CN102930984A - 一种组合电容模块及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组合电容模块及应用方法，其用于电机控制器，包括金属化薄膜电容器，正负引出端子，泄放模块，小容量薄膜电容和NTC温度传感器，其中所述泄放模块并联在金属化薄膜电容器的正负引出端子之间；所述小容量薄膜电容并联在金属化薄膜电容器的正负引出端子之间；所述NTC温度传感器设置在金属化薄膜电容器上，NTC温度传感器的引出线与电机控制器的温度采集电路相连。
Description
技术领域
本发明涉及一种组合电容模块及应用策略，尤其是用于电动汽车电机控制器的组合电容模块和应用策略。
背景技术
电动汽车被广泛认为是解决汽车尾气污染和石油能源短缺等问题的主要途径之一，随着电动汽车的快速发展，对其核心零部件的产品性能、一致性和可靠性要求也越来越重要。电机控制器作为电动汽车动力总成的控制单元，它的产品性能将直接影响整车的性能指标，作为与控制器关联使用的直流母线电容器，多采用具有高耐压、低损耗性能的金属化薄膜电容器，而目前常用的金属化薄膜电容器受薄膜材料限制，其最高耐受温度只有105℃，因此必须提出一种方案保证这种电容器在电动汽车上使用的可靠性。另外这种薄膜电容器用于电机控制器母线电压的平滑处理，其容值一般都很大（大于500μF），而这种大容值电容器对母线上的瞬时浪涌电压（小于100μs）很难抑制，且大容值电容器会延长母线电压的泄放时间，给电动车维修引入安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适合在电机控制器中使用的组合电容模块及应用策略。
首先，组合电容模块采用具有高耐压、低损耗性能的金属化薄膜电容器为主体，在电容器运行时温度最高的结构上布置一个NTC温度传感器，该传感器的引出线通过插件与电机控制器的温度采集电路相连，温度采集电路将温度信号传给电机控制器主芯片。在电动车运行中，当电机控制器主芯片检测到电容器内部温度达到85℃时，主芯片采取对电机控制器降低输出功率运行的策略，确保电容器温升不会达到105℃而失效，以此来保证电容模块高温运行时的可靠性。
其次，组合电容模块采用在金属化薄膜电容正负芯子引出端之间并联一个小容量（此应用例为1.5μF）、高耐压的薄膜电容，当电机控制器直流母线上有谐波和瞬时浪涌电压冲击时，由于小电容具有吸收高频电压的作用，高次电压谐波或瞬时浪涌电压从并联的小电容通过并被其吸收掉，从而起到对直流母线上的瞬时浪涌电压有很好的抑制效果。
最后，组合电容模块在其正负引出端子之间并联泄放模块，且该泄放模块由一组泄放电阻和MOSFET导通控制电路组成，当电机控制器主芯片收到整车高压电池断开的信息后，将给MOSFET导通控制电路指令，让泄放电阻与电容器并联接通，快速将组合电容模块中的储存的能量泄放掉，避免给电动车使用和维修引入安全问题，该泄放模块在电机控制器正常运行时无功率损耗。
以上描述的金属化薄膜电容器、小薄膜电容和泄放模块可通过注塑壳体和灌封物封装为一体。
具体技术方案如下：
一种组合电容模块，其用于电机控制器，包括金属化薄膜电容器，正负引出端子，泄放模块，小容量薄膜电容和NTC温度传感器，其中
所述泄放模块并联在金属化薄膜电容器的正负引出端子之间；
所述小容量薄膜电容并联在金属化薄膜电容器的正负引出端子之间；
所述NTC温度传感器设置在金属化薄膜电容器上，NTC温度传感器的引出线与电机控制器的温度采集电路相连。
进一步地，NTC温度传感器的引出线通过插件与电机控制器的温度采集电路相连。
进一步地，所述NTC温度传感器设置在金属化薄膜电容器运行时温度最高的结构上，所述温度最高的结构采用实验确定。
