CN214412268U - 电动汽车动力电机供电控制系统 - Google Patents

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余烽
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Abstract

本实用新型提供的一种电动汽车动力电机供电控制系统,包括:旁路预供电电路,其输入端连接于动力电池,其输出端连接于动力电机的输入端;主供电电路,其输入端连接于动力电池,其输出端连接于动力电机的输入端;电压检测电路,用于检测动力电机输入端电压并将电压信号传输至整车控制器;整车控制器,其检测输入端连接于电压检测电路的输出端,其控制输出端与旁路预供电电路和主供电电路的控制输入端连接,通过上述结构,能够在初始向动力电机供电时为动力电机的容性器件进行预供电,然后再向动力电机进行持续供电,从而有效避免瞬时电流对动力电机的容性器件造成冲击,确保动力电机的稳定性和使用寿命。

Description

电动汽车动力电机供电控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车控制系统,尤其涉及一种电动汽车动力电机供电控制系统。
背景技术
电动汽车作为新能源汽车被广泛认同,电动汽车采用电能作为动力源并驱动动力电机工作,为了保证动力电机稳定工作,在动力电机中设置众多的容性器件,当电动汽车初始上电并对动力电机供电时,容易产生较大的瞬时电流并对动力电机的容性器件造成冲击,从而使得动力电机性能和使用寿命不能得到有效保障。
因此,为了解决上述技术问题,亟需提出一种新的技术手段。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型的目的是提供一种电动汽车动力电机供电控制系统,能够在初始向动力电机供电时为动力电机的容性器件进行预供电,然后再向动力电机进行持续供电,从而有效避免瞬时电流对动力电机的容性器件造成冲击,确保动力电机的稳定性和使用寿命。
本实用新型提供的一种电动汽车动力电机供电控制系统,包括主供电电路、旁路预供电电路、电压检测电路以及整车控制器;
所述旁路预供电电路,用于在动力电机初始上电时对动力电机的容性器件进行预供电,其输入端连接于动力电池,其输出端连接于动力电机的输入端;
所述主供电电路,用于旁路预供电电路供电结束后向动力电机持续供电,其输入端连接于动力电池,其输出端连接于动力电机的输入端;
所述电压检测电路,用于检测动力电机输入端电压并将电压信号传输至整车控制器;
所述整车控制器,用于在动力电机初始上电时控制旁路预供电电路进行预供电,根据电压检测电路输出的控制信号控制主供电电路进入供电状态并控制旁路与供电电路停止供电;其检测输入端连接于电压检测电路的输出端,其控制输出端与旁路预供电电路和主供电电路的控制输入端连接。
进一步,所述旁路预供电电路包括电阻R1、NMOS管Q3以及第一MOS管驱动电路;
所述电阻R1的一端作为旁路预供电电路的输入端,电阻R1的另一端连接于NMOS管Q3的漏极,NMOS管Q3的源极作为旁路预供电电路的输出端;
NMOS管Q3的栅极与第一MOS管驱动电路的控制输出端连接,第一MOS管驱动电路的控制输入端作为旁路预供电电路控制输入端。
进一步,所述第一MOS管驱动电路包括开关电路、降压芯片U1以及隔离电路;
所述开关电路的电源输入端连接于动力电池,开关电路的电源输出端连接于隔离电路的输入端,隔离电路的输出端连接于降压芯片U1的输入端,降压芯片U1的输出端作为第一MOS管驱动电路的控制输出端,开关电路的控制输入端作为第一MOS管驱动电路的控制输入端。
进一步,所述开关电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、PMOS管Q2、三极管Q1、光耦G1、以及稳压管D1;
电阻R2的一端作为开关电路的电源输入端,电阻R2的另一端连接于PMOS管Q2的源极,PMOS管Q2的漏极作为开关电路的输出端;
