CN116215325A - 门极驱动电路、车辆及门极驱动电路的主动加热控制方法 - Google Patents

门极驱动电路、车辆及门极驱动电路的主动加热控制方法 Download PDF

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CN116215325A CN202211548604.0A CN202211548604A CN116215325A CN 116215325 A CN116215325 A CN 116215325A CN 202211548604 A CN202211548604 A CN 202211548604A CN 116215325 A CN116215325 A CN 116215325A
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Abstract

本发明提供一种门极驱动电路、车辆及门极驱动电路的主动加热控制方法，其中门极驱动电路包括微控制单元、驱动单元、开通支路、关断支路、第一加热支路和第二加热支路，在加热工况中，所述驱动单元接收所述微控制单元的第一控制信号，向所述第一加热支路和所述第二加热支路发出加热驱动信号以控制所述功率模块的开通和关断，同时驱动所述功率模块来加热车辆的动力电池。本申请通过在逆变器的功率模块的开关频率不变的情况下，通过在门极驱动电路中引入第一加热支路和第二加热支路，延长功率模块的开通时间和关断时间，增加逆变器的开关损耗，提高了电动汽车的动力电池在低温环境下电驱动主动加热的速率，优化了动力电池电驱动主动加热的效果。

Description

门极驱动电路、车辆及门极驱动电路的主动加热控制方法
技术领域
本申请涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种门极驱动电路、车辆及门极驱动电路的主动加热控制方法。
背景技术
纯电动汽车的动力电池在低温环境下的加热技术直接关系到纯电动汽车的续航里程和用户体验，电驱动主动加热技术易于实现、加热功率可控、成本低，是低温电池加热的可行方案之一，其中加热功率的大小是电驱动主动加热核心的技术指标，影响到加热的速率和最终效果，因此最大限度的发挥电驱动主动加热的能力、提供尽可能大的加热功率是该技术能否更好推广应用的关键。
但是目前已知的电驱动主动加热技术主要是利用电机定子温度来给纯电动汽车的动力电池提供热能，但是电机定子的实际温升已经非常接近电机定子的温升最大限值，电机定子加热功率遇到了瓶颈。
发明内容
本申请提供了一种门极驱动电路、车辆及门极驱动电路的主动加热控制方法，可以解决目前电动汽车的动力电池在低温环境下电驱动主动加热的速率和效果较低的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种门极驱动电路，包括：微控制单元、驱动单元、开通支路、关断支路、第一加热支路和第二加热支路，所述驱动单元与所述微控制单元相连，所述开通支路和所述第一加热支路并联，所述关断支路和所述第二加热支路并联，并联的所述开通支路和所述第一加热支路的一端、并联的所述关断支路和所述第二加热支路的一端分别与所述驱动单元相连，并联的所述开通支路和所述第一加热支路的另一端、并联的所述关断支路和所述第二加热支路的另一端均与后级电路的逆变器中的功率模块相连；
其中，所述门极驱动电路被配置为：
在加热工况中，所述驱动单元接收所述微控制单元输出的第一控制信号，并根据所述第一控制信号，向所述第一加热支路和所述第二加热支路发出加热驱动信号以控制所述功率模块的开通和关断，同时驱动所述功率模块来加热车辆的动力电池；
在正常驱动工况中，所述驱动单元接收所述微控制单元输出的第二控制信号，并根据所述第二控制信号，向所述开通支路和所述关断支路发出正常驱动信号以控制所述功率模块的开通和关断。
可选的，在所述门极驱动电路中，所述开通支路包括：第一三极管和第一电阻；所述关断支路包括：第二三极管和第二电阻；所述第一加热支路包括：第三电阻；所述第二加热支路包括：第四电阻；其中，
所述第一三极管的基极和集电极分别与所述驱动单元相连，所述第一三极管的发射极与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第二三极管的基极和集电极分别与所述驱动单元相连，所述第二三极管的发射极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第三电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连，所述第三电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第四电阻的一端与所述第二三极管的集电极相连，所述第四电阻的另一端与所述功率模块相连。
可选的，在所述门极驱动电路中，所述开通支路包括：第一三极管和第一电阻；所述关断支路包括：第二三极管和第二电阻；所述第一加热支路包括：第三三极管和第三电阻；所述第二加热支路包括：第四三极管和第四电阻；其中，
