CN110912385B - 主动放电电路及其控制方法、装置和车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种主动放电电路及其控制方法、装置、存储介质和车辆，用于实现安全可靠地进行主动放电的同时提高能量利用率。所述主动放电电路包括：DC‑DC转换器，用于将高压电能转换为低压电能，以及分别与DC‑DC转换器的输出端连接的第一放电支路和第二放电支路。其中，第一放电支路用于将DC‑DC转换器输出的电能输送至低压电池，第二放电支路用于作为负载消耗DC‑DC转换器输出的电能。
Description
技术领域
本公开涉及新能源汽车技术领域，具体地，涉及一种主动放电电路及其控制方法、装置、存储介质和车辆。
背景技术
随着新能源汽车的普及，人们对新能源汽车在高压环境下工作的安全性能要求也越来越高。在新能源汽车的高压网络中，电机控制器、车载充电机、空调压缩机等器件都含有储能电容，当高压继电器断开后，储能电容中仍存在能量蓄积，可能会引发高压触电事故。现有技术中，为避免高压触电对人身造成伤害，主要通过以下两种方式对储能电容中的高压电能进行泄放：
第一种，控制主动放电回路中的放电开关闭合，通过放电电阻将高压网络中的电能转换为热能，以将储能电容两端电压快速降至国标法规要求的范围内。然而本放电方式均采用高压器件，生产成本较高。
第二种，通过控制电机不产生扭矩，将高压网络中的能量全部用来进行弱磁，以将高压网络中的电能转换为转子的铁损与定子的铜损，使储能电容两端电压快速降至国标法规要求的范围内。由于本放电方式中电机控制器难以精准检测电机转子位置，以使电机输出扭矩始终为零，车辆会因位置检测误差而发生抖动，存在安全隐患。
发明内容
本公开的目的是提供一种主动放电电路及其控制方法、装置、存储介质和车辆，用于实现安全可靠地进行主动放电的同时提高能量利用率。
为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种主动放电电路，包括：
DC-DC转换器，用于将高压电能转换为低压电能；以及
分别与所述DC-DC转换器的输出端连接的第一放电支路和第二放电支路；
所述第一放电支路用于将所述DC-DC转换器输出的电能输送至低压电池，所述第二放电支路用于作为负载消耗所述DC-DC转换器输出的电能。
可选地，所述第一放电支路包括第一开关组件；
所述第二放电支路包括第二开关组件以及与所述第二开关组件串联的电阻。
可选地，所述的主动放电电路还包括：
支路选择模块，所述支路选择模块的输入端与所述DC-DC转换器的输入端连接，输出端分别与所述第一放电支路和第二放电支路连接；
所述支路选择模块用于在母线电压值大于预设第一电压阈值时输出第一触发信号，以触发所述第一放电支路导通，在母线电压值小于所述预设第一电压阈值时输出第二触发信号，以触发所述第二放电支路导通，其中，所述母线电压值为所述DC-DC转换器输入端的电压值。
可选地，所述第二开关组件为场效应管开关。
本公开第二方面提供一种主动放电控制方法，所述方法包括：
获取主动放电电路的母线电压值，其中，所述母线电压值为所述主动放电电路的DC-DC转换器输入端的电压值；
在所述母线电压值小于第一预设电压阈值时，控制所述主动放电电路的第二放电支路导通。
可选地，所述方法还包括：
实时监测所述母线电压值变化；
在所述母线电压值小于第二预设电压阈值时，停止执行主动放电操作，其中，所述第一预设电压阈值大于所述第二预设电压阈值。
本公开第三方面提供一种主动放电控制装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取主动放电电路的母线电压值，其中，所述母线电压值为所述主动放电电路的DC-DC转换器输入端的电压值；
控制模块，用于在所述母线电压值小于第一预设电压阈值时，控制所述主动放电电路的第二放电支路导通。
可选地，所述装置还包括：
监测模块，用于实时监测所述母线电压值变化；
控制模块还用于，在所述母线电压值小于第二预设电压阈值时，停止执行主动放电操作。
本公开第四方面提供一种电机控制器，包括本公开第一方面提供的任一主动放电电路。
本公开第五方面提供一种电机控制器，包括如本公开第一方面提供的主动放电电路，以及如本公开第三方面提供的主动放电控制装置。
本公开第六方面提供一种车辆，包括如本公开第五方面提供的电机控制器。