PMOS管Q2的源极通过电阻R3连接于PMOS管Q2的栅极,PMOS管Q2的栅极通过电阻R6连接于三极管Q1的集电极,三极管Q1的发射极接地,三极管Q1的基极与光耦G1的光敏三极管的发射极连接,光耦G1的光敏三极管的集电极通过电阻R4连接于电阻R3和PMOS管Q2的栅极之间的公共连接点,PMOS管Q2的栅极连接于稳压管D1的负极,稳压管D1的正极接地;
光耦G1的发光二极管的负极接地,光耦G1的发光二极管的正极连接于电阻R5的一端,电阻R5的另一端作为开关电路的控制输入端。
进一步,所述隔离电路为电压跟随器。
进一步,所述主供电电路包括直流接触器和接触器驱动电路;
所述直流接触器的通断开关的第一触点与动力电池连接,直流接触器的通断开关的第二触点与动力电机的输入端连接;
所述接触器驱动电路用于控制直流接触器的励磁线圈L1的供电回路的通断,所述接触器驱动电路的控制输入端与整车控制器的控制输出端连接。
进一步,所述接触器驱动电路包括NMOS管Q6和第二MOS管驱动电路;
所述NMOS管Q6的漏极连接于电源VCC2,NMOS管Q6的源极作为接触器驱动电路的输出端并通过直流接触器的励磁线圈L1接地,NMOS管Q6的栅极连接于第二MOS管驱动电路的控制输出端;
所述第二MOS管驱动电路的控制输入端连接于整车控制器,所述第二MOS管驱动电路根据整车控制器输出的控制信号控制NMOS管Q6延时导通。
进一步,所述第二MOS管驱动电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、三极管Q7、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q6以及电阻R10;
电阻R7的一端作为延时控制电路的控制输入端,电阻R7的另一端连接于三极管Q7的基极,三极管Q7的发射极接地,三极管Q7的集电极通过电阻R8连接于电源VCC1;
三极管Q3为P型三极管,三极管Q3的发射极连通过电阻R9连接于电源VCC1,三极管Q3的基极连接于三极管Q7的集电极;
三极管Q5为P型三极管,三极管Q4为N型三极管;
三极管Q4的基极和三极管Q5的基极连接且三极管Q4和三极管Q5的基极之间的公共连接点连接于三极管Q3的集电极,三极管Q4的集电极连接于电源VCC1,三极管Q4的发射极与三极管Q5的发射极连接,三极管Q5的集电极接地;
三极管Q4的发射极和三极管Q5的集电极之间的公共连接点与电阻R10的一端连接,电阻R10的另一端通过电容C1接地,电阻R10和电容C1之间的公共连接点作为第二MOS管驱动电路的控制输出端。
本实用新型的有益效果:通过本实用新型,能够在初始向动力电机供电时为动力电机的容性器件进行预供电,然后再向动力电机进行持续供电,从而有效避免瞬时电流对动力电机的容性器件造成冲击,确保动力电机的稳定性和使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述:
图1为本实用新型的结构示意框图。
图2为本实用新型的旁路预供电路原理图。
图3为本实用新型的主供电电路原理图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型进行进一步详细说明:
首先,对附图1中的附图标记进行说明,在附图1中,1为直流接触器,1-1为直流接触器的通断开关的第一触点,1-2为直流接触器的通断开关的第二触点,1-3为直流接触器的励磁线圈L1,2为接触器驱动电路,3为整车控制器,4为电压采集电路,5为旁路预供电电路。
本实用新型提供的一种电动汽车动力电机供电控制系统,包括主供电电路、旁路预供电电路、电压检测电路以及整车控制器;
所述旁路预供电电路,用于在动力电机初始上电时对动力电机的容性器件进行预供电,其输入端连接于动力电池,其输出端连接于动力电机的输入端;
所述主供电电路,用于旁路预供电电路供电结束后向动力电机持续供电,其输入端连接于动力电池,其输出端连接于动力电机的输入端;
所述电压检测电路,用于检测动力电机输入端电压并将电压信号传输至整车控制器,其中,电压检测电路采用现有的电路,比如电阻组成的分压检测电路,或者采用直流霍尔电压传感器,均为现有技术;