所述第一三极管的基极和集电极分别与所述驱动单元相连，所述第一三极管的发射极与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第二三极管的基极和集电极分别与所述驱动单元相连，所述第二三极管的发射极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第三三极管的基极与所述驱动单元相连，所述第三三极管的集电极与第一三极管的集电极相连，所述第三三极管的发射极与所述第三电阻的一端相连，所述第三电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第四三极管的基极与所述驱动单元相连，所述第四三极管的集电极与第二三极管的集电极相连，所述第四三极管的发射极与所述第四电阻的一端相连，所述第四电阻的另一端与所述功率模块相连。
可选的，在所述门极驱动电路中，所述驱动单元包括：第一驱动子单元和第二驱动子单元，所述第一驱动子单元和所述第二驱动子单元分别与所述微控制单元相连。
可选的，在所述门极驱动电路中，所述开通支路包括：第一三极管和第一电阻；所述关断支路包括：第二三极管和第二电阻；所述第一加热支路包括：第三电阻；所述第二加热支路包括：第四电阻；其中，
所述第一三极管的集电极与所述第一驱动子单元相连，所述第一三极管的基极与所述第二驱动子单元相连，所述第一三极管的发射极与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第二三极管的集电极与所述第一驱动子单元相连，所述第二三极管的基极与所述第二驱动子单元相连，所述第二三极管的发射极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第三电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连，所述第三电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第四电阻的一端与所述第二三极管的集电极相连，所述第四电阻的另一端与所述功率模块相连。
可选的，在所述门极驱动电路中，所述开通支路包括：第一三极管和第一电阻；所述关断支路包括：第二三极管和第二电阻；所述第一加热支路包括：第三三极管和第三电阻；所述第二加热支路包括：第四三极管和第四电阻；其中，
所述第一三极管的集电极与所述第一驱动子单元相连，所述第一三极管的基极与所述第二驱动子单元相连，所述第一三极管的发射极与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第二三极管的集电极与所述第一驱动子单元相连，所述第二三极管的基极与所述第二驱动子单元相连，所述第二三极管的发射极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第三三极管的集电极与所述第一三极管的集电极相连，所述第三三极管的基极与所述第二驱动子单元相连，所述第三三极管的发射极与所述第三电阻的一端相连，所述第三电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第四三极管的集电极与所述第二三极管的集电极相连，所述第四三极管的基极与所述第二驱动子单元相连，所述第四三极管的发射极与所述第四电阻的一端相连，所述第四电阻的另一端与所述功率模块相连。
可选的，在所述门极驱动电路中，所述第二电阻的阻值大于所述第一电阻的阻值。
可选的，在所述门极驱动电路中，所述第三电阻的阻值大于所述第一电阻、所述第二电阻的阻值；所述第四电阻的阻值大于所述第一电阻、所述第二电阻的阻值；所述第四电阻的阻值大于所述第三电阻的阻值。
可选的，在所述门极驱动电路中，所述第一三极管、所述第二三极管、所述第三三极管和所述第四三极管均为NPN型三极管。
第二方面，本申请实施例还提供了一种车辆，包括：动力电池、逆变器和所述门极驱动电路，所述逆变器设于所述门极驱动电路的后级，其中，所述逆变器包括：功率模块，所述动力电池靠近所述功率模块设置以获取所述功率模块的热能。
第三方面，本申请实施例还提供了一种门极驱动电路的主动加热控制方法，包括：
判断车辆进入加热工况还是正常驱动工况；
若车辆进入加热工况，利用所述门极驱动电路的微控制单元向所述门极驱动电路的驱动单元发出第一控制信号；根据所述第一控制信号，利用所述门极驱动电路的驱动单元向所述门极驱动电路的第一加热支路和第二加热支路发出加热驱动信号；利用所述第一加热支路和所述第二加热支路控制车辆的逆变器中的功率模块的开通和关断，同时，驱动所述功率模块来加热车辆的动力电池；
若车辆进入正常驱动工况，利用所述门极驱动电路的微控制单元向所述门极驱动电路的驱动单元发出第二控制信号；根据所述第二控制信号，利用所述门极驱动电路的驱动单元向所述门极驱动电路的开通支路和关断支路发出正常驱动信号；利用所述开通支路和所述关断支路控制车辆的逆变器中的功率模块的开通和关断。
本申请技术方案，至少包括如下优点：
