[go: up one dir, main page]

CN115395813A - 逆变器装置 - Google Patents

逆变器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115395813A
CN115395813A CN202110573293.2A CN202110573293A CN115395813A CN 115395813 A CN115395813 A CN 115395813A CN 202110573293 A CN202110573293 A CN 202110573293A CN 115395813 A CN115395813 A CN 115395813A
Authority
CN
China
Prior art keywords
discharge
circuit
inverter
inverter device
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202110573293.2A
Other languages
English (en)
Inventor
酒井和弘
岛津学史
中田雄飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Elesys Corp
Original Assignee
Nidec Elesys Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Elesys Corp filed Critical Nidec Elesys Corp
Priority to CN202110573293.2A priority Critical patent/CN115395813A/zh
Priority to JP2022084124A priority patent/JP2022181191A/ja
Priority to US17/752,873 priority patent/US20220385206A1/en
Priority to DE102022113207.2A priority patent/DE102022113207A1/de
Publication of CN115395813A publication Critical patent/CN115395813A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/027—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an over-current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/003—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/322—Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/028—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the motor continuing operation despite the fault condition, e.g. eliminating, compensating for or remedying the fault
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/40—DC to AC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/68—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive based on the temperature of a drive component or a semiconductor component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种逆变器装置，包括：具有多个开关元件和电容器的逆变器电路；主动放电电路，该主动放电电路具有串联连接的第一放电电阻和放电开关，并且该主动放电电路连接在所述电容器的正极电极和负极电极之间；以及控制电路，该控制电路具有分别与所述开关元件和所述放电开关连接的控制部，所述控制部控制所述开关元件和所述放电开关，所述控制部从逆变器装置外部接收到放电指令并且在电动机旋转时，所述控制部使所述放电开关导通以使所述电容器放电。

Description

逆变器装置
技术领域
本发明涉及一种车载用逆变器装置，特别是涉及一种包括对电容器的放电进行控制的控制部的车载用逆变器装置，其用于在控制部接收到放电指令时，使逆变器装置的电容器放电。
背景技术
