CN107139774B - 电动汽车及其主动放电模块、驱动装置、电驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车及其主动放电模块、驱动装置、电驱动系统，所述主动放电模块包括与电动汽车的直流支撑电容并联的放电支路，以及分别与电动汽车的启动装置和放电支路连接的第一开关；放电支路包括串联的放电电阻和功率开关管；第一开关可以在启动装置启动后关断功率开关管，在启动装置关闭后导通功率开关管；所述驱动装置包括上述主动放电模块；所述电驱动系统包括上述驱动装置；所述电动汽车包括上述电驱动系统。与现有技术相比，本发明提供的一种电动汽车的主动放电模块，不需要设置单独的控制模块以及在启动装置失电的情况下对直流支撑电容进行自动放电，保证了电动汽车驾驶人员和维修人员的人身安全。

Description

电动汽车及其主动放电模块、驱动装置、电驱动系统
技术领域
本发明涉及电动汽车电机控制技术领域，具体涉及一种电动汽车及其主动放电模块、驱动装置、电驱动系统。
背景技术
电动汽车中整流器与逆变器之间的直流中间环节DC-link，通常设置有用于限流或缓冲的直流支撑电容。电动汽车正常运行时，直流支撑电容上会存储一定的电量，为了提高电动汽车驾驶人员或维修人员的人身安全，需要在电动汽车熄火停运后将直流支撑电容存储的电量快速释放至安全电量以下。
目前，可以在电动汽车内设置一个用于对直流支撑电容放电的放电模块，及一个用于控制该放电模块的控制模块，当电动汽车熄火停运后可以通过该控制模块控制放电模块对直流支撑电容进行放电，并将存储电路释放至安全电量以下。但是，当控制模块或其供电模块发生故障时，将不能及时甚至无法控制放电模块对直流支撑电容进行放电，增加了电动汽车驾驶人员或维修人员的安全隐患。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决放电模块在失电或在其控制模块故障的情况下不能进行直流支撑电容放电的技术问题，本发明提供了一种电动汽车的主动放电模块、驱动装置及包含该装置的电驱动系统。同时，本发明还提供了一种具有上述电驱动系统的电动汽车。
第一方面，本发明中一种电动汽车的主动放电模块的技术方案是：
所述主动放电模块包括：
放电支路，其与所述电动汽车的直流支撑电容并联；所述放电支路包括串联的放电电阻和功率开关管；所述放电电阻，用于吸收所述直流支撑电容经所述放电支路释放的放电电流；所述功率开关管，用于导通或关断所述放电支路；
第一开关，其分别与所述电动汽车的启动装置和所述功率开关管连接；所述第一开关，用于在所述启动装置启动后关断所述功率开关管，以及在所述启动装置关闭后导通所述功率开关管。
进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：
所述功率开关管包括NMOS型功率开关管；所述NMOS型功率开关管的漏极与所述放电电阻连接，源极与所述直流支撑电容的负极连接，门极与所述第一开关连接；
所述放电电阻的一端与所述直流支撑电容的正极连接，另一端与所述功率开关管的漏极连接；其中，所述直流支撑电容的正极与直流母线电压正极连接，所述直流支撑电容的负极与直流母线电压负极连接。
进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：
所述第一开关包括NPN型数字三极管；
所述NPN型数字三极管的集电极分别与所述直流支撑电容的正极和所述功率开关管连接；
所述NPN型数字三极管的发射极与直流母线电压负极连接；
所述NPN型数字三极管的门极与所述启动装置连接。
进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：
所述主动放电模块还包括用于触发所述功率开关管导通的触发支路；所述触发支路包括串联的分压电阻和稳压管；
所述分压电阻的一端与所述直流支撑电容的正极连接，另一端分别与所述稳压管的阴极和所述NPN型数字三极管的集电极连接；
所述稳压管的阳极与所述直流母线电压负极连接。