本申请通过在门极驱动电路中引入第一加热支路和第二加热支路，在加热工况中，所述驱动单元接收所述微控制单元输出的第一控制信号，向所述第一加热支路和所述第二加热支路发出加热驱动信号以控制所述功率模块的开通和关断，同时驱动所述功率模块来加热车辆的动力电池；在正常驱动工况中，所述驱动单元接收所述微控制单元输出的第二控制信号，向所述开通支路和所述关断支路发出正常驱动信号以控制所述功率模块的开通和关断。本申请通过在逆变器的功率模块的开关频率不变的情况下，在加热工况中，利用所述第一加热支路和所述第二加热支路来延长功率模块的开通时间和关断时间，增加逆变器的开关损耗，提高了电动汽车的动力电池在低温环境下电驱动主动加热的速率，优化了动力电池电驱动主动加热的效果，解决了目前电动汽车的动力电池在低温环境下电驱动主动加热的速率和效果较低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一的门极驱动电路的结构示意图；
图2是本发明实施例一的门极驱动电路的主动加热控制方法的控制程序流程图；
图3是本发明实施例二的门极驱动电路的结构示意图；
图4是本发明实施例二的门极驱动电路的主动加热控制方法的控制程序流程图；
图5是本发明实施例三的门极驱动电路的结构示意图；
图6是本发明实施例四的门极驱动电路的结构示意图；
其中，附图标记说明如下：
10-微控制单元，20-驱动单元，21-第一驱动子单元，22-第二驱动子单元，31-开通支路，32-关断支路，33-第一加热支路，34-第二加热支路。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
发明人研究发现，相同工况条件下，电机定子因受最大温升值限制使得自身的加热功率遇到了瓶颈，但是逆变器的加热功率尚有较大的提升潜力。发明人研究发现，逆变器的损耗主要由功率模块产生，其中损耗主要包含：开关损耗和导通损耗。在电压、电流等其它条件相同的情况下，逆变器的开关损耗取决于开通时间和关断时间的长短，开通时间和关断时间越长，损耗越大。而逆变器的加热功率的开通时间、关断时间的长短主要取决于前级门极驱动电路的设计。
基于此，本发明提供了多种门极驱动电路，详见以下的实施例。
实施例一
本申请实施例一提供了一种门极驱动电路，请参考图1，图1是本发明实施例一的门极驱动电路的结构示意图，所述门极驱动电路包括：微控制单元(MCU)10、驱动单元20、开通支路31、关断支路32、第一加热支路33和第二加热支路34，所述驱动单元20与所述微控制单元10相连，所述开通支路31和所述第一加热支路33并联，所述关断支路32和所述第二加热支路34并联。并联的所述开通支路31和所述第一加热支路33的一端、并联的所述关断支路32和所述第二加热支路34的一端分别与所述驱动单元20相连，并联的所述开通支路31和所述第一加热支路33的另一端、并联的所述关断支路32和所述第二加热支路34的另一端均与后级电路的逆变器中的功率模块相连。
在本实施例中，所述逆变器包括功率模块，所述功率模块可以包括多个功率开关管，多个功率开关管可以构成全桥式功率模块。栅源极间电容(MOS结电容)C的一端连接功率开关管的栅极G，另一端连接功率开关管的源极S。
进一步的，所述开通支路31包括：第一三极管Q1和第一电阻R1；所述关断支路32包括：第二三极管Q2和第二电阻R2；所述第一加热支路33包括：第三电阻R3；所述第二加热支路34包括：第四电阻R4。
其中，所述第一三极管Q1的基极和集电极分别与所述驱动单元20相连，所述第一三极管Q1的发射极与所述第一电阻R1的一端相连，所述第一电阻R1的另一端与后级逆变器中的所述功率开关管的栅极相连；
所述第二三极管Q2的基极和集电极分别与所述驱动单元20相连，所述第二三极管Q2的发射极与所述第二电阻R2的一端相连，所述第二电阻R2的另一端与所述功率开关管的栅极相连；
所述第三电阻R3的一端与所述第一三极管Q1的集电极并联后，与所述驱动单元20相连，所述第三电阻R3的另一端与所述功率开关管的栅极相连；
所述第四电阻R4的一端与所述第二三极管Q2的集电极并联后，与所述驱动单元20相连，所述第四电阻R4的另一端与所述功率开关管的栅极相连。
优选的，所述第二电阻R2的阻值大于所述第一电阻R1的阻值。
较佳的，所述第三电阻R3的阻值大于所述第一电阻R1、所述第二电阻R2的阻值；所述第四电阻R4的阻值大于所述第一电阻R1、所述第二电阻R2的阻值。
进一步的，所述第四电阻R4的阻值大于所述第三电阻R3的阻值。
在本实施例中，所述第一电阻R1的阻值可选择的范围为3Ω～18Ω，所述第二电阻R2的阻值可选择的范围为6Ω～21Ω。
进一步的，所述第一三极管Q1、所述第二三极管Q2、所述第三三极管Q3和所述第四三极管Q4均为NPN型三极管。
在本实施例中，所述门极驱动电路被配置为：
在加热工况中，所述微控制单元10向所述驱动单元20发出第一控制信号，所述第一控制信号可以是多路控制信号，所述驱动单元20接收所述微控制单元10输出的第一控制信号，并根据所述第一控制信号，关断所述开通支路31的所述第一三极管Q1以及关断所述关断支路32的所述第二三极管Q2，向所述第一加热支路33和所述第二加热支路33发出加热驱动信号以控制所述功率模块的开通和关断，此时，所述第一加热支路33和所述第二加热支路33延长所述功率模块的开通时间和关断时间，从而产生开关损耗，利用这部分开关损耗加热车辆的动力电池；
