CN212341733U - 一种电驱动系统安全状态的检测装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了电驱动系统安全状态的检测装置及车辆，所述检测装置包括第一电阻与第二电阻，所述第一电阻并联于开关元件的各个上桥臂两端之间，所述第二电阻并联于开关元件的各个下桥臂两端之间；所述检测装置还包括上桥电压检测器及下桥电压检测器；所述上桥电压检测器并联于各个所述第一电阻两端，所述下桥电压检测器并联于各个所述第二电阻两端。本实用新型通过在上桥臂及下桥臂后级增加电阻分压电路，由电阻两端电压值不同来判定安全状态，可直接检测出驱动电路是否真正按控制器的实际指令做了主动短路或者安全脉冲关断操作，简单易于实现，并且不会产生非预期的转矩，在检测过程中不会有电流进入电机，因而不会导致车辆抖动、安全可靠。

Description

一种电驱动系统安全状态的检测装置及车辆

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电驱动系统安全状态的检测装置及车辆。

背景技术

当前，随着全球环保问题的日益严重，电动汽车等新能源汽车得以快速发展。

其中，电动汽车中的电机控制器，不仅要控制电机在电动汽车正常驾驶时进行扭矩输出，还要保证在故障发生时控制电机进入安全状态，即进行主动短路(ASC-ActiveShort Circuit)或者安全脉冲关断(SPO-Safety Pulse Off)，从而保障汽车行驶安全。

现有技术中，采用上下桥臂错相开通一个的方式来检测绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)单个桥臂的工作状态，即如当次U相上桥开通和V相下桥给小占空比，则下次U相上桥开通和W相下桥给小占空比，这样通过每次操作两个桥臂的方式检测三相电流的值确定单个桥臂是否可以正常工作。但是上述方式会产生电流，会产生非预期的转矩，导致车辆抖动；同时，上述小占空比不好把控，需要多次尝试进行标定；而且上述方式每次只操作两个桥臂，需要进行多次检测，比较繁琐；另外，上述方式虽然可以检测出各个桥臂是否可以正常开通及关断，但不能保证在三相同时主动短路一定没问题。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电驱动系统安全状态的检测装置及车辆，以解决现有技术在控制驱动电路进入主动短路状态时，无法有效检测电驱动系统是否可以正常进入安全状态的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电驱动系统安全状态的检测装置，其中，包括控制器、驱动电路及开关元件，所述控制器与所述驱动电路电气连接，所述开关元件与所述驱动电路电气连接，

所述开关元件包括3个上桥臂及3个下桥臂，各个所述上桥臂分别与1个所述下桥臂连接，所述上桥臂电连接于电驱动系统电源的第一电极，所述下桥臂电连接于所述电源的第二电极，所述电驱动系统的电机三相输入端分别电连接于所述上桥臂及对应的所述下桥臂之间；

所述检测装置还包括第一电阻与第二电阻，每个所述上桥臂两端之间均并联有1个所述第一电阻，每个所述下桥臂两端之间均并联有1个所述第二电阻；

所述检测装置还包括上桥电压检测器及下桥电压检测器；每个所述第一电阻两端均并联有1个所述上桥电压检测器，每个所述第二电阻两端均并联有1个所述下桥电压检测器。

进一步地，所述的检测装置中，所述第一电阻的阻值与所述第二电阻的阻值相同。

进一步地，所述的检测装置中，所述检测装置还包括第一分压电阻及第二分压电阻，每个所述第一电阻与对应的1个所述第一分压电阻串联后并联于所述上桥臂两端之间，每个所述第二电阻与对应的1个所述第二分压电阻串联后并联于所述下桥臂两端之间，所述第一分压电阻的阻值与所述第二分压电阻的阻值相同。

进一步地，所述的检测装置中，所述开关元件为绝缘栅双极型晶体管，所述绝缘栅双极型晶体管的每个上桥臂上均并联设置有1个所述第一电阻，且每个所述第一电阻均与1个所述第一分压电阻串联；所述绝缘栅双极型晶体管的每个下桥臂上均并联设置有1个所述第二电阻，且每个所述第二电阻均与1个所述第二分压电阻串联。

进一步地，所述的检测装置中，所述控制器与各个所述上桥电压检测器及各个所述下桥电压检测器均电连接。

本实用新型实施例的另一目的还在于提出一种电驱动系统安全状态的检测方法，其中，应用于控制器，所述控制器与驱动电路电气连接，所述驱动电路与开关元件电气连接，所述开关元件包括3个上桥臂及3个下桥臂，各个所述上桥臂分别与1个所述下桥臂连接，所述上桥臂电连接于电驱动系统电源的第一电极，所述下桥臂电连接于所述电源的第二电极，所述电驱动系统的电机三相输入端分别电连接于所述上桥臂及对应的所述下桥臂之间，每个所述上桥臂两端之间均并联有1个所述第一电阻，每个所述下桥臂两端之间均并联有1个所述第二电阻；每个所述第一电阻两端均并联有1个上桥电压检测器，每个所述第二电阻两端均并联有1个下桥电压检测器；

