CN202669513U

CN202669513U - 电动汽车用电机控制器碰撞安全装置

Info

Publication number: CN202669513U
Application number: CN 201220254818
Authority: CN
Inventors: 陈启苗; 金启前; 由毅; 吴成明; 赵福全
Original assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd Hangzhou Branch
Current assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd Hangzhou Branch
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2022-05-29

Abstract

本实用新型提供了一种电动汽车用电机控制器碰撞安全装置，属于汽车技术领域。它解决了现有技术中高压接触器顺利断开确保电容进行放电，避免二次伤害的问题。本电动汽车用电机控制器碰撞安全装置包括MCU、用于关断高压接触器的BMS和用于接收车辆碰撞传感器采集到车辆碰撞信号的ACU，该装置还包括用于控制电机运转的MCU,所述的BMS和ACU连接HCU，HCU与MCU输入口连接，MCU的输出口通过硬线连接高压接触器，MCU输出口还连接有用于启动电机的IGBT模块，高压接触器通过直流母线电容连接IGBT模块，IGBT模块的导通和关断接入电机的定子绕组在直流母线电容的两端参与放电。该装置通过多种方式保证高压接触器的顺利断开，确保电容进行放电，防止二次伤害的隐患。

Description

电动汽车用电机控制器碰撞安全装置

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种电动汽车用电机控制器碰撞安全装置。

背景技术

随着汽车技术的不断发展，新能源车发展路径问题，社会上一直有些争论。作为新能源汽车，人们也给电动汽车安全要求提出了质疑，新能源汽车与传统燃油汽车不同处之一是直接应用到纯高压电为汽车提供能量，要使电动汽车达到量产的目标，投放市场，必须要保证高压安全。

而电动汽车中含有高压电的部分有动力电池、电机控制器和电机等部件。其中电机控制器中用于稳定直流母线电压的电容具有很大的脉动电流承受能力，当车辆在高压下电时，与动力电池组连接的高压接触器。BMS会直接切断高压接触器，BMS为动力电池管理系统的简称。而车内的控制信号最终汇总给HCU，HCU是整车控制器的简称，方便车辆信息的互通和应用。此时电容需要有个大电量的放电过程，出于安全考虑，需要将电容中的电量放到安全电压以下，特别是车子在遇到碰撞紧急情况时，需要一种能保证高压接触器顺利断开的安全装置，确保电容进行放电，防止驾驶人员出现交通事故时的二次伤害。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种电动汽车用电机控制器碰撞安全装置，该装置在车辆发生紧急工况时，通过多种方式保证高压接触器的顺利断开，确保电容进行放电，防止驾驶人员在交通事故时出现二次伤害的隐患。

本实用新型通过下列技术方案来实现：电动汽车用电机控制器碰撞安全装置，包括MCU、用于关断高压接触器的BMS和用于接收车辆碰撞传感器采集到车辆碰撞信号的ACU，其特征在于，该装置还包括用于控制电机运转的MCU,所述的BMS和ACU连接HCU，所述的HCU与MCU输入口连接，所述的MCU的输出口通过硬线连接高压接触器，所述的MCU输出口还连接有用于启动电机的IGBT模块，所述的高压接触器通过直流母线电容连接I GBT模块，所述的IGBT模块的导通和关断接入电机的定子绕组在直流母线电容的两端参与放电。

在车辆发生碰撞工况时，ACU接收到安全气囊采集的车辆碰撞信号，ACU为安全气囊控制器的简称，ACU把车辆碰撞信号发送给HCU，同时BMS与HCU进行通讯当接收到车辆碰撞信号时，BMS控制高压接触器断开，实现直流母线电容的放电，MCU在接收到HCU发送的车辆碰撞信号时，对高压接触器进行监控，在BMS的通讯失败或控制接触器失效，MCU通过硬线直接对连接的高压接触器进行控制断开，保证车辆在碰撞时高压接触器能顺利的断开。在高压接触器断开后，直流母线电容进行放电，MCU进入主动放电模式输出脉宽调制信号控制IGBT模块的导通和关断把电机定子绕组接入直流母线的两端进行放电。

在上述的电机控制器紧急电容放电电路中，所述的ACU还与MCU的通讯接口连接。ACU接收的车辆碰撞信息直接与MCU进行通讯，防止汽车在碰撞过程中ACU与MCU的通讯失效，而造成车上人员二次伤害。

在上述的电机控制器紧急电容放电电路中，所述的高压接触器包括总正继电器、预充继电器和总负继电器，上述的MCU的模拟信号输出口通过三根导线分别连接总正继电器、预充继电器和总负继电器。MCU对高压接触器使用硬线进行控制比通过HCU和BMS的通讯控制更具有实时性，同时增加了系统的可靠性。

在上述的电机控制器紧急电容放电电路中，所述的直流母线电容的两端还分别并联连接有放电电阻。冗余设计，在MCU进入主动放电模式失效时，即电容紧急放电功能失效时，并联在电容永久性接入的放电电阻仍能进行放电，减少放电失效率。