在正常驱动工况中，所述微控制单元10向所述驱动单元20发出第二控制信号，所述第二控制信号可以是多路控制信号，所述驱动单元20接收所述微控制单元10输出的第二控制信号，并根据所述第二控制信号，开通所述开通支路31的所述第一三极管Q1以及开通所述关断支路32的所述第二三极管Q2，向所述开通支路31和所述关断支路32以及所述第一加热支路33和所述第二加热支路33发出正常驱动信号以控制所述功率模块的开通和关断，此时，所述开通支路31的第一电阻R1和所述第一加热支路33的第三电阻R3并联作为阻值更小的开通电阻Ron，所述关断支路32的第二电阻R2和所述第二加热支路34的第四电阻R4并联作为阻值更小的关断电阻Roff。
在本实施例中，并联的所述第一电阻R1和所述第三电阻R3作为正常的开通电阻Ron；并联的所述第二电阻R2和所述第四电阻R4作为正常的关断电阻Roff；所述第三电阻R3作为延时开通电阻Ron；所述第四电阻R4作为延时关断电阻Roff。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种车辆，包括：动力电池、逆变器和所述门极驱动电路，所述逆变器设于所述门极驱动电路的后级，其中，所述逆变器包括：功率模块，所述动力电池靠近所述功率模块设置以获取所述功率模块的热能。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种门极驱动电路的主动加热控制方法，参考图2，图2是本发明实施例一的门极驱动电路的主动加热控制方法的控制程序流程图，所述门极驱动电路的主动加热控制方法包括：
首先，判断车辆进入加热工况还是正常驱动工况；
若车辆进入加热工况，则利用所述门极驱动电路的微控制单元10向所述门极驱动电路的驱动单元20发出第一控制信号；根据所述第一控制信号，关断所述开通支路31的所述第一三极管Q1以及关断所述关断支路32的所述第二三极管Q2，利用所述门极驱动电路的驱动单元20向所述门极驱动电路的第一加热支路33和第二加热支路34发出加热驱动信号；利用所述第一加热支路33和所述第二加热支路34控制车辆的逆变器中的功率模块的延时开通和延时关断，同时，驱动所述功率模块来加热车辆的动力电池；
若车辆进入正常驱动工况，利用所述门极驱动电路的微控制单元10向所述门极驱动电路的驱动单元20发出第二控制信号；根据所述第二控制信号，开通所述开通支路31的所述第一三极管Q1以及开通所述关断支路32的所述第二三极管Q2，利用所述门极驱动电路的驱动单元20向所述开通支路31和所述关断支路32以及所述第一加热支路33和所述第二加热支路33发出正常驱动信号以控制所述功率模块的开通和关断，此时，所述开通支路31的第一电阻R1和所述第一加热支路33的第三电阻R3并联作为阻值更小的开通电阻Ron，所述关断支路32的第二电阻R2和所述第二加热支路34的第四电阻R4并联作为阻值更小的关断电阻Roff。
发明人经过研究发现，开通电阻Ron比关断电阻Roff对逆变器的开关损耗的影响更大，保持关断电阻Roff的阻止不变的条件下，改变开通电阻Ron的阻值，逆变器的开关损耗可增加至143.24％，这足以证明，本发明提供的门极驱动电路可以为车辆的动力电池在低温环境下较短的时间内提供充足的热能。
实施例二
本申请实施例二提供了一种门极驱动电路，请参考图3，图3是本发明实施例二的门极驱动电路的结构示意图，所述门极驱动电路包括：微控制单元(MCU)10、驱动单元20、开通支路31、关断支路32、第一加热支路33和第二加热支路34，所述驱动单元20与所述微控制单元10相连，所述开通支路31和所述第一加热支路33并联，所述关断支路32和所述第二加热支路34并联。并联的所述开通支路31和所述第一加热支路33的一端、并联的所述关断支路32和所述第二加热支路34的一端分别与所述驱动单元20相连，并联的所述开通支路31和所述第一加热支路33的另一端、并联的所述关断支路32和所述第二加热支路34的另一端均与后级电路的逆变器中的功率模块相连。
其中，所述开通支路31包括：第一三极管Q1和第一电阻R1；所述关断支路32包括：第二三极管Q2和第二电阻R2；所述第一加热支路33包括：第三三极管Q3和第三电阻R3；所述第二加热支路34包括：第四三极管Q4和第四电阻R4。
具体的，所述第一三极管Q1的基极和集电极分别与所述驱动单元20相连，所述第一三极管Q1的发射极与所述第一电阻R1的一端相连，所述第一电阻R1的另一端与所述功率开关管的栅极相连；
所述第二三极管Q2的基极和集电极分别与所述驱动单元20相连，所述第二三极管Q2的发射极与所述第二电阻R2的一端相连，所述第二电阻R2的另一端与所述功率开关管的栅极相连；
所述第三三极管Q3的基极与所述驱动单元20相连，所述第三三极管Q3的集电极与第一三极管Q1的集电极相连，所述第三三极管Q3的发射极与所述第三电阻R3的一端相连，所述第三电阻R3的另一端与所述功率开关管的栅极相连；