所述整车控制器,用于在动力电机初始上电时控制旁路预供电电路进行预供电,根据电压检测电路输出的控制信号控制主供电电路进入供电状态并控制旁路与供电电路停止供电;其检测输入端连接于电压检测电路的输出端,其控制输出端与旁路预供电电路和主供电电路的控制输入端连接,通过上述结构,能够在初始向动力电机供电时为动力电机的容性器件进行预供电,然后再向动力电机进行持续供电,从而有效避免瞬时电流对动力电机的容性器件造成冲击,确保动力电机的稳定性和使用寿命。
本实施例中,所述旁路预供电电路包括电阻R1、NMOS管Q3以及第一MOS管驱动电路;
所述电阻R1的一端作为旁路预供电电路的输入端,电阻R1的另一端连接于NMOS管Q3的漏极,NMOS管Q3的源极作为旁路预供电电路的输出端;
NMOS管Q3的栅极与第一MOS管驱动电路的控制输出端连接,第一MOS管驱动电路的控制输入端作为旁路预供电电路控制输入端。
具体地,所述第一MOS管驱动电路包括开关电路、降压芯片U1以及隔离电路;
所述开关电路的电源输入端连接于动力电池,开关电路的电源输出端连接于隔离电路的输入端,隔离电路的输出端连接于降压芯片U1的输入端,降压芯片U1的输出端作为第一MOS管驱动电路的控制输出端,开关电路的控制输入端作为第一MOS管驱动电路的控制输入端。
所述开关电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、PMOS管Q2、三极管Q1、光耦G1、以及稳压管D1;
电阻R2的一端作为开关电路的电源输入端,电阻R2的另一端连接于PMOS管Q2的源极,PMOS管Q2的漏极作为开关电路的输出端;
PMOS管Q2的源极通过电阻R3连接于PMOS管Q2的栅极,PMOS管Q2的栅极通过电阻R6连接于三极管Q1的集电极,三极管Q1的发射极接地,三极管Q1的基极与光耦G1的光敏三极管的发射极连接,光耦G1的光敏三极管的集电极通过电阻R4连接于电阻R3和PMOS管Q2的栅极之间的公共连接点,PMOS管Q2的栅极连接于稳压管D1的负极,稳压管D1的正极接地;
光耦G1的发光二极管的负极接地,光耦G1的发光二极管的正极连接于电阻R5的一端,电阻R5的另一端作为开关电路的控制输入端。
其中,所述隔离电路为电压跟随器,电压跟随器采用运放U2的反相端与输出端之间直接连接构成,利用了运放的高输入阻抗的特性实现隔离,从而对降压芯片U1以及NMOS管Q3实现良好的保护,芯片U1采用现有的直流降压芯片,其型号根据实际选择,一方面根据电阻R2分压后的输出电压选择芯片U1的输入电压,一方面根据NMOS管Q3的型号选择芯片U1的输出电压,通过上述两方面选择芯片U1的具体型号,属于现有技术。
本实施例中,所述主供电电路包括直流接触器和接触器驱动电路;
所述直流接触器的通断开关的第一触点与动力电池连接,直流接触器的通断开关的第二触点与动力电机的输入端连接;
所述接触器驱动电路用于控制直流接触器的励磁线圈L1的供电回路的通断,所述接触器驱动电路的控制输入端与整车控制器的控制输出端连接。
具体地,所述接触器驱动电路包括NMOS管Q6和第二MOS管驱动电路;
所述NMOS管Q6的漏极连接于电源VCC2,NMOS管Q6的源极作为接触器驱动电路的输出端并通过直流接触器的励磁线圈L1接地,NMOS管Q6的栅极连接于第二MOS管驱动电路的控制输出端;
所述第二MOS管驱动电路的控制输入端连接于整车控制器,所述第二MOS管驱动电路根据整车控制器输出的控制信号控制NMOS管Q6延时导通。
所述第二MOS管驱动电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、三极管Q7、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q6以及电阻R10;
电阻R7的一端作为延时控制电路的控制输入端,电阻R7的另一端连接于三极管Q7的基极,三极管Q7的发射极接地,三极管Q7的集电极通过电阻R8连接于电源VCC1;