所述方法包括：

在电驱动系统启动时，控制所述驱动电路输出脉冲宽度调制波，以控制各个所述上桥臂和/或各个所述下桥臂关断；

在控制各个所述上桥臂关断，且控制各个所述下桥臂开通时，通过所述上桥电压检测器获取各个所述第一电阻上的第一分压，以及通过所述下桥电压检测器获取各个所述第二电阻上的第二分压；

在控制各个所述下桥臂关断，且控制各个所述上桥臂开通时，通过所述上桥电压检测器获取各个所述第一电阻上的第三分压，以及通过所述下桥电压检测器获取各个所述第二电阻上的第四分压；

在控制各个所述上桥臂及各个所述下桥臂均关断时，通过所述上桥电压检测器获取各个所述第一电阻上的第五分压，以及通过所述下桥电压检测器获取各个所述第二电阻上的第六分压；

根据各个所述第一分压、各个所述第二分压、各个所述第三分压、各个所述第四分压、各个所述第五分压及各个所述第六分压，确定所述电驱动系统的安全状态。

进一步地，所述的检测方法中，各个所述第一电阻的阻值与各个所述第二电阻的阻值相同，所述根据各个所述第一分压、各个所述第二分压、各个所述第三分压、各个所述第四分压、各个所述第五分压及各个所述第六分压，确定所述电驱动系统的安全状态，包括：

若各个所述第一分压及各个所述第三分压均小于第一阈值，且各个所述第二分压及各个所述第四分压均大于第二阈值，且各个所述第五分压与各个所述第六分压的均值大于第三阈值且小于第四阈值，则确定所述电驱动系统处于安全状态。

进一步地，所述的检测方法中，各个所述第一电阻与对应的第一分压电阻串联后并联于对应的所述上桥臂两端之间，各个所述第二电阻与对应的第二分压电阻串联后并联于对应的所述下桥臂两端之间，所述第一分压电阻的阻值与所述第二分压电阻的阻值相同；

所述第一阈值为V1，所述第二阈值为V2，所述第三阈值为V3，所述第四阈值为V4；其中，V0＝Vdc×R2/(R1+R2)；V1＝k1×V0；V2＝C；V3＝k2×V0/2；V4＝k1×V0/2；C为大于0且接近0的常量，k1为小于1且接近1的系数，k2为大于1且接近1的系数，Vdc为电源电压，R1为第一分压电阻的阻值，R2为第一电阻的阻值。

进一步地，所述方法还包括：

若各个所述第一分压不全小于所述第一阈值，或各个所述第三分压不全小于所述第一阈值，或各个所述第二分压不全大于所述第二阈值，或各个所述第四分压不全大于所述第二阈值，或各个所述第五分压与各个所述第六分压的均值不满足大于第三阈值且小于第四阈值，则对错误次数进行加1处理；

判定所述错误次数是否达到预设次数阈值；

若错误次数达到预设次数阈值，则确定所述电驱动系统未处于安全状态。

进一步地，所述的检测方法，在所述判定所述错误次数是否达到预设次数阈值之后，还包括：

若错误次数未达到预设次数阈值，则重新进入控制所述驱动电路输出脉冲宽度调制波，以控制所述上桥臂和/或所述下桥臂关断的步骤。

进一步地，所述的检测方法中，在所述若各个所述第一分压及所述第三分压均小于第一阈值，且各个所述第二分压及所述第四分压均大于第二阈值，且各个所述第五分压与各个所述第六分压的均值大于第三阈值且小于第四阈值，则确定所述电驱动系统处于安全状态之后，还包括：

对所述错误次数进行清零处理。

进一步地，所述的检测方法中，所述预设次数阈值为3、4或5。

本实用新型的再一目的在于提出一种车辆，其中，所述车辆还包括如上所述的电驱动系统安全状态的检测装置。

相对于在先技术，本实用新型所述的电驱动系统安全状态的检测装置及车辆具有以下优势：

所述检测装置包括第一电阻与第二电阻，所述第一电阻并联于开关元件的各个上桥臂两端之间，所述第二电阻并联于开关元件的各个下桥臂两端之间；所述检测装置还包括上桥电压检测器及下桥电压检测器；所述上桥电压检测器并联于各个所述第一电阻两端，所述下桥电压检测器并联于各个所述第二电阻两端。通过在上桥臂及下桥臂后级增加电阻分压电路，由电阻两端电压值不同来判定安全状态，可直接检测出驱动电路是否真正按控制器的实际指令做了主动短路或者安全脉冲关断操作，简单易于实现，并且不会产生非预期的转矩，在检测过程中不会有电流进入电机，因而不会导致车辆抖动、安全可靠。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所提出的电驱动系统安全状态的检测装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例所提出的电驱动系统的控制结构示意图；