所述第四三极管Q4的基极与所述驱动单元20相连，所述第四三极管Q4的集电极与第二三极管Q2的集电极相连，所述第四三极管Q4的发射极与所述第四电阻R4的一端相连，所述第四电阻R4的另一端与所述功率开关管的栅极相连。
优选的，所述第二电阻R2的阻值大于所述第一电阻R1的阻值。
较佳的，所述第三电阻R3的阻值大于所述第一电阻R1、所述第二电阻R2的阻值；所述第四电阻R4的阻值大于所述第一电阻R1、所述第二电阻R2的阻值。
进一步的，所述第四电阻R4的阻值大于所述第三电阻R3的阻值。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种车辆，包括：动力电池、逆变器和所述门极驱动电路，所述逆变器设于所述门极驱动电路的后级，其中，所述逆变器包括：功率模块，所述动力电池靠近所述功率模块设置以获取所述功率模块的热能。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种门极驱动电路的主动加热控制方法，参考图4，图4是本发明实施例二的门极驱动电路的主动加热控制方法的控制程序流程图，所述门极驱动电路的主动加热控制方法包括：
首先，判断车辆进入加热工况还是正常驱动工况；
若车辆进入加热工况，则利用所述门极驱动电路的微控制单元10向所述门极驱动电路的驱动单元20发出第一控制信号；根据所述第一控制信号，关断所述开通支路31的所述第一三极管Q1、关断所述关断支路32的所述第二三极管Q2，以及开通所述第一加热支路33的所述第三三极管Q3、开通所述第四加热支路34的所述第四三极管Q4，此时，所述开通支路31和所述关断支路32均处于断开状态，利用所述门极驱动电路的驱动单元20向所述门极驱动电路的第一加热支路33和第二加热支路34发出加热驱动信号；利用所述第一加热支路33和所述第二加热支路34控制车辆的逆变器中的功率模块的开通和关断，同时，驱动所述功率模块来加热车辆的动力电池；
若车辆进入正常驱动工况，利用所述门极驱动电路的微控制单元10向所述门极驱动电路的驱动单元20发出第二控制信号；根据所述第二控制信号，开通所述开通支路31的所述第一三极管Q1、开通所述关断支路32的所述第二三极管Q2，以及关断所述第一加热支路33的所述第三三极管Q3、关断所述第四加热支路34的所述第四三极管Q4，此时，所述第一加热支路33和所述第二加热支路34均处于断开状态，利用所述门极驱动电路的驱动单元20向所述开通支路31和所述关断支路32发出正常驱动信号以控制所述功率模块的开通和关断。
在本实施例中，所述第一电阻R1作为正常的开通电阻Ron；所述第三电阻R3可以作为延时开通电阻Ron；所述第二电阻R2作为正常的关断电阻Roff；所述第四电阻R4可以作为延时关断电阻Roff。
实施例三
本申请实施例三提供了一种门极驱动电路，请参考图5，图5是本发明实施例三的门极驱动电路的结构示意图，所述门极驱动电路包括：微控制单元(MCU)10、驱动单元20、开通支路31、关断支路32、第一加热支路33和第二加热支路34，所述驱动单元20与所述微控制单元10相连，所述开通支路31和所述第一加热支路33并联，所述关断支路32和所述第二加热支路34并联。并联的所述开通支路31和所述第一加热支路33的一端、并联的所述关断支路32和所述第二加热支路34的一端分别与所述驱动单元20相连，并联的所述开通支路31和所述第一加热支路33的另一端、并联的所述关断支路32和所述第二加热支路34的另一端均与后级电路的逆变器中的功率模块相连。
其中，所述驱动单元20包括：第一驱动子单元21和第二驱动子单元22，所述第一驱动子单元21和所述第二驱动子单元22分别与所述微控制单元10相连。所述第一驱动子单元21用于控制所述开通支路31的所述第一三极管Q1的开通和关断，所述第二驱动子单元22用于控制所述关断支路32的所述第二三极管Q2的开通和关断。
进一步的，所述开通支路31包括：第一三极管Q1和第一电阻R1；所述关断支路32包括：第二三极管Q2和第二电阻R2；所述第一加热支路33包括：第三电阻R3；所述第二加热支路34包括：第四电阻R4；其中，
所述第一三极管Q1的集电极与所述第一驱动子单元21相连，所述第一三极管的基极与所述第二驱动子单元22相连，所述第一三极管Q1的发射极与所述第一电阻R1的一端相连，所述第一电阻R1的另一端与所述功率开关管的栅极相连；
所述第二三极管Q2的集电极与所述第一驱动子单元21相连，所述第二三极管Q2的基极与所述第二驱动子单元22相连，所述第二三极管Q2的发射极与所述第二电阻R2的一端相连，所述第二电阻R2的另一端与所述功率开关管的栅极相连；
所述第三电阻R3的一端与所述第一三极管Q1的集电极相连，所述第三电阻R3的另一端与所述功率开关管的栅极相连；
所述第四电阻R4的一端与所述第二三极管Q2的集电极相连，所述第四电阻R4的另一端与所述功率开关管的栅极相连。
优选的，所述第二电阻R2的阻值大于所述第一电阻R1的阻值。
较佳的，所述第三电阻R3的阻值大于所述第一电阻R1、所述第二电阻R2的阻值；所述第四电阻R4的阻值大于所述第一电阻R1、所述第二电阻R2的阻值。