进一步地，所述小容量薄膜电容为1.5μF。
进一步地，金属化薄膜电容器、小薄膜电容和泄放模块通过注塑壳体和灌封物封装为一体。
进一步地，泄放模块包括一组泄放电阻和MOSFET导通控制电路。
进一步地，泄放模块还包括电阻R1、电容C1，电阻R1、电容C1组成滤波电路和MOSFET一起组成泄放模块的导通控制电路。
进一步地，泄放电阻由多个电阻串并联组成，包括60颗27KΩ电阻，每5颗电阻并联为一组，共12组串联。
上述组合电容模块的应用方法，进一步地，采用如下步骤：
（1）当电动车在运行中，电机控制器主芯片对电容器内部温度进行检测；
（2）当检测到电容器内部温度达到85℃时，电机控制器主芯片采取对电机控制器降低输出功率运行；
（3）电机控制器主芯片控制并使电容器温升不会达到105℃的失效温度；
当电机控制器直流母线上有谐波和瞬时浪涌电压冲击，高次电压谐波或瞬时浪涌电压从并联的小电容通过并被其吸收；
当电机控制器主芯片收到整车高压电池断开的信息，给MOSFET导通控制电路指令，使泄放电阻与电容器并联接通，将组合电容模块中的储存的能量泄放。
进一步地，当电机控制器主芯片收到整车高压电池断开的信息后，通过电机控制器主芯片输入信号给MOSFET的3脚导通控制指令，此时MOSFET的1脚和2脚导通，使泄放电阻组与电容器并联接通，泄放电阻将组合电容模块中储存的能量泄放；当电动车正常运行时，电机控制器主芯片不会给MOSFET的3脚导通控制指令，MOSFET的1脚和2脚为断开状态，泄放电阻组与电容器不形成并联接通回路，泄放模块无功率损耗。
与目前现有技术相比，本发明可以保证电容模块高温运行时的可靠性，可对直流母线上的瞬时浪涌电压有很好的抑制效果，同时具备智能的电压泄放功能，避免给电动车使用和维修引入安全问题。同时，封装一体的组合电容模块还具有结构紧凑，低杂散电感，低内阻，易于安装等优点。
该技术可以保证电容模块高温运行时的可靠性，可对直流母线上的瞬时浪涌电压有很好的抑制效果，同时具备智能的电压泄放功能，避免给电动车使用和维修引入安全问题。
附图说明
图1 是本发明的组合电容模块结构示意图；
图2 是本发明的泄放模块电路原理图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
如图1、2所示：本发明采用的组合电容模块以金属化薄膜电容器为主体，在电容器运行时温度最高的结构上（此应用例为电容器芯轴）布置一个NTC温度传感器，该温度传感器的引出线连接到组合电容模块信号插件上，通过插件与电机控制器的温度采集电路相连，温度采集电路将电容器温度信号传给电机控制器主芯片。在电动车运行中，当电机控制器主芯片检测到电容器内部温度达到85℃时，主芯片采取对电机控制器降低输出功率运行的策略，确保电容器温升不会达到105℃而失效，以此来保证电容模块高温运行时的可靠性。
组合电容模块采用在金属化薄膜电容正负芯子引出端之间并联一个小容量（此应用例为1.5μF）、高耐压的薄膜电容，当电机控制器直流母线上有谐波和瞬时浪涌电压冲击时，由于小电容具有吸收高频电压的作用，高次电压谐波或瞬时浪涌电压从并联的小电容通过并被其吸收掉，从而起到对直流母线上的瞬时浪涌电压有很好的抑制效果。
组合电容模块在其正负引出端子之间并联泄放模块，如图2所示，该泄放模块由电阻R1、电容C1、MOSFET和一组泄放电阻组成，电阻R1、电容C1组成滤波电路和MOSFET一起组成泄放模块的导通控制电路，泄放电阻由一些电阻串并联组成，本实施例中共使用60颗27KΩ电阻，采用每5颗电阻并联为一组，共12组串联的形式组成，当电机控制器主芯片收到整车高压电池断开的信息后，将通过电机控制器主芯片输入信号给MOSFET的3脚导通控制指令，此时MOSFET的1脚和2脚导通，即让泄放电阻组与电容器并联接通，泄放电阻快速将组合电容模块中储存的能量泄放掉。而当电动车正常运行时，电机控制器主芯片不会给MOSFET的3脚导通控制指令，MOSFET的1脚和2脚为断开状态，泄放电阻组与电容器不形成并联接通回路，因此泄放模块无功率损耗。