图3为本实用新型实施例所提出的电驱动系统安全状态的检测方法流程示意图；

图4为本实用新型实施例所提出的电驱动系统安全状态的检测流程图。

具体实施方式

下面将参考附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更彻底地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

请参阅图1，示出了本实用新型实施例所提供的一种电驱动系统安全状态的检测装置结构示意图，其中，包括控制器10、驱动电路20及开关元件，所述控制器10与所述驱动电路20电气连接，所述开关元件与所述驱动电路20电气连接，所述开关元件包括3个上桥臂11及与3个下桥臂，各个所述上桥臂11对应连接1个所述下桥臂12，所述上桥臂11电连接于电驱动系统电源的第一电极31，所述下桥臂12电连接于所述电源的第二电极32，所述电驱动系统的电机40的三相输入端分别电连接于所述上桥臂11及对应的所述下桥臂12之间；

所述检测装置还包括第一电阻13与第二电阻14，每个所述上桥臂11两端之间均并联有1个所述第一电阻13，每个所述下桥臂12两端之间均并联有1个所述第二电阻14；

所述检测装置还包括上桥电压检测器15及下桥电压检测器16；每个所述第一电阻13两端均并联有1个所述上桥电压检测器15，每个所述第二电阻14两端均并联有1个所述下桥电压检测器16。在实际应用中，上述上桥电压检测器15及下桥电压检测器16均可以为电压表。

本实用新型实施例中，因为控制器与驱动电路电气连接，开关元件与驱动电路电气连接，上述上桥臂电连接于电驱动系统电源的第一电极，上述下桥臂电连接于上述电源的第二电极，且电驱动系统的电机的三相输入端电连接于所述上桥臂与对应的所述下桥臂之间，这样在电驱动系统正常工作模式中，控制器可以通过控制驱动电路输出各个桥臂的脉冲宽度调制(PWM)波的占空比，使上、下桥臂交替开/关，从而驱动电机工作；

而在电驱动系统工作中，若突然发生过流或者过压等故障，因为需要控制电机进入安全状态，控制器的控制电路如主控制芯片或监控芯片发出控制指令，输出到驱动电路，由驱动电路最终输出控制各个桥臂通断信号，使得整个电驱动系统进入主动短路状态或安全脉冲关断状态，从而保护电机。

本实用新型实施例中，电源的电压值已知，且电源为直流高压电源。

在上桥臂两端之间并联有第一电阻，在下桥臂两端之间并联有第二电阻，也即将第一电阻连接在上桥臂的两端之间，将第二电阻连接在下桥臂的两端之间，这样可以在控制上桥臂关断且控制所述下桥臂开通时，将第一电阻短路，利用第二电阻对下桥臂进行分压，通过获取第一电阻两端的电压以及第二电阻两端的电压，并结合电源电压，即可以判断上桥臂是否完全关断；

而在控制下桥臂关断且控制所述上桥臂开通时，将第二电阻短路，利用第一电阻对上桥臂进行分压，通过获取第一电阻两端的电压以及第二电阻两端的电压，并结合电源电压，即可以判断下桥臂是否完全关断；

而在控制上桥臂及下桥臂均关断时，通过获取第一电阻两端的电压以及第二电阻两端的电压，并结合电源电压，即可以判断上桥臂及下桥臂是否均完全关断。

通过本实用新型实施例提供的检测装置，可以在车辆上电自检时，识别出电驱动系统安全状态功能是否可以正常工作，从而保证在整车行驶过程中发生故障时，控制电路可以控制驱动电路真正进入有效的安全状态，从而保护电驱动系统，保证整车系统的行车安全。

例如，当上桥主动短路时，即上桥臂关断且下桥臂开通时，第一电阻两端的电压理论上应为0，而第二电阻两端的电压为电源电压；当下桥主动短路时，即下桥臂关断且上桥臂开通时，第二电阻两端的电压理论上应为0，而第一电阻两端的电压为电源电压；当开关元件处于脉冲关断状态时，第一电阻两端的电压与第二电阻两端的电压之和为电源电压，且第一电阻两端的电压与第二电阻两端的电压之比，等于第一电阻的阻值与第二电阻的阻值之比。