进一步的，所述第四电阻R4的阻值大于所述第三电阻R3的阻值。
在本实施例中，并联的所述第一电阻R1和所述第三电阻R3作为正常的开通电阻Ron；并联的所述第二电阻R2和所述第四电阻R4作为正常的关断电阻Roff；所述第三电阻R3作为延时开通电阻Ron；所述第四电阻R4作为延时关断电阻Roff。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种车辆，包括：动力电池、逆变器和所述门极驱动电路，所述逆变器设于所述门极驱动电路的后级，其中，所述逆变器包括：功率模块，所述动力电池靠近所述功率模块设置以获取所述功率模块的热能。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种门极驱动电路的主动加热控制方法，可以参考图2，所述门极驱动电路的主动加热控制方法包括：
首先，判断车辆进入加热工况还是正常驱动工况；
若车辆进入加热工况，则利用所述门极驱动电路的微控制单元10向所述门极驱动电路的第一驱动子单元21和第二驱动子单元22分别发出第一控制信号；根据所述第一控制信号，利用所述第二驱动子单元22控制关断所述开通支路31的所述第一三极管Q1以及关断所述关断支路32的所述第二三极管Q2，利用所述第一驱动子单元21向所述门极驱动电路的第一加热支路33和第二加热支路34发出加热驱动信号；利用所述第一加热支路33和所述第二加热支路34控制车辆的逆变器中的功率模块的延时开通和延时关断，同时，驱动所述功率模块来加热车辆的动力电池；
若车辆进入正常驱动工况，利用所述门极驱动电路的微控制单元10向所述门极驱动电路的第一驱动子单元21和第二驱动子单元22分别发出第二控制信号；根据第二控制信号，利用所述第二驱动子单元22控制开通所述开通支路31的所述第一三极管Q1以及开通所述关断支路32的所述第二三极管Q2，利用所述门极驱动电路的第一驱动子单元21向所述开通支路31和所述关断支路32以及所述第一加热支路33和所述第二加热支路33发出正常驱动信号以控制所述功率模块的开通和关断，此时，所述开通支路31的第一电阻R1和所述第一加热支路33的第三电阻R3并联作为阻值更小的开通电阻Ron，所述关断支路32的第二电阻R2和所述第二加热支路34的第四电阻R4并联作为阻值更小的关断电阻Roff。
实施例四
本申请实施例四提供了一种门极驱动电路，请参考图6，图6是本发明实施例四的门极驱动电路的结构示意图，所述门极驱动电路包括：微控制单元(MCU)10、第一驱动子单元21、第二驱动子单元22、开通支路31、关断支路32、第一加热支路33和第二加热支路34，第一驱动子单元21和第二驱动子单元22均与所述微控制单元10相连，所述开通支路31和所述第一加热支路33并联，所述关断支路32和所述第二加热支路34并联。并联的所述开通支路31和所述第一加热支路33的一端、并联的所述关断支路32和所述第二加热支路34的一端分别与所述第一驱动子单元21相连，并联的所述开通支路31和所述第一加热支路33的另一端、并联的所述关断支路32和所述第二加热支路34的另一端均与后级电路的逆变器中的功率模块相连。
其中，所述开通支路31包括：第一三极管Q1和第一电阻R1；所述关断支路32包括：第二三极管Q2和第二电阻R2；所述第一加热支路33包括：第三三极管Q3和第三电阻R3；所述第二加热支路34包括：第四三极管Q4和第四电阻R4。
具体的，所述第一三极管Q1的集电极与所述第一驱动子单元21相连，所述第一三极管Q1的基极与所述第二驱动子单元22相连，所述第一三极管Q1的发射极与所述第一电阻R1的一端相连，所述第一电阻R1的另一端与所述功率开关管的栅极相连；
所述第二三极管Q2的集电极与所述第一驱动子单元21相连，所述第二三极管Q2的基极与所述第二驱动子单元22相连，所述第二三极管Q2的发射极与所述第二电阻R2的一端相连，所述第二电阻R2的另一端与所述功率开关管的栅极相连；
所述第三三极管Q3的集电极与所述第一三极管Q1的集电极相连，所述第三三极管Q3的基极与所述第二驱动子单元22相连，所述第三三极管Q3的发射极与所述第三电阻R3的一端相连，所述第三电阻R3的另一端与所述功率开关管的栅极相连；
所述第四三极管Q4的集电极与所述第二三极管Q2的集电极相连，所述第四三极管Q4的基极与所述第二驱动子单元22相连，所述第四三极管Q4的发射极与所述第四电阻R4的一端相连，所述第四电阻R4的另一端与所述功率开关管的栅极相连。
优选的，所述第二电阻R2的阻值大于所述第一电阻R1的阻值。
较佳的，所述第三电阻R3的阻值大于所述第一电阻R1、所述第二电阻R2的阻值；所述第四电阻R4的阻值大于所述第一电阻R1、所述第二电阻R2的阻值。
进一步的，所述第四电阻R4的阻值大于所述第三电阻R3的阻值。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种车辆，包括：动力电池、逆变器和所述门极驱动电路，所述逆变器设于所述门极驱动电路的后级，其中，所述逆变器包括：功率模块，所述动力电池靠近所述功率模块设置以获取所述功率模块的热能。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种门极驱动电路的主动加热控制方法，可以参考图4，所述门极驱动电路的主动加热控制方法包括：
