CN102897038B - 一种高压电容电荷泄放装置及其方法、车辆 - Google Patents
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Abstract
一种高压电容电荷泄放装置，包括电机控制模块、电机驱动模块和电机，所述电机驱动模块分别与高压电容、电机控制模块和电机相连，其中，电机控制模块，用于在接收到高压断电信号后，控制电机驱动模块使得高压电容向电机输出q轴电流Iq和d轴电流Id，且输出的q轴电流Iq和d轴电流Id使得电机处于非转动状态。本发明高压电容电荷泄放装置不仅使得高压电容的电荷通过电机的消耗可以得到主动泄放，且不会导致电机产生转动。
Description
技术领域
本发明属于高压电容领域，具体涉及一种高压电容电荷泄放装置及其方法、车辆。
背景技术
车辆在高压断电（例如车辆发生碰撞等异常情况）时，其高压电容内存在大量的电荷，若不能够迅速将其电荷泄放掉，则对车辆产生一定的安全隐患。
现有技术中，高压电容中的电荷泄放方法一般有两种：一种是在高压回路上并联一个阻抗较大的功率电阻，只要高压回路上有电时该电阻就通过本身的发热来泄放电荷，当高压断电时，该电阻一般会在一段较长的时间内将高压电容中的电荷泄放掉，这种方法的缺陷有两点，一是只要高压回路有电，电阻就进行泄放，会持续消耗能量，二是泄放的时间较长，不符合安全性的相关要求；另一种是在被动泄放的基础上增加一个开关，只有在需要泄放的时候才控制开关闭合进行泄放，而这种方法的缺点就在于它不仅需要一套独立的控制电路来控制泄放的开关，同时还需要一套独立的从高压电容取电的电源电路来给控制电路提供工作电源，这样使得电路比较复杂，从而既增加了空间，又增加了成本。
发明内容
为解决现有高压电容电荷泄放方法存在的上述技术问题，提供了一种简单、成本低的高压电容电荷泄放装置及其方法、车辆。
本发明的技术方案是：
一种高压电容电荷泄放装置，包括电机控制模块、电机驱动模块和电机，所述电机驱动模块分别与高压电容、电机控制模块和电机相连，其中，
电机控制模块，用于在接收到高压断电信号后，控制电机驱动模块使得高压电容向电机输出q轴电流Iq和d轴电流Id，且输出的q轴电流Iq和d轴电流Id使得电机处于非转动状态。
一种高压电容电荷泄放方法，包括：
电机控制模块接收高压断电信号；
当电机控制模块接收到高压断电信号时，电机控制模块控制电机驱动模块使得高压电容向电机输出q轴电流Iq和d轴电流Id，且输出的q轴电流Iq和d轴电流Id使得电机处于非转动状态。
进一步，所述电机控制模块向电机驱动模块发送PWM信号，并通过控制PWM信号的占空比来控制高压电容向电机输出的q轴电流Iq值和d轴电流Id值。
进一步，所述输出的q轴电流Iq为0A—46A，d轴电流Id为0A—100A。
进一步，所述输出的d轴电流Id为15A—35A。
进一步，所述输出的q轴电流Iq为0A，d轴电流Id为31A。
一种车辆，包括上述高压电容电荷泄放装置。
本发明的优点：从上述技术方案可以得知，本发明的高压电容电荷泄放装置包括电机控制模块、电机驱动模块和电机，所述电机驱动模块分别与高压电容、电机控制模块和电机相连，其中，电机控制模块，用于在接收到高压断电信号后，控制电机驱动模块使得高压电容向电机输出q轴电流Iq和d轴电流Id，且输出的q轴电流Iq和d轴电流Id使得电机处于非转动状态，这样，能够在电机不转动的前提下，使得高压电容的电荷通过电机的消耗得到主动泄放。
附图说明
图1为本发明高压电容电荷泄放装置提供的一实施例的结构框图。
图2为本发明高压电容电荷泄放方法提供的一实施例的流程图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由现有技术可知，电机具有q轴和d轴，其中，当在q轴上施加的电流达到某一值（该某一值对于不同电机而不同，其可以通过实验并计算得到）时，电机便会产生转动，而在d轴上施加任意大的电流都不会使得电机产生转动，但仍会消耗能量。
本发明的申请人正是基于以上的理论知识，并通过自己创造性地劳动，终于想到了一种解决现有高压电容剩余能量主动泄放的方案，该方案通过给电机输出适当地q轴电流Iq和d轴电流Id，使得高压电容的剩余能量消耗在电机上，但电机不转动，从而实现了高压电容电荷的主动泄放目的。
为了使得本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面通过结合附图并以具体实施例的方式详细描述本发明的技术内容。
图1为本发明高压电容电荷泄放装置提供的一实施例的结构框图，参阅图1可知，高压电容电荷泄放装置包括电机控制模块14、电机驱动模块12和电机13，所述电机驱动模块12分别与高压电容11、电机控制模块14和电机13相连，其中，电机控制模块14，用于在接收到高压断电信号后，控制电机驱动模块12使得高压电容11向电机13输出q轴电流Iq和d轴电流Id，且输出的q轴电流Iq和d轴电流Id使得电机13处于非转动状态，这样，可使得当高压系统在断电后，其高压电容内的电荷能通过电机的消耗得到泄放，即解除了高压电容剩余电荷所带来的安全隐患。
可以理解的是，针对不同的电机13，可以容易得知（例如通过实验并计算）具体多大的q轴电流Iq和d轴电流Id不会导致电机13产生转动，因此，上述输出的q轴电流Iq和d轴电流Id使得电机13处于非转动状态对于本领域技术人员来说，是清楚的。
