CN110829376A - 一种电机主动短路控制装置、方法及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电机主动短路控制装置、方法及汽车。包括：电压监测模块、逆变器控制模块以及驱动模块；逆变器控制模块分别与电压监测模块和驱动模块连接；电压监测模块与母线电容并联，实时采集母线电容两端的实时电压VC，并将实时电压VC发送至逆变器控制模块；逆变器控制模块，在实时电压VC大于第一阈值电压VC1时，向驱动模块发送第一控制信号；驱动模块，根据第一控制信号驱动逆变器交替进入关闭状态和主动短路状态，直至实时电压VC降至第一阈值定压VC1。本发明实施例提供的技术方案可以在由于电机驱动系统异常而将电机制动的过程中，控制电流交替流过逆变器的上桥和下桥，避免将该过程中对逆变器的损耗集中在上桥或下桥。

Description

一种电机主动短路控制装置、方法及汽车

技术领域

本发明实施例涉及汽车技术领域，尤其涉及一种电机主动短路控制装置、方法及汽车。

背景技术

电机驱动系统性能的好坏直接关系到汽车的运行性能，通常，电机驱动系统包括电源、母线电容、电阻、逆变器、三相电机以及控制板，母线电容和三相电机并联在电源两端，逆变器分别与电源、三相电机以及控制板连接，其中，逆变器根据控制板发送的控制信号控制电机旋转。当电机驱动系统出现故障时，需要三相电机停止旋转，以使汽车停下来，从而保证乘客的安全。

现有技术中，当电机驱动系统出现故障时，通常采用主动短路三相电机的三相定子绕组(Active Short Current，ASC)的方式实现快速制动，即通过将逆变器的上桥(或下桥)保持导通状态，以将三相电机的三相定子绕组短路，进入主动短路状态，利用三相电机产生的负扭矩制动。但是，在主动短路状态下，逆变器的上桥(或下桥)一直处于导通状态，导致逆变器的上桥(或下桥)损耗较大，逆变器整体损耗不均。

发明内容

本发明提供一种电机主动短路控制装置、方法及汽车，以实现在电机驱动系统异常需要将电机制动的过程中，将原本集中在逆变器的上桥(或下桥)的损耗一部分转移至下桥(或上桥)。

第一方面，本发明实施例提供了一种电机主动短路控制装置，包括：

电源、电机、母线电容、第一电阻以及逆变器，母线电容并联在电源两端，第一电阻并联在电源两端，逆变器分别与电源以及电机连接，还包括：电压监测模块、逆变器控制模块以及驱动模块；逆变器控制模块分别与电压监测模块和驱动模块连接；

电压监测模块与母线电容并联，用于实时采集母线电容两端的实时电压VC，并将实时电压VC发送至逆变器控制模块；

逆变器控制模块，用于在实时电压VC大于第一阈值电压VC1时，向驱动模块发送第一控制信号；

驱动模块，用于根据第一控制信号驱动逆变器交替进入关闭状态和主动短路状态，直至实时电压VC降至第一阈值定压VC1；

其中，关闭状态指的是逆变器的上桥和下桥中的开关元件均断开；主动短路状态指的是，逆变器的上桥或下桥中的开关元件导通。

可选地，逆变器控制模块包括脉冲信号生成单元和使能信号生成单元，第一控制信号包括脉冲信号和使能信号；脉冲信号生成单元和使能信号生成单元均与电压监测模块连接；

脉冲信号生成单元，用于根据实时电压VC生成脉冲信号，并将脉冲信号发送至驱动模块；

使能信号生成单元，用于在实时电压VC大于第一阈值电压VC1时生成使能信号，并将使能信号发送至驱动模块。

可选地，脉冲信号生成单元包括第一脉冲信号生成子单元和第二脉冲信号生成子单元；

第一脉冲信号生成子单元，用于在实时电压VC小于第二阈值电压VC2时，生成第一脉冲信号，第一脉冲信号的占空比为

第二脉冲信号生成子单元，用于在实时电压VC大于或等于第二阈值VC2时，生成第二脉冲信号，第二脉冲信号的占空比为100％。

可选地，第一脉冲信号包括高电平信号和低电平信号，第二脉冲信号包括高电平信号；

驱动模块具体用于，在接收到高电平信号时，驱动逆变器进入主动短路状态；在接收到低电平信号时，驱动逆变器进入关闭状态。

可选地，逆变器控制模块还用于，在实时电压VC大于或等于第三阈值电压VC3，且小于或等于第一阈值电压VC1时，确定电机处于外界干扰状态；其中，所述第三阈值电压VC3小于所述第一阈值电压VC1。

