[发明专利]一种新能源汽车的拖车保护电路及其实现方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种新能源汽车（包括电动汽车、混合动力汽车等）的拖车保护电路、以及该电路实现拖车保护的方法。

背景技术

请参阅图1，这是新能源汽车的电机控制系统的简化示意图。所述电机控制系统包括：

——永磁同步电机1，其机械输出轴与新能源汽车的传动系统相连，为新能源汽车输出扭矩与功率。当永磁同步电机1被高速拖动时，也反过来生成三相交流电。

——逆变器2，分为相互之间电气隔离的高压侧21和低压侧22。

——高压电池3，电压通常在几百伏特以上。

——低压电池4，电压一般为几十伏特，例如12V、24V等。

所述逆变器2的高压侧21的直流端与高压电池3相连，交流端与永磁同步电机1的三相交流电端口相连，驱动永磁同步电机1输出扭矩与功率，以及反馈永磁同步电机1的制动能量的作用。常见的高压侧21采用三相桥式逆变电路，由母线电容C1和三个桥臂并联组成。每个桥臂由两个功率开关器件串联组成，每个功率开关器件还反向并联一个二极管。常用的功率开关器件包括IGBT器件、MOS管等。

所述逆变器2的低压侧22包括电机控制系统的主控制板221、通信模块等。所述主控制板221包括DSP（数字信号处理器）、MCU（微控制单元)、各种传感器信号采集电路等。低压侧22一方面以低压电池4为低压设备供电，另一方面以主控制板221输出的驱动信号来控制低压设备。例如，高压侧21的各个功率开关器件的工作电源、控制信号均来自于低压侧22。

逆变器2的高压侧21与低压侧22之间通过隔离与驱动模块23进行电气隔离与低压设备驱动信号的传递。请参阅图2，隔离与驱动模块23中也分为高压侧23a和低压侧23b。隔离式DC-DC转换器231、信号隔离电路232均执行隔离功能，分别用来将低压电池4的电源、以及主控制板221生成的驱动信号，经一定的电平转换后分别作为开关驱动模块233的电源和驱动信号。开关驱动模块233位于隔离与驱动模块23的高压侧23a，执行驱动功能，用来控制逆变器2的高压侧21的各个功率开关器件。整个隔离与驱动模块23均由逆变器2的低压侧22负责供电。

在车辆正常行驶时，高压电池3通过逆变器2的高压侧21驱动永磁同步电机1。当车辆出现故障而被拖动时，永磁同步电机1因拖动而旋转，将会产生反电势，通过逆变器2的高压侧21中各个二极管为母线电容C1充电。而高压侧21中的功率开关器件和母线电容C1等均为电压敏感器件。车辆被拖行时永磁同步电机1所产生的反电势可能会对这些电压敏感器件造成损伤。

一种现有的新能源汽车的拖车保护方法是：拖车时将永磁同步电机1的驱动轮抬起，这样在车辆拖行过程中永磁同步电机1就不会转动，因而不会产生反电势。这种方法必须由专用拖车才能实现。

另一种现有的新能源汽车的拖车保护方法是：拖车时限制永磁同步电机1的转速，使其产生的反电势不会对电压敏感器件造成损伤。这种方法对新能源汽车的电机驱动系统的设计带来了困难。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种新能源汽车的拖车保护电路，该电路可以让新能源汽车不受时间、速度限制地被拖行，而仍能保证永磁同步电机、逆变器等核心设备的安全性。为此，本申请还要提供所述新能源汽车的拖车保护电路的实现方法。

为解决上述技术问题，本申请新能源汽车的拖车保护电路为：在逆变器的高压侧与低压侧之间具有隔离与驱动模块；所述隔离与驱动模块包括：

——隔离式DC-DC转换器，从逆变器的高压侧的母线电容取电，在隔离与驱动模块的低压侧生成低压侧控制电源，同时在隔离与驱动模块的高压侧生成高压侧驱动电源；

——备用控制芯片，位于隔离与驱动模块的低压侧，由所述低压侧控制电源供电，生成低压设备的备用驱动信号；

——逻辑电路，位于隔离与驱动模块的低压侧，由所述低压侧控制电源供电，当逆变器的低压侧的主控制板有输出驱动信号时，将该驱动信号输出；当逆变器的低压侧的主控制板没有输出驱动信号时，则将所述备用驱动信号输出；

——信号隔离电路，将逻辑电路输出的驱动信号经隔离后传递给开关驱动模块；

——开关驱动模块，位于隔离与驱动模块的高压侧，由所述高压侧驱动电源供电，根据信号隔离电路输出的驱动信号，控制逆变器的高压侧的功率开关器件，从而调整永磁同步电机的输出转矩。