进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：
所述触发支路包括一个分压电阻或多个串联的分压电阻。
进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：所述放电支路还包括第一连接器；
所述第一连接器包括多个串联的端子：一个所述端子与所述放电电阻连接，一个所述端子与所述功率开关管连接，一个所述端子与所述直流支撑电容的正极连接。
第二方面，本发明提供一种电动汽车的驱动装置的技术方案是：
所述驱动装置包括功率转换模块和上述技术方案所述的主动放电模块；所述主动放电模块连接于所述功率转换模块的直流母线电压正极与直流母线电压负极之间；
其中，所述主动放电模块中所述的放电支路与所述功率转换模块的直流支撑电容并联；
所述主动放电模块中所述的第一开关与所述功率转换模块的启动装置连接。
进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：
所述驱动装置还包括第二开关；
所述第二开关的一端与所述直流母线的电压正极连接，另一端与所述直流支撑电容的正极连接，用于实现所述直流支撑电容与所述直流母线电压正极的通断；其中，所述直流支撑电容的负极与所述直流母线电压负极连接。
进一步地，本发明提供的一个优选技术方案是：
所述驱动装置中所述的第二开关包括接触器。
第三方面，本发明中一种电动汽车的电驱动系统的技术方案是：
所述电驱动系统包括电控装置、电动机、传动装置和上述技术方案所述的驱动装置；
所述驱动装置中所述的功率转换模块分别与所述电控装置和所述电动机连接，用于接收所述电控装置下发的功率输出指令，以及驱动所述电动机带动所述传动装置动作；其中，所述传动装置，用于驱动所述电动汽车的机械部件动作；
所述驱动装置中所述的主动放电模块的第一开关与所述电控装置连接。
第四方面，本发明中一种电动汽车的技术方案是：
所述电动汽车包括动力电池、动力电池输出接口和上述技术方案所述的电驱动系统；
所述电驱动系统中所述的驱动装置的功率转换模块与所述动力电池输出接口连接，用于对所述动力电池输出的直流电源进行功率转换。
与现有技术相比，上述技术方案至少具有以下有益效果：
1、本发明提供的一种电动汽车的主动放电模块，其包括放电支路和第一开关；该放电支路与电动汽车的直流支撑电容并联，并可以在电动汽车的启动装置关闭后通过第一开关导通放电支路，实现直流支撑电容的放电，不需要设置单独的控制模块以及在启动装置失电的情况下对直流支撑电容进行自动放电，保证了电动汽车驾驶人员和维修人员的人身安全；
2、本发明提供的一种电动汽车的驱动装置，其包括上述技术方案所述的主动放电模块，可以在驱动装置故障的情况下对驱动装置内的功率转换模块的直流支撑电容进行自动放电，保证了电动汽车驾驶人员和维修人员的人身安全；
3、本发明提供的一种电动汽车的电驱动系统，其包括上述技术方案所述的驱动装置，可以在电驱动系统或驱动装置故障的情况下对驱动装置内的功率转换模块的直流支撑电容进行自动放电，保证了电动汽车驾驶人员和维修人员的人身安全；
4、本发明提供的一种电动汽车，其包括上述技术方案所述的电驱动系统，可以在电动汽车、电驱动系统或驱动装置故障的情况下对驱动装置内的功率转换模块的直流支撑电容进行自动放电，保证了电动汽车驾驶人员和维修人员的人身安全。
方案1、一种电动汽车的主动放电模块，其特征在于，所述主动放电模块包括：
放电支路，其与所述电动汽车的直流支撑电容并联；所述放电支路包括串联的放电电阻和功率开关管；所述放电电阻，用于吸收所述直流支撑电容经所述放电支路释放的放电电流；所述功率开关管，用于导通或关断所述放电支路；
第一开关，其分别与所述电动汽车的启动装置和所述功率开关管连接；所述第一开关，用于在所述启动装置启动后关断所述功率开关管，以及在所述启动装置关闭后导通所述功率开关管。
方案2、根据方案1所述的电动汽车的主动放电模块，其特征在于，
所述功率开关管包括NMOS型功率开关管；所述NMOS型功率开关管的漏极与所述放电电阻连接，源极与所述直流支撑电容的负极连接，门极与所述第一开关连接；