可选地，逆变器控制模块还用于，在接收到外部输入的外部故障通知时，向驱动模块发送第二控制信号；

驱动模块还用于，根据第二控制信号驱动逆变器进入主动短路状态，直至电机停止旋转。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电机主动短路控制方法，包括：

接收电压监测模块发送的实时电压VC；

在实时电压VC大于第一阈值电压VC1时，向驱动模块发送第一控制信号，控制驱动模块根据第一控制信号驱动逆变器交替进入关闭状态和主动短路状态，直至实时电压VC降至第一阈值定压VC1；

其中，关闭状态指的是逆变器的上桥和下桥中的开关元件均断开；主动短路状态指的是，逆变器的上桥或下桥中的开关元件导通。

可选地，第一控制信号包括脉冲信号和使能信号；

在实时电压VC大于第一阈值电压VC1时，向驱动模块发送第一控制信号，以使驱动模块根据第一控制信号驱动逆变器交替进入关闭状态和主动短路状态，直至实时电压VC降至第一阈值定压VC1具体包括：

根据实时电压VC生成脉冲信号，并将脉冲信号发送至驱动模块；

在实时电压VC大于第一阈值电压VC1时生成使能信号，并将使能信号发送至驱动模块，以使驱动模块根据第一控制信号驱动逆变器交替进入关闭状态和主动短路状态，直至实时电压VC降至第一阈值定压VC1。

可选地，根据实时电压VC生成脉冲信号，并将脉冲信号发送至驱动模块包括：

在实时电压VC小于第二阈值电压VC2时，生成第一脉冲信号，并将第一脉冲信号发送至驱动模块；其中，第一脉冲信号的占空比为

在实时电压VC大于或等于第二阈值VC2时，生成第二脉冲信号，并将第二脉冲信号发送至驱动模块；其中，第二脉冲信号的占空比为100％。

第三方面，本发明实施例还提供了一种汽车，包括本发明任意实施例所述的电机主动短路控制装置。

本发明实施例提供的电机主动短路控制装置，通过电压监测模块实时监测母线电容两端的实时电压VC，以便当该实时电压VC异常，即电机驱动系统异常，需要将电机制动时，逆变器控制模块能够向驱动模块发送第一控制信号，以使驱动模块驱动所述逆变器交替进入关闭状态和主动短路状态，即电流一段时间流过逆变器的上桥和下桥中的开关元件，一段时间流过逆变器的上桥或下桥中的开关元件，使得损耗不会集中在逆变器的上桥或下桥。解决现有技术中由于电机驱动系统异常而将电机制动的过程中，对逆变器的损耗集中在上桥或下桥的问题，实现将原本集中在逆变器的上桥(或下桥)的损耗一部分转移至下桥(或上桥)的效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种电机主动短路控制装置；

图2是本发明实施例提供的一种逆变器在关闭状态下的电流流向示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种逆变器在关闭状态下的电流流向示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种逆变器在关闭状态下的电流流向示意图；

图5是本发明实施例提供的一种逆变器在短路状态下的电流流向示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种逆变器在短路状态下的电流流向示意图；

图7是本发明实施例提供的又一种逆变器在短路状态下的电流流向示意图；

图8是本发明实施例提供的一种脉冲信号的占空比与实时电压的关系图；

图9是本发明实施例提供的一种电机主动短路控制方法的流程图；

图10是本发明实施例提供的一种具有电机主动短路控制装置的电机驱动系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种电机主动短路控制装置。参见图1，该电机主动短路控制装置包括电源E、电机15、母线电容C、第一电阻R以及逆变器14，母线电容C并联在电源E两端，第一电阻R并联在电源E两端，逆变器14分别与电源E以及电机15连接。继续参见图1，还包括：电压监测模块11、逆变器控制模块12以及驱动模块13；逆变器控制模块12分别与电压监测模块11和驱动模块13连接，电压监测模块11与母线电容C并联。电压监测模块11用于实时采集母线电容C两端的实时电压VC，并将实时电压VC发送至逆变器14控制模块12。逆变器14控制模块12用于在实时电压VC大于第一阈值电压VC1时，向驱动模块13发送第一控制信号。驱动模块13，用于根据第一控制信号驱动逆变器14交替进入关闭状态和主动短路状态，直至实时电压VC降至第一阈值定压VC1。