首先，判断车辆进入加热工况还是正常驱动工况；
若车辆进入加热工况，则利用所述门极驱动电路的微控制单元10向所述门极驱动电路的第一驱动子单元21和第二驱动子单元22分别发出第一控制信号；根据所述第一控制信号，利用所述第二驱动子单元22关断所述开通支路31的所述第一三极管Q1、关断所述关断支路32的所述第二三极管Q2，以及开通所述第一加热支路33的所述第三三极管Q3、开通所述第四加热支路34的所述第四三极管Q4，此时，所述开通支路31和所述关断支路32均处于断开状态，利用所述门极驱动电路的第一驱动子单元21向所述门极驱动电路的第一加热支路33和第二加热支路34发出加热驱动信号；利用所述第一加热支路33和所述第二加热支路34控制车辆的逆变器中的功率模块的开通和关断，同时，驱动所述功率模块来加热车辆的动力电池；
若车辆进入正常驱动工况，利用所述门极驱动电路的微控制单元10向所述门极驱动电路的第一驱动子单元21和第二驱动子单元22分别发出第二控制信号；根据所述第二控制信号，利用所述第二驱动子单元22开通所述开通支路31的所述第一三极管Q1、开通所述关断支路32的所述第二三极管Q2，以及关断所述第一加热支路33的所述第三三极管Q3、关断所述第四加热支路34的所述第四三极管Q4，此时，所述第一加热支路33和所述第二加热支路34均处于断开状态，利用所述门极驱动电路的第一驱动子单元21向所述开通支路31和所述关断支路32发出正常驱动信号以控制所述功率模块的开通和关断。
在本实施例中，所述第一电阻R1作为正常的开通电阻Ron；所述第三电阻R3可以作为延时开通电阻Ron；所述第二电阻R2作为正常的关断电阻Roff；所述第四电阻R4可以作为延时关断电阻Roff。
在本申请中，通过在门极驱动电路中引入第一加热支路33和第二加热支路34，在加热工况中，所述驱动单元20接收所述微控制单元10输出的第一控制信号，向所述第一加热支路33和所述第二加热支路34发出加热驱动信号以控制所述功率模块的延时开通和延时关断，同时驱动所述功率模块来加热车辆的动力电池。本申请利用所述第一加热支路33和所述第二加热支路34来延长后级逆变器中的功率模块的开通时间和关断时间，增加逆变器的开关损耗，提高了电动汽车的动力电池在低温环境下电驱动主动加热的速率，优化了动力电池电驱动主动加热的效果，解决了目前电动汽车的动力电池在低温环境下电驱动主动加热的速率和效果较低的问题。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种门极驱动电路，其特征在于，包括：微控制单元、驱动单元、开通支路、关断支路、第一加热支路和第二加热支路，所述驱动单元与所述微控制单元相连，所述开通支路和所述第一加热支路并联，所述关断支路和所述第二加热支路并联，并联的所述开通支路和所述第一加热支路的一端、并联的所述关断支路和所述第二加热支路的一端分别与所述驱动单元相连，并联的所述开通支路和所述第一加热支路的另一端、并联的所述关断支路和所述第二加热支路的另一端均与后级电路的逆变器中的功率模块相连；
其中，所述门极驱动电路被配置为：
在加热工况中，所述驱动单元接收所述微控制单元输出的第一控制信号，并根据所述第一控制信号，向所述第一加热支路和所述第二加热支路发出加热驱动信号以控制所述功率模块的开通和关断，同时驱动所述功率模块来加热车辆的动力电池；
在正常驱动工况中，所述驱动单元接收所述微控制单元输出的第二控制信号，并根据所述第二控制信号，向所述开通支路和所述关断支路发出正常驱动信号以控制所述功率模块的开通和关断。
2.根据权利要求1所述的门极驱动电路，其特征在于，所述开通支路包括：第一三极管和第一电阻；所述关断支路包括：第二三极管和第二电阻；所述第一加热支路包括：第三电阻；所述第二加热支路包括：第四电阻；其中，
所述第一三极管的基极和集电极分别与所述驱动单元相连，所述第一三极管的发射极与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第二三极管的基极和集电极分别与所述驱动单元相连，所述第二三极管的发射极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第三电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连，所述第三电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第四电阻的一端与所述第二三极管的集电极相连，所述第四电阻的另一端与所述功率模块相连。
3.根据权利要求1所述的门极驱动电路，其特征在于，所述开通支路包括：第一三极管和第一电阻；所述关断支路包括：第二三极管和第二电阻；所述第一加热支路包括：第三三极管和第三电阻；所述第二加热支路包括：第四三极管和第四电阻；其中，
