TWM576547U - Motor drive system for electric vehicles - Google Patents

Abstract

本新型提供一種電動汽車的電機驅動系統，交流電機驅動控制技術領域。本實用新型的電機驅動系統用於驅動交流電機，其包括：並聯地設置的第一逆變功率模塊和第二逆變功率模塊；其中，第一逆變功率模塊的直流輸入端和第二逆變功率模塊的直流輸入端均電連接電動汽車的動力電池的輸出端，第一逆變功率模塊的第一三相交流輸出端輸出第一三相交流電至所述交流電機的第一三相繞組，第二逆變功率模塊的第二三相交流輸出端輸出第二三相交流電至同一所述交流電機的第二三相繞組。本實用新型的電機驅動系統成本低、可靠性和安全性好。

Description

電動汽車的電機驅動系統

本新型屬於交流電機驅動控制技術領域，涉及一種使用並聯的第一逆變功率模組和第二逆變功率模組的電動汽車的電機驅動系統。

大功率的交流電機（例如感應電機或永磁同步電機）在諸如電動汽車領域廣泛應用並用作驅動電機，隨著電動汽車的不斷普及，市場對電機驅動系統的功率密度、成本、可靠性、安全性等方面提出更高的要求。 　　目前，一般地採用三相全橋逆變器拓撲結構來驅動電機，對於較大功率需求的電動汽車來說，電機驅動系統的功率密度高，電機驅動系統中使用的功率器件容易受功率器件（例如IGBT等功率開關）的最大允許電流限制，功率器件的選型及成本都不易控制。 　　從產品可靠性設計角度考慮，電機驅動系統的功率器件由於要做開關切換，容易產生發熱，因此其“工作環境”相對惡劣。電機驅動系統中的三相全橋逆變器的功率器件容易產生過流、過熱等常見的失效模式。因此，電機驅動系統中的逆變模組的可靠性難以得到保證。 　　從車輛安全和應用角度考慮，傳統三相全橋逆變器如果一個橋臂發生故障不能正常開關，則整個電機驅動系統將不能工作，導致電動汽車失去動力，容易帶來安全隱患並對用戶使用造成不便。 　　有鑑於此，有必要提出一種新型的電動汽車的電機驅動系統。