具体实施中，所述电机驱动模块12主要由六个IGBT开关管以及其它部件（例如驱动电路板、IGBT散热板）组成，由于电机驱动模块12是已有部件，且对于本领域技术人员来说是清楚的，因此在此不对其具体结构做详细说明。这样，电机控制模块14通过控制六个IGBT开关管的通断来控制输出的q轴电流Iq和d轴电流Id的具体值。可以理解的是，通过控制输出的q轴电流Iq和d轴电流Id的具体值，可以控制高压电容11电荷的泄放时间。
在此需说明的是，上述电机控制模块14和电机驱动模块12和电机13均可利用车辆内现有部件，这样，使得本发明的高压电容电荷泄放装置能够在不需要额外增加部件的情况下实现高压电容电荷的主动泄放，从而达到节约成本的目的，当然，本发明的电机控制模块14和电机驱动模块12和电机13也不局限于采用车辆内现有部件，还可以采用其它任一具有上述功能的部件，在此不做具体说明。
图2为本发明高压电容电荷泄放方法提供的一实施例的流程图，参阅图2可知，高压电容电荷泄放方法包括以下步骤：
步骤21：电机控制模块14接收高压断电信号；
该步骤在实施中具体为，当车辆在高压断电（例如车辆发生碰撞等异常情况）时，电池管理器通过CAN通讯将断电信号发送给电机控制模块14，电机控制模块14则接收高压断电信号。
步骤22：当电机控制模块14接收高压断电信号时，电机控制模块14控制电机驱动模块12使得高压电容11向电机13输出q轴电流Iq和d轴电流Id，且输出的q轴电流Iq和d轴电流Id使得电机13处于非转动状态。
该步骤在实施中，具体为：电机控制模块14向电机驱动模块12发送PWM信号，并通过控制PWM信号的占空比来控制高压电容向电机13输出的q轴电流Iq和d轴电流Id的具体值，且输出的q轴电流Iq和d轴电流Id使得电机13处于非转动状态。
可以理解的是，由于在q轴上施加的电流Iq当达到某一值时，电机13则会产生转动，而在d轴上施加任意大小的电流Id都不会使得电机13产生转动，因此可针对不同的电机13，可以通过实验并计算得到Iq小于或等于某一值，使得电机13处于非转动状态。
具体实施中，所述输出的q轴电流Iq为0A—46A，d轴电流Id为0A—100A。
可以理解的是，高压电容11电荷的泄放时间与高压电容11给电机输出的q轴电流Iq和d轴电流Id有关，因此，可通过泄放所需时间来计算给电机输出的q轴电流Iq和d轴电流Id的大小，这样，可使得设计人员根据需要方便地确定高压电容电荷的泄放时间。在此需说明的是，由于通过泄放时间计算q轴电流Iq值和d轴电流Id值对于本领域技术人员是容易实现的，因此在此不做具体说明。
为了在确保电机13处于非转动状态的同时，也尽量减小电机13的振动，优选地，所述输出的d轴电流Id为15A—35A。进一步，所述输出的q轴电流Iq为0A，d轴电流Id为31A。
本发明还提供了一种车辆（包括电动车、混合动力车等），该车辆包括电机、电机驱动模块和电机控制模块，其中，还包括上述任一实施例的高压电容电荷泄放装置，由以上实施例可知，该高压电容电荷泄放装置也是由电机、电机驱动模块和电机控制模块组成的，在此需说明的是，基于资源充分利用、节约成本的考虑，所述高压电容泄放装置可以直接采用车辆现有的电机、电机驱动模块和电机控制模块，当然高压电容电荷泄放装置不限于采用车辆现有部件，还可以采用增加的电机、电机驱动模块和电机控制模块来实现。
由上可知，本发明的高压电容泄放装置可应用于车辆，当然，其不局限于应用在车辆上，还可应用于任一具有高压电容且需要泄放高压电容电荷的设备，例如工业自动化设备等，在此不一一例举。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高压电容电荷泄放装置，其特征在于，包括电机控制模块、电机驱动模块和电机，所述电机驱动模块分别与高压电容、电机控制模块和电机相连，其中，
电机控制模块，用于在接收到高压断电信号后，控制电机驱动模块使得高压电容向电机输出q轴电流Iq和d轴电流Id，且输出的q轴电流Iq和d轴电流Id使得电机处于非转动状态。
2.一种高压电容电荷泄放方法，其特征在于，包括：
电机控制模块接收高压断电信号；
当电机控制模块接收到高压断电信号时，电机控制模块控制电机驱动模块使得高压电容向电机输出q轴电流Iq和d轴电流Id，且输出的q轴电流Iq和d轴电流Id使得电机处于非转动状态。
3.根据权利要求2所述的高压电容电荷泄放方法，其特征在于，所述电机控制模块向电机驱动模块发送PWM信号，并通过控制PWM信号的占空比来控制高压电容向电机输出的q轴电流Iq值和d轴电流Id值。
4.根据权利要求3所述的高压电容电荷泄放方法，其特征在于，所述输出的q轴电流Iq为0A—46A，d轴电流Id为0A—100A。
5.根据权利要求4所述的高压电容电荷泄放方法，其特征在于，所述输出的d轴电流Id为15A—35A。
6.根据权利要求4或5所述的高压电容电荷泄放方法，其特征在于，所述输出的q轴电流Iq为0A，d轴电流Id为31A。
7.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1所述的高压电容电荷泄放装置。
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