本实用新型实施例中，将上桥电压检测器并联于对应的第一电阻两端，这样可以在控制上桥臂关断时，获取第二电阻两端的电压；同时，将下桥电压检测器并联于对应的第二电阻两端，这样可以在控制下桥臂关断时，获取第一电阻两端的电压。

可选地，在一种实施方式中，上述第一电阻的阻值与上述第二电阻的阻值相同，这样通过对比在控制下桥臂关断且控制所述上桥臂开通时第一电阻两端的电压，与在控制下桥臂关断且控制所述上桥臂开通时第二电阻两端的电压是否相同，以及对比在控制下桥臂关断且控制所述上桥臂开通时第二电阻两端的电压，与在控制下桥臂关断且控制所述上桥臂开通时第一电阻两端的电压是否相等且接近为零，以及当开关元件处于脉冲关断状态时，第一电阻两端的电压与第二电阻两端的电压是否相等，即可以快速判定出电驱动系统安全状态功能是否可以正常工作。

可选地，在一种实施方式中，请继续参阅图1，上述检测装置还包括第一分压电阻17及第二分压电阻18，各个上述第一电阻13与对应的1个上述第一分压电阻17串联后并联于对应的上述上桥臂11两端之间，各个上述第二电阻14与对应的1个上述第二分压电阻18串联后并联于对应的上述下桥臂12两端之间，上述第一分压电阻17的阻值与上述第二分压电阻18的阻值相同。

在上述实施方式中，由于需要利用第一分压电阻对第一电阻进行分压保护，以及需要理由第二分压电阻对第二电阻进行分压保护，因而需要设置第一分压电阻的阻值大于第一电阻的阻值，且第二分压电阻的阻值大于第二电阻的阻值，使得可以利用较少量程的上桥电压检测器检测第一电阻两端的电压，以及利用较小量程的下桥电压检测器检测第二电阻两端的电压，提升电压检测精确度。

同时，在上述实施方式中，设置上述第一分压电阻的阻值与上述第二分压电阻的阻值相同，保证通过对比上桥主动短路时第一电阻两端的电压与下桥主动短路时第二电阻两端的电压是否相同且接近为零，以及对比上桥主动短路时第二电阻两端的电压与下桥主动短路时第二电阻两端的电压是否相等，以及在开关元件处于脉冲关断状态时，对比第一电阻两端的电压与第二电阻两端的电压是否相等，即可以快速判定出电驱动系统安全状态功能是否可以正常工作。

具体地，在控制各个所述上桥臂关断，且各个控制所述下桥臂开通时，获取各个所述第一电阻两端的电压为第一分压，获取各个第二电阻两端的电压为第二分压；在控制各个所述下桥臂关断，且控制各个所述上桥臂开通时，获取各个所述第一电阻两端的电压为第三分压，以及获取各个所述第二电阻两端的电压为第四分压；在控制各个所述上桥臂及各个所述下桥臂均关断时，获取各个所述第一电阻两端的电压为第五分压，以及获取各个所述第二电阻两端的电压为第六分压，若第一分压电阻的阻值为R1，第一电阻的阻值为R2，电源电压为Vdc，相应地，第二分压电阻的阻值也为R1，第二电阻的阻值也为R2，理论上，第一分压＝第四分压＝0，第二分压＝第三分压＝Vdc×R2/(R1+R2)，第五分压＝第六分压＝Vdc×R2/2(R1+R2)，若上述关系式全部成立，则可以判定各个桥臂均能够正常执行驱动电路的通断信号，可以在故障发生时控制电驱动系统成功进入安全状态。

可选地，在一种实施方式中，设置V0＝Vdc×R2/(R1+R2)；V1＝k1×V0；V2＝C；V3＝k2×V0/2；V4＝k1×V0/2；C为大于0且接近0的常量，k1为小于1且接近1的系数，k2为大于1且接近1的系数；若第一分压与第四分压均小于V2，第二分压与第三分压均大于V1，第五分压与第六分压的平均值大于V4且小于V3，且母线电流Idc为0且电机转速近似为0，则说明各个桥臂均能够正常执行驱动电路的通断信号，可以在故障发生时控制电驱动系统成功进入安全状态。本实施方式中，各个比较值与理论值相比均留有一定的余量，使得实际应用中更准确可靠。