本新型的目標是公開一種解決方案，該解決方案消除或至少減輕現有技術方案中出現的如上所述的缺陷。本新型的目標也是實現下面的優點的一個或多個： 　　- 降低對逆變功率模組中使用的功率器件的功率要求； 　　- 降低電機驅動系統的成本； 　　- 提高電機驅動系統的使用安全性； 　　- 提高電機驅動系統的可靠性； 　　- 避免因逆變功率模組的故障導致電動汽車失去動力。 　　本新型提供一種電動汽車的電機驅動系統，其用於驅動交流電機，其包括：並聯地設置的第一逆變功率模組和第二逆變功率模組； 　　其中，第一逆變功率模組的直流輸入端和第二逆變功率模組的直流輸入端均電連接電動汽車的動力電池的輸出端，第一逆變功率模組的第一三相交流輸出端輸出第一三相交流電至所述交流電機的第一三相繞組，第二逆變功率模組的第二三相交流輸出端輸出第二三相交流電至同一所述交流電機的第二三相繞組。 　　根據本新型一實施例的電機驅動系統，其中，所述第一逆變功率模組與所述第二逆變功率模組為硬體相同的逆變功率模組。 　　在一實施例中，所述交流電機為三相交流電機，所述第一三相繞組和第二三相繞組為同相繞組。 　　在又一實施例中，所述交流電機為六相交流電機，所述第一三相繞組和第二三相繞組為異相繞組。 　　根據本新型還一實施例的電機驅動系統，其中，所述第一逆變功率模組和所述第二逆變功率模組中的對應位置處分別設置有第一感測器和第二感測器； 　　所述電機驅動系統還包括互校單元，其被配置為將所述第一感測器獲得的第一信號與所述第二感測器獲得的第二信號進行相互比較以判斷所述第一逆變功率模組和所述第二逆變功率模組的故障情況。 　　在一實例中，所述第一感測器包括設置於第一逆變功率模組的第一三相交流輸出端的每相上的第一電流感測器，所述第二感測器包括設置於第二逆變功率模組的第二三相交流輸出端的每相上的第二電流感測器； 　　對應於所述第一三相交流輸出端和第二三相交流輸出端的相同相上的所述第一電流感測器和第二電流感測器連接至所述互校單元，所述互校單元還被配置為將對應相同相上的所述第一電流感測器和第二電流感測器分別獲得的第一電流信號和第二電流信號進行相互比較以判斷所述第一電流感測器和第二電流感測器所對應的相的橋臂上的功率開關的故障情況。 　　在又一實例中，所述第一感測器包括設置於第一逆變功率模組中的用於測量其直流母線電壓的第一電壓感測器，所述第二感測器包括設置於第二逆變功率模組中的用於測量其直流母線電壓的第二電壓感測器； 　　所述第一電壓感測器和第二電壓感測器連接至所述互校單元，所述互校單元還被配置為將所述第一電壓感測器和第二電壓感測器分別獲得的第一電壓信號和第二電壓信號進行相互比較以判斷所述第一逆變功率模組和第二逆變功率模組的故障情況。 　　在還一實例中，所述第一感測器包括設置於第一逆變功率模組中的用於測量第一逆變功率模組的溫度的第一溫度感測器，所述第二感測器包括設置於第二逆變功率模組中的用於測量第二逆變功率模組的溫度的第二溫度感測器； 　　所述第一溫度感測器和第二溫度感測器連接至所述互校單元，所述互校單元還被配置為將所述第一溫度感測器和第二溫度感測器分別獲得的第一溫度信號和第二溫度信號進行相互比較以判斷所述第一逆變功率模組和第二逆變功率模組的故障情況。 　　在還一實例中，為第一逆變功率模組中的每個功率開關分別設置所述第一溫度感測器，為第二逆變功率模組第二逆變功率模組中的每個功率開關分別設置所述第二溫度感測器。 　　在以上任一所述實施例的電機驅動系統中，可選地，還包括電機控制器和柵極驅動單元； 　　其中，所述互校單元與所述電機控制器耦接並且在所述互校單元確定所述第一逆變功率模組和第二逆變功率模組中的任意一個發生故障時回饋故障信號至所述電機控制器。 　　根據本新型又一實施例的電機驅動系統，其中，所述第一逆變功率模組發生故障時其第一三相交流輸出端被切斷，並且所述第二逆變功率模組的第二三相交流輸出端保持輸出第二三相交流電；所述第二逆變功率模組發生故障時其第二三相交流輸出端被切斷，並且所述第一逆變功率模組的第一三相交流輸出端保持輸出第一三相交流電。 　　具體地，所述第一逆變功率模組和所述第二逆變功率模組模組化地構造。 　　本新型的電機驅動系統中，使用了並聯設置的第一逆變功率模組和第二逆變功率模組，降低了對每個逆變功率模組的功率要求，也降低對逆變功率模組中使用的功率器件的功率要求，例如選用的功率開關的最大允許電流可以減小、功率開關容易選型，因此，也降低了電機驅動系統的成本；並且電機驅動系統的使用安全性和可靠性得到提高。