电动车的高压安全是整车功能安全中需要关注的一个问题，逆变器装置自身必须在非紧急和紧急状态下实现直流电容的放电。通常的情况就是点火开关关闭，车辆控制装置(VCU)将主继电器断开，此时逆变器装置才可以实现放电。紧急状态指的是车辆发生碰撞、或者低压电池发生掉电等状态。在上述情况下都将导致逆变器装置进行下电。目前中国的法规规定，整车下电必须在5秒内完成。考虑到从发送放电指令，继电器延迟，和继电器真正完成打开需要的时间，实际留给逆变器装置放电的时间一般只有2秒多的时间。放电的方式很多种，电阻放电或者有源器件放电都可以实现高压直流母线的放电。
例如，在专利文献1中记载了当车辆碰撞时，通过使继电器断开，使放电开关元件40导通(说明书第0045-0056段)，从而使用放电电阻30进行放电；而在车辆停止时进行放电的情况下，在点火开关IG关闭时，继电器会断开，并且放电开关元件40会断开，通过放电电阻100进行放电(说明书第0065段以后)。总而言之，在上述专利文献所公开的发明中，在车辆碰撞时能使用放电电阻30进行放电，在车辆停止时能使用放电电阻100来进行放电。
现有技术中，为了使逆变器装置中的滤波电容器放电，一般会使用逆变器电路或者放电电阻来使滤波电容器进行放电。然而，若由于汽车发生碰撞、电路故障等原因导致逆变器装置无法及时使滤波电容器快速放电，则可能导致发生汽车故障、触电等情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6171885号
发明内容
发明所要解决的技术问题
图7是示出现有的逆变器装置的结构的示意图。在现有的逆变器装置中，设置有用于使薄膜电容器始终进行放电的放电电阻(被虚线包围)。由于该放电电阻的电阻值较大，因此薄膜电容器的放电时间较长。因此，根据来自车辆控制装置的ADC(主动放电的缩写，包括快速放电的意思)指令，控制开关元件，使电流在逆变器中流动(如实线所示)并进行放电，使得在电动机中不产生转矩。
然而，在现有技术中，在电动机正在旋转(包括故障安全控制中)时，无法进行快速放电。其中，上述故障安全控制是一种用于防止开关元件损坏和电池过充电的开关元件的控制方法，该故障安全控制是使逆变器电路中的上臂和下臂中的一方进行全相导通且使另一方进行全相断开的控制，简称为ASC控制。在进行ASC控制时，电动机正在旋转。
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种逆变器装置，其即使在电动机旋转时、或者逆变器电路、放电电路、电动机、开关元件、关联传感器等发生故障的情况下，也能使滤波电容器进行快速放电。
此外，在控制部从车辆控制装置接收到主动放电指令时，逆变器装置能通过控制部向放电开关的栅极驱动器输出指令来控制放电开关，从而使滤波电容器进行快速放电。
解决技术问题的技术方案
为了解决上述问题,本发明的逆变器装置的第一方式中，包括连接至车辆的电动机并具有多个开关元件和电容器的逆变器电路；主动放电电路，该主动放电电路具有串联连接的第一放电电阻和放电开关，并且该主动放电电路与所述电容器并联连接；以及控制电路，该控制电路具有控制所述逆变器电路和所述主动放电电路的控制部，所述控制部在所述电动机旋转的状态下从所述逆变器装置外部接收到放电指令时，使所述放电开关导通，从而所述电容器经由所述第一放电电阻进行放电。
本发明的逆变器装置的第二方式在所述第一方式中，优选为，在所述电动机不旋转并且所述逆变器电路正常时，所述控制部对所述逆变器电路的所述开关元件的导通断开进行控制，以使所述电容器经由所述逆变器电路进行放电。根据这样的结构，能在不使用第一放电电阻的情况下进行快速放电。
本发明的逆变器装置的第三方式在所述第一方式中，优选为，在所述电动机不旋转且所述逆变器电路发生故障时，所述控制部使所述放电开关导通，从而所述电容器经由所述第一放电电阻进行放电。根据这样的结构，能在不使用逆变器电路的开关元件的情况下进行快速放电。
本发明的逆变器装置的第四方式在所述第一方式中，所述逆变器电路还具有用于使所述电容器放电的第二放电电阻，所述第二放电电阻与所述电容器并联连接，所述第二放电电阻的电阻值大于所述第一放电电阻。通过这样的结构，即使在第一放电电阻或逆变器电路的开关元件无法发挥作用的情况下，也能始终进行放电。
本发明的逆变器装置的第五方式在所述第一方式中，优选为，所述放电开关包括两个串联连接的开关。根据该结构，即使放电开关中的两个开关中的一个处于持续导通的导通故障状态，如果另一个开关正常，也能在适当的定时进行放电。即，与仅设置一个放电开关的情况相比，提高了安全性。
当开关元件等逆变器电路的一部分发生故障时，无法利用逆变器电路进行快速放电。鉴于上述情况，本发明的逆变器装置的第六方式在所述第一方式中，优选为，在检测到所述逆变器电路的故障并且接收到所述放电指令时，所述控制部使所述放电开关导通，从而所述电容器经由所述第一放电电阻进行放电。根据这样的结构，即使逆变器电路发生故障，也能进行快速放电。
本发明的逆变器装置的第七方式在所述第一方式中，优选为，所述放电开关由MOSFET构成。通过这样的结构，与使用IGBT的情况相比，能降低成本。
本发明的逆变器装置的第八方式在所述第一方式中，优选为，包括多个并联连接的所述主动放电电路。根据这样的结构，即使一个主动放电电路发生故障，也能通过另一个主动放电电路进行快速放电。
本发明的逆变器装置的第九方式在所述第一方式中，优选为，所述控制部在上次通过第一电阻实施放电之后经过了规定的时间的情况下使所述放电开关导通。根据该结构，能在使用第一电阻之后经过足够的时间后，即，在达到充分散热的状态之后，再次使用第一电阻来进行快速放电。即，能防止第一电阻的故障。
