[发明专利]一种电动汽车电机过电流保护方法及保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电动汽车电机过电流保护方法及保护电路。

背景技术

传统燃油汽车产业因能源短缺与气候变暖而面临着巨大的挑战，节能环保的电动汽车越来越受到关注，并开始从实验室走向市场。

目前电动汽车上电能与机械能的相互转换任务由电机完成。电机运行时，若电机控制器控制不当，或者电机自身出现异常，则可能导致电机三相线电流增大，也就是常说的“过电流”。若超过电机与电机控制器元件的承受范围，则会损坏零部件。因此电机控制器需采取相应策略以避免电机与电机控制器因过电流而受到破坏性影响。

目前，电动汽车电机控制器中均会设置专门的过电流保护方案，现阶段做法如下：

硬件方面，如图1所示，通过电流采集元件将电机三相电流信号转换成电压信号，之后将电压信号送入由双比较器构成的比较环节，比较环节的输出信号作为第一信号直接送入主控模块。比较环节中，通过设定比较器的上限位电压和下限位电压来设定过电流保护限值。一旦电流采集元件输出的电压信号高于上限电压或低于下限电压，比较环节输出的高电平信号将会变为低电平信号。

软件方面，如图2所示，主控模块接收到低电平信号后，随即关断PWM信号输出，同时向外界发送过电流故障码，以此向整车控制器说明电机与电机控制器系统处于故障状态，无法继续运行。

然而在实际应用中，采取上述过电流保护方案的电机与电机控制器常常会因为信号干扰而触发过电流保护，进而停止工作。此种情况下，车辆的安全性与驾驶平顺性会受到很大的影响，同时一定程度上也影响着市场对电动汽车的接受程度。

发明内容

本发明针对电机与电机控制器因信号干扰而触发过电流保护的问题，提出一种电动汽车电机过电流保护方法及保护电路。旨在消除信号干扰触发过电流保护而使电机与电机控制器系统停止运行的可能性，同时在电机三相线真正出现过电流情况时，及时关断电机与电机控制器系统，有效保护电机与电机控制器不受损坏。

为实现上述目的，所述电动汽车电机过电流保护方法，其特点是，所述保护方法包括，

采集电机三相电流信号并将其转换为电压信号；

将所述电压信号与预设的电压限值相比较，得到比较结果；

根据所述比较结果判断所述电压信号是否超出预设的电压限值，如果是，则关断电机控制信号，并对该电压信号进行钳位，得到钳位后电压信号；

根据所述钳位后电压信号计算电机三相电流值；

判断所述电机三相电流值是否超出了预设的过电流保护限值；如果否，则重启电机控制信号。

优选的是，所述保护方法还包括，在重启电机控制信号后，判断在规定时间T内获取的比较结果是否再次超出预设的电压限值，如果是，则关断电机控制信号。

优选的是，所述规定时间T为20ms。

优选的是，所述预设的过电流保护限值为所述电机三相电流信号的最大值的2.5倍。

一种电动汽车电机过电流保护电路，其特点是，所述保护电路包括，

电流采集元件，用于采集电机三相电流信号并将其转换为电压信号；

比较模块，用于将所述电压信号与预设的电压限值相比较，并得到比较结果；

钳位模块，用于对所述电压信号进行钳位，并输出钳位后电压信号；

主控模块，用于根据所述比较结果判断所述电压信号是否超出了预设的电压限值，如果是，则关断电机控制信号；以及判断所述电机三相电流值是否超出了预设的过电流保护限值；如果否，则重启电机控制信号。

优选的是，所述主控模块还用于在重启电机控制信号后，判断在规定时间T内获取的比较结果是否再次超出预设的电压限值，如果是，则关断电机控制信号。

优选的是，所述比较模块包括第一电容、第一电阻、第二电阻、第二电容、双比较器；其中，所述电流采集元件的输出端经第一电容接地；

所述电流采集元件的输出端经第一电阻接第一电源，该输出端还经由第二电阻和第二电容构成的RC低通滤波器连接双比较器的输入端；所述双比较器的输出端经第四电阻连接所述第一电源，该双比较器的输出端连接主控模块；并且，所述预设的电压限值包括输入至双比较器的上限位电压和下限位电压。

优选的是，所述第一电源为5V电源。

优选的是，所述钳位模块包括第三电阻、第三电容和钳位二极管；其中，所述电流采集元件的输出端顺次地经由第三电阻和第三电容构成的RC低通滤波器、以及钳位二极管连接主控模块。

优选的是，所述电流采集元件为霍尔电流传感器；主控模块为数字信号处理芯片。