在实际应用中，上述k1、k2及C的值可以根据实际电路检测结果进行调整。例如，可以设置C为0.5，设置k1为0.9，设置k2为1.1。

可选地，在一种实施方式中，上述开关元件为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，所述绝缘栅双极型晶体管的每个上桥臂上均并联设置有1个所述第一电阻，且每个所述第一电阻均与1个所述第一分压电阻串联；所述绝缘栅双极型晶体管的每个下桥臂上均并联设置有1个所述第二电阻，且每个所述第二电阻均与1个所述第二分压电阻串联。即在IGBT的六个桥臂均增加电阻分压检测电路，即每个上桥臂后级分别增加串联的第一分压电阻及第一电阻，在每个下桥臂后级均增加串联的第二分压电阻及第二电阻，且第一分压电阻与第二分压电阻的阻值均相等，第一电阻与第二电阻的阻值均相等，通过第一电阻两端的电压值以及第二电阻两端的电压值来判定当前IGBT六个桥臂的开/关状态，从而检测出电驱动系统是否在故障发生时可以成功进入安全状态。

如图1所示，IGBT的三个上桥臂11分别为U相上桥臂UH、V相上桥臂UV及W相上桥臂UW，而与上述各个上桥臂11对应连接的下桥臂12分别为U相下桥臂UL、V相下桥臂VL及W相下桥臂WL，每个桥臂分别由一路驱动电路驱动，在电驱动系统正常工作时，控制器通过控制驱动电路输出六个桥臂PWM波的占空比，使上、下桥臂交替开/关，从而驱动电机工作。

在实际应用中，上述电机为永磁同步电机，上述电源为高压直流电源，可以通过IGBT的整流或逆变作用驱动电机运行。

可选地，在一种实施方式中，上述控制器与各个上述上桥电压检测器及各个上述下桥电压检测器均电连接，使得可以直接将上桥电压检测器所检测出的第一电阻的电压值发送至控制器，以及直接将下桥电压检测器所检测出的第二电阻的电压值发送至控制器，进而便于控制器判定各个桥臂是否可以正常执行关断操作。

在实际应用中，请参阅图2，示出了本实用新型实施例中的电驱动系统控制结构示意图。如图2所示，所述控制结构包括驱动电路及开关元件，所述开关元件与所述驱动电路电气连接，所述开关元件包括U相上桥臂UH、V相上桥臂UV及W相上桥臂UW，以及分别与上述各个上桥臂对应连接的U相下桥臂UL、V相下桥臂VL及W相下桥臂WL，所述上桥臂UH、上桥臂VH、上桥臂WH电连接于电驱动系统电源的正极，所述下桥臂UL、V相下桥臂VL及W相下桥臂WL电连接于所述电源的负极，所述电驱动系统的电机电连接于所述上桥臂与所述下桥臂之间，且每个上述桥臂分别由一路驱动电路驱动，在电驱动系统正常工作时，控制器通过控制驱动电路输出六个桥臂PWM波的占空比，使上、下桥臂交替开/关，从而驱动电机工作。

本实用新型的另一目标在于提出一种电驱动系统安全状态的检测方法，应用于控制器，所述控制器与驱动电路电气连接，所述驱动电路与开关元件电气连接，所述开关元件包括3个上桥臂及3个下桥臂，各个所述上桥臂分别与1个所述下桥臂连接，所述上桥臂电连接于电驱动系统电源的第一电极，所述下桥臂电连接于所述电源的第二电极，所述电驱动系统的电机三相输入端分别电连接于所述上桥臂及对应的所述下桥臂之间，每个所述上桥臂两端之间均并联有1个第一电阻，每个所述下桥臂两端之间均并联有1个第二电阻；每个所述第一电阻两端均并联有1个上桥电压检测器，每个所述第二电阻两端均并联有1个下桥电压检测器；其中，请参阅图3，示出了本实用新型实施例所提供的一种电驱动系统安全状态的检测方法的流程示意图，所述方法包括步骤S100～S400。

本实用新型实施例中，在各个上桥臂两端之间并联有第一电阻，在各个下桥臂两端之间并联有第二电阻，也即将第一电阻连接在上桥臂的两端之间，将第二电阻连接在下桥臂的两端之间，这样可以在控制上桥臂关断且控制所述下桥臂开通时，将第一电阻短路，利用第二电阻对下桥臂进行分压，通过获取各个第一电阻两端的电压以及各个第二电阻两端的电压，并结合电源电压，即可以判断上桥臂是否完全关断；

而在控制下桥臂关断且控制所述上桥臂开通时，将第二电阻短路，利用第一电阻对上桥臂进行分压，通过获取各个第一电阻两端的电压以及各个第二电阻两端的电压，并结合电源电压，即可以判断下桥臂是否完全关断；