現在將參照附圖更加完全地描述本新型，附圖中示出了本新型的示例性實施例。但是，本新型可按照很多不同的形式實現，並且不應該被理解為限制於這裡闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開變得徹底和完整，並將本新型的構思完全傳遞給本領域技術人員。 　　下面的描述中，為描述的清楚和簡明，並沒有對圖中所示的所有多個部件進行詳細描述。附圖中示出了本領域普通技術人員為完全能夠實現本新型的多個部件，對於本領域技術人員來說，許多部件的操作都是熟悉而且明顯的。 　　圖1所示為按照本新型一實施例的電動汽車的電機驅動系統結構示意圖；圖2所示為按照本新型一實施例的電機驅動系統的互校工作原理示意圖。以下結合圖1和圖2對本新型一實施例的電動汽車的電機驅動系統10進行詳細示例說明。 　　電機驅動系統10用於驅動電動汽車（包括純電動汽車和混合動力汽車）的交流電機90，其主要地包括並聯地設置的第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’，第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’各自能夠將直流輸入逆變生成三相交流輸出，從而，驅動交流電機90工作，交流電機90的具體可以為三相交流電機，也可以為六相交流電機，三相交流電機和六相交流電機內部的定子繞組可以具有不同的排布方式，三相交流電機或六相交流電機內部的定子繞組的具體排布方式不是限制性的。 　　具體地，第一逆變功率模組120的直流輸入端連接電動汽車上的動力電池30的輸出端，第二逆變功率模組120’的直流輸入端也連接電動汽車上的動力電池30的輸出端；其中，第一逆變功率模組120中的直流母線L12a對應電連接動力電池30的正極，第一逆變功率模組120中的直流母線L12b對應電連接動力電池30的負極；第二逆變功率模組120’中的直流母線L12a’對應電連接動力電池30的正極，第二逆變功率模組120’中的直流母線L12b’對應電連接動力電池30的負極。 　　第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的直流輸入端可以共用地設置一個DC-Link電容（即DC聯接電容器）Cd，也可以為第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’各自地設置一個DC-Link電容。其中，DC-Link電容Cd可跨接在第一逆變功率模組120或第二逆變功率模組120’的直流輸入端的兩端。 　　第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’對應具有主要由六個功率開關形成的逆變單元。其中，如圖1所示，第一逆變功率模組120的直流母線L12a和L12b之間跨接三個並行的橋臂，每個橋臂上設置有兩個串聯的功率開關，從而功率開關Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32按照如圖1所示的方式佈置；第二逆變功率模組120’的直流母線L12a’和L12b’之間跨接三個並行的橋臂，每個橋臂上設置有兩個串聯的功率開關，從而功率開關Q11’、Q12’、Q21’、Q22’、Q31’、Q32’按照如圖1所示的方式佈置。功率開關Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32、Q11’、Q12’、Q21’、Q22’、Q31’、Q32’具體可以但不限於為IGBT等功率開關器件，其具體選型受第一逆變功率模組120或第二逆變功率模組120’的最大允許輸出電流限制。 　　繼續如圖1所示，電機驅動系統10中還包括電機控制器190和柵極驅動單元170，電機控制器190例如可以從電動汽車的整車控制器獲取相應的控制信號，電機控制器190可以控制柵極驅動單元170輸出如圖2所示的柵極驅動信號Qg1、Qg2、Qg3、Qg4、Qg5和Qg6至第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’上，從而驅動功率開關按預定時序動作。 　　對應於第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的輸出端，它們均各自輸出三相交流電（U1、V1、W1）和（U1’、V1’、W1’），第一逆變功率模組120的三相交流輸出端輸出三相交流電（U1、V1、W1）至交流電機90的其中一個三相繞組910上，第二逆變功率模組120’的三相交流輸出端輸出三相交流電（U1’、V1’、W1’）至交流電機90的又一三相繞組920上。 　　在一實施例中該，交流電機90為三相交流電機，三相繞組910和三相繞組920為同相繞組，三相交流電（U1、V1、W1）和（U1’、V1’、W1’）在電氣上為同相，它們可以同時為該三相交流電機提供疊加的三相交流輸入，例如，U1和U2、V1和V2、W1和W2分別對應施加在交流電機90的三相繞組的各相繞組上，也即，相U1和相U1’分別連接三相繞組910和三相繞組920的第一同相繞組，相V1和相V1’分別連接三相繞組910和三相繞組920的第二同相繞組，相W1和相W1’分別連接三相繞組910和三相繞組920的第三同相繞組。 　　因此，第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的功率輸出可以對應疊加地輸出在交流電機90上，容易滿足電動汽車的交流電機90的大功率要求。同時，也能減小對每個逆變功率模組的功率輸出要求，例如，相比於僅設置一個逆變功率模組時，第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的功率輸出可以減半。