其中，关闭状态指的是逆变器14的上桥和下桥中的开关元件均断开；主动短路状态指的是，逆变器14的上桥或下桥中的开关元件导通。

具体的，电机驱动系统通常包括电源、母线电容、电阻、逆变器、电机以及控制板，母线电容和电机并联在电源两端，逆变器分别与电源、电机以及控制板连接，其中，逆变器根据控制板发送的控制信号控制电机旋转。当电机驱动系统出现故障时，需要三相电机停止旋转，以使汽车停下来，从而保证乘客的安全，因此，可以在电机驱动系统中增添电压监测模块11、逆变器控制模块12以及驱动模块13，以便在电机驱动系统发生故障时，可以实现电机15的制动，换句话说，该电机主动短路控制装置中的电源E、电机15、母线电容C以及逆变器14同时也是电机驱动系统中的电源、电机、母线电容以及逆变器。

具体的，当电机驱动系统自身出现故障时，母线电容C两端的实时电压VC会升高，因此，当电压监测模块11检测到母线电容C两端的实时电压VC大于第一阈值电压VC1时，表示电机驱动系统自身出现故障，需要将母线电容C两端的实时电压VC降至第一阈值电压VC1，以使电机驱动系统恢复正常工作，电机驱动系统再控制电机15停下来。需要说明的是，第一阈值电压VC1的具体值本领域技术人员可以根据实际情况设定。

其中，电源E用于为逆变器14提供电能，逆变器14用于将直流电转换为交流电，并将该交流电提供至电机15，母线电容C起到平滑滤波的作用，第一电阻R用作母线电容C的放电电阻。

示例性的，如图1所示，逆变器14包括六个功率管，该六个功率管分别为第一功率管VT1、第二功率管VT2、第三功率管VT3、第四功率管VT4、第五功率管VT5以及第六功率管VT6。其中，第一功率管VT1和第四功率管VT4串联后并联在电源E两端，第二功率管VT2和第五功率管VT5串联后并联在电源E两端，第三功率管VT3和第六功率管VT6串联后并联在电源E两端，从而形成三相六桥臂结构。第一功率管VT1和第四功率管VT4的连接点与电机15的U相连接，第二功率管VT2和第五功率管VT5的连接点与电机15的V相连接，第三功率管VT3和第六功率管VT6的连接点与电机15的W相连接。

需要说明的是，图1仅示例性的示出六个功率管的类型均为绝缘栅双极型功率管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，但并非对本申请的限定，在其它实施方式中，六个功率管的类型还可以为金属氧化物半导体场效应功率管(Metal OxideSemiconductor Filed Effect Transistor，MOSFET)等，本领域技术人员可根据实际情况选择。此外，IGBT中通常包含有一个反向并联的二极管，若选用的其它类型的功率管中不包含反向并联的二极管，可以单独对每个功率管反向并联一个二极管。

需要说明的是，图1仅示例性的示出电机15的类型为三相电机，但并非对本申请的限定，本申请还适用于六相电机，双三相电机等其它电机形式，相应地，当电机15的类型为六相电机或双三相电机时，逆变器14的桥臂的数量也应当适应性地变化。

可选地，继续参见图1，该电机主动短路控制装置还可以包括降压电源。具体地，降压电源，并联在直流母线电容C的两端，且分别与电压监测模块11、逆变器14控制模块12以及驱动模块13连接，降压电源作为备用电源，用于当电压监测模块11、逆变器控制模块12、驱动模块13以及逆变器14中的任意一者与电源E脱开之后，降压电源E从母线电容C取电，为与电源E脱开的模块供电。示例性的，降压电源可以为隔离电源也可以是非隔离电源，具体实现方式本领域技术人员可根据实际情况设置。需要说明的是，降压电源与电源E共地，因此，图1中仅示出了降压电源与母线电容C的一端连接，未示出降压电源与母线电容C的另一端连接。