根据上述技术方案，主动放电电路包括用于将高压电能转换为低压电能的DC-DC转换器，以及与该DC-DC转换器的输出端分别连接的第一放电支路和第二放电支路。其中，第一放电支路用于将DC-DC转换器输出的电能输送至低压电池，第二放电支路用于作为负载消耗DC-DC转换器输出的电能。在主动放电电路中采用DC-DC转换器，能够快速将高压电压转换为对人体安全的低压电压，不仅无需在电机控制器内设置高压开关和放电电阻，降低生产成本，也可避免通过控制电机不产生扭矩的放电方式所带来的车辆抖动风险，使主动放电过程更加安全可靠。同时，通过第一放电支路将DC-DC转换器输出的电能用于给车辆低压电池充电，能够提高能量的利用率，通过第二放电支路则可以在DC-DC转换器输出的电压过低时加快主动放电速度。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开实施例提供的一种主动放电电路的结构框图；
图2是本公开实施例提供的一种主动放电电路的结构框图；
图3是本公开实施例提供的一种主动放电控制方法的流程图；
图4是本公开实施例提供的一种主动放电控制方法的流程图；
图5是本公开实施例提供的一种主动放电控制装置的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本公开实施例提供一种主动放电电路及其控制方法、装置、存储介质和车辆，下面结合具体实施例对本公开提供的技术方案进行详细说明。
图1是本公开实施例提供的一种主动放电电路的结构框图，如图1所示，该主动放电电路100包括DC-DC转换器11、第一放电支路12以及第二放电支路13。其中，DC-DC转换器11用于将高压电能转换为低压电能，第一放电支路12以及第二放电支路13分别与该DC-DC转换器11的输出端连接。具体地，第一放电支路12用于将DC-DC转换器11输出的电能输送至低压电池，第二放电支路13用于作为负载消耗DC-DC转换器11输出的电能。
在一种可能的实施方式中，如图2所示，第一放电支路12包括第一开关组件K1，第二放电支路13包括第二开关组件K2以及与第二开关组件串联的电阻R。当第一放电支路12的第一开关组件K1闭合时，第一放电支路12导通，DC-DC转换器11的输出电能可以通过第一放电支路12为车辆的低压电池充电，后续用于为低压网络电气设备供电，达到节能的效果，提高了能量的利用率。当第二放电支路13的第二开关组件K2闭合时，第二放电支路13导通，此时利用电阻R可将DC-DC转换器11的输出电能转换为自身热能，能够加快主动放电速度。
值得说明的是，第二开关组件K2为高频开关，例如可以是场效应管开关或者集成有场效应管的IC(Integrated Circuit，集成电路)，第二开关组件K2的通断由PWM(PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制)电路控制，电阻R为高阻值的放电电阻，在第二放电支路13时，DC-DC转换器11的输出电能主要通过第二开关组件K2高频通断所带来的开关损耗以及电阻R发热的方式进行消耗。
可选地，主动放电电路100还包括支路选择模块14，该支路选择模块14的输入端与DC-DC转换器11的输入端连接，输出端分别与第一放电支路12和第二放电支路13连接。支路选择模块14用于在母线电压值大于预设第一电压阈值时输出第一触发信号，以触发第一放电支路12导通，在母线电压值小于预设第一电压阈值时输出第二触发信号，以触发第二放电支路13导通，其中，母线电压值为DC-DC转换器11输入端的电压值。
示例地，支路选择模块14中设置有参考电压，该参考电压等于预设第一电压阈值。例如，预设第一电压阈值为150V，当母线电压值大于150V，支路选择模块14的输入端的电压值大于参考电压150V，则支路选择模块14输出第一触发信号，该第一触发信号用于驱动第一开关组件K1闭合，以导通第一放电支路12，此时DC-DC转换器11的输出端电压通过第一放电支路12对低压电池进行充电，后续为低压网络中的电气设备供电。当母线电压值小于150V时，DC-DC转换器11的输出端电压低于低压电池的电压，无法对低压电池进行充电，支路选择模块14的输入端的电压值小于参考电压150V，则支路选择模块14输出第二触发信号，该第二触发信号用于驱动第二开关组件K2工作，以导通第二放电支路13，利用第二放电支路13中的放电电阻将电能转换为热能，加快主动放电速度。
其中，预设第一电压阈值具体数值与低压电池的电压相关，可以根据实际应用需求进行设定，例如，当低压电平的电压为12V时，预设第一电压阈值为150V。