所述放电电阻的一端与所述直流支撑电容的正极连接，另一端与所述功率开关管的漏极连接；其中，所述直流支撑电容的正极与直流母线电压正极连接，所述直流支撑电容的负极与直流母线电压负极连接。
方案3、根据方案1或2所述的电动汽车的主动放电模块，其特征在于，所述第一开关包括NPN型数字三极管；
所述NPN型数字三极管的集电极分别与所述直流支撑电容的正极和所述功率开关管连接；
所述NPN型数字三极管的发射极与直流母线电压负极连接；
所述NPN型数字三极管的门极与所述启动装置连接。
方案4、根据方案3所述的电动汽车的主动放电模块，其特征在于，
所述主动放电模块还包括用于触发所述功率开关管导通的触发支路；所述触发支路包括串联的分压电阻和稳压管；
所述分压电阻的一端与所述直流支撑电容的正极连接，另一端分别与所述稳压管的阴极和所述NPN型数字三极管的集电极连接；
所述稳压管的阳极与所述直流母线电压负极连接。
方案5、根据方案4所述的电动汽车的主动放电模块，其特征在于，
所述触发支路包括一个分压电阻或多个串联的分压电阻。
方案6、根据方案1、2或5任一项所述的电动汽车的主动放电模块，其特征在于，所述放电支路还包括第一连接器；
所述第一连接器包括多个串联的端子：一个所述端子与所述放电电阻连接，一个所述端子与所述功率开关管连接，一个所述端子与所述直流支撑电容的正极连接。
方案7、一种电动汽车的驱动装置，所述驱动装置包括功率转换模块，其特征在于，所述驱动装置包括根据方案1-6任一项所述的主动放电模块；所述主动放电模块连接于所述功率转换模块的直流母线电压正极与直流母线电压负极之间；
其中，所述主动放电模块中所述的放电支路与所述功率转换模块的直流支撑电容并联；
所述主动放电模块中所述的第一开关与所述功率转换模块的启动装置连接。
方案8、根据方案7所述的电动汽车的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括第二开关；
所述第二开关的一端与所述直流母线的电压正极连接，另一端与所述直流支撑电容的正极连接，用于实现所述直流支撑电容与所述直流母线电压正极的通断；其中，所述直流支撑电容的负极与所述直流母线电压负极连接。
方案9、根据方案7或8所述的电动汽车的驱动装置，其特征在于，
所述驱动装置中所述的第二开关包括接触器。
方案10、一种电动汽车的电驱动系统，所述电驱动系统包括电控装置、电动机和传动装置，其特征在于，所述电驱动系统包括根据方案7-9任一项所述的驱动装置；
所述驱动装置中所述的功率转换模块分别与所述电控装置和所述电动机连接，用于接收所述电控装置下发的功率输出指令，以及驱动所述电动机带动所述传动装置动作；其中，所述传动装置，用于驱动所述电动汽车的机械部件动作；
所述驱动装置中所述的主动放电模块的第一开关与所述电控装置连接。
方案11、一种电动汽车，所述电动汽车包括动力电池和动力电池输出接口，其特征在于，所述电动汽车包括根据方案10所述的电驱动系统；
所述电驱动系统中所述的驱动装置的功率转换模块与所述动力电池输出接口连接，用于对所述动力电池输出的直流电源进行功率转换。
附图说明
图1是本发明实施例中一种电动汽车的主动放电模块的电路原理图；
图2是本发明实施例中一种电动汽车的主动放电模块的仿真电路图；
图3是本发明实施例中一种电动汽车的主动放电模块仿真波形图；
图4是本发明实施例中另一种电动汽车的主动放电模块的仿真电路图；
图5是本发明实施例中另一种电动汽车的主动放电模块仿真波形图；
其中：11：直流支撑电容的电压曲线；12：三极管的导通驱动信号曲线；21：直流支撑电容的电压曲线；22：三极管的导通驱动信号曲线。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
电动汽车启动后，其功率转换模块中的DC-link电容会经功率转换模块的直流母线充电，当电动汽车熄火停运后需要在预设时间内将DC-link电容的储存电量释放至安全电量以下，以保障电动汽车驾驶人员或维修人员的人身安全。有鉴于此，本发明提供了一种电动汽车的主动放电模块，可以在电动汽车熄火后自动对DC-link电容进行放电，无需配置单独的控制模块，甚至在失电状态下也可以对DC-link电容进行自动放电。