這樣，對於並聯的第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’中的功率開關等功率器件，其最大允許電流可以減小，功率開關容易選型，成本相對較低。也就是說，每個逆變功率模組的成本大大降低，整個電機驅動系統10的成本也降低。 　　在又一實施例中該，交流電機90為六相交流電機，三相繞組910和三相繞組920為異相繞組，三相交流電（U1、V1、W1）和（U1’、V1’、W1’）在電氣上在電氣上存在例如30°的相差，它們可以同時為該六相交流電機提供六相交流輸出，例如，U1、U2、V1、V2、W1、W2分別對應施加在交流電機90的六相繞組的各相繞組上，該六相繞組由三相繞組910和三相繞組920形成，從而，U1、V1、W1分別對應連接交流電機90的六相繞組的三相繞組910的各相上，U2、V2、W2分別對應連接交流電機90的六相繞組的三相繞組920的各相上。通過設置三相繞組910和920，可以使三相交流電（U1、V1、W1）和（U1’、V1’、W1’）在電氣上在電氣上存在例如30°的相差。 　　同樣地，第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’可以為六相交流電機提供疊加的功率輸出，這樣，對於並聯的第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’中的功率開關等功率器件，其最大允許電流可以減小，功率開關容易選型，成本相對較低。在一實施例中，第一逆變功率模組120與第二逆變功率模組120’具有相同的結構和器件配置，例如，第一逆變功率模組120與第二逆變功率模組120’的內部電路結構相同，對應使用的功率器件的器件配置也相同，例如，功率開關Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32與功率開關Q11’、Q12’、Q21’、Q22’、Q31’、Q32’分別具有相同的配置。由於第一逆變功率模組120與第二逆變功率模組120’並聯地電連接相同的動力電池30（也即具有相同的直流輸入），這樣，結構和器件配置相同的第一逆變功率模組120與第二逆變功率模組120’分別輸出的三相交流電（U1、V1、W1）和（U1’、V1’、W1’）彼此的輸出功率相同、電壓相同。在實際運行過程中，第一逆變功率模組120與第二逆變功率模組120’將產生同樣的發熱量（如果不存在故障）、直流母線L12a和L12b之間的電壓與直流母線L12a’和L12b’之間的電壓也相同（如果不存在故障）。即使，三相交流電（U1、V1、W1）和（U1’、V1’、W1’）存在例如30°的相位差，三相交流電（U1、V1、W1）和三相交流電（U1’、V1’、W1’）之間每一相的電流在考慮相差和向量的情況下，它們之間的對應相的電流之間是存在固定的對應關係的（如果不存在故障）。 　　具體地，在第一逆變功率模組120與第二逆變功率模組120’分別輸出的三相交流電（U1、V1、W1）和（U1’、V1’、W1’）在電氣上同相並且用來驅動三相交流電機90時，在正常情況下，三相交流電（U1、V1、W1）和三相交流電（U1’、V1’、W1’）之間每一相的電流大小、電壓大小、相位角等均相同；例如，對應如圖2所示，在功率開關等不發生故障的情況下，在某一時間的暫態電流i _inv1基本等於i _inv2、i _fa基本等於i _fa’、i _fb基本等於i _fb’、i _fc基本等於i _fc’，暫態電壓u _A基本等於u _A’、u _B基本等於u _B’、u _C基本等於u _C’。 　　本新型一實施例的第一逆變功率模組120與第二逆變功率模組120’為硬體相同的逆變功率模組。也就是說，如果以第一逆變功率模組120替換第二逆變功率模組120’、或者以第二逆變功率模組120’替換第一逆變功率模組120（如果它們的軟體配置不發生變化），替換後的電機驅動系統10相對替換前的電機驅動系統10具有基本相同的輸出。具體來說，第一逆變功率模組120與第二逆變功率模組120’例如具有相同的電路結構、器件配置（例如對應的功率開關參數完全相同）和/或電路參數，甚至第一逆變功率模組120與第二逆變功率模組120’具有相同的感測器或周邊電路配置等。在第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’之間的硬體相同的情況下，可以將第一逆變功率模組120與第二逆變功率模組120’實現模組化地構造，容易批量生產、形成規模效益、降低生產成本；並且在需要維修時，可以使用模組化的逆變功率模組替換發生故障的第一逆變功率模組120或第二逆變功率模組120’，降低維修成本。 　　需要理解的是，即使第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’之間的硬體相同，根據需要，可以對應第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’在電機控制器190中進行不同的軟體配置，從而為第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’分別提供具有不同時序的柵極驅動信號，實現第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’分別輸出的三相交流電具有預定的相差。 　　本新型一實施例的電機驅動系統10中，利用第一逆變功率模組120與第二逆變功率模組120’並行設置分別輸出三相交流電來驅動同一交流電機90的特性，可以使用第二逆變功率模組120’作為在第一逆變功率模組120的備用功率模組，可以使用第一逆變功率模組120作為第二逆變功率模組120’的備用功率模組，也就是說，第一逆變功率模組120與第二逆變功率模組120’彼此作為備用的功率模組但二者同時輸出相應的功率。