三极管Q3为P型三极管,三极管Q3的发射极连通过电阻R9连接于电源VCC1,三极管Q3的基极连接于三极管Q7的集电极;
三极管Q5为P型三极管,三极管Q4为N型三极管;
三极管Q4的基极和三极管Q5的基极连接且三极管Q4和三极管Q5的基极之间的公共连接点连接于三极管Q3的集电极,三极管Q4的集电极连接于电源VCC1,三极管Q4的发射极与三极管Q5的发射极连接,三极管Q5的集电极接地;
三极管Q4的发射极和三极管Q5的集电极之间的公共连接点与电阻R10的一端连接,电阻R10的另一端通过电容C1接地,电阻R10和电容C1之间的公共连接点作为第二MOS管驱动电路的控制输出端。其中,电源VCC1和电源VCC2均为电动汽车的低压直流电源,分别为5V和12V,由于整车控制器的重要性,由三极管Q7和三极管Q3组成一个复合三极管,起到隔离电源VCC1和整车控制器,进而保护整车控制器,另一方面,由三极管Q4和Q5组成的图腾柱电路,能够增强驱动能力,确保NMOS管工作的稳定性,而由于励磁线圈L1在初始上电时会产生自感电势,该电势阻碍线圈内部电流增大,即线圈L1与Q6的连接点会产生一个高压,从而对前端电路造成损坏,而通过上述中的结构,则能够有效避免这种结果,其具体原理在下面叙述。
下面对本实用新型进一步详细说明:
整车控制器用于判断电动汽车是否处于初始上电状态,通过是否插入钥匙(有钥匙启动型)或者通过启停按钮(无钥匙启动型)的状态进行判断,当整车控制器判断当前为初始上电,则控制光耦G1导通,进而三极管Q1导通,从而导通NMOS管Q2,动力电池的电压通过电压跟随器的隔离后,然后通过降压芯片U1的降压后,驱动NMOS管Q3导通,从而动力电池通过电阻R1、NMOS管Q3的D极(漏极)、S极(源极)对动力电机的容性器件进行充电,由于采用NMOS管作为开关元件,其相应速度快,稳定性好。
在预供电中,整车控制器通过电压采集电路采集动力电机的输入端电压,随着容性器件的电压升高,动力电机的输入端电压逐渐升高,当达到设定值后,整车控制器控制三极管Q7导通,从而三极管Q3导通,三极管Q4和三极管Q5所组成的图腾柱电路导通,进而向电容C1充电,通过元器件的参数设置,使得电容C1开始充电到充电完成的时间等于动力电机的输入端电压从设定值达到动力电池的电压(由于电阻R1的存在,实际此时动力电机的输入端电压为动力电池输出电压减去电阻R1的分压)时间相等,当电容C1充电完成后,NMOS管Q6完全导通,直流接触器L1的控制器通断开关闭合,由主供电电路进行动力电机的供电;在此过程中,由于电容C1的存在,利用了MOS管的米勒效应,在电容C1的电压逐渐升高的过程中,MOS管D极、S极之间的电流缓慢增大,从而对励磁线圈L1也形成一个缓慢供电过程,从而消除了励磁线圈L1的初始供电的自感效应,从而确保从旁路预供电电路到主供电电路的快速切换。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种电动汽车动力电机供电控制系统,其特征在于:包括主供电电路、旁路预供电电路、电压检测电路以及整车控制器;
所述旁路预供电电路,用于在动力电机初始上电时对动力电机的容性器件进行预供电,其输入端连接于动力电池,其输出端连接于动力电机的输入端;
所述主供电电路,用于旁路预供电电路供电结束后向动力电机持续供电,其输入端连接于动力电池,其输出端连接于动力电机的输入端;
所述电压检测电路,用于检测动力电机输入端电压并将电压信号传输至整车控制器;
所述整车控制器,用于在动力电机初始上电时控制旁路预供电电路进行预供电,根据电压检测电路输出的控制信号控制主供电电路进入供电状态并控制旁路与供电电路停止供电;其检测输入端连接于电压检测电路的输出端,其控制输出端与旁路预供电电路和主供电电路的控制输入端连接。
2.根据权利要求1所述电动汽车动力电机供电控制系统,其特征在于:所述旁路预供电电路包括电阻R1、NMOS管Q3以及第一MOS管驱动电路;
所述电阻R1的一端作为旁路预供电电路的输入端,电阻R1的另一端连接于NMOS管Q3的漏极,NMOS管Q3的源极作为旁路预供电电路的输出端;