下面结合附图，对本发明实施例中电动汽车的主动放电模块进行说明。具体可以包括：
本实施例中电动汽车的主动放电模块可以包括放电支路和第一开关。
放电支路与电动汽车的直流支撑电容并联可以用于对直流支撑电容放电。本实施例中放电支路可以包括串联连接的放电电阻和功率开关管，二者形成的串联支路与直流支撑电容并联。其中，放电电阻可以用于吸收直流支撑电容经放电支路释放的放电电流，功率开关管可以用于导通或关断放电支路。本实施例中当功率开关管导通后，放电电阻可以吸收直流支撑电容输出的放电电流。
第一开关分别与电动汽车的启动装置和功率开关管连接。本实施例中第一开关可以用于在启动装置启动后关断功率开关管，以及在启动装置关闭后导通功率开关管。具体地可以是：当启动装置启动后其可以向第一开关提供导通信号，第一开关导通；当启动装置关闭后不再向第一开关提供导通信号，第一开关断开。通过第一开关导通时关断功率开关管，可以使得直流支撑电容经直流母线充电，保证电动汽车正常运行；通过第一开关断开时导通功率开关管，可以使得直流支撑电容经放电支路放电。
本实施例中电动汽车的启动装置可以是电动汽车内包含上述直流支撑电容的器件的启动装置，例如启动装置可以为整流器的启动装置。直流母线指的是电动汽车内电力设备的直流中间环节的直流母线，例如直流母线可以是整流器与逆变器之间的直流母线。
本实施例中直流支撑电容指的是电动汽车内电力设备的直流中间环节的直流支撑电容。例如，直流支撑电容可以是电动汽车内功率转换模块中直流母线上的DC-link电容，该直流支撑电容的一端可以与直流母线电压正极HV_DC+连接，另一端可以与直流母线电压负极HV_DC-或UZK GND连接。其中，功率转换模块可以包括整流器和/逆变器等器件。本实施例中放电支路与直流支撑电容并联，当放电支路导通后直流支撑电容可以经放电支路放电，当放电支路关断后直流支撑电容可以经直流母线进行充电，使得功率转换模块正常工作。
本实施例中可以通过第一开关控制放电支路的导通和关断，不需配置的控制模块，采用电动汽车原有的启动装置即可以完成直流支撑电容的充放电操作。启动装置关闭后第一开关失电自动开闭，使得放电支路可以导通，实现对直流支撑电容的自动放电。同时，在启动装置失电的情况下第一开关同样失电自动开闭，使得放电支路可以导通，实现对直流支撑电容的自动放电。
优选的，本发明实施例提供了一种放电支路的优选技术方案，下面对其进行具体说明。
本实施例中功率开关管可以包括NMOS型功率开关管，该NMOS型功率开关管的漏极与放电电阻连接，源极与直流支撑电容的负极连接，门极与第一开关连接。同时，放电电阻的一端与直流支撑电容的正极连接，另一端与功率开关管的漏极连接。
本实施例中采用NMOS型功率开关管导通或关断放电支路，当NMOS型功率开关管的源漏极电压大于预设值后NMOS型功率开关管导通。因此，本实施例中可以通过第一开关导通时将NMOS型功率开关管的源漏极电压降低至0或者地电位，使得NMOS型功率开关管关断；通过第一开关断开时将NMOS型功率开关管的源漏极电压提高至预设电压，使得NMOS型功率开关管导通。
进一步地，本实施例中第一开关可以包括三极管，该三极管可以分别与电动汽车的启动装置和功率开关管连接。本实施例中三极管可以在启动装置启动后，关断功率开关管；同时也可以在启动装置关闭后，导通功率开关管。具体地是：本实施例中可以采用NPN型数字三极管，该NPN型数字三极管的连接关系可以是：
NPN型数字三极管的集电极分别与直流母线电压正极和功率开关管连接；NPN型数字三极管的发射极与直流母线电压负极连接；NPN型数字三极管的门极与启动装置连接。
本实施例中启动装置启动后向NPN型数字三极管的门极输出导通驱动信号，NPN型数字三极管导通，可以将NMOS型功率开关管的门极电压维持在直流母线电压负极的电压水平，本实施例中直流母线电压负极的电位为地电位，从而可以闭锁NMOS型功率开关管，关断放电支路，直流支撑电容可以经直流母线充电。
