CN213442110U - 电机驱动系统及电动汽车 - Google Patents

Abstract

一种电机驱动系统和包括其的电动汽车，包括低压驱动电源、高压驱动电源、电机控制器，上桥臂驱动电路及下桥臂驱动电路。低压驱动电源从低压蓄电池中取电，且用于向上桥臂驱动电路供电。低压蓄电池用于向电机控制器供电；高压驱动电源从母线电容取电。高压驱动电源包括第一输出端和第二输出端，第一输出端用于向下桥臂驱动电路供电，第二输出端通过第一选择开关连接到电机控制器，用于当低压蓄电池掉电时为电机控制器提供备份电源。在低压蓄电池掉电时，高压驱动电源除了为下桥臂驱动电路供电之外，还可以为电机控制器提供备份电源，从而让电机驱动系统在低压蓄电池掉电时能够执行主动放电，以满足电机驱动系统安全性能的要求。

Description

电机驱动系统及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电动汽车控制领域，尤其涉及一种电机驱动系统和电动汽车。

背景技术

在电动汽车的电机控制电路中，驱动电源主要是为逆变器中的IGBT提供驱动电压。当电动汽车出现故障如电池掉电时，仍需要备份电源为桥臂驱动供电以保证安全。一种常用的电源架构是采用低压蓄电池为电机控制器供电，采用一个低压驱动电源从低压蓄电池取电并产生四路输出分别给上桥臂驱动和下桥臂驱动供电，一个高压备份电源在低压驱动电源掉电时为下桥臂驱动提供备份供电。然而，这种电源架构，存在有以下问题：当低压蓄电池掉电时，电机控制电路中的电机控制器也相应掉电，导致该电源架构无法执行主动放电。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型实施例提供了一种电机驱动系统和电动汽车，其在低压蓄电池掉电时能够主动执行放电的过程。

一种电机驱动系统，包括低压驱动电源、高压驱动电源、电机控制器，上桥臂驱动电路及下桥臂驱动电路，其中：

所述低压驱动电源从低压蓄电池中取电，且用于向所述上桥臂驱动电路供电；所述低压蓄电池还用于向所述电机控制器供电；

所述高压驱动电源从母线电容取电，所述高压驱动电源包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端用于向所述下桥臂驱动电路供电，所述第二输出端通过第一选择开关连接到所述电机控制器，用于当所述低压蓄电池掉电时为所述电机控制器提供备份电源。

所述第一选择开关包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管和所述第二二极管的负极连接到所述电机控制器，所述第一二极管的正极连接到所述低压蓄电池，所述第二二极管的正极连接到高压驱动电源。

在正常供电时，所述高压驱动电源的第二输出端的输出电压小于所述低压蓄电池的输出电压。

所述高压驱动电源还包括第三输出端，所述第三输出端通过第二选择开关连接到所述上桥臂驱动电路，用于当所述低压蓄电池掉电时为所述上桥臂驱动电路提供备份电源。

所述第二选择开关为第三二极管，所述第三二极管的正极连接到所述高压驱动电源，所述第三二极管的负极连接到所述上桥臂驱动电路。

所述高压驱动电源包括线圈绕组，所述第一输出端、所述第二输出端及所述第三输出端从所述线圈绕组引出。

所述上桥臂驱动电路包括第一输入端至第六输入端，所述第一输入端和所述第二输入端连接到所述低压驱动电源输出的U相驱动正压和U相驱动负压，所述第三输入端和所述第四输入端连接到所述低压驱动电源输出的V相驱动正压和V相驱动负压，所述第五输入端和所述第六输入端连接到所述低压驱动电源输出的W相驱动正压和W相驱动负压，所述第三二极管的负极连接到所述第一输入端。

所述下桥臂驱动电路包括第一输入端至第六输入端，所述第一输入端和所述第二输入端连接到所述高压驱动电源输出的U相驱动正压和U相驱动负压，所述第三输入端和所述第四输入端连接到所述高压驱动电源输出的V相驱动正压和V相驱动负压，所述第五输入端和所述第六输入端连接到所述高压驱动电源输出的W相驱动正压和W相驱动负压，所述下桥臂驱动电路的第一输入端通过稳压电路输出直流电压。

本实用新型实施例还提供一种电动汽车，所述电动汽车包括上述的电机驱动系统。

在本实用新型实施例提供的电机驱动系统中，低压驱动电源向上桥臂驱动电路供电。高压驱动电源向下桥臂驱动电路供电。并且高压驱动电源通过选择开关连接到所述电机控制器，用于在低压蓄电池掉电时为所述电机控制器供电。因此，上述电机驱动系统可以在低压蓄电池掉电时执行主动放电的过程，从而满足电机驱动系统安全性能的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电机驱动系统的示意图。