发明效果
根据本发明的逆变器装置，即使在电动机旋转时以及逆变器电路、放电电路、电动机、开关元件、关联传感器等发生故障时，也能使电容器进行放电来提高安全性。
附图说明
图1是示出本发明的逆变器装置的结构的示意图。
图2是示出本发明的逆变器装置的控制流程图
图3是示出本发明的逆变器装置以第一状态进行放电的示意图。
图4是示出本发明的逆变器装置以第二状态进行放电的示意图。
图5是示出本发明的逆变器装置以第三状态进行放电的示意图。
图6是示出本发明的逆变器装置的另一个结构的示意图。
图7是示出现有的逆变器装置的结构的示意图。
具体实施方式
下面，对于本发明所涉及的逆变器装置的优选实施方式使用附图进行说明。在各附图中，对于相同或相当的部分，附加相同标号进行说明。
<逆变器装置的结构>
图1是示出本发明的逆变器装置2的结构的示意图。作为一个示例，本发明的车载电气系统包括：电源1；逆变器装置2；电动机部3；车辆控制装置4。
电源1是高压直流电池装置，其输出电压例如为300V。车载电气系统通过电源1的输出电压来驱动电动机部3。
电动机部3具有转子和定子，是通过三相交流电的供给而旋转驱动的电动机。例如，电动机部3可采用永磁同步电动机。在电动机部3中固定有传感器301，该传感器301例如为旋转变压器。该传感器301用于对电动机部3的转速进行检测，传感器301将检测到的转速检测信号发送到控制部110。
车辆控制装置4是根据司机指令、车辆状态等控制电动机的工作状态及功率输出等的控制部件，其在车辆熄火、发生车辆碰撞、或者检测到车辆故障等情况下，会向控制部110发出主动放电指令。
逆变器装置2包括：控制电路10；逆变器电路20；主动放电电路30；被动放电电路40。
逆变器电路20具有滤波电容器400、由6个开关元件202、6个栅极驱动器构成的电动机驱动电路(3个上臂，3个下臂)；以及逆变器故障检测部201。开关元件202是由晶体管和回流二极管构成的公知电路。
逆变器电路20将存储在电源1中的直流电转换为具有可变电压和可变频率的三相交流电，并将转换后的三相交流电提供给电动机部3。
逆变器故障检测部201具有设置在逆变器电路20中的多个电流传感器或电压传感器，对逆变器电路20的电流、电压进行检测，根据由上述传感器检测到的电流值或电压值来判断逆变器电路20是否发生故障，并将故障检测信号发送给控制部110。例如，逆变器故障检测部201在检测到逆变器电路20中的电流或电压超过规定值时，向控制部110发送表示逆变器电路20有异常的故障检测信号。
滤波电容器400与电动机驱动电路并联连接并用于对逆变器电路的输入电压进行滤波。滤波电容器400的一端经由继电器701连接到电源1的正极，另一端经由继电器702连接到电源1的负极。在逆变器电路20中设置有电压传感器(未图示出)，其对滤波电容器400的正极电极和负极电极之间的电压进行检测，并将检测到的电压信号发送到控制部110。
主动放电电路30连接在滤波电容器400的正极电极和负极电极之间并且与滤波电容器400并联连接，该主动放电电路30具有第一放电开关601和第二放电开关602、以及第一放电电阻501，通过第一放电电阻501使滤波电容器400放电。
由于第一放电电阻501的电阻值较小，因此利用第一放电电阻501使滤波电容器400放电所需的时间较短，从而能使滤波电容器400快速放电。
被动放电电路40由第二放电电阻502构成。第二放电电阻502与电容器400并联连接，并且第二放电电阻502的电阻值比第一放电电阻501要大，因此利用第二放电电阻502使滤波电容器400放电所需的时间较长。第二放电电阻502用于使滤波电容器400进行放电。
控制电路10具有控制部(CPU)110。控制部110设置在逆变器装置2中，分别与开关元件202、第一放电开关601、第二放电开关602、传感器301、逆变器故障检测部201、继电器701、702连接，用于对逆变器电路20、继电器部70和主动放电电路30进行控制。
控制部110接收来自车辆控制装置4的主动放电指令信号、来自逆变器故障检测部201的故障检测信号、来自传感器301的转速检测信号、以及滤波电容器400的电压信号。
控制部110根据来自逆变器故障检测部201的故障检测信号，来判断逆变器电路20是否发生故障。
控制部110根据来自传感器301的转速检测信号来判断电动机部3是否处于旋转状态以及电动机部3的转速。
控制部110根据主动放电指令信号、故障检测信号、转速检测信号、滤波电容器400的电压信号，向逆变器电路20的开关元件202、第一放电开关601、第二放电开关620、继电器701、702输出控制信号。
继电器部70位于外部的电源1和逆变器装置2之间。由车辆控制装置4(VCU)执行继电器部70的通断控制。继电器部70具有继电器701和继电器702。继电器701是配置在电源1的正极和滤波电容器400的正极之间的继电器开关。继电器702是配置在电源1的负极和滤波电容器400的负极之间的继电器开关。继电器701和继电器702相对于逆变器电路20、主动放电电路30和被动放电电路40配置在电源1侧。在进行放电的情况下，在收到来自控制部110的断开信号后，继电器701、702断开。例如，当车辆发生碰撞时，车辆控制装置4通过控制部110使继电器部70断开，并向逆变器装置2的控制电路10的控制部110发送主动放电指令。或者，当车辆没有发生碰撞但车辆控制装置4由于某种原因断开继电器时，车辆控制装置4向逆变器装置2的控制电路10的控制部110发送主动放电指令。