本实施例中启动装置关闭后不再向NPN型数字三极管的门极输出导通驱动信号，NPN型数字三极管断开，不再将NMOS型功率开关管的门极电压维持在直流母线电压负极的电压水平。由前述可知，NPN型数字三极管的集电极分别与直流支撑电容的正极和NMOS型功率开关管的门极连接，因此NMOS型功率开关管的门极可以采集直流母线电压正极或直流支撑电容正极输出的电压信号，并在该电压信号的驱动下导通。
同时，由前述可知，本实施例中电动汽车的启动装置可以是电动汽车内包含上述直流支撑电容的器件的启动装置，例如启动装置可以为整流器的启动装置。因此，当启动装置启动后直流母线电压正极与直流支撑电容的正极处于连接状态，可以向其充电；当启动装置关闭后直流母线电压正极与直流支撑电容的正极处于分断状态，不再向其充电。本实施例中可以利用启动装置关闭后直流支撑电容释放的电量驱动NMOS型功率开关管导通，进而导通放电支路，实现启动装置关闭后直流支撑电容自动放电。
进一步地，本实施例中主动放电模块还可以包括下述结构，具体为：
本实施例中主动放电模块还可以包括一个触发支路，该触发支路可以用于触发功率开关管导通。由前述可知，NPN型数字三极管断开后NMOS型功率开关管的门极可以采集直流支撑电容正的极输出的电压信号，并在该电压信号的驱动下导通。但是，直流支撑电容的正极输出的电压值远大于NMOS型功率开关管可以接受的驱动电压值，因此，本实施例中通过设置一个触发支路，将直流支撑电容的正极输出的电压信号转换为NMOS型功率开关管可用的驱动电压信号。具体地可以是：
本实施例中触发支路可以包括串联的分压电阻和稳压管，分压电阻的一端与直流支撑电容的正极连接，另一端分别与稳压管的阴极和NPN型数字三极管的集电极连接；稳压管的阳极与直流母线电压负极连接。本实施例中通过分压电阻对直流支撑电容的正极输出的电压信号进行分压，并通过稳压管将分压后的电压信号稳定在预设范围内，最后得到NMOS型功率开关管可用的驱动电压信号。
进一步地，本实施例中触发支路可以包括一个分压电阻或多个串联的分压电阻，各分压电阻的电阻值可以依据预设的NMOS型功率开关管的触发电压设定。例如，当NMOS型功率开关管的导通条件为门极与源极间的电压不小于10V时，NMOS型功率开关管的触发电压可以设定为12V，然后再设定各分压电阻的电阻值得到12V触发电压。
本实施例中触发支路包括多个串联的分压电阻时，多个分压电阻形成的串联支路的一端与直流支撑电容的正极连接，另一端与稳压管的阴极连接。
进一步地，本实施例中放电支路还可以包括具有多个串联端子的第一连接器，其中，一个端子与放电电阻连接，一个端子与功率开关管连接，一个端子分别与直流支撑电容的正极连接，用于实现放电电阻分别与功率开关管、分压电阻和直流支撑电容的正极连接。本实施例中采用第一连接器连接放电电阻，便于安装或替换不同电阻值的放电电阻。
图1示例性示出了本实施例中电动汽车的主动放电模块的电路原理，如图所示，本实施例中放电支路包括一个连接器Xdischarge，该连接器Xdischarge的1引脚与NMOS型功率开关管Q13连接，2引脚可以连接放电电阻，3引脚与触发支路连接。当NMOS型功率开关管Q13导通后可以与放电电阻形成串联支路，使得直流支撑电容Cdclink经该串联支路放电。
其中，触发支路可以包括串联连接的电阻R79、电阻R80、电阻R136、电阻R81、电阻R137和电阻R152，以及稳压管D26。电阻R170的另一端与稳压管D26的阴极连接，电阻R152的另一端分别与直流支撑电容Cdclink的正极和Xdischarge的3引脚连接，稳压管D26的阳极与NMOS型功率开关管Q13的源极连接。
其中，稳压管D26为BZX8412V稳压管，其最大稳压电压为12V。本实施例中触发支路可以采集直流支撑电容Cdclink的正极电压，并经电阻R79、电阻R80、电阻R136、电阻R81、电阻R137和电阻R152，以及稳压管D26分压后，再经电阻R153输出至NMOS型功率开关管Q13的门极。通过测试点Tp236可以测量输出至NMOS型功率开关管Q13门极的触发电压实际值。