图2为本实用新型实施例提供的电机驱动系统的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请一并参见图1和图2，本实施例提供的电机驱动系统10包括低压驱动电源110、高压驱动电源120、电机控制器130，上桥臂驱动电路140及下桥臂驱动电路150。所述低压驱动电源110用于向所述上桥臂驱动电路140供电。所述高压驱动电源120从母线电容取电。所述高压驱动电源120包括第一输出端121和第二输出端122。所述第一输出端121用于向所述下桥臂驱动电路150供电。所述第二输出端122通过第一选择开关160连接到所述电机控制器130，用于当所述低压蓄电池掉电时为所述电机控制器130提供备份电源。具体地，所述低压驱动电源150从低压蓄电池中取电，然后在电机驱动系统10正常工作时为上桥臂驱动电路140供电。所述低压驱动电源150中包括反激电路，所述反激电路输出相互之间电气隔离三路电压HU+、HV+、HW+，每一路电压HU+、HV+、HW+都通过稳压电路190产生正压和负压给上桥臂驱动电路140。低压蓄电池同时也为电机控制器130供电。低压蓄电池的型号可以是KL30或者KL31，在本实施例中不作具体限定。在实际应用过程中，所述上桥臂驱动电路140的输出端分别连接到逆变器的多个上桥臂开关管IGBT的控制端，所述下桥臂驱动电路150的输出端分别连接到逆变器的多个下桥臂开关管IGBT的控制端。根据需要，所述上桥臂驱动电路140的输出端也可以连接到上桥臂开关管IGBT的控制端，所述下桥臂驱动电路150的输出端也可以连接到下桥臂开关管IGBT的控制端。在本实施例中，所述电机控制器130用于产生多路驱动控制信号，以控制所述上桥臂驱动电路140及下桥臂驱动电路150产生多路驱动控制电压。所述多路驱动控制电压分别输出至上桥臂开关管IGBT的控制端和下桥臂开关管IGBT的控制端。

根据需要，所述第一选择开关160包括第一二极管161和第二二极管162。所述第一二极管161和所述第二二极管162的负极连接到所述电机控制器130。所述第一二极管161的正极连接到低压蓄电池。所述第二二极管162的正极连接到高压驱动电源120。在正常供电时，所述高压驱动电源120的第二输出端的输出电压小于低压蓄电池正常状态下的输出电压。此时，所述第一二极管161正向导通，所述第二二极管162反向截止。此时，低压蓄电池通过第一二极管161为电机控制器130供电。当低压蓄电池掉电时，所述第一二极管161反向截止，所述第二二极管162正向导通。此时，所述高压驱动电源120通过所述第二二极管162为电机控制器130供电。

进一步地，所述高压驱动电源120还包括第三输出端123。所述第三输出端123通过第二选择开关连接到所述上桥臂驱动电路140，用于当所述低压蓄电池掉电时为所述上桥臂驱动电路140提供备份电源。具体地，所述第二选择开关为第三二极管170。所述第三二极管170的正极连接到所述高压驱动电源120。所述第三二极管170的负极连接到所述上桥臂驱动电路140。在本实施例中，所述上桥臂驱动电路140包括六个输入端141-146，所述第一输入端141和所述第二输入端142连接到所述低压驱动电源110输出的U相驱动正压和U相驱动负压。所述第三输入端143和所述第四输入端144连接到所述低压驱动电源110输出的V相驱动正压和V相驱动负压。所述第五输入端145和所述第六输入端146连接到所述低压驱动电源110输出的W相驱动正压和W相驱动负压。所述第三二极管171的负极连接到所述上桥臂驱动电路140的第一输入端141。当低压蓄电池掉电时，低压驱动电源110亦相应断电。此时，高压驱动电源120可以为上桥臂驱动电路140的U相驱动输入端供电。根据需要，所述第三二极管170的负极也可以连接到所述上桥臂驱动电路140的第三输入端143(V相驱动输入端)或者第五输入端145(W相驱动输入端)。

进一步地，所述高压驱动电源120还包括第四输出端124。所述第一输出端121向下桥臂驱动电路150输出驱动正压，所述第四输出端124向下桥臂驱动电路150输出驱动负压。在具体实施过程中，所述高压驱动电源120包括线圈绕组125。所述第一输出端121、所述第二输出端122、所述第三输出端123和所述第四输出端124从所述线圈绕组125引出。

进一步地，所述下桥臂驱动电路150包括第一至第六输入端151-156。所述第一输入端151和所述第二输入端152连接到所述高压驱动电源120输出的U相驱动正压和U相驱动负压。所述第三输入端153和所述第四输入端154连接到所述高压驱动电源120输出的V相驱动正压和V相驱动负压。所述第五输入端155和所述第六输入端156连接到所述高压驱动电源120输出的W相驱动正压和W相驱动负压。在本实施例中，所述U相驱动正压、V相驱动正压、W相驱动正压连接在一起；述U相驱动负压、V相驱动负压、W相驱动负压连接在一起。根据需要，所述下桥臂驱动电路150的第一输入端151通过一个稳压电路159输出直流电压。在本实施例中，所述稳压电路159的输出为5V电源。