示例性的，图2是本发明实施例提供的一种逆变器在关闭状态下的电流流向示意图。图3是本发明实施例提供的另一种逆变器在关闭状态下的电流流向示意图。图4是本发明实施例提供的又一种逆变器在关闭状态下的电流流向示意图。参见图2-4，驱动模块13驱动逆变器14进入关闭状态时，第一功率管VT1、第二功率管VT2、第三功率管VT3、第四功率管VT4、第五功率管VT5以及第六功率管VT6均处于断开状态，电机15在惯性的作用下继续旋转，产生感应电流，感应电流的一部分流经第一电阻R转换为热能，感应电流的另一部分流流向母线电容C给母线电容C充电，即电机15存储的机械能逐渐转换为热能和电能，机械能的不断减少使电机15逐渐减速。感应电流从电极U相流出，流经第一功率管VT1的反向并联二极管后，一部分流向母线电容C给母线电容C充电，另一部分流向第一电阻R，然后，流经第五功率管VT5的反向并联二极管回到电机15的V相以及流经第六功率管VT6的反向并联二极管回到电机15的W相，如图2所示。或者，感应电流从电机15的V相流出，流经第二功率管VT2的反向并联二极管后，一部分流向母线电容C给母线电容C充电，另一部分流向第一电阻R，然后，流经第四功率管VT4的反向并联二极管回到电机15的U相以及流经第六功率管VT6的反向并联二极管回到电机15的W相，如图3所示。或者，感应电流从电机15的W相流出，流经第三功率管VT3的反向并联二极管后，一部分流向母线电容C给母线电容C充电，另一部分流向第一电阻R，然后，流经第四功率管VT4的反向并联二极管回到电机15的U相以及流经第五功率管VT5的反向并联二极管回到电机15的V相，如图4所示。

需要说明的是，图2-图4仅示例性的示出了逆变器14在关闭状态下的三种电流流向示意，但并非对逆变器14在关闭状态下的电流流向限定，本领域技术人员可根据三相电流的基本特性获知逆变器14在关闭状态下的其它电流流向。

示例性的，图5是本发明实施例提供的一种逆变器在短路状态下的电流流向示意图。图6是本发明实施例提供的另一种逆变器在短路状态下的电流流向示意图。图7是本发明实施例提供的又一种逆变器在短路状态下的电流流向示意图。参见图5-7，驱动模块13驱动逆变器14进入短路状态时，第一功率管VT1、第二功率管VT2以及第三功率管VT3均处于关断状态，第四功率管VT4、第五功率管VT5以及第六功率管VT6处于导通状态，电机15三相电流通过逆变器14下三桥进行换相，同时产生负扭矩，供电机15减速，此时第一电阻R为母线电容C放电，母线电容C的电压降低，为下一次逆变器14进入关闭状态时母线电容C充电做准备。其中，电机15三相电流通过逆变器14下三桥进行换相的情况如下：从电机15的U相流出的电流流经处于导通状态的第四功率管VT4后，流经第五功率管VT5的反向并联二极管流回电机15的V相，以及流经第六功率管VT6的反向并联二极管流回电机15的W相，如图5所示。或者，从电机15的V相流出的电流流经处于导通状态的第五功率管VT5后，流经第四功率管VT4的反向并联二极管流回电机15的U相，以及流经第六功率管VT6的反向并联二极管流回电机15的W相，如图6所示。或者，从电机15的W相流出的电流流经处于导通状态的第六功率管VT6后，流经第四功率管VT4的反向并联二极管流回电机15的U相，以及流经第六功率管VT6的反向并联二极管流回电机15的V相，如图7所示。

需要说明的是，图5-图7仅示例性的示出了逆变器14在主动短路状态下的三种电流流向示意，但并非对逆变器14在主动短路状态下的电流流向限定，本领域技术人员可根据三相电流的基本特性获知逆变器14在主动短路状态下的其它电流流向。

可以理解的是，逆变器14在关闭状态下，流过反向并联二极管的电流可以简化计算为：

逆变器14在主动短路状态下，流经逆变器14的下桥的电流可以简化计算为：

其中，r为电流流过路径的等效电阻，E₁为进入主动短路时刻电机15的反电动势，E_c为关闭状态下母线电容C两端的实时电压，可以看出I₂<I₁，则在将母线电容C两端的实时电压VC降至第一阈值电压VC1的过程中，流经逆变器14的下桥的平均电流将小于I₁，从而减小了下桥中功率管的电流应力和热应力，进而降低了下桥中功率管损坏的风险。需要说明的是，虽然逆变器14交替进入关闭状态和主动短路状态，会增加下桥中的功率管的开关损耗，但是对于下桥中的功率管来说，整体损耗是降低的。