如图1所示，本实施例中NPN型数字三极管V13的集电极连接于分压电阻R79与稳压管D26的阴极之间，发射极与稳压管D26的阳极连接，门极可以与电动汽车的启动装置连接，该启动装置启动后可以向其输出导通驱动信号“EN FAST DIS”，使得NPN型数字三极管V13导通。
下面结合附图对本实施例中在电动汽车启动和停运时主动放电模块的工作过程进行说明，具体可以包括：
本实施例中主动放电模块的电路结构如图1所示，具体地：触发支路中电阻R79、电阻R80、电阻R136、电阻R81、电阻R137和电阻R152均采用阻值为100kΩ且精度为0.1％的电阻，电阻R153的阻值为51Ω。
1、电动汽车启动过程
图2示例性示出了本实施例中电动汽车启动过程中主动放电模块的仿真电路，如图所示，本实施例中放电支路中放电电阻R3的阻值为350Ω，NPN型数字三极管V13的两个电阻的电阻值均为4.7kΩ。
电动汽车启动时其启动装置启动，图1所示电路中直流直流支撑电容Cdclink的接入开关K1闭合，同时启动装置向NPN型数字三极管V13的门极输出导通驱动信号V1。本实施例中导通驱动信号V1为5V的电压信号。当NPN型数字三极管V13导通后，NMOS型功率开关管Q13的门极电位为地电位，因此NMOS型功率开关管闭锁，放电电阻R3与直流母线电压负极或直流支撑电容的负极断开，使得直流支撑电容可以经直流母线充电。
图3示例性示出了本实施例中电动汽车启动过程中主动放电模块的仿真波形，其中，仿真波形的横坐标单位为1秒/格，表示横坐标上每个小格的时间为1秒，横坐标上“1”表示10小格对应的时间即为10秒；仿真波形的纵坐标单位为50伏/格，表示纵坐标上每个小格的电压幅值为50V。曲线11为直流支撑电容的电容电压V2，曲线12为NPN型数字三极管V13的导通驱动信号V1。如图2和3所示，电动汽车启动并正常运行后，启动装置持续向NPN型数字三极管V13输出导通驱动信号V1，直流支撑电容Cdclink的电容电压V2维持在一个恒定值，通过图3所示的第一检测点(Probe1-NODE)可以测量得到电容电压V2为450V，通过第二检测点(Probe2-NODE)可以测量得到NPN型数字三极管V13的导通驱动信号V1为5V。
本实施例中通过NPN型数字三极管V13导通可以关断放电支路，使得在电动汽车启动时不会影响直流支撑电容的正常工作。
2、电动汽车停运过程
图4示例性示出了本实施例中电动汽车停运过程中主动放电模块的仿真电路，如图所示，本实施例中放电支路中放电电阻R3的阻值为350Ω，NPN型数字三极管V13的两个电阻的电阻值均为4.7kΩ。
电动汽车停运时其启动装置关闭，图1所示电路中直流直流支撑电容Cdclink的接入开关K1断开，同时启动装置停止向NPN型数字三极管V13的门极输出导通驱动信号V1，NPN型数字三极管V13导通断开。当NPN型数字三极管V13断开后，分压电阻R79、电阻R80、电阻R136、电阻R81、电阻R137和电阻R152，采集直流支撑电容Cdclink的正极电压，并与稳压管D26共同对该正极电压分压，分压后的电压经电阻R153输出至NMOS型功率开关管Q13的门极，使得该NMOS型功率开关管Q13导通，进而将放电电阻R3与直流支撑电容Cdclink的负极连接，直流支撑电容Cdclink可以经放电电阻R3放电。
图5示例性示出了本实施例中电动汽车停运过程中主动放电模块的仿真波形，其中，仿真波形的横坐标单位为1秒/格，表示横坐标上每个小格的时间为1秒，横坐标上“1”表示10小格对应的时间即为10秒；仿真波形的纵坐标单位为50伏/格，表示纵坐标上每个小格的电压幅值为50V。曲线21为直流支撑电容的电容电压V2，曲线22为NPN型数字三极管V13的导通驱动信号V1。如图4和5所示，通过图4所示的第一检测点(Probe1-NODE)可以测量得到电动汽车停运后，NPN型数字三极管V13输出导通驱动信号V1为0V；通过第二检测点(Probe2-NODE)可以测量得到电动汽车停运后，直流支撑电容Cdclink的电容电压V2由450V快速降低至接近0V。
本实施例中通过NPN型数字三极管V13关断可以导通放电支路，使得在电动汽车停运时不需要设置单独的控制模块或启动装置失电的情况下可实现直流支撑电容放电。