而在控制上桥臂及下桥臂均关断时，通过获取各个第一电阻两端的电压以及各个第二电阻两端的电压，并结合电源电压，即可以判断上桥臂及下桥臂是否均完全关断。

步骤S100、在电驱动系统启动时，控制所述驱动电路输出脉冲宽度调制波，以控制各个所述上桥臂和/或各个所述下桥臂关断。

上述步骤S100中，即在电驱动系统启动时，先由控制器发出控制指令，以控制驱动电路输出脉冲宽度调制波，进而由驱动电路控制上桥进入主动短路状态，和/或控制下桥进入主动短路状态。其中，在上桥臂及对应的下桥臂均具有多个的情况下，上述步骤S100即是控制全部上桥臂关断及全部下桥臂开通，或者全部下桥臂关断及全部上桥臂开通，或者全部下桥臂关断及全部上桥臂关断。

步骤S200、在控制各个所述上桥臂关断，且控制各个所述下桥臂开通时，通过所述上桥电压检测器获取各个所述第一电阻上的第一分压，以及通过所述下桥电压检测器获取各个所述第二电阻上的第二分压。

上述步骤S200中，即在驱动电路向上桥臂发出关断信号后，获取各个第一电阻两端的电压，以及获取各个第二电阻两端的电压。此时，各个第一电阻两端的电压理论上应为0，而各个第二电阻两端的电压为电源电压。

步骤S300、在控制各个所述下桥臂关断，且控制各个所述上桥臂开通时，通过所述上桥电压检测器获取各个所述第一电阻上的第三分压，以及通过所述下桥电压检测器获取各个所述第二电阻上的第四分压。

上述步骤S300中，即在驱动电路向下桥臂发出关断信号后，获取各个第一电阻两端的电压，以及获取各个第二电阻两端的电压。此时，各个第二电阻两端的电压理论上应为0，而各个第一电阻两端的电压为电源电压

步骤S400、在控制各个所述上桥臂及各个所述下桥臂均关断时，通过所述上桥电压检测器获取各个所述第一电阻上的第五分压，以及通过所述下桥电压检测器获取各个所述第二电阻上的第六分压。

上述步骤S400中，即在驱动电路向开关元件发出安全脉冲关断信号后，检测获取各个第一电阻两端的电压，以及获取各个第二电阻两端的电压。此时，第一电阻两端的电压与对应的第二电阻两端的电压之和为电源电压，且第一电阻两端的电压与对应的第二电阻两端的电压之比，等于第一电阻的阻值与对应的第二电阻的阻值之比。

步骤S500、根据所述第一分压、所述第二分压、所述第三分压、所述第四分压、所述第五分压及所述第六分压，确定所述电驱动系统的安全状态。

上述步骤S500中，因为不同安全状态下的第一电阻及第二电阻两端电压值是完全不同，因而可以根据各个第一分压、各个所述第二分压、各个所述第三分压、各个所述第四分压、各个所述第五分压及各个所述第六分压的不同，确定出当前各个桥臂所处的状态，进而检测出电驱动系统是否在故障发生时可以成功进入安全状态。

相对于现有技术，本实用新型所述的电驱动系统安全状态的检测方法具有以下优势：

在开关元件的各个上桥臂两端之间并联有第一电阻，在开关元件的各个下桥臂两端之间并联有第二电阻。通过在上桥臂及下桥臂后级增加电阻分压电路，由电阻两端电压值不同来判定安全状态，可直接检测出驱动电路是否真正按控制器的实际指令做了主动短路或者安全脉冲关断操作，简单易于实现，并且不会产生非预期的转矩，在检测过程中不会有电流进入电机，因而不会导致车辆抖动、安全可靠。

可选地，在一种实施方式中，本实用新型实施例所提供的检测方法，所述第一电阻的阻值与所述第二电阻的阻值相同，所述步骤S500，包括：

若各个所述第一分压及各个所述第三分压均小于第一阈值，且各个所述第二分压及各个所述第四分压均大于第二阈值，且各个所述第五分压与各个所述第六分压的均值大于第三阈值且小于第四阈值，则确定所述电驱动系统处于安全状态。

在上述实施方式中，各个第一电阻的阻值与各个所述第二电阻的阻值相同，使得上桥主动短路时第一电阻上的分压与下桥主动短路时对应的第二电阻上的分压相同。因为在上桥臂关断且下桥臂开通时，上桥臂及导线也有一定的电阻，导致第一分压略大于0，也使得第二分压略小于电源电压；同理，在上桥臂开通且下桥臂关断时，下桥臂及导线也有一定的电阻，导致第四分压略大于0，也使得第三分压略小于电源电压；同时，在上桥臂关断且下桥臂关断时，上桥臂、下桥臂及导线也有一定的电阻，导致第五分压及第六分压的均值在电源电压的一半附近波动；上述第一阈值为预先设置的用于判定上桥臂及下桥臂是否可以响应开通指令的电压阈值，上述第二阈值为预先设置的用于判定上桥臂及下桥臂是否可以响应关断指令的电压阈值，上述第三阈值及第四阈值为预先设置的用于判定上桥臂及下桥臂是否可以同时响应关断指令的电压阈值。