可以理解的是，通过控制逆变器14交替进入主动短路状态和关闭状态，使得电机15上的减速扭矩的变化较为平滑，同时能够充分利用母线电容C的短时耐压能力，又不会对母线电容C造成不可逆的损坏，能够降低功率管在主动短路状态中的最大负荷。

需要说明的是，图1仅示例性的示出了，驱动模块13与第四功率管VT4、第五功率管VT5以及第六功率管VT6(逆变器14的下桥)连接，通过控制第四功率管VT4、第五功率管VT5以及第六功率管VT6(逆变器14的下桥)导通使得逆变器14进入主动短路状态，但并非对本申请的限定，在其它实施方式中，还可以将驱动模块13与第一功率管VT1、第二功率管VT2以及第三功率管VT3(逆变器14的上桥)连接，通过控制第一功率管VT1、第二功率管VT2以及第三功率管VT3(逆变器14的上桥)导通使得逆变器14进入主动短路状态，其原理可参照驱动模块13与逆变器14的下桥连接的情况，此处不再赘述。

本发明实施例提供的电机主动短路控制装置，通过电压监测模块11实时监测母线电容C两端的实时电压VC，以便当该实时电压VC异常，需要将电机15制动时，逆变器14控制模块12能够向驱动模块13发送第一控制信号，以使驱动模块13驱动所述逆变器14交替进入关闭状态和主动短路状态，即电流一段时间流过逆变器14的上桥和下桥中的开关元件，一段时间流过逆变器14的上桥或下桥中的开关元件，使得损耗不会集中在逆变器14的上桥或下桥。解决现有技术中将电机15制动的过程中，对逆变器14的损耗集中在上桥或下桥的问题，实现将原本集中在逆变器14的上桥(或下桥)的损耗一部分转移至下桥(或上桥)的效果。

在上述技术方案的基础上，可选地，逆变器14控制模块12包括脉冲信号生成单元和使能信号生成单元，第一控制信号包括脉冲信号和使能信号；脉冲信号生成单元和使能信号生成单元均与电压监测模块11连接。脉冲信号生成单元，用于根据实时电压VC生成脉冲信号，并将脉冲信号发送至驱动模块13；使能信号生成单元，用于在实时电压VC大于第一阈值电压VC1时生成使能信号，并将使能信号发送至驱动模块13。

具体的，在使能信号生成单元判断实时电压VC小于或等于第一阈值电压VC1时，即电机驱动系统自身未出现故障时，使能信号生成单元不生成使能信号，驱动模块13不工作，即逆变器14不受驱动模块13的驱动，而是接收电机驱系统中的控制板发送的电机第一控制信号，并根据该电机第一控制信号进行电机15控制。在使能信号生成单元判断实时电压VC大于第一阈值电压VC1时，即电机驱动系统自身出现故障时，使能信号生成单元生成使能信号，并将使能信号发送至驱动模块13，驱动模块13开始工作，根据脉冲信号生成单元发送的脉冲信号驱动逆变器14交替进入主动短路状态和关闭状态。

可选地，脉冲信号包括高电平信号和低电平信号，驱动模块13可以在接收到高电平信号时，驱动逆变器14进入主动短路状态，在接收到低电平信号时，驱动逆变器14进入关闭状态。驱动模块13也可以在接收到低电平信号时，驱动逆变器14进入主动短路状态，在接收到高电平信号时，驱动逆变器14进入关闭状态。

示例性的，使能信号生成单元可以通过比较器和数字电路实现，也可以通过可编程逻辑器件实现，具体实现方式本领域技术人员可根据实际情况设置。

这样设置的好处在于，脉冲信号生成单元可以根据实时电压VC调整脉冲信号的占空比，从而调整在一个周期内，逆变器14进入主动短路状态的时间与逆变进入关闭状态的时间的比值，进而调整逆变器14的上桥为下桥分担的损耗的大小(以驱动模块13与逆变器14的下桥连接为例)。

