电动车电机驱动系统余电检测及泄放方法

袁绍奎

摘 要：在现阶段中，高容值的高压总线形式是电动车电机驱动系统主电路的主要设计，而根据大量文献显示，在高压总线电容中所储存的电量会严重威胁电驱动系统的安全，本文对电动车电机驱动系统余电检测及泄放方法进行研究与分析，本文所探讨的高压余电检测以及泄放方法可以进行实时检测、诊断以及泄放高压总线上所剩余的电量以及电压，并且可以对CAN总线进行充分使用而将高压总线的安全状态进行实时发送。根据大量试验结果显示，该方法可以将各类电动车车载状况下静态和动态高压总线余电安全需求得到满足，并且通用性较高。

关键词：电动车;电机驱动系统;余电检测;泄放方法

【中图分类号】U469.72 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）02-0152-01

一般的电动车为了保证电车的续航里程中，会配备有高压的动力蓄电池组，动力蓄电池组两端的电压在正常情况下在300V以上。驱动控制器高压总线的充放电过程是电动车的行驶过程，高压总线两端在这个过程中必须与电容器并联，且为了保证电驱动系统的安全、稳定以及高效运行，电容器必须需要储存大电荷以及高电压。由于电压总线上存在大量电容，所以在电动车行驶结束后，会有大量的电荷残留在高压总线上，这些电荷的电压与蓄电池两端的电压接近，因此属于非安全用电，会对人们的人身安全产生影响。因此，对整个高压总线的情况进行实时监测，可以保证整车设备以及人员的安全。高压总线余电检测的传统方法为将数十千欧姆到数百千欧姆阻值的电阻和发光二极管串联在电容器两端，当余电残留在电容器上时，电容器中的电量会将发光二极管进行驱动，使其发光，从而警示操作人员。为了将方便性以及直观性增强，在控制器外壳上安装了很多的发光二极管，这样可以将电容两端的强电直接引到控制器表面，為人身以及车辆的安全产生威胁。但是这种传统的检测方式具有较差的稳定性，无法将电容器中残留的余电准确检测到，也可以将其进行处理。本文对电动车电机驱动系统余电检测及泄放方法进行研究与分析，具体情况总结如下：

1 电动车电机驱动控制器结构

电动机电机驱动系统的控制载体便是电机驱动控制器，驱动控制器可以完成各种对电机的操作指令，电机驱动控制器主要包括功率部分以及控制部分两个，其中功率部分可以经过电压型三相桥式逆变电路将电动汽车蓄电池组的直流信号转变为三相交流信号后驱动电机。控制部分负责对与电机运行相关的输入信号以及部分运行参数进行收集，对这些信号采用合理的控制算法来进行处理，可以对主回路接触器和驱动单元中的功率元件的通断进行调节控制，从而对电机转速的调节进行快速准确地完成，以此来满足汽车行驶工况的要求。除此之外，控制部分还能和外部设备实现数据通讯，对相关检测信号的显示完成，而为了满足电驱动系统工作原理的需求，在高压总线两端的电容器工作过程中必须将大电荷和高电压进行储存，才能够有效地对电能地传输质量进行保证。而在密闭的金属壳体中通常安装电驱动系统，具有较高的危险性，且具有较大的检测难度。首先需要对一个专门的高压总线余电检测模块进行设计，要保证其可以对全部的被检高压总线余电的动态情况进行实时检测，从而快速地交换相关信息。其次，需要将高压电源直接引入车载控制单元进行避免，以此来最大程度地避免出现安全问题。

2 高压余电检测

2.1 高压余电检测电路

本文的驱动控制器的一个模块为高压余电单元，随后将其在驱动控制器中的控制模块中内嵌，我们可以将控制模块中的丰富的资料进行充分利用，从而进行CAN现场总线通信、自诊断以及控制策略，并且通过对模块自带的标定程序进行控制，以此来自动适应各类电动车对各种控制策略的要求，以此来将推广应用的范围提升[1]。

在余电检测的硬件逻辑设计中，我们可以通过电压传感器来采集电压采集，在电动车电机驱动控制器主电路上并联电压传感器，如此可以改变电容器两端的电压隔离，使其转变为输入控制板的数据采集单元，根据电流传感器的变比以及采集的电路形式来使用MCU来计算出电容器两端的电压值。

2.2 高压余电检测原理

通过电容器两端的电压输入电阻和电压传感器的初级线圈后形成初级回路，进而产生输入电流信号：

由上式可得，根据实际应用情况，我们可以得出余电电压的检测范围，可以通过对初级电路中的输入电阻、电压传感器初次线圈的变比进行调整，同时可以对电路的结构形式进行调理[2]。

3 试验结果

我们采集了大量的数据，随后进行分类与分析，对其进行升级，成功开发而来具有CAN总线为主控制信号，目前，在20kW异步电机驱动控制器上已经广泛应用。

为了对有余电检测与泄放单元的20kW异步电机驱动控制器台架试验情况进行配备，对驱动控制器状态进行实时监控，当驱动控制器停机时，需要断开主接触器，闭合泄放回路，高压总线开始放电。

4 结语

本文对电动车电机驱动系统余电检测及泄放方法进行研究与分析，从电动车电机驱动控制器结构、高压余电检测以及试验结果等方面进行叙述，但是本人的看法受能力所限，还望相关学者批评与指正。

参考文献

[1] 王鹏博，卢秀和.基于模糊PI及矢量变换控制方法的电动车驱动系统工况适应性研究[J].电测与仪表，2019，56（08）：57-63.

[2] 周冕，何闻莺.浅谈电动汽车冷却系统设计及电机最优冷却温度控制[J].南方农机，2019，50（15）：50.