這樣，在第一逆變功率模組120與第二逆變功率模組120’中的其中一個的例如功率開關出現故障時，另一個逆變功率模組可以繼續工作，只是為交流電機90提供的輸出功率減小，例如減為原來的一半；但是，在此情況下，交流電機90能夠在低功率條件繼續工作，電動汽車不會失去動力，能夠支持電動汽車的“跛行模式”（例如可以在低速工況下繼續行駛），保證了電動汽車的行駛基本功能，避免給用戶使用造成拋錨等不便。 　　在一實施例中，如圖1所示，電機驅動系統10還包括互校單元150，並且還在第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’中的對應位置處分別設置有第一感測器和第二感測器（圖中未示出），在第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’正常工作的情況下，第一感測器和第二感測器可以採集回饋基本相同的信號（例如電流信號、電壓信號和/或溫度信號）至互校單元150。互校單元150被配置為將第一感測器獲得的信號與第二感測器獲得的信號進行相互比較以判斷第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的故障情況。 　　互校單元150具體可以通過例如比較器來實現，其具體實現方式不是限制性的。 　　以下以第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’用於同時驅動三相交流電機為示例對互校單元150的工作遠離進行示例說明。 　　在一實施例中，，如圖2所示，交流電機90為三相交流電機，第一逆變功率模組120中的第一感測器包括設置於第一逆變功率模組120的三相交流輸出端的每相上的電流感測器（圖中未示出），也即對應U1、V1、W1三相各自設置一個電流感測器；類似地，第二逆變功率模組120’中的第二感測器包括設置於第二逆變功率模組120’的三相交流輸出端的每相上的電流感測器（圖中未示出），也即對應U1’、V1’、W1’三相各自設置一個電流感測器。對應於對應U1、V1、W1三相各自設置的電流感測器和對應U1’、V1’、W1’三相各自設置的電流感測器均連接至互校單元150，從而將其它們即時採集的電流資料回饋至互校單元150；例如，如圖2所示的電流信號i _fa、i _fb和i _fc分別由對應U1、V1、W1三相各自設置的電流感測器所採集，並且它們基本真實反映U1、V1、W1三相的瞬間電流大小；電流信號i _fa’、i _fb’和i _fc’分別由對應U1’、V1’、W1’三相各自設置的電流感測器所採集，並且它們基本真實反映U1’、V1’、W1’三相的瞬間電流大小。互校單元150將對應相同相所採集的電流信號進行相互比較，例如，將電流信號i _fa、i _fb和i _fc分別與電流信號i _fa’、i _fb’和i _fc’進行比較，如果i _fa、i _fb和i _fc分別等於電流信號i _fa’、i _fb’和i _fc’，或者i _fa與i _fa’、i _fb與i _fb’、i _fc與i _fc’的差值小於或等於允許的差值大小，則確定第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的每相的橋臂上的功率開關工作正常，也即功率開關Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32與功率開關Q11’、Q12’、Q21’、Q22’、Q31’、Q32’均正常地工作，第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’工作正常；反之，則確定對應某一相的橋臂上的功率開關出現故障或失效，例如，i _fa不等於i _fa’時，i _fa和i _fa’中較大的一個所對應的橋臂上的功率開關存在過流故障，在一示例中，還也可以將第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’中的其中一個回饋的其他電流信號與預期目標值作比較，例如，進一步將i _fa2和i _fa3與控制預期目標值作比較，如果反映不正常，則表示是由於功率開關Q11和Q12存在故障導致的，否則，可以確定功率開關Q11’和Q12’存在故障。因此，通過互較單元150，不但能夠發現第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的故障，而且能夠定位出每個逆變功率模組中失效的功率開關，特別能夠及時地發現功率開關的過流故障。 　　在又一實施例中，第一逆變功率模組120的第一感測器可以包括設置於第一逆變功率模組120中的用於測量直流母線L12a和L12b之間的電壓的電壓感測器（圖中未示出），其用於即時地採集施加在直流母線電壓L12a和L12b上的瞬間電壓；類似地，第二逆變功率模組120’的第二感測器可以包括設置於第二逆變功率模組120’中的用於測量直流母線L12a’和L12b’之間的電壓的電壓感測器（圖中未示出），其用於即時地採集施加在直流母線電壓L12a’和L12b’上的瞬間電壓。對應直流母線L12a和L12b設置的電壓感測器和對應直流母線L12a’和L12b’設置的電壓感測器連接至互校單元150，從而將其它們即時採集的電壓資料回饋至互校單元150。互校單元150可以被配置為將兩個電壓感測器分別獲得的電壓信號進行相互比較，以判斷第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的故障情況；例如，不同兩個電壓感測器分別獲得的電壓不相等、或者其差值超過允許的預定值時，則可以確定第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’中的其中一個出現了故障，例如，電壓較大的一個發生了故障。 　　