所述第一三极管的基极和集电极分别与所述驱动单元相连，所述第一三极管的发射极与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第二三极管的基极和集电极分别与所述驱动单元相连，所述第二三极管的发射极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第三三极管的基极与所述驱动单元相连，所述第三三极管的集电极与第一三极管的集电极相连，所述第三三极管的发射极与所述第三电阻的一端相连，所述第三电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第四三极管的基极与所述驱动单元相连，所述第四三极管的集电极与第二三极管的集电极相连，所述第四三极管的发射极与所述第四电阻的一端相连，所述第四电阻的另一端与所述功率模块相连。
4.根据权利要求1所述的门极驱动电路，其特征在于，所述驱动单元包括：第一驱动子单元和第二驱动子单元，所述第一驱动子单元和所述第二驱动子单元分别与所述微控制单元相连。
5.根据权利要求4所述的门极驱动电路，其特征在于，所述开通支路包括：第一三极管和第一电阻；所述关断支路包括：第二三极管和第二电阻；所述第一加热支路包括：第三电阻；所述第二加热支路包括：第四电阻；其中，
所述第一三极管的集电极与所述第一驱动子单元相连，所述第一三极管的基极与所述第二驱动子单元相连，所述第一三极管的发射极与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第二三极管的集电极与所述第一驱动子单元相连，所述第二三极管的基极与所述第二驱动子单元相连，所述第二三极管的发射极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第三电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连，所述第三电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第四电阻的一端与所述第二三极管的集电极相连，所述第四电阻的另一端与所述功率模块相连。
6.根据权利要求4所述的门极驱动电路，其特征在于，所述开通支路包括：第一三极管和第一电阻；所述关断支路包括：第二三极管和第二电阻；所述第一加热支路包括：第三三极管和第三电阻；所述第二加热支路包括：第四三极管和第四电阻；其中，
所述第一三极管的集电极与所述第一驱动子单元相连，所述第一三极管的基极与所述第二驱动子单元相连，所述第一三极管的发射极与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第二三极管的集电极与所述第一驱动子单元相连，所述第二三极管的基极与所述第二驱动子单元相连，所述第二三极管的发射极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第三三极管的集电极与所述第一三极管的集电极相连，所述第三三极管的基极与所述第二驱动子单元相连，所述第三三极管的发射极与所述第三电阻的一端相连，所述第三电阻的另一端与所述功率模块相连；
所述第四三极管的集电极与所述第二三极管的集电极相连，所述第四三极管的基极与所述第二驱动子单元相连，所述第四三极管的发射极与所述第四电阻的一端相连，所述第四电阻的另一端与所述功率模块相连。
7.根据权利要求2-3、5-6中任一项所述的门极驱动电路，其特征在于，所述第二电阻的阻值大于所述第一电阻的阻值。
8.根据权利要求2-3、5-6中任一项所述的门极驱动电路，其特征在于，所述第三电阻的阻值大于所述第一电阻、所述第二电阻的阻值；所述第四电阻的阻值大于所述第一电阻、所述第二电阻的阻值；所述第四电阻的阻值大于所述第三电阻的阻值。
9.根据权利要求3或6所述的门极驱动电路，其特征在于，所述第一三极管、所述第二三极管、所述第三三极管和所述第四三极管均为NPN型三极管。
10.一种车辆，其特征在于，包括：动力电池、逆变器和如权利要求1至9中任一项所述的门极驱动电路，所述逆变器设于所述门极驱动电路的后级，其中，所述逆变器包括：功率模块，所述动力电池靠近所述功率模块设置以获取所述功率模块的热能。
11.一种门极驱动电路的主动加热控制方法，其特征在于，包括：
判断车辆进入加热工况还是正常驱动工况；
若车辆进入加热工况，利用如权利要求1至9中任一项所述的门极驱动电路的微控制单元向所述门极驱动电路的驱动单元发出第一控制信号；根据所述第一控制信号，利用所述门极驱动电路的驱动单元向所述门极驱动电路的第一加热支路和第二加热支路发出加热驱动信号；利用所述第一加热支路和所述第二加热支路控制车辆的逆变器中的功率模块的开通和关断，同时，驱动所述功率模块来加热车辆的动力电池；
若车辆进入正常驱动工况，利用所述门极驱动电路的微控制单元向所述门极驱动电路的驱动单元发出第二控制信号；根据所述第二控制信号，利用所述门极驱动电路的驱动单元向所述门极驱动电路的开通支路和关断支路发出正常驱动信号；利用所述开通支路和所述关断支路控制车辆的逆变器中的功率模块的开通和关断。
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