<滤波电容器放电的具体动作>
下面结合图2至图5，对滤波电容器400放电的具体动作进行说明。
图2是示出本发明的逆变器装置2的控制流程图。
图3是示出本发明的逆变器装置2以第一状态进行放电的示意图。
图4是示出本发明的逆变器装置2以第二状态进行放电的示意图。
图5是示出本发明的逆变器装置2以第三状态进行放电的示意图。
在车辆熄火、发生车辆碰撞、或者检测到车辆故障时，车辆控制装置4会向控制部110发出主动放电指令，控制部110在接收到从车辆控制装置4(简称VCU)发出的主动放电指令时开始执行主动放电，使继电器701和继电器702断开(步骤S10)。因此，电源1与滤波电容器400之间断开，电源1的输出电压不会输出到逆变器电路20。
控制部110判断从低电压电源(未图示出)对控制基板(包括控制部110)的供电是否正常，并且判断控制部110(CPU)自身是否正常(步骤S11)。
当判断结果为正常时(步骤S11中的“是”)，转移到步骤S12。
在步骤S12中，控制部110根据来自传感器301的转速检测信号，判断电动机部3是否处于旋转状态(即转速是否大于0)(步骤S12)。这里的旋转状态包括虽然停止了电动机的控制，但电动机仍处于旋转的状态，此外旋转状态还包括进行ASC控制时的状态，该ASC控制是使上臂或下臂中的某一个的全相开关元件导通，并使另一个全相开关元件断开的控制。
当步骤S12中的判断结果为电动机部3正在旋转时(步骤S12中的“是”)，转移到步骤S14。
在步骤S14中，控制部110判断主动放电电路30是否正常(即第一放电开关601和第二放电开关602、以及第一放电电阻501是否正常)(步骤S14)。
当步骤S14中的判断结果为主动放电电路30正常时(步骤S14中的“是”)，转移到步骤S15。
在步骤S15中，控制部110判断与上次利用第一放电电阻501进行的主动放电之间的时间间隔是否小于规定的阈值，例如72秒(步骤S15)。之所以将与上次主动放电之间的时间间隔设为72秒以上，是因为在通过第一放电电阻501进行主动放电时，在第一放电电阻501上会产生大量热量，若不使第一放电电阻501充分冷却，则可能会产生电路故障。在与上次主动放电之间的时间间隔为72秒以上即第一放电电阻501充分冷却的情况下，通过第一放电电阻501进行放电。
然而，例如，当控制部110收到主动放电指令时，从上一次执行主动放电控制仅经过了71秒的情况下，如图5中的虚线箭头所示通过第二放电电阻502进行放电(即以第三状态进行放电)。虽然在经过1秒后，距离上次主动放电经过了72秒，但逆变器装置仍保持当前状态(第三状态)进行放电，直到控制部110收到下一个来自车载控制装置4的主动放电指令。
当步骤S15中的判断结果为与上次主动放电之间的时间间隔是72秒以上时(步骤S15中的“是”)，则转移到步骤S22。
在步骤S22中，控制部110对第一放电开关601和第二放电开关602发出导通信号，使第一放电开关601和第二放电开关602导通，滤波电容器400的正极和负极通过第一放电电阻501进行连接。如图4中实线箭头所示，通过第一放电开关601、第二放电开关602、第一放电电阻501使滤波电容器400进行放电(简称为以第二状态进行放电)，滤波电容器400的正极和负极之间的电压随着时间经过而降低(步骤S22)。图4中的虚线箭头表示在通过主动放电电路30使滤波电容器400放电的同时，经由第二放电电阻502进行放电。
当步骤S15中的判断结果为与上次主动放电之间的时间间隔小于72秒时(步骤S15中的“否”)，则转移到步骤S23，通过第二放电电阻502以第三状态使滤波电容器400进行放电(步骤S23)。
当步骤S12中的判断结果为电动机部3没有旋转时(步骤S12中的“否”)，转移到步骤S13。
在步骤S13中，控制部110判断电动机驱动电路(包括逆变器电路20)是否正常(步骤S13)。
当步骤S13中的判断结果为电动机驱动电路(包括逆变器电路20)正常时(步骤S13中的“是”)，转移到步骤S21，控制部110对逆变器电路20发出控制信号，如图3中的实线箭头所示通过逆变器电路20使滤波电容器400中积累电荷进行放电(简称为以第一状态进行放电)(步骤S21)。图3所示的开关元件的通断关系是一个例子，只要能够使用6个开关元件202进行快速放电，就可以采用任意的结构。图3中的虚线箭头表示在通过逆变器电路20使滤波电容器400放电的同时，经由第二放电电阻502使滤波电容器400放电。
此外，当步骤S13中的判断结果为电动机驱动电路(包括逆变器电路20)有异常时(步骤S13中的“否”)，转移到步骤S14。
当步骤S14中的判断结果为主动放电电路30有异常时(步骤S14中的“否”)，转移到步骤S23，通过第二放电电阻502使滤波电容器400进行放电(步骤S23)。
当步骤S11中的判断结果为有异常时(步骤S11中的“否”)，转移到步骤S23，使滤波电容器400以第三状态进行放电(步骤S23)。