以上描述的金属化薄膜电容器、小薄膜电容和泄放模块通过注塑壳体和灌封物封装为一体。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种组合电容模块，其特征在于，其用于电机控制器，包括金属化薄膜电容器，正负引出端子，泄放模块，小容量薄膜电容和NTC温度传感器，其中
所述泄放模块并联在金属化薄膜电容器的正负引出端子之间；
所述小容量薄膜电容并联在金属化薄膜电容器的正负引出端子之间；
所述NTC温度传感器设置在金属化薄膜电容器上，NTC温度传感器的引出线与电机控制器的温度采集电路相连。
2.如权利要求1所述的组合电容模块，其特征在于，NTC温度传感器的引出线通过插件与电机控制器的温度采集电路相连。
3.如权利要求1或2所述的组合电容模块，其特征在于，所述NTC温度传感器设置在金属化薄膜电容器运行时温度最高的结构上，所述温度最高的结构采用实验确定。
4.如权利要求1或2所述的组合电容模块，其特征在于，所述小容量薄膜电容为1.5μF。
5.如权利要求1-4中任一项所述的组合电容模块，其特征在于，金属化薄膜电容器、小薄膜电容和泄放模块通过注塑壳体和灌封物封装为一体。
6.如权利要求1-5中任一项所述的组合电容模块，其特征在于，泄放模块包括一组泄放电阻和MOSFET导通控制电路。
7.如权利要求6所述的组合电容模块，其特征在于，泄放模块还包括电阻R1、电容C1，电阻R1、电容C1组成滤波电路和MOSFET一起组成泄放模块的导通控制电路。
8.如权利要求6或7所述的组合电容模块，其特征在于，泄放电阻由多个电阻串并联组成，包括60颗27KΩ电阻，每5颗电阻并联为一组，共12组串联。
9.如权利要求1-8所述组合电容模块的应用方法，其特征在于，采用如下步骤：
（1）当电动车在运行中，电机控制器主芯片对电容器内部温度进行检测；
（2）当检测到电容器内部温度达到85℃时，电机控制器主芯片采取对电机控制器降低输出功率运行；
（3）电机控制器主芯片控制并使电容器温升不会达到105℃的失效温度；
当电机控制器直流母线上有谐波和瞬时浪涌电压冲击，高次电压谐波或瞬时浪涌电压从并联的小电容通过并被其吸收；
当电机控制器主芯片收到整车高压电池断开的信息，给MOSFET导通控制电路指令，使泄放电阻与电容器并联接通，将组合电容模块中的储存的能量泄放。
10.如权利要求9所述组合电容模块的应用方法，其特征在于，当电机控制器主芯片收到整车高压电池断开的信息后，通过电机控制器主芯片输入信号给MOSFET的3脚导通控制指令，此时MOSFET的1脚和2脚导通，使泄放电阻组与电容器并联接通，泄放电阻将组合电容模块中储存的能量泄放；当电动车正常运行时，电机控制器主芯片不会给MOSFET的3脚导通控制指令，MOSFET的1脚和2脚为断开状态，泄放电阻组与电容器不形成并联接通回路，泄放模块无功率损耗。
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| CN111584236A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-08-25 | 深圳市力生美半导体股份有限公司 | 干扰抑制用x电容装置及其制造方法 |
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