在主动放电电路中采用DC-DC转换器，能够快速将高压电压转换为对人体安全的低压电压，不仅无需在电机控制器内设置高压开关和放电电阻，降低生产成本，也可避免通过控制电机不产生扭矩的放电方式所带来的车辆抖动风险，使主动放电过程更加安全可靠。同时，通过第一放电支路将DC-DC转换器输出的电能用于给车辆低压电池充电，能够提高能量的利用率，通过第二放电支路则可以在DC-DC转换器输出的电压过低时加快主动放电速度。
图3是本公开实施例提供的一种主动放电控制方法的流程图，如图3所示，该方法包括以下步骤：
S31、获取主动放电电路的母线电压值。
上述主动放电控制方法应用于本公开实施例所提供的主动放电电路，在车辆发生用于触发主动放电的相关事件时，获取母线电压值，该母线电压值为主动放电电路的DC-DC转换器输入端的电压值。其中，用于触发主动放电的相关事件包括整车控制器检测到车辆的高压电池继电器断开和/或接收到车辆的钥匙开关的关闭信号。在车辆发生上述事件时，整车控制器则生成主动放电指令，用于使能DC-DC转换器并指示电机控制器执行主动放电操作。
S32、在母线电压值小于第一预设电压阈值时，控制主动放电电路的第二放电支路导通。
在获取到母线电压值之后，根据母线电压值从DC-DC转换器输出端的多条放电支路中确定目标放电支路，并导通该目标放电支路进行主动放电。示例地，第一预设电压阈值为150V，在母线电压值大于150V时，确定第一放电支路为目标放电支路，该第一放电支路与车辆的低压电池连接，用于将DC-DC转换器输出的电能输送至低压电池，在完成高压电能泄放的同时回收放电能量，以提高能量的利用率。在母线电压值小于150V时，确定第二放电支路为目标放电支路，该第二放电支路包括耗能元件，例如耗能元件为放电电阻，用于作为负载消耗DC-DC转换器输出的电能。由于母线电压值小于第一预设电压阈值时，DC-DC转换器输出的电压难以为低压电池进行充电，此时断开第一放电支路，并控制主动放电电路的第二放电支路导通，通过将电能转换为耗能元件的热能的方式能够加快主动放电速度。
综上，利用主动放电电路中的DC-DC转换器可以快速将高压电能转化为低压电能，然后根据母线电压值选择导通相应的放电支路，在母线电压较高时泄放的电能用于为低压电池充电，能够提高能量的利用率，在母线电压较低无法为低压电池充时电则导通第二放电支路，通过耗能元件消耗电能，可以加快主动放电速度，降低高压电能泄漏的风险。因此，采用上述方法进行主动放电，不仅无需在电机控制器内设置高压开关和放电电阻，还可避免通过控制电机不产生扭矩的放电方式所带来的车辆抖动风险，在实现安全可靠地进行主动放电的同时降低了生产成本。
可选地，如图4所示，主动放电控制方法还包括以下步骤：
S33、实时监测母线电压值变化；
S34、在母线电压值小于第二预设电压阈值时，停止执行主动放电操作。
其中，第二预设电压阈值为安全电压阈值，需要根据国标法规中新能源汽车进行主动放电的相关要求进行设定。例如，国标法规中要求高压电容两端电压在5s内主动放电至60V以下，因而可将第二预设电压阈值设定为60V，当母线电压值小于60V时即可停止执行主动放电操作，完成主动放电过程。
值得说明的是，本公开实施例中第一预设电压阈值大于第二预设电压阈值。
图5是本公开实施例提供的一种主动放电控制装置的框图，如图5所示，主动放电控制装置500包括：获取模块51，用于获取主动放电电路的母线电压值，其中，母线电压值为主动放电电路的DC-DC转换器输入端的电压值；控制模块52，用于在母线电压值小于第一预设电压阈值时，控制主动放电电路的第二放电支路导通。
可选地，主动放电控制装置500还包括监测模块，用于实时监测母线电压值变化，控制模块52还用于在母线电压值小于第二预设电压阈值时，停止执行主动放电操作。
采用上述装置进行主动放电，利用主动放电电路中的DC-DC转换器可以快速将高压电能转化为低压电能，通过获取模块得到母线电压值之后，根据母线电压值选择导通相应的放电支路，在母线电压较高时电能用于为低压电池充电，能够提高能量的利用率，在母线电压较低无法为低压电池充时电则导通第二放电支路，通过耗能元件消耗电能，可以加快主动放电速度，降低高压电能泄漏的风险。这样，不仅无需在电机控制器内设置高压开关和放电电阻，还可避免通过控制电机不产生扭矩的放电方式所带来的车辆抖动风险，在实现安全可靠地进行主动放电的同时降低了生产成本。