在步骤S21、S22、S23中使滤波电容器400放电之后，转移到步骤S16。在步骤S16中，基于滤波电容器400的电压检测值，控制部110判定滤波电容器400的正极和负极之间的电压是否大于规定电压(例如，60V)。此后，当电压大于规定电压时(步骤S16中的“是”)，继续使滤波电容器400进行放电，并且处理返回到步骤S11。当滤波电容器400的电压变为规定电压以下时(步骤S16中的“否”)，滤波电容器完成放电，控制部110停止主动放电。
图6是示出本发明的逆变器装置的另一个结构的示意图。
如图6所示，逆变器装置2还可以包括主动放电电路31，该主动放电电路31连接在滤波电容器400的正极电极和负极电极之间，并具有串联连接的第三放电电阻503和第三放电开关603和第四放电开关604。
主动放电电路不仅限于1个或2个，也可以是多个主动放电电路。在主动放电电路30、31中还可以分别设置有温度传感器，该温度传感器用于分别对第一放电电阻501、第三放电电阻503的温度进行检测，并将检测到的温度检测信号分别发送到控制部。
控制部110分别与第三放电开关603、第四放电开关604、以及第一放电电阻501、第三放电电阻503的温度传感器连接，接收来自温度传感器的温度检测信号，根据该温度检测信号对第一放电开关601、第二放电开关602、第三放电开关603、第四放电开关604进行控制。
在主动放电电路中，设置有电压传感器或电流传感器，该电压传感器或电流传感器与控制部110连接，对放电电阻的电压或电流进行检测，并将检测到的电压、电流信号发送给控制部110。控制部110可以根据来自主动放电电路30的电压传感器、电流传感器的检测信号来判断主动放电电路是否发生故障。在检测到主动放电电路30发生故障(例如在控制部110发送导通信号给第一放电开关601、第二放电开关602时，若检测到第一放电电阻501两端的电压为0，则判断为主动放电电路30发生故障)，而主动放电电路31没有发生故障的情况下，控制部110发送断开信号给第一放电开关601和第二放电开关602，使第一放电开关601和第二放电开关602断开，而发送导通信号给第三放电开关603和第四放电开关604，使第三放电开关603和第四放电开关604导通，通过第三放电电阻503和第三放电开关603和第四放电开关604使滤波电容器400放电。由此，能在某个主动放电电路(放电开关、放电电阻)发生故障时，利用其他主动放电电路来使滤波电容器放电，从而提高逆变器装置的安全性。
此外，可以在第一放电电阻501的温度检测信号小于第一规定值(例如40度)的情况下，控制部110使第一放电开关601、第二放电开关602导通，而在第一放电电阻501的温度检测信号大于第二规定值(例如85度)的情况下，控制部110使第一放电开关601、第二放电开关602断开。由此避免放电电阻温度过高导致损坏电路元件，避免发生电路故障。此外，控制部110在第一放电电阻501的温度检测信号大于第二规定值(例如85度)时，且第三放电电阻503的温度小于第一规定值(例如40度)的情况下，控制部110发送断开信号给第一放电开关601和第二放电开关602，使第一放电开关601和第二放电开关602断开，而发送导通信号给第三放电开关603和第四放电开关604，使第三放电开关603和第四放电开关604导通，通过第三放电电阻503和第三放电开关603和第四放电开关604使滤波电容器400放电。
在控制部110根据接收到的主动放电指令的情况下，在根据故障检测信号和转速检测信号，检测出在电动机正在旋转或逆变器电路20的开关元件等发生故障时，通过分别向第一放电开关601、第二放电开关602发送控制信号，来控制主动放电电路30的导通和断开，从而能通过第一放电电阻501使滤波电容器400进行快速放电。
此外，控制部110在接收到来自逆变器故障检测部201的异常通知的情况下，根据传感器301的信号来判断电动机部3的转速是否超过4000rpm。在电动机部3的转速未超过4000rpm的情况下，维持进行转矩控制不变。在电动机部3的转速超过4000rpm的情况下，开始故障安全控制。在进行故障安全控制时，若控制部110接收到的主动放电指令，则通过向第一放电开关601、第二放电开关602发送导通信号，经由主动放电电路30来使滤波电容器400放电。
根据本发明的逆变器装置，通过控制部110在电动机旋转的状态下从逆变器装置外部接收到放电指令时，使放电开关导通，从而滤波电容器400经由第一放电电阻501进行放电，从而即使在电动机旋转时(由于故障等而处于使轮胎连续旋转的状态下或进行故障安全控制即ASC控制的过程中等紧急时)，也能够通过放电开关、第一放电电阻501使滤波电容器400进行快速放电，从而提高了安全性。
根据本发明的逆变器装置，通过在电动机不旋转并且逆变器电路20正常时，控制部110对逆变器电路20的开关元件202的导通断开进行控制，以使滤波电容器400经由逆变器电路20进行放电，从而即使在电动机不旋转或电动机停止时，也能够使滤波电容器400进行快速放电，从而提高了安全性。
根据本发明的逆变器装置，通过在电动机不旋转且逆变器电路发生故障时，控制部110使放电开关导通，从而滤波电容器400经由第一放电电阻501进行放电，因此即使在电动机、开关元件、及其相关传感器发生故障时无法利用逆变器电路进行快速放电的情况下，也能通过放电开关使滤波电容器400进行快速放电，从而提高了安全性。