在還一實施例中，第一感測器包括設置於第一逆變功率模組120中的用於測量第一逆變功率模組120的溫度的第一溫度感測器，類似地，第二感測器包括設置於第二逆變功率模組120’中的用於測量第二逆變功率模組120’的溫度的第二溫度感測器；第一溫度感測器和第二溫度感測器連接至互校單元150，互校單元150還被配置為將第一溫度感測器和第二溫度感測器分別獲得的第一溫度信號和第二溫度信號進行相互比較以判斷第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的故障情況。如果第一溫度信號和第二溫度信號不相等或者其差值超過允許的預定值，則可以確定第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’中的溫度過高的一個出現了例如過熱故障。 　　第一逆變功率模組120中，可以對應每個功率開關各自設置有一個第一溫度感測器；同樣地，第二逆變功率模組120’中，對應每個功率開關各自設置有一個第二溫度感測器。將第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’中位置對應相同的功率開關的第一溫度感測器和第二溫度感測器分別採集的第一溫度信號和第二溫度信號進行比較，可以確定哪個逆變功率模組中的哪個功率開關發生過熱故障，實現過熱故障的精確定位。 　　在第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’用於驅動六相交流電機時，在正常工作時，由於第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’將產生同樣的發熱量、直流母線L12a和L12b之間的電壓與直流母線L12a’和L12b’之間的電壓也相同，因此，也可以按照上述實施例中公開的方式，通過互校單元150和設置在第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的溫度感測器和/或電壓感測器來判斷第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的故障情況。對於電流互較模式，可以按圖2所示實施例的方式在第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’上設置電流感測器，並且，同步地採集電流信號i _fa、i _fb和i _fc和電流信號i _fa’、i _fb’和i _fc’，互校單元150可以比較i _fa與i _fa’、i _fb與i _fb’、i _fc與i _fc’暫態差，也可以比較兩個第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的電流向量，通過向量幅值或角度的差異同樣可以反映出第一逆變功率模組120或第二逆變功率模組120’上的功率開關的故障狀況。 　　以上實施例的並聯的第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的電流、電壓和/或溫度等可以被測量來進行彼此比較，從而實現二者之間的相互監測，容易及時發現第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的故障。 　　將理解，可以在第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’中同時設置如上所述實施例中的電流感測器、電壓感測器和溫度感測器中的至少兩個，互較單元150中將它們的比較結果結合來判斷第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的故障狀況。 　　互校單元150在確定第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’中的其中一個出現了故障（例如過流故障或過熱故障）時，可以發送故障信號至電機控制器190，電機控制器190基於該故障信號的回饋，可以使能電機驅動系統10做出功率上降額運行或關閉等動作，實現系統保護好、運行安全的目的。在功率降額運行時，第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的其中一個即使失效，另一個正常可以作為失效的一個的備份，提供原來一半的功率輸出，保障電動汽車可以持續地安全運行。 　　例如，第一逆變功率模組120發生故障時，其第一三相交流輸出端被切斷，並且所述第二逆變功率模組120’的第二三相交流輸出端保持輸出第二三相交流電（U1’，V1’，W1’），因此，被驅動的交流電機功率減半運行；第二逆變功率模組120’發生故障時其第二三相交流輸出端被切斷，並且所述第一逆變功率模組120的第一三相交流輸出端保持輸出第一三相交流電（U1，V1，W1），同樣，被驅動的交流電機功率減半運行。將理解，第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’的任一三相交流輸出端被切斷時，它們驅動的六相交流電機將變為在三相驅動下運動。 　　需要說明的是，以上實施例中，僅示意了其中兩個逆變功率模組，即第一逆變功率模組120和第二逆變功率模組120’，在其他實施例中，根據交流電機的功率需求，可以在電機驅動系統中並列地配置三個或三個以上的逆變功率模組，例如，配置兩個第一逆變功率模組120和兩個第二逆變功率模組120’。 　　將理解，當據稱將部件“連接”到另一個部件時，它可以直接連接到另一個部件或可以存在中間部件。 　　以上例子主要說明瞭本新型的電動汽車的電機驅動系統。儘管只對其中一些本新型的實施方式進行了描述，但是本領域普通技術人員應當瞭解，本新型可以在不偏離其主旨與範圍內以許多其他的形式實施，例如，每個逆變功率模組中設置測量相電壓的電壓感測器。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各申請專利範圍所定義的本新型精神及範圍的情況下，本新型可能涵蓋各種的修改與替換。

