臂，每個所述橋臂包括串聯的兩個功率開關器件，所述主動短路保護電路包括:
[0008]控制模塊，用于產生分別控制六個所述功率開關器件通斷的驅動信號、控制六個所述功率開關器件同時斷開的驅動使能信號、以及控制是否進行主動電路保護的短路使能信號;
[0009]邏輯電路，用于當所述驅動使能信號為第一電平時，控制六個所述功率開關器件均斷開；當所述驅動使能信號為第二電平，所述短路使能信號為第一電平，且控制串聯的兩個所述功率開關器件通斷的驅動信號中的至少一個為第一電平時，按照所述驅動信號控制串聯的兩個所述功率開關器件的通斷；當所述驅動使能信號為第二電平，所述短路使能信號為第一電平，且控制串聯的兩個所述功率開關器件通斷的驅動信號均為第二電平時，控制串聯的兩個所述功率開關器件中的一個導通、串聯的兩個所述功率開關器件中的另一個斷開；當所述驅動使能信號和所述短路使能信號均為第二電平時，控制第一電極相互連接的三個所述功率開關器件均導通、第二電極相互連接的三個所述功率開關器件均斷開。
[0010]在本發明一種可能的實現方式中，所述驅動信號為脈沖寬度調制PffM信號。
[0011]可選地，控制串聯的兩個所述功率開關器件的所述驅動信號之間存在死區時間。
[0012]在本發明另一種可能的實現方式中，所述第一電平為低電平，且所述第二電平為高電平。
[0013]在本發明又一種可能的實現方式中，所述第一電極為發射極，且所述第二電極為集電極；或者，所述第一電極為集電極，且所述第二電極為發射極；或者，所述第一電極為漏極，且所述第二電極為源極；或者，所述第一電極為源極，且所述第二電極為漏極。
[0014]在本發明又一種可能的實現方式中，所述邏輯電路包括分別控制三個所述橋臂的三個邏輯子電路，每個所述邏輯子電路均包括分別控制串聯的兩個所述功率開關器件通斷的第一電路和第二電路；
[0015]所述第一電路包括第一非門、第二非門、第一與門、第二與門和第三與門，控制串聯的兩個所述功率開關器件通斷的驅動信號中的一個接入所述第一非門的輸入端，控制串聯的兩個所述功率開關器件通斷的驅動信號中的另一個接入所述第一與門的一個輸入端，所述第一非門的輸出端與所述第一與門的另一個輸入端連接，所述短路使能信號接入所述第二非門的輸入端，所述驅動使能信號接入所述第二與門的一個輸入端，所述第二非門的輸出端與所述第二與門的另一個輸入端連接，所述第一與門的輸出端和所述第二與門的輸出端分別與所述第三與門的兩個輸入端連接，所述第三與門的輸出端與接入所述第一與門的所述驅動信號控制的所述功率開關器件的控制端連接；
[0016]所述第二電路包括第四與門、第五與門和第一或門，接入所述第一非門的所述驅動信號和所述驅動使能信號分別接入所述第四與門的兩個輸入端，所述驅動使能信號和所述短路使能信號分別接入所述第五與門的兩個輸入端，所述第四與門的輸出端和所述第五與門的輸出端分別與所述第一或門的兩個輸入端連接，所述第一或門的輸出端與接入所述第一非門的所述驅動信號控制的所述功率開關器件的控制端連接。
[0017]可選地，每個所述邏輯子電路還包括第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻，所述短路使能信號通過所述第一電阻接地，所述驅動使能信號通過所述第二電阻接地，接入所述第一非門的所述驅動信號通過所述第三電阻接地，接入所述第一與門的所述驅動信號通過所述第四電阻接地。
[0018]在本發明又一種可能的實現方式中，所述控制模塊為數字信號處理DSP芯片。
[0019]在本發明又一種可能的實現方式中，所述主動短路保護電路還包括:
[0020]驅動電路，用于放大所述邏輯電路的輸出信號。
[0021]可選地，所述驅動電路包括至少一個磁耦隔離芯片。
[0022]本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0023]通過控制模塊產生驅動使能信號和短路使能信號，邏輯電路當驅動使能信號和短路使能信號均為第二電平時，控制第一電極連接的三個功率開關器件均導通、第二電極連接的三個功率開關器件均斷開，使三相輸入線分別與六個功率開關器件的串聯節點連接的三相電機短路，因此在電池出現短路、過壓、過流、過熱等故障時，可以通過將三相電機短路將其與電池之間不再連通，即使三相電機會高速拖動也不會造成電池過壓損壞，提高了電動汽車的安全性和使用壽命。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1是本發明實施例提供的電動汽車的主動短路保護電路的應用場景圖；
[0026]圖2是本發明實施例一提供的一種電動汽車的主動短路保護電路的示意圖；
[0027]圖3是本發明實施例二提供的一種電動汽車的主動短路保護電路的示意圖；
[0028]圖4是本發明實施例二提供的邏輯子電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
[0030]下面先結合圖1簡單介紹一下本發明實施例提供的電動汽車的主動短路保護電路的應用場景。如圖1所示，電動汽車包括依次連接的電池10、三相橋式逆變器20、三相電機30、以及與電池10連接的輔助放電設備40。三相橋式逆變器20的直流端和輔助放電設備40的輸入端采用高壓直流母線50連接。
[0031]其中，電池10通過三相橋式逆變器20向三相電機30輸出交流電以驅動三相電機30轉動，實現電動汽車的移動。電池10也直接向輔助放電設備40輸出直流電以驅動輔助放電設備30工作。電池10還通過三相橋式逆變器20獲得三相電機30被車輪高速拖動生成的交流電以進行充電。
[0032]三相橋式逆變器20的直流端與電池10連接，三相橋式逆變器20的交流端與三相電機30的三相輸入端連接。三相橋式逆變器20起到驅動三相電機30輸出扭矩和功率，以及將剎車時三相電機30被車輪拖動產生的能量反饋給電池10的作用。
[0033]在具體實現中，三相橋式逆變器20包括并聯的三個橋臂，每個橋臂包括串聯的兩個功率開關器件，每個功率開關器件還可以反向并聯一個二極管。功率開關器件可以為絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)、金屬氧化物半導體(Metal Oxide Semiconductor，簡稱 M0S)管等。
[0034]三相電機30的機械輸出軸與電動汽車的傳動系統連接，為電動汽車輸出扭矩與功率。當三相電機30被高速拖動時，三相電機30也反過來生成三相交流電。
[0035]輔助放電設備40是指電動汽車中除了三相電機以外的耗能設備，主要包括直流/直流(DC/DC)變換器、空調、座椅加熱器等。DC/DC變換器主要用于將高壓直流電轉換為低壓直流電，為電動汽車的低壓直流系統提供能量。空調主要用于將電能轉換為機械能，驅動壓縮機進行制冷/制熱。座椅加熱