本实施例中采用NMOS型功率开关管Q13和NPN型数字三极管V13，可以在电动汽车的启动装置关闭后，利用直流支撑电容Cdclink存储的电量触发NMOS型功率开关管Q13导通，进而导通放电支路，使得直流支撑电容Cdclink存储的电量可以经放电电阻R3释放，并达到安全电量。
本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
基于上述电动汽车的主动放电模块，本发明实施例还提供了了一种电动汽车的驱动装置，下面对该驱动装置进行说明。具体可以包括：
本实施例中电动汽车的驱动装置可以包括功率转换模块和上述技术方案所述的主动放电模块，其中，功率转换模块可以用于对电动汽车中动力电池的输出功率进行变换，主动放电模块可以用于对功率转换模块中的直流支撑电容进行放电。
进一步地，本实施例中功率转换模块可以包括一个第二连接器；主动放电模块可以通过该第二连接器连接于功率转换模块中直流母线的电压正极与电压负极之间，即当电动汽车停运时可以对功率转换模块中的直流支撑电容进行放电。由前述可知，本实施例中主动放电模块的放电支路连接于直流母线电压正极与直流母线电压负极之间。
进一步地，本实施例中驱动装置还可以包括一个第二开关。该第二开关的一端与直流母线电压正极连接，另一端与直流支撑电容的正极连接，直流支撑电容的负极与直流母线电压负极连接。本实施例中第二开关可以用于实现直流支撑电容与直流母线电压正极的通断，即当驱动装置启动后，可以通过控制第二开关闭合使得直流母线可以向直流支撑电容充电。
优选的，本实施例中第二开关可以采用接触器。
本实施例中驱动装置不需要配置单独的控制模块，用于在驱动装置关闭后对功率转换模块内的直流支撑电容进行放电使能控制，提高了电动汽车驾驶人员或维修人员的人身安全。
基于上述电动汽车的主动放电模块和驱动装置，本发明实施例还提供了一种电动汽车的电驱动系统。下面对该电驱动系统进行说明。具体可以包括：
本实施例中电动汽车的电驱动系统可以包括电控装置、电动机、传动装置和上述技术方案所述的驱动装置。其中，电控装置可以用于控制驱动装置启动和关闭；电动机可以依据驱动装置的输出功率进行转动，进而驱动传动装置动作；传动装置可以用于带动电动汽车的车轮等机械部件动作。
本实施例中驱动装置的功率转换模块可以与电控装置连接，用于接收电控装置下发的功率输出指令，并按照该功率输出指令进行功率调节。同时，功率转换模块还可以与电动机连接，用于驱动电动机带动传动装置动作。
本实施例中驱动装置的第一开关可以与电控装置连接，当电控装置控制驱动装置启动后，同时也可以控制第一开关闭合，使得驱动装置内功率转换模块的直流支撑电容可以经直流母线充电；当电控装置控制驱动装置关闭后，同时也可以控制第一开关断开，使得驱动装置内功率转换模块的直流支撑电容可以经主动放电模块进行自动放电。
基于上述电动汽车的主动放电模块、驱动装置和电驱动系统，本发明实施例还提供了一种电动汽车。下面对该电动汽车进行说明。具体可以包括：
本实施例中电动汽车可以包括动力电池、动力电池输出接口和上述技术方案所述的电驱动系统。其中，动力电池可以用于向电驱动系统提供电能。
本实施例中电驱动系统的驱动装置的功率转换模块与动力电池输出接口连接，可以用于对动力电池输出的直流电源进行功率转换。
本实施例中当电驱动系统控制动力电池向驱动装置输出电能时，电驱动系统的电控装置可以控制驱动装置启动，同时也可以控制第一开关闭合，使得驱动装置内功率转换模块的直流支撑电容可以经直流母线充电；当电驱动系统控制动力电池不向驱动装置输出电能时，电驱动系统的电控装置控制驱动装置关闭，同时也可以控制第一开关断开，使得驱动装置内功率转换模块的直流支撑电容可以经主动放电模块进行自动放电。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的PC来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电动汽车的主动放电模块，其特征在于，所述主动放电模块包括：