根据需要，所述电机驱动系统10还可以包括短路保护电路180。所述短路保护电路180设置在高压驱动电源120的第二输出端122和第二二极管162的正极之间，用于当系统短路时停止第二输出端122的输出电压。根据需要，所述电机驱动系统10还可以包括短路保护电路181，所述短路保护电路181设置在高压驱动电源120的第四输出端124和第三二极管171的正极之间，用于当系统短路时停止第四输出端124的输出电压。

在本实施例中，所述上桥臂驱动电路140包括上桥驱动147和推挽电路148。所述上桥驱动147用于接受低压驱动电源110输出的U相驱动正压和U相驱动负压，V相驱动正压和V相驱动负压，W相驱动正压和W相驱动负压。所述推挽电路148用于向上桥臂开关管IGBT的控制端输出控制信号。同样地，所述下桥臂驱动电路150包括上桥驱动157和推挽电路158。所述上桥驱动157用于接受高压驱动电源120输出的U相驱动正压和U相驱动负压，V相驱动正压和V相驱动负压，W相驱动正压和W相驱动负压。所述推挽电路158用于向下桥臂开关管IGBT的控制端输出控制信号。

根据需要，所述电机驱动系统10还可以包括稳压电路190。所述低压驱动电源110输出的U相驱动通过稳压电路190输出U相驱动正压和U相驱动负压；所述低压驱动电源110输出的V相驱动通过稳压电路190输出V相驱动正压和V相驱动负压；所述低压驱动电源110输出的W相驱动通过稳压电路190输出W相驱动正压和W相驱动负压。所述电机驱动系统10还可以包括线性稳压电路200，所述线性稳压器200设置在所述第三二极管170和所述短路保护电路181之间。

需要说明的是，上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电机驱动系统，其特征在于，包括低压驱动电源、高压驱动电源、电机控制器，上桥臂驱动电路及下桥臂驱动电路，其中：

所述低压驱动电源从低压蓄电池中取电，且用于向所述上桥臂驱动电路供电；所述低压蓄电池还用于向所述电机控制器供电；

所述高压驱动电源从母线电容取电，所述高压驱动电源包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端用于向所述下桥臂驱动电路供电，所述第二输出端通过第一选择开关连接到所述电机控制器，用于当所述低压蓄电池掉电时为所述电机控制器提供备份电源。

2.如权利要求1所述的电机驱动系统，其特征在于，所述第一选择开关包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管和所述第二二极管的负极连接到所述电机控制器，所述第一二极管的正极连接到所述低压蓄电池，所述第二二极管的正极连接到高压驱动电源。

3.如权利要求2所述的电机驱动系统，其特征在于，在正常供电时，所述高压驱动电源的第二输出端的输出电压小于所述低压蓄电池的输出电压。

4.如权利要求1所述的电机驱动系统，其特征在于，所述高压驱动电源还包括第三输出端，所述第三输出端通过第二选择开关连接到所述上桥臂驱动电路，用于当所述低压蓄电池掉电时为所述上桥臂驱动电路提供备份电源。

5.如权利要求4所述的电机驱动系统，其特征在于，所述第二选择开关为第三二极管，所述第三二极管的正极连接到所述高压驱动电源，所述第三二极管的负极连接到所述上桥臂驱动电路。

6.如权利要求4所述的电机驱动系统，其特征在于，所述高压驱动电源包括线圈绕组，所述第一输出端、所述第二输出端及所述第三输出端从所述线圈绕组引出。

7.如权利要求5所述的电机驱动系统，其特征在于，所述上桥臂驱动电路包括第一输入端至第六输入端，所述第一输入端和所述第二输入端连接到所述低压驱动电源输出的U相驱动正压和U相驱动负压，所述第三输入端和所述第四输入端连接到所述低压驱动电源输出的V相驱动正压和V相驱动负压，所述第五输入端和所述第六输入端连接到所述低压驱动电源输出的W相驱动正压和W相驱动负压，所述第三二极管的负极连接到所述第一输入端。

8.如权利要求1所述的电机驱动系统，其特征在于，所述下桥臂驱动电路包括第一输入端至第六输入端，所述第一输入端和所述第二输入端连接到所述高压驱动电源输出的U相驱动正压和U相驱动负压，所述第三输入端和所述第四输入端连接到所述高压驱动电源输出的V相驱动正压和V相驱动负压，所述第五输入端和所述第六输入端连接到所述高压驱动电源输出的W相驱动正压和W相驱动负压，所述下桥臂驱动电路的第一输入端通过稳压电路输出直流电压。

9.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的电机驱动系统。

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