在上述实施方式中，若各个第一分压及各个第三分压均小于第一阈值，则说明各个上桥臂及各个上桥臂可以独立关断；若各个第二分压及各个第四分压均均大于第二阈值，则说明各个上桥臂及各个上桥臂可以独立开通；若各个所述第五分压与各个所述第六分压的均值大于第三阈值且小于第四阈值，则说明上桥臂及下桥臂可以同时响应关断；因而可以确定所述电驱动系统处于安全状态。本实施方式中，各个比较值与理论值相比均留有一定的余量，使得实际应用中更准确可靠

可选地，在一种实施方式中，本实用新型实施例所提供的检测方法中，各个所述第一电阻与对应的第一分压电阻串联后并联于对应的所述上桥臂两端之间，各个所述第二电阻与对应的第二分压电阻串联后并联于对应的所述下桥臂两端之间，所述第一分压电阻的阻值与所述第二分压电阻的阻值相同；

所述第一阈值为V1，所述第二阈值为V2，所述第三阈值为V3，所述第四阈值为V4；其中，V0＝Vdc×R2/(R1+R2)；V1＝k1×V0；V2＝C；V3＝k2×V0/2；V4＝k1×V0/2；C为大于0且接近0的常量，k1为小于1且接近1的系数，k2为大于1且接近1的系数，Vdc为电源电压，R1为所述第一分压电阻的阻值，R2为所述第一电阻的阻值。

在本实施方式中，利用第一分压电阻对第一电阻进行分压保护，以及由第二分压电阻对第二电阻进行分压保护，设置第一分压电阻的阻值大于第一电阻的阻值，且第二分压电阻的阻值大于第二电阻的阻值，使得可以利用较少量程的上桥电压检测器检测第一电阻两端的电压，以及利用较小量程的下桥电压检测器检测第二电阻两端的电压，提升电压检测精确度。

同时，本实施方式中，各个阈值与对应的理论值相比均留有一定的余量，使得实际应用中更准确可靠。

可选地，在一种实施方式中，所述方法还包括步骤S401～S403：

步骤S401、若各个所述第一分压不全小于所述第一阈值，或各个所述第三分压不全小于所述第一阈值，或各个所述第二分压不全大于所述第二阈值，或各个所述第四分压不全大于所述第二阈值，或各个所述第五分压与各个所述第六分压的均值不满足大于所述第三阈值且小于所述第四阈值，则对错误次数进行加1处理。

上述步骤S401中，在对电驱动系统进行1次安全状态检测后，若出现第一分压不小于第一阈值、第三分压不小于第一阈值、第二分压不大于第二阈值、第四分压不大于第二阈值、第五分压与第六分压的均值不满足大于第三阈值且小于第四阈值中的上述至少一种情况，则说明开关元件无法保证电驱动系统在故障发生时可以成功进入安全状态，而考虑到检测情况容易出现误差及偶然情况，因而对错误次数进行加1处理，并继续对电驱动系统进行安全状态检测。

步骤S402、判定所述错误次数是否达到预设次数阈值。

上述步骤S402中，上述预设次数阈值为用于界定上述情况是否为检测误差的次数阈值。上述步骤S402中，通过累计连接检测出的开关元件无法保证电驱动系统进入安全状态的次数，判定上述情况是否为检测误差。在实际应用在，上述预设次数阈值可以根据需要进行设置，例如为3、4或5。

步骤S403、若所述错误次数达到所述预设次数阈值，则确定所述电驱动系统未处于安全状态。

上述步骤S403中，若连续检测出的开关元件无法保证电驱动系统进入安全状态的次数达到上述预设次数阈值，则说明开关元件出现了关断响应故障，因而确定电驱动系统未处于安全状态。

上述实施方式中，通过设置预设次数阈值，并累计检测出的开关元件无法保证电驱动系统进入安全状态的次数，可以避免偶然误差，提示检测精度。

可选地，在一种实施方式中，所述方法在步骤S402之后，还包括步骤S404：

步骤S404、若所述错误次数未达到预设次数阈值，则重新进入控制所述驱动电路输出脉冲宽度调制波，以控制所述上桥臂和/或所述下桥臂关断的步骤。

上述步骤S404中，即在检测出的开关元件无法保证电驱动系统进入安全状态的次数小于预设次数阈值的情况下，继续对电驱动系统进行安全状态检测，以避免检测误差。

可选地，在一种实施方式中，在步骤S500之后，还包括步骤S600：

步骤S600、对所述错误次数进行清零处理。

在本实施方式中，即在确定开关元件可以保证电驱动系统在故障发生时成功进入安全状态后，对上述错误次数进行清理处理，以便于下一次启动电机并进行安全状态检测时，对开关元件无法保证电驱动系统进入安全状态的次数进行累计。