根据本发明的逆变器装置，通过逆变器电路20具有用于使滤波电容器400放电且电阻值大于第一放电电阻501的第二放电电阻502，第二放电电阻502与滤波电容器400并联连接，从而即使在逆变器电路的开关元件、放电开关等发生故障时，也能通过第二放电电阻使滤波电容器400进行放电，从而提高了安全性。
根据本发明的逆变器装置，通过主动放电电路30包括两个串联连接的放电开关，即通过在主动放电电路30中设置有2个栅极驱动器和2个开关来控制主动放电电路30的导通和断开，从而即使在其中一个放电开关发生持续导通的故障或误动作的情况下(例如一个放电开关连续导通)，若另一个放电开关正常地进行导通断开动作，则能利用另一个开关使电路断开，从而可靠性较高地对滤波电容器400进行放电控制，能防止不必要的放电(即第一放电电阻持续处于发热状态)。
根据本发明的逆变器装置，在检测到逆变器电路20的故障并且接收到所述放电指令时，控制部110使放电开关导通，从而滤波电容器400经由第一放电电阻501进行放电，从而通过第一放电电阻501使滤波电容器400放电，由此，能在通过ASC控制防止IGBT损坏和电池过充电的同时，通过放电开关使滤波电容器400进行放电来提高安全性。
根据本发明的逆变器装置，开关元件202可以由IGBT构成。由于在通常驱动电动机时，会有大电流流过逆变器装置的开关元件，因此使用IGBT作为逆变器装置的开关元件能提高逆变器装置的安全性。放电开关可以由MOSFET构成，由于使滤波电容器400放电时，不会有大电流流过放电开关，因此可以使用MOSFET代替IGBT作为放电开关，从而能进一步降低成本
根据本发明的逆变器装置。可以包括2个并联连接的主动放电电路30、31，由此，在其中一个主动放电电路30的放电开关、放电电阻发生故障时，能使用没有发生故障的主动放电电路31进行快速放电，从而能提高逆变器装置的安全性，能够在放电开关、放电电阻等发生故障的情况下，使滤波电容器400进行快速放电。
根据本发明的逆变器装置，控制部可以在上次通过第一放电电阻501实施放电之后经过了规定的时间的情况下使放电开关601、602导通。根据该结构，能在使用第一放电电阻501之后经过足够的时间后，即，在达到充分散热的状态之后，再次使用第一放电电阻501来进行快速放电。即，能防止第一放电电阻501的故障。
在本发明中，第一放电开关601和第二放电开关602以从上次快速放电起经过的时间(例如72秒)作为触发来进行导通，但不限于此，例如，可以设置温度检测元件，以检测第一放电电阻501的温度。在确认到第一放电电阻的温度为规定的阈值以下之后，使第一放电开关601和第二放电开关602导通，从而能防止放电电阻的损坏。
例如，在主动放电电路30中设置有温度传感器，该温度传感器用于对第一放电电阻501的温度进行检测，当第一放电电阻501的温度在规定阈值以下时，控制部使第一放电开关601、第二放电开关602导通。由此，不需要等待规定时间，只要在第一放电电阻501充分冷却后，就可以通过第一放电电阻501和第一放电开关601、第二放电开关602使滤波电容器400放电，能缩短放电电阻的冷却等待时间，并且在检测到第一放电电阻的温度大于规定值时，使放电开关断开，能避免逆变器装置的电路元件由于高温损坏，提高逆变器装置的安全性。
应当理解，本发明在其范围内，能将实施方式中的各部件自由组合，或是将实施方式中的各部件适当变形、省略。
如上所述，对本发明进行了详细的说明，但上述说明仅是所有方面中的示例，本发明并不局限于此。未示例的无数的变形例被解释为可设想到而未脱离本发明的范围。
工业上的实用性
本发明所涉及的逆变器装置能广泛应用于EV(电动汽车)的电动机等领域中。
标号说明
1电源
2逆变器装置
3电动机部
4车辆控制装置
10控制电路
20逆变器电路
30、31主动放电电路
40被动放电电路
110控制部(CPU)
201逆变器故障检测部
202开关元件
301传感器
400滤波电容器
501第一放电电阻
502第二放电电阻
503第三放电电阻
601第一放电开关
602第二放电开关
603第三放电开关
604第四放电开关
701继电器
702继电器。

Claims (9)

1.一种逆变器装置，包括：
连接至车辆的电动机并具有多个开关元件和电容器的逆变器电路；
主动放电电路，该主动放电电路具有串联连接的第一放电电阻和放电开关，并且该主动放电电路与所述电容器并联连接；以及
控制电路，该控制电路具有控制所述逆变器电路和所述主动放电电路的控制部，
所述控制部在所述电动机旋转的状态下从所述逆变器装置外部接收到放电指令时，使所述放电开关导通，从而所述电容器经由所述第一放电电阻进行放电。
2.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，
在所述电动机不旋转并且所述逆变器电路正常时，所述控制部对所述逆变器电路的所述开关元件的导通断开进行控制，以使所述电容器经由所述逆变器电路进行放电。
3.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，
在所述电动机不旋转且所述逆变器电路发生故障时，所述控制部使所述放电开关导通，从而所述电容器经由所述第一放电电阻进行放电。
4.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，
所述逆变器电路还具有用于使所述电容器放电的第二放电电阻，所述第二放电电阻与所述电容器并联连接，