在上述的电机控制器紧急电容放电电路中，所述的ACU、BMS和MCU分别通过控制器车内局域网的CAN总线与HCU通讯连接。

现有技术相比，本实用新型电机控制器紧急电容放电电路具有以下优点：

1、本实用新型在车辆发生碰撞紧急工况时，通过多种方式保证高压接触器的顺利断开，即使有一条通讯电路出现状况，也能确保电容进行放电，防止驾驶人员在交通事故时出现二次伤害的隐患。

2、本实用新型在车辆发生碰撞时，HCU与MCU的总线出现状况时，MCU仍能通过硬线直接对高压接触器内的三个继电器进行断开，保证电容进行放电。

3、本实用新型通过在车辆出现紧急交通工况如碰撞时，如果MCU的控制模式无法进入主动放电模式则直流母线电容永久性接入的电容也能保证直流母线电容进行放电。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，K1、正继电器；K2、预充继电器；K3、总负继电器；R1、放电电阻；C1、电容；M、电机。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本电动汽车用电机控制器碰撞安全装置包括MCU、用于关断高压接触器的BMS和用于接收车辆碰撞传感器采集到车辆碰撞信号的ACU，该装置还包括用于控制电机M运转的MCU,BMS和ACU连接HCU，HCU与MCU输入口连接。ACU还与MCU的通讯接口连接。MCU的输出口通过硬线连接高压接触器。高压接触器包括总正继电器K1、预充继电器K2和总负继电器K3，上述的MCU的模拟信号输出口通过三根导线分别连接总正继电器、预充继电器和总负继电器。

MCU输出口还连接有用于启动电机M的IGBT模块，高压接触器通过直流母线电容C1连接IGBT模块，IGBT模块的导通和关断接入电机M的定子绕组在直流母线电容C1的两端参与放电。直流母线电容C1的两端还分别并联连接有放电电阻R2。

以下是本电动汽车用电机控制器碰撞安全装置的工作原理：

在车辆发生碰撞工况时，ACU接收到安全气囊采集的车辆碰撞信号，ACU把车辆碰撞信号发送给HCU，同时BMS与HCU进行通讯当接收到车辆碰撞信号时，BMS控制高压接触器断开，实现直流母线电容C 1的放电，MCU在接收到HCU发送的车辆碰撞信号时，对高压接触器进行监控，在BMS的通讯失败或控制接触器失效时，MCU通过硬线直接对连接的高压接触器进行控制断开，保证车辆在碰撞时高压接触器能顺利的断开。

同时ACU在接到车辆碰撞信号时直接发送碰撞信号给MCU，即时上述ACU与HCU的通讯失败，MCU也能接收到车俩的碰撞信号并通过硬线连接控制高压接触器的三个继电器断开保证车辆在碰撞时高压接触器能顺利的断开。

在高压接触器断开后，直流母线电容C1进行放电，MCU监测高压接触器断开进入主动放电模式，控制IGBT模块的导通和关断把电机M定子绕组接入直流母线的两端进行放电。当MCU进入主动放电模式失败时，永久性接入直流母线电容C1两端的放电电阻R2也可以给电容C1进行放电。同时MCU内存储有故障模块，MCU在给IGBT模块打开后启动故障模块，电机M进入故障模式。MCU通过诊断仪检测到故障模块的入口，才能时这个模式进行解除。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了正继电器K1、预充继电器K2、总负继电器K3、放电电阻R1、电容C1、电机M等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims

1.一种电动汽车用电机控制器碰撞安全装置，包括MCU、用于关断高压接触器的BMS和用于接收车辆碰撞传感器采集到车辆碰撞信号的ACU，其特征在于，该装置还包括用于控制电机运转的MCU,所述的BMS和ACU连接HCU，所述的HCU与MCU输入口连接，所述的MCU的输出口通过硬线连接高压接触器，所述的MCU输出口还连接有用于启动电机的IGBT模块，所述的高压接触器通过直流母线电容（C1）连接IGBT模块，所述的IGBT模块的导通和关断接入电机的定子绕组在直流母线电容（C1）的两端参与放电。

2.根据权利要求1所述的电动汽车用电机控制器碰撞安全装置，其特征在于，所述的ACU还与MCU的通讯接口连接。

3.根据权利要求1或2所述的电动汽车用电机控制器碰撞安全装置，其特征在于，所述的高压接触器包括总正继电器（K1）、预充继电器（K2）和总负继电器（K3），上述的MCU的模拟信号输出口通过三根导线分别连接总正继电器（K1）、预充继电器（K2）和总负继电器（K3）。

4.根据权利要求3所述的电动汽车用电机控制器碰撞安全装置，其特征在于，所述的直流母线电容（C1）的两端还分别并联连接有放电电阻（R1）。

5.根据权利要求4所述的电动汽车用电机控制器碰撞安全装置，其特征在于，所述的ACU、BMS和MCU分别通过控制器车内局域网的CAN总线与HCU通讯连接。