在实际应用中，在第一电阻与第二电阻的阻值相等，且第一分压电阻与第二分压电阻的阻值相等，且上述开关元件具有6个桥臂时，请参阅图4，示出了本实用新型实施例所提出的电驱动系统安全状态的检测执行流程图。

如图4所示，在步骤S411中，在电机上电启动时，先由控制器发出安全状态检测指令，进而由控制电路生成并发出控制开关元件关断状态的控制指令，此时，错误次数为0，然后进入步骤S412；

在步骤S412中，判定控制电路发出的是否为低边ASC指令，是则进入步骤S413中，否则进入步骤S414中；

在步骤S413中，判定是否满足各个第一电阻两端的电压大于第一阈值，且各个第二电阻两端的电压小于第二阈值；

在步骤S414中，判定控制电路发出的是否为高边ASC指令，是则进入步骤S415，否则进入步骤S416；

在步骤S415中，判定是否满足各个第二电阻两端的电压大于第一阈值，且各个第一电阻两端的电压小于第二阈值；

在步骤S416中，判定是否满足各个第一电阻两端的电压及各个第二电阻两端的电压的均值大于第三阈值且小于第四阈值，且母线电流接近于0，且电机转速小于预设转速阈值；

在步骤S417中，如果步骤S413、步骤S415及步骤S416的判断结果是否全为是，也即步骤S413、步骤S415及步骤S416中的条件是否能够同时满足，是进入步骤S421中，否则进入步骤S418中；

在步骤S418中，判断错误次数Counter是否小于次数阈值；如果错误次数Counter是否小于次数阈值Con1，则进入步骤S419中，并对Counter进行加1，然后重新进入步骤S411中；如果错误次数Counter不小于次数阈值Con1，则进入步骤S420中，并确定安全状态错误，即电驱动系统在故障发生时无法成功进入安全状态；

在步骤S421中，结束安全状态检测，并将错误次数进行清零处理。

本实用新型的再一目的在于提出一种车辆，其中，所述车辆还包括如上所述的电驱动系统安全状态的检测装置。

所述电驱动系统安全状态的检测方法、车辆与上述电驱动系统安全状态的检测装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述

综上所述，本申请提供的电驱动系统安全状态的检测装置及车辆，所述检测装置包括第一电阻与第二电阻，所述第一电阻并联于开关元件的各个上桥臂两端之间，所述第二电阻并联于开关元件的各个下桥臂两端之间；所述检测装置还包括上桥电压检测器及下桥电压检测器；所述上桥电压检测器并联于各个所述第一电阻两端，所述下桥电压检测器并联于各个所述第二电阻两端。通过在上桥臂及下桥臂后级增加电阻分压电路，由电阻两端电压值不同来判定安全状态，可直接检测出驱动电路是否真正按控制器的实际指令做了主动短路或者安全脉冲关断操作，简单易于实现，并且不会产生非预期的转矩，在检测过程中不会有电流进入电机，因而不会导致车辆抖动、安全可靠。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种电驱动系统安全状态的检测装置，其特征在于，包括控制器、驱动电路及开关元件，所述控制器与所述驱动电路电气连接，所述开关元件与所述驱动电路电气连接，所述开关元件包括3个上桥臂及3个下桥臂，各个所述上桥臂分别与1个所述下桥臂连接，所述上桥臂电连接于电驱动系统电源的第一电极，所述下桥臂电连接于所述电源的第二电极，所述电驱动系统的电机三相输入端分别电连接于所述上桥臂及对应的所述下桥臂之间；

所述检测装置还包括第一电阻与第二电阻，每个所述上桥臂两端之间均并联有1个所述第一电阻，每个所述下桥臂两端之间均并联有1个所述第二电阻；

所述检测装置还包括上桥电压检测器及下桥电压检测器；每个所述第一电阻两端均并联有1个所述上桥电压检测器，每个所述第二电阻两端均并联有1个所述下桥电压检测器。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一电阻的阻值与所述第二电阻的阻值相同。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括第一分压电阻及第二分压电阻，每个所述第一电阻与对应的1个所述第一分压电阻串联后并联于所述上桥臂两端之间，每个所述第二电阻与对应的1个所述第二分压电阻串联后并联于所述下桥臂两端之间，所述第一分压电阻的阻值与所述第二分压电阻的阻值相同。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述开关元件为绝缘栅双极型晶体管。

5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述控制器与各个所述上桥电压检测器及各个所述下桥电压检测器均电连接。

6.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1～5任一所述的电驱动系统安全状态的检测装置。

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