10‧‧‧電機驅動系統

90‧‧‧交流電機

120‧‧‧第一逆變功率模組

120’‧‧‧第二逆變功率模組

30‧‧‧動力電池

L12a、L12b、L12a’、L12b’‧‧‧直流母線

Cd‧‧‧DC-Link電容

Q11、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32‧‧‧功率開關

Q11’、Q12’、Q21’、Q22’、Q31’、Q32’‧‧‧功率開關

190‧‧‧電機控制器

170‧‧‧柵極驅動單元

Qg1、Qg2、Qg3、Qg4、Qg5、Qg6‧‧‧柵極驅動信號

910、920‧‧‧三相繞組

U1、V1、W1、U1’、V1’、W1’‧‧‧三相交流電

i_inv1、i_inv2、i_fa、i_fa’、i_fb、i_fb’、i_fc、i_fc’‧‧‧暫態電流

u_A、u_A’、u_B、u_B’、u_C、u_C’‧‧‧暫態電壓

150‧‧‧互校單元

從結合附圖的以下詳細說明中，將會使本新型的上述和其他目的及優點更加完整清楚，其中，相同或相似的要素採用相同的標號表示。 　　圖1是按照本新型一實施例的電動汽車的電機驅動系統結構示意圖。 　　圖2是按照本新型一實施例的電機驅動系統的互校工作原理示意圖。

Claims (12)