相应地，本公开实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现上述公开实施例提供的主动放电控制方法的步骤。
相应地，本公开实施例还提供一种电机控制器，包括上述任一公开实施例所提供的主动放电电路。
可选地，本公开实施例还提供一种电机控制器，包括主动放电电路以及主动放电控制装置。
本公开实施例还提供一种车辆，该车辆包括上述公开实施例所提供的电机控制器，具体参照上述对应的描述，此处不再赘述。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (9)
1.一种主动放电电路，其特征在于，包括：
DC-DC转换器，用于将高压电能转换为低压电能；以及
分别与所述DC-DC转换器的输出端连接的第一放电支路和第二放电支路；
所述第一放电支路用于将所述DC-DC转换器输出的低压电能输送至低压电池，所述第二放电支路用于作为负载消耗所述DC-DC转换器输出的低压电能；
支路选择模块，所述支路选择模块的输入端与所述DC-DC转换器的输入端连接，输出端分别与所述第一放电支路和第二放电支路连接；
所述支路选择模块用于在母线电压值大于第一预设电压阈值时输出第一触发信号，以触发所述第一放电支路导通，在母线电压值小于所述第一预设电压阈值时输出第二触发信号，以触发所述第二放电支路导通，其中，所述母线电压值为所述DC-DC转换器输入端的电压值。
2.根据权利要求1所述的主动放电电路，其特征在于，所述第一放电支路包括第一开关组件；
所述第二放电支路包括第二开关组件以及与所述第二开关组件串联的电阻。
3.根据权利要求2所述的主动放电电路，其特征在于，所述第二开关组件为场效应管开关。
4.一种主动放电控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取如权利要求1所述的主动放电电路的母线电压值，其中，所述母线电压值为所述主动放电电路的DC-DC转换器输入端的电压值；
在所述母线电压值小于第一预设电压阈值时，控制所述主动放电电路的第二放电支路导通。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
实时监测所述母线电压值变化；
在所述母线电压值小于第二预设电压阈值时，停止执行主动放电操作，其中，所述第一预设电压阈值大于所述第二预设电压阈值。
6.一种主动放电控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取如权利要求1所述的主动放电电路的母线电压值，其中，所述母线电压值为所述主动放电电路的DC-DC转换器输入端的电压值；
控制模块，用于在所述母线电压值小于第一预设电压阈值时，控制所述主动放电电路的第二放电支路导通。
7.一种电机控制器，其特征在于，包括如权利要求1至3中任一项所述的主动放电电路。
8.一种电机控制器，其特征在于，包括如权利要求6所述的主动放电控制装置。
9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求7或8所述的电机控制器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Active discharge circuit and its control method, device and vehicle Effective date of registration: 20211213 Granted publication date: 20210720 Pledgee: BEIJING AUTOMOTIVE GROUP Co.,Ltd. Pledgor: Borgward Automotive (China) Co., Ltd. Registration number: Y2021990001167 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231201 Granted publication date: 20210720 Pledgee: BEIJING AUTOMOTIVE GROUP Co.,Ltd. Pledgor: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd.|Borgward Automotive (China) Co., Ltd. Registration number: Y2021990001167 |