電動車電機驅(qū)動系統(tǒng)余電檢測及泄放方法

袁紹奎

摘 要：在現(xiàn)階段中，高容值的高壓總線形式是電動車電機驅(qū)動系統(tǒng)主電路的主要設(shè)計，而根據(jù)大量文獻顯示，在高壓總線電容中所儲存的電量會嚴重威脅電驅(qū)動系統(tǒng)的安全，本文對電動車電機驅(qū)動系統(tǒng)余電檢測及泄放方法進行研究與分析，本文所探討的高壓余電檢測以及泄放方法可以進行實時檢測、診斷以及泄放高壓總線上所剩余的電量以及電壓，并且可以對CAN總線進行充分使用而將高壓總線的安全狀態(tài)進行實時發(fā)送。根據(jù)大量試驗結(jié)果顯示，該方法可以將各類電動車車載狀況下靜態(tài)和動態(tài)高壓總線余電安全需求得到滿足，并且通用性較高。

關(guān)鍵詞：電動車;電機驅(qū)動系統(tǒng);余電檢測;泄放方法

【中圖分類號】U469.72 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-3733（2020）02-0152-01

一般的電動車為了保證電車的續(xù)航里程中，會配備有高壓的動力蓄電池組，動力蓄電池組兩端的電壓在正常情況下在300V以上。驅(qū)動控制器高壓總線的充放電過程是電動車的行駛過程，高壓總線兩端在這個過程中必須與電容器并聯(lián)，且為了保證電驅(qū)動系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定以及高效運行，電容器必須需要儲存大電荷以及高電壓。由于電壓總線上存在大量電容，所以在電動車行駛結(jié)束后，會有大量的電荷殘留在高壓總線上，這些電荷的電壓與蓄電池兩端的電壓接近，因此屬于非安全用電，會對人們的人身安全產(chǎn)生影響。因此，對整個高壓總線的情況進行實時監(jiān)測，可以保證整車設(shè)備以及人員的安全。高壓總線余電檢測的傳統(tǒng)方法為將數(shù)十千歐姆到數(shù)百千歐姆阻值的電阻和發(fā)光二極管串聯(lián)在電容器兩端，當余電殘留在電容器上時，電容器中的電量會將發(fā)光二極管進行驅(qū)動，使其發(fā)光，從而警示操作人員。為了將方便性以及直觀性增強，在控制器外殼上安裝了很多的發(fā)光二極管，這樣可以將電容兩端的強電直接引到控制器表面，為人身以及車輛的安全產(chǎn)生威脅。但是這種傳統(tǒng)的檢測方式具有較差的穩(wěn)定性，無法將電容器中殘留的余電準確檢測到，也可以將其進行處理。本文對電動車電機驅(qū)動系統(tǒng)余電檢測及泄放方法進行研究與分析，具體情況總結(jié)如下：

1 電動車電機驅(qū)動控制器結(jié)構(gòu)

電動機電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制載體便是電機驅(qū)動控制器，驅(qū)動控制器可以完成各種對電機的操作指令，電機驅(qū)動控制器主要包括功率部分以及控制部分兩個，其中功率部分可以經(jīng)過電壓型三相橋式逆變電路將電動汽車蓄電池組的直流信號轉(zhuǎn)變?yōu)槿嘟涣餍盘柡篁?qū)動電機?？刂撇糠重撠?zé)對與電機運行相關(guān)的輸入信號以及部分運行參數(shù)進行收集，對這些信號采用合理的控制算法來進行處理，可以對主回路接觸器和驅(qū)動單元中的功率元件的通斷進行調(diào)節(jié)控制，從而對電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)進行快速準確地完成，以此來滿足汽車行駛工況的要求。除此之外，控制部分還能和外部設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，對相關(guān)檢測信號的顯示完成，而為了滿足電驅(qū)動系統(tǒng)工作原理的需求，在高壓總線兩端的電容器工作過程中必須將大電荷和高電壓進行儲存，才能夠有效地對電能地傳輸質(zhì)量進行保證。而在密閉的金屬殼體中通常安裝電驅(qū)動系統(tǒng)，具有較高的危險性，且具有較大的檢測難度。首先需要對一個專門的高壓總線余電檢測模塊進行設(shè)計，要保證其可以對全部的被檢高壓總線余電的動態(tài)情況進行實時檢測，從而快速地交換相關(guān)信息。其次，需要將高壓電源直接引入車載控制單元進行避免，以此來最大程度地避免出現(xiàn)安全問題。

2 高壓余電檢測

2.1 高壓余電檢測電路

本文的驅(qū)動控制器的一個模塊為高壓余電單元，隨后將其在驅(qū)動控制器中的控制模塊中內(nèi)嵌，我們可以將控制模塊中的豐富的資料進行充分利用，從而進行CAN現(xiàn)場總線通信、自診斷以及控制策略，并且通過對模塊自帶的標定程序進行控制，以此來自動適應(yīng)各類電動車對各種控制策略的要求，以此來將推廣應(yīng)用的范圍提升[1]。

在余電檢測的硬件邏輯設(shè)計中，我們可以通過電壓傳感器來采集電壓采集，在電動車電機驅(qū)動控制器主電路上并聯(lián)電壓傳感器，如此可以改變電容器兩端的電壓隔離，使其轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎肟刂瓢宓臄?shù)據(jù)采集單元，根據(jù)電流傳感器的變比以及采集的電路形式來使用MCU來計算出電容器兩端的電壓值。

2.2 高壓余電檢測原理

通過電容器兩端的電壓輸入電阻和電壓傳感器的初級線圈后形成初級回路，進而產(chǎn)生輸入電流信號：

由上式可得，根據(jù)實際應(yīng)用情況，我們可以得出余電電壓的檢測范圍，可以通過對初級電路中的輸入電阻、電壓傳感器初次線圈的變比進行調(diào)整，同時可以對電路的結(jié)構(gòu)形式進行調(diào)理[2]。

3 試驗結(jié)果

我們采集了大量的數(shù)據(jù)，隨后進行分類與分析，對其進行升級，成功開發(fā)而來具有CAN總線為主控制信號，目前，在20kW異步電機驅(qū)動控制器上已經(jīng)廣泛應(yīng)用。

為了對有余電檢測與泄放單元的20kW異步電機驅(qū)動控制器臺架試驗情況進行配備，對驅(qū)動控制器狀態(tài)進行實時監(jiān)控，當驅(qū)動控制器停機時，需要斷開主接觸器，閉合泄放回路，高壓總線開始放電。

4 結(jié)語

本文對電動車電機驅(qū)動系統(tǒng)余電檢測及泄放方法進行研究與分析，從電動車電機驅(qū)動控制器結(jié)構(gòu)、高壓余電檢測以及試驗結(jié)果等方面進行敘述，但是本人的看法受能力所限，還望相關(guān)學(xué)者批評與指正。

參考文獻

[1] 王鵬博，盧秀和.基于模糊PI及矢量變換控制方法的電動車驅(qū)動系統(tǒng)工況適應(yīng)性研究[J].電測與儀表，2019，56（08）：57-63.

[2] 周冕，何聞鶯.淺談電動汽車冷卻系統(tǒng)設(shè)計及電機最優(yōu)冷卻溫度控制[J].南方農(nóng)機，2019，50（15）：50.