所述第二放电电阻的电阻值大于所述第一放电电阻。
5.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，
所述放电开关包括两个串联连接的开关。
6.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，
在检测到所述逆变器电路的故障并且接收到所述放电指令时，所述控制部使所述放电开关导通，从而所述电容器经由所述第一放电电阻进行放电。
7.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，
所述放电开关由MOSFET构成。
8.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，
包括多个并联连接的所述主动放电电路。
9.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，
所述控制部在上次通过所述第一放电电阻实施放电之后经过了规定的时间的情况下，使所述放电开关导通。
CN202110573293.2A 2021-05-25 2021-05-25 逆变器装置 Withdrawn CN115395813A (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110573293.2A CN115395813A (zh) 2021-05-25 2021-05-25 逆变器装置
JP2022084124A JP2022181191A (ja) 2021-05-25 2022-05-23 インバータ装置
US17/752,873 US20220385206A1 (en) 2021-05-25 2022-05-25 Inverter device
DE102022113207.2A DE102022113207A1 (de) 2021-05-25 2022-05-25 Wechselrichtervorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110573293.2A CN115395813A (zh) 2021-05-25 2021-05-25 逆变器装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115395813A true CN115395813A (zh) 2022-11-25

Family

ID=83997192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110573293.2A Withdrawn CN115395813A (zh) 2021-05-25 2021-05-25 逆变器装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220385206A1 (zh)
JP (1) JP2022181191A (zh)
CN (1) CN115395813A (zh)
DE (1) DE102022113207A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114285256A (zh) * 2021-12-23 2022-04-05 珠海格力电器股份有限公司 控制器掉电后的快速放电方法、控制器及冷冻冷藏设备
CN116872735A (zh) * 2023-06-29 2023-10-13 一巨自动化装备（上海）有限公司 一种电动车主动放电系统及方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022103473A1 (de) * 2022-02-15 2023-08-17 Audi Aktiengesellschaft Elektrische Schaltungseinrichtung, elektrische Antriebsanordnung und Kraftfahrzeug
JPWO2025154125A1 (zh) * 2024-01-15 2025-07-24

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100213904A1 (en) * 2009-02-24 2010-08-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle and discharge method of smoothing capacitor in vehicle
US20150034406A1 (en) * 2012-02-23 2015-02-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric vehicle
CN105264761A (zh) * 2013-07-11 2016-01-20 爱信艾达株式会社 放电控制装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5623994B2 (ja) * 2011-07-29 2014-11-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP2013102580A (ja) * 2011-11-08 2013-05-23 Toyota Motor Corp 電気自動車