需要说明的是，脉冲信号的频率关系到逆变器14的下桥开关的频率，本领域技术人员可根据实际情况设置脉冲信号的频率。

图8是本发明实施例提供的一种脉冲信号的占空比与实时电压的关系图。在上述技术方案的基础上，可选地，脉冲信号生成单元包括第一脉冲信号生成子单元和第二脉冲信号生成子单元；第一脉冲信号生成子单元，用于在实时电压VC小于第二阈值电压VC2时，生成第一脉冲信号，第一脉冲信号的占空比为

第二脉冲信号生成子单元，用于在实时电压VC大于或等于第二阈值VC2时，生成第二脉冲信号，第二脉冲信号的占空比为100％。

可选地，第一脉冲信号包括高电平信号和低电平信号，第二脉冲信号包括高电平信号；驱动模块13具体用于，在接收到高电平信号时，驱动逆变器14进入主动短路状态；在接收到低电平信号时，驱动逆变器14进入关闭状态。

这样设置的好处在于，通过设置母线电容C两端的实时电压VC越高，脉冲信号的占空比越大，直至脉冲信号的占空比为100％，可以使得母线电容C两端的实时电压VC越高，逆变器14进入主动短路状态的时间越长，进而使得母线电容C两端的实时电压VC下降得越多，实时电压VC越容易降至第一阈值电压VC1。通过设置母线电容C两端的实时电压VC大于或等于第二阈值电压VC2时，脉冲信号的占空比为100％，逆变器14不进入关闭状态，不再对母线电容C充电，可以避免由于母线电容C两端的实时电压VC继续升高导致的母线电容C损坏。

可以理解的是，当驱动模块13在接收到低电平信号时，驱动逆变器14进入主动短路状态，在接收到高电平信号时，驱动逆变器14进入关闭状态时，相应地，脉冲信号生成单元可以包括第三脉冲信号生成子单元和第四脉冲信号生成子单元；第三脉冲信号生成子单元，用于在实时电压VC小于第二阈值电压VC2时，生成第三脉冲信号，第三脉冲信号的占空比为第四脉冲信号生成子单元，用于在实时电压VC大于或等于第二阈值VC2时，生成第四脉冲信号，第四脉冲信号的占空比为0％。

可选地，逆变器14控制模块12还用于，在实时电压VC大于或等于第三阈值电压VC3，且小于或等于第一阈值电压VC1时，确定电机15处于外界干扰状态；其中，所述第三阈值电压VC3小于所述第一阈值电压VC1。

可以理解的是，当主动短路控制装置受到外界干扰时(例如当主动短路控制装置处于强磁场中时)，会引起母线电容C两端的实时电压VC升高。相比于母线电容C两端的实时电压VC稍有异常(例如VC3<VC≤VC1)时，驱动模块13便驱动逆变器14交替进入主动短路状态和关闭状态，通过上述设置可以避免驱动模块14由于外界干扰频繁驱动逆变器14交替进入主动短路状态和关闭状态。

可选地，逆变器控制模块12还用于，在接收到外部输入的外部故障通知时，向驱动模块13发送第二控制信号；驱动模块13还用于，根据第二控制信号驱动逆变器14进入主动短路状态，直至电机停止旋转。

示例性的，第二控制信号可以由使能信号生成单元生成，第二控制信号可以为高电平信号，驱动模块13在接收到高电平信号时，驱动逆变器14进入主动短路状态；或者；第二控制信号也可以为低电平信号，驱动模块13在接收到低电平信号时，驱动逆变器14进入主动短路状态。

可以理解的是，汽车中不仅包括电机驱动系统，还包括其他的器件，当这些器件发生故障时，为保证乘客安全，应当将电机15制动。因此，通过上述设置，可以保障在电机驱动系统之外的器件出现故障时，电机主动短路控制装置也能够实现电机15的制动。

基于同上的发明构思，本发明实施例还提供了一种电机主动短路控制方法，图9是本发明实施例提供的一种电机主动短路控制方法的流程图。该方法具体包括：

S110、接收电压监测模块发送的实时电压VC。

S120、在实时电压VC大于第一阈值电压VC1时，向驱动模块发送第一控制信号，控制驱动模块根据第一控制信号驱动逆变器交替进入关闭状态和主动短路状态，直至实时电压VC降至第一阈值定压VC1。