1. 一種電動汽車的電機驅動系統(10)，其用於驅動交流電機(90)，其中，包括：並聯地設置的第一逆變功率模組(120)和第二逆變功率模組(120’)；其中，第一逆變功率模組(120)的直流輸入端和第二逆變功率模組(120’)的直流輸入端均電連接電動汽車的動力電池(30)的輸出端，第一逆變功率模組(120)的第一三相交流輸出端輸出第一三相交流電(U1,V1,W1)至所述交流電機的第一三相繞組(910)，第二逆變功率模組(120’)的第二三相交流輸出端輸出第二三相交流電(U1’，V1’，W1’)至同一所述交流電機(90)的第二三相繞組(920)。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動系統(10)，其中，所述第一逆變功率模組(120)與所述第二逆變功㊣率模組(120’)為硬體相同的逆變功率模組。
3. 如申請專利範圍第l項所述之電機驅動系統(10)，其中，所述交流電機(90)為三相交流電機，所述第一三相繞組(910)和第二三相繞組(920)為同相繞組。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動系統(10)，其中，所述交流電機(90)為六相交流電機，所述第一三 相繞組(910)和第二三相繞組(920)為異相繞組。
5. 如申請專利範圍第2項所述之電機驅動系統(10)，其中，所述第一逆變功率模組(120)和所述第二逆變功率模組(120’)中分別設置有第一感測器和第二感測器；所述電機驅動系統(10)還包括互校單元(150)，其被配置為將所述第一感測器獲得的第一信號與所述第二感測器獲得的第二信號進行相互比較以判斷所述第一逆變功率模組(120)和所述第二逆變功率模組(120’)的故障情況。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電機驅動系統(10)，其中，所述第一感測器包括設置於第一逆變功率模組(120)的第一三相交流輸出端的每相上的第一電流感測器，所述第二感測器包括設置於第二逆變功率模組(120’)的第二三相交流輸出端的每相上的第二電流感測器；對應於所述第一三相交流輸出端和第二三相交流輸出端的相同相上的所述第一電流感測器和第二電流感測器連接至所述互校單元(150)，所述互校單元(150)還被配置為將對應相同相上的所述第一電流感測器和第二電流感測器分別獲得的第一電流信號(i _fa 、i _fb 或i _fc )和第二電流信號(i _fa’ 、i _fb’ 或i _fc’ )進行相互比較以判斷所述第一電流感測器和第二電流感測器所對應的相的橋臂上的功率開關 的故障情況。
7. 如申請專利範圍第5項所述之電機驅動系統(10)，其中，所述第一感測器包括設置於第一逆變功率模組(120)中的用於測量其直流母線電壓的第一電壓感測器，所述第二感測器包括設置於第二逆變功率模組(120’)中的用於測量其直流母線電壓的第二電壓感測器；所述第一電壓感測器和第二電壓感測器連接至所述互校單元(150)，所述互校單元(150)還被配置為將所述第一電壓感測器和第二電壓感測器分別獲得的第一電壓信號和第二電壓信號進行相互比較以判斷所述第一逆變功率模組(120)和第二逆變功率模組(120’)的故障情況。
8. 如申請專利範圍第5項所述之電機驅動系統(10)，其中，所述第一感測器包括設置於第一逆變功率模組(120)中的用於測量第一逆變功率模組(120)的溫度的第一溫度感測器，所述第二感測器包括設置於第二逆變功率模組(120’)中的用於測量第二逆變功率模組(120’)的溫度的第二溫度感測器；所述第一溫度感測器和第二溫度感測器連接至所述互校單元，所述互校單元(150)還被配置為將所述第一溫度感測器和第二溫度感測器分別獲得的第一溫度信號和第二溫度信號進行相互比較以判斷所述第一逆變功率模組 (120)和第二逆變功率模組(120’)的故障情況。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電機驅動系統(10)，其中，為第一逆變功率模組(120)中的每個功率開關分別設置所述第一溫度感測器，為第二逆變功率模組第二逆變功率模組(120’)中的每個功率開關分別設置所述第二溫度感測器。
10. 如申請專利範圍第5項至第9項任一所述之電機驅動系統(10)，其中，還包括電機控制器(190)和柵極驅動單元(170)；其中，所述互校單元(150)與所述電機控制器(190)耦接並且在所述互校單元(150)確定所述第一逆變功率模組(120)和第二逆變功率模組(120’)中的任意一個發生故障時回饋故障信號至所述電機控制器(190)。
11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之電機驅動系統(10)，其中，所述第一逆變功率模組(120)發生故障時其第一三相交流輸出端被切斷，並且所述第二逆變功率模組(120’)的第二三相交流輸出端保持輸出第二三相交流電(U1’，V1’，W1’)；所述第二逆變功率模組(120’)發生故障時其第二三相交流輸出端被切斷，並且所述第一逆變功率模組(120)的第一三相交流輸出端保 持輸出第一三相交流電(U1，V1，W1)。
12. 如申請專利範圍第2項所述之電機驅動系統(10)，其中，所述第一逆變功率模組(120)和所述第二逆變功率模組(120’)模組化地構造。