JP6171885B2 (ja) 2013-11-20 2017-08-02 株式会社デンソー 車載電気システム
US10035422B2 (en) * 2016-06-14 2018-07-31 Ford Global Technologies, Llc Self-limiting active discharge circuit for electric vehicle inverter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100213904A1 (en) * 2009-02-24 2010-08-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle and discharge method of smoothing capacitor in vehicle
US20150034406A1 (en) * 2012-02-23 2015-02-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric vehicle
CN105264761A (zh) * 2013-07-11 2016-01-20 爱信艾达株式会社 放电控制装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114285256A (zh) * 2021-12-23 2022-04-05 珠海格力电器股份有限公司 控制器掉电后的快速放电方法、控制器及冷冻冷藏设备
CN116872735A (zh) * 2023-06-29 2023-10-13 一巨自动化装备（上海）有限公司 一种电动车主动放电系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022113207A1 (de) 2022-12-01
JP2022181191A (ja) 2022-12-07
US20220385206A1 (en) 2022-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115395813A (zh) 逆变器装置
CN109159669B (zh) 一种电驱动系统的保护系统和方法
JP5317188B2 (ja) 電動車両のインバータ装置及びその保護方法
CN110768213B (zh) 电动汽车电机系统三相主动短路的控制电路及控制方法
CN101529715B (zh) 功率转换装置
CN104604069B (zh) 用于逆变器的运行状态电路以及用于设定逆变器的运行状态的方法
US11368083B2 (en) Method and device for discharging a DC-link capacitor
JP6187369B2 (ja) 車載用電動機制御装置
US20150097501A1 (en) Electric vehicle power conversion system
JP6378267B2 (ja) 車両
KR20110045426A (ko) Ｄｃ/ｄｃ 컨버터 고장시 차량 운전 유지를 위한 비상 동작 장치 및 방법
CN103444070A (zh) 控制单元
EP2189733A1 (en) Heater Controller and method for operating a heater controller
CN111762024A (zh) 车载控制装置以及记录介质
CN117962629B (zh) 具有短路隔离功能的电机控制器、动力总成及电动车辆
KR20160134206A (ko) 친환경자동차용 전기동력시스템의 능동형 커패시터 방전회로장치
JP7708625B2 (ja) 電源制御装置
KR101447321B1 (ko) 모터 인버터의 온라인 고장 진단 시스템과 이를 이용하는 전동 압축기
US12107571B2 (en) Control circuit for power conversion apparatus
JP7160056B2 (ja) 電力変換器の制御回路
CN118316355A (zh) 电机控制系统、方法以及存储介质、新能源车
US10291157B2 (en) Controller for electric rotating machine that interrupts a current flow to an inverter
JP2013255297A (ja) 車両用インバータ装置
JP6589803B2 (ja) 回転電機制御装置
EP4574520A1 (en) Safety apparatus and method for operating the safety apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20221125