其中，关闭状态指的是逆变器的上桥和下桥中的开关元件均断开；主动短路状态指的是，逆变器的上桥或下桥中的开关元件导通。

在上述技术方案的基础上，可选地，第一控制信号包括脉冲信号和使能信号，S120具体包括：

S121、根据实时电压VC生成脉冲信号，并将脉冲信号发送至驱动模块；

S122、在实时电压VC大于第一阈值电压VC1时生成使能信号，并将使能信号发送至驱动模块，以使驱动模块根据脉冲信号驱动逆变器交替进入关闭状态和主动短路状态，直至实时电压VC降至第一阈值定压VC1。

可选地，S121具体包括：

S1211、在实时电压VC小于第二阈值电压VC2时，生成第一脉冲信号，并将第一脉冲信号发送至驱动模块；其中，第一脉冲信号的占空比为

S1212、在实时电压VC大于或等于第二阈值VC2时，生成第二脉冲信号，并将第二脉冲信号发送至驱动模块；其中，第二脉冲信号的占空比为100％。

可选地，第一脉冲信号包括高电平信号和低电平信号，第二脉冲信号包括高电平信号；S122具体包括：

在实时电压VC大于第一阈值电压VC1时生成使能信号，并将使能信号发送至驱动模块，以使驱动模块在接收到高电平信号时，驱动逆变器进入主动短路状态；在接收到低电平信号时，驱动逆变器进入关闭状态，直至实时电压VC降至第一阈值定压VC1。

可选地，还包括在实时电压VC大于或等于第三阈值电压VC3，且小于第一阈值电压VC1时，确定电机处于外界干扰状态。

可选地，还包括在接收到外部输入的外部故障通知时，向驱动模块发送第二控制信号，以使驱动模块根据第二控制信号驱动逆变器进入主动短路状态，直至所述电机停止旋转。

示例性的，图10是本发明实施例提供的一种具有电机主动短路控制装置的电机驱动系统的工作流程图。参见图10，具体包括：

S00、逆变器控制模块检测是否接收到外部输入的外部故障通知信号；若是，则进入S04；若否，则进入S01。

S01、电压监测模块检测母线电容两端的实时电压VC是否超过第三阈值电压VC3；若是，则进入S02；若否，则进入S07。

S02、逆变器控制模块向外部上报电机驱动系统处于异常状态的通知。

S03、电压监测模块检测母线电容两端的实时电压VC是否超过第一阈值电压VC1；若是，则进入S05；若否，则进入S07。

S04、逆变器控制模块向驱动模块发送第二控制信号并向外部上报电机处于制动状态的通知。

S05、逆变器控制模块向驱动模块发送第一控制信号并向外部上报电机处于制动状态的通知。

S06、电压监测模块检测母线电容两端的实时电压VC是否低于第一阈值电压VC1。

S07、电机驱动系统控制电机制动。

本发明实施例提出的电机主动短路控制方法与上述实施例提出的电机主动短路控制装置属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本实施例具备电机主动短路控制装置相同的有益效果。

基于同上的发明构思，本发明实施例还提供了一种汽车，包括本发明上述任意实施例所述的电机主动短路控制装置。因而，该汽车具备相应的功能和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电机主动短路控制装置，包括电源、电机、母线电容、第一电阻以及逆变器，所述母线电容并联在所述电源两端，所述第一电阻并联在所述电源两端，所述逆变器分别与所述电源以及所述电机连接，其特征在于，还包括：电压监测模块、逆变器控制模块以及驱动模块；所述逆变器控制模块分别与所述电压监测模块和所述驱动模块连接；

所述电压监测模块与所述母线电容并联，用于实时采集母线电容两端的实时电压VC，并将所述实时电压VC发送至所述逆变器控制模块；

所述逆变器控制模块，用于在所述实时电压VC大于第一阈值电压VC1时，向所述驱动模块发送第一控制信号；

所述驱动模块，用于根据所述第一控制信号驱动所述逆变器交替进入关闭状态和主动短路状态，直至所述实时电压VC降至所述第一阈值定压VC1；其中，所述关闭状态指的是所述逆变器的上桥和下桥中的开关元件均断开；所述主动短路状态指的是，所述逆变器的上桥或下桥中的开关元件导通。