NMOS管Q3的栅极与第一MOS管驱动电路的控制输出端连接,第一MOS管驱动电路的控制输入端作为旁路预供电电路控制输入端。
3.根据权利要求2所述电动汽车动力电机供电控制系统,其特征在于:所述第一MOS管驱动电路包括开关电路、降压芯片U1以及隔离电路;
所述开关电路的电源输入端连接于动力电池,开关电路的电源输出端连接于隔离电路的输入端,隔离电路的输出端连接于降压芯片U1的输入端,降压芯片U1的输出端作为第一MOS管驱动电路的控制输出端,开关电路的控制输入端作为第一MOS管驱动电路的控制输入端。
4.根据权利要求3所述电动汽车动力电机供电控制系统,其特征在于:所述开关电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、PMOS管Q2、三极管Q1、光耦G1、以及稳压管D1;
电阻R2的一端作为开关电路的电源输入端,电阻R2的另一端连接于PMOS管Q2的源极,PMOS管Q2的漏极作为开关电路的输出端;
PMOS管Q2的源极通过电阻R3连接于PMOS管Q2的栅极,PMOS管Q2的栅极通过电阻R6连接于三极管Q1的集电极,三极管Q1的发射极接地,三极管Q1的基极与光耦G1的光敏三极管的发射极连接,光耦G1的光敏三极管的集电极通过电阻R4连接于电阻R3和PMOS管Q2的栅极之间的公共连接点,PMOS管Q2的栅极连接于稳压管D1的负极,稳压管D1的正极接地;
光耦G1的发光二极管的负极接地,光耦G1的发光二极管的正极连接于电阻R5的一端,电阻R5的另一端作为开关电路的控制输入端。
5.根据权利要求3所述电动汽车动力电机供电控制系统,其特征在于:所述隔离电路为电压跟随器。
6.根据权利要求1所述电动汽车动力电机供电控制系统,其特征在于:所述主供电电路包括直流接触器和接触器驱动电路;
所述直流接触器的通断开关的第一触点与动力电池连接,直流接触器的通断开关的第二触点与动力电机的输入端连接;
所述接触器驱动电路用于控制直流接触器的励磁线圈L1的供电回路的通断,所述接触器驱动电路的控制输入端与整车控制器的控制输出端连接。
7.根据权利要求6所述电动汽车动力电机供电控制系统,其特征在于:所述接触器驱动电路包括NMOS管Q6和第二MOS管驱动电路;
所述NMOS管Q6的漏极连接于电源VCC2,NMOS管Q6的源极作为接触器驱动电路的输出端并通过直流接触器的励磁线圈L1接地,NMOS管Q6的栅极连接于第二MOS管驱动电路的控制输出端;
所述第二MOS管驱动电路的控制输入端连接于整车控制器,所述第二MOS管驱动电路根据整车控制器输出的控制信号控制NMOS管Q6延时导通。
8.根据权利要求7所述电动汽车动力电机供电控制系统,其特征在于:所述第二MOS管驱动电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、三极管Q7、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q6以及电阻R10;
电阻R7的一端作为延时控制电路的控制输入端,电阻R7的另一端连接于三极管Q7的基极,三极管Q7的发射极接地,三极管Q7的集电极通过电阻R8连接于电源VCC1;
三极管Q3为P型三极管,三极管Q3的发射极连通过电阻R9连接于电源VCC1,三极管Q3的基极连接于三极管Q7的集电极;
三极管Q5为P型三极管,三极管Q4为N型三极管;
三极管Q4的基极和三极管Q5的基极连接且三极管Q4和三极管Q5的基极之间的公共连接点连接于三极管Q3的集电极,三极管Q4的集电极连接于电源VCC1,三极管Q4的发射极与三极管Q5的发射极连接,三极管Q5的集电极接地;
三极管Q4的发射极和三极管Q5的集电极之间的公共连接点与电阻R10的一端连接,电阻R10的另一端通过电容C1接地,电阻R10和电容C1之间的公共连接点作为第二MOS管驱动电路的控制输出端。
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