放电支路，其与所述电动汽车的直流支撑电容并联；所述放电支路包括串联的放电电阻和功率开关管；所述放电电阻用于吸收所述直流支撑电容经所述放电支路释放的放电电流；所述功率开关管用于导通或关断所述放电支路；
第一开关，其分别与所述电动汽车的启动装置和所述功率开关管连接；所述第一开关用于在所述启动装置启动后关断所述功率开关管，以及在所述启动装置关闭后导通所述功率开关管；
其中，所述启动装置是电动汽车内所述直流支撑电容所在器件的器件启动装置。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的主动放电模块，其特征在于，
所述功率开关管包括NMOS型功率开关管；所述NMOS型功率开关管的漏极与所述放电电阻连接，源极与所述直流支撑电容的负极连接，门极与所述第一开关连接；
所述放电电阻的一端与所述直流支撑电容的正极连接，另一端与所述功率开关管的漏极连接；其中，所述直流支撑电容的正极与直流母线电压正极连接，所述直流支撑电容的负极与直流母线电压负极连接。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车的主动放电模块，其特征在于，所述第一开关包括NPN型数字三极管；
所述NPN型数字三极管的集电极分别与所述直流支撑电容的正极和所述功率开关管连接；
所述NPN型数字三极管的发射极与直流母线电压负极连接；
所述NPN型数字三极管的门极与所述启动装置连接。
4.根据权利要求3所述的电动汽车的主动放电模块，其特征在于，
所述主动放电模块还包括用于触发所述功率开关管导通的触发支路；所述触发支路包括串联的分压电阻和稳压管；
所述分压电阻的一端与所述直流支撑电容的正极连接，另一端分别与所述稳压管的阴极和所述NPN型数字三极管的集电极连接；
所述稳压管的阳极与所述直流母线电压负极连接。
5.根据权利要求4所述的电动汽车的主动放电模块，其特征在于，
所述触发支路包括一个分压电阻或多个串联的分压电阻。
6.根据权利要求1、2或5任一项所述的电动汽车的主动放电模块，其特征在于，所述放电支路还包括第一连接器；
所述第一连接器包括多个串联的端子：一个所述端子与所述放电电阻连接，一个所述端子与所述功率开关管连接，一个所述端子与所述直流支撑电容的正极连接。
7.一种电动汽车的驱动装置，所述驱动装置包括功率转换模块，其特征在于，所述驱动装置包括根据权利要求1-6任一项所述的主动放电模块；所述主动放电模块连接于所述功率转换模块的直流母线电压正极与直流母线电压负极之间；
其中，所述主动放电模块中所述的放电支路与所述功率转换模块的直流支撑电容并联；
所述主动放电模块中所述的第一开关与所述功率转换模块的启动装置连接。
8.根据权利要求7所述的电动汽车的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括第二开关；
所述第二开关的一端与所述直流母线的电压正极连接，另一端与所述直流支撑电容的正极连接，用于实现所述直流支撑电容与所述直流母线电压正极的通断；其中，所述直流支撑电容的负极与所述直流母线电压负极连接。
9.根据权利要求8所述的电动汽车的驱动装置，其特征在于，
所述驱动装置中所述的第二开关包括接触器。
10.一种电动汽车的电驱动系统，所述电驱动系统包括电控装置、电动机和传动装置，其特征在于，所述电驱动系统包括根据权利要求7-9任一项所述的驱动装置；
所述驱动装置中所述的功率转换模块分别与所述电控装置和所述电动机连接，用于接收所述电控装置下发的功率输出指令，以及驱动所述电动机带动所述传动装置动作；其中，所述传动装置，用于驱动所述电动汽车的机械部件动作；
所述驱动装置中所述的主动放电模块的第一开关与所述电控装置连接。
11.一种电动汽车，所述电动汽车包括动力电池和动力电池输出接口，其特征在于，所述电动汽车包括根据权利要求10所述的电驱动系统；
所述电驱动系统中所述的驱动装置的功率转换模块与所述动力电池输出接口连接，用于对所述动力电池输出的直流电源进行功率转换。
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