2.根据权利要求1所述的电机主动短路控制装置，其特征在于，

所述逆变器控制模块包括脉冲信号生成单元和使能信号生成单元，所述第一控制信号包括脉冲信号和使能信号；所述脉冲信号生成单元和所述使能信号生成单元均与所述电压监测模块连接；

所述脉冲信号生成单元，用于根据所述实时电压VC生成脉冲信号，并将所述脉冲信号发送至所述驱动模块；

所述使能信号生成单元，用于在所述实时电压VC大于所述第一阈值电压VC1时生成使能信号，并将所述使能信号发送至所述驱动模块。

3.根据权利要求2所述的电机主动短路控制装置，其特征在于，所述脉冲信号生成单元包括第一脉冲信号生成子单元和第二脉冲信号生成子单元；

所述第一脉冲信号生成子单元，用于在所述实时电压VC小于第二阈值电压VC2时，生成第一脉冲信号，所述第一脉冲信号的占空比为

所述第二脉冲信号生成子单元，用于在所述实时电压VC大于或等于所述第二阈值VC2时，生成第二脉冲信号，所述第二脉冲信号的占空比为100％。

4.根据权利要求3所述的电机主动短路控制装置，其特征在于，所述第一脉冲信号包括高电平信号和低电平信号，所述第二脉冲信号包括高电平信号；

所述驱动模块具体用于，在接收到高电平信号时，驱动所述逆变器进入主动短路状态；在接收到低电平信号时，驱动所述逆变器进入关闭状态。

5.根据权利要求1所述的电机主动短路控制装置，其特征在于，所述逆变器控制模块还用于，在所述实时电压VC大于或等于第三阈值电压VC3，且小于或等于所述第一阈值电压VC1时，确定所述电机处于外界干扰状态；其中，所述第三阈值电压VC3小于所述第一阈值电压VC1。

6.根据权利要求1所述的电机主动短路控制装置，其特征在于，所述逆变器控制模块还用于，在接收到外部输入的外部故障通知信号时，向所述驱动模块发送第二控制信号；

所述驱动模块还用于，根据所述第二控制信号驱动所述逆变器进入主动短路状态，直至所述电机停止旋转。

7.一种电机主动短路控制方法，适用于权利要求1-6任一所述的电机主动短路控制装置，其特征在于，包括：

接收所述电压监测模块发送的实时电压VC；

在所述实时电压VC大于所述第一阈值电压VC1时，向所述驱动模块发送第一控制信号，控制所述驱动模块根据所述第一控制信号驱动所述逆变器交替进入关闭状态和主动短路状态，直至所述实时电压VC降至所述第一阈值定压VC1；

其中，所述关闭状态指的是所述逆变器的上桥和下桥中的开关元件均断开；所述主动短路状态指的是，所述逆变器的上桥或下桥中的开关元件导通。

8.根据权利要求7所述的电机主动短路控制方法，其特征在于，所述第一控制信号包括脉冲信号和使能信号；

在所述实时电压VC大于所述第一阈值电压VC1时，向所述驱动模块发送第一控制信号，以使所述驱动模块根据所述第一控制信号驱动所述逆变器交替进入关闭状态和主动短路状态，直至所述实时电压VC降至所述第一阈值定压VC1具体包括：

根据所述实时电压VC生成脉冲信号，并将所述脉冲信号发送至所述驱动模块；

在所述实时电压VC大于所述第一阈值电压VC1时生成使能信号，并将所述使能信号发送至所述驱动模块，以使所述驱动模块根据所述脉冲信号驱动所述逆变器交替进入关闭状态和主动短路状态，直至所述实时电压VC降至所述第一阈值定压VC1。

9.根据权利要求8所述的电机主动短路控制方法，其特征在于，所述根据所述实时电压VC生成脉冲信号，并将所述脉冲信号发送至所述驱动模块包括：

在所述实时电压VC小于第二阈值电压VC2时，生成第一脉冲信号，并将所述第一脉冲信号发送至所述驱动模块；其中，所述第一脉冲信号的占空比为

在所述实时电压VC大于或等于所述第二阈值VC2时，生成第二脉冲信号，并将所述第二脉冲信号发送至所述驱动模块；其中，所述第二脉冲信号的占空比为100％。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的电机主动短路控制装置。

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