[实用新型]一种放电装置及电动汽车/混合动力汽车逆变器

说明书

本实用新型提供了一种放电装置及电动汽车/混合动力汽车逆变器，放电装置用于对逆变器的直流支撑电容残余高压电量进行放电，放电装置包括功率半导体器件、电流检测电路、驱动电路和微处理器；其中，功率半导体器件与直流支撑电容并联；电流检测电路的输入端连接功率半导体器件，电流检测电路的输出端连接微处理器的输入端；微处理器的输出端连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端连接功率半导体器件的输入端。微处理器用于控制所述电动汽车/混合动力汽车逆变器进入闭环控制的放电模式，所述闭环控制不仅硬件成本低，而且精度高和功能可靠性高，能够有效避免温度、驱动电压和功率半导体器件散差的影响。

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，尤其涉及一种放电装置及电动汽车/混合动力汽车逆变器。但不局限于新能源汽车领域，适用于所有直流电容残余电量的泻放。

背景技术

随着节能环保意识的提高，新能源汽车尤其是电动汽车/混合动力汽车的应用越来越普及。与传统汽车通过发动机烧油来驱动车辆不同，电动汽车通过电机控制器将整车高压电池的直流电转化为能驱动电机旋转的交流电，进而带动车辆行驶。电机控制器中进行电能转换的核心部件为逆变器，为保证电动汽车的质量和用户体验，逆变器作为整车动力系统的一个重要组成部分，必须在电动汽车整个寿命周期内能可靠、稳定地运行，这不仅对电容器和功率半导体器件等逆变器的重要组成元件要求较高，同时也对整个逆变器的驱动模块的安全性和稳定性提出了很高的考验。

其中，逆变器中的直流支撑电容器(DC_Link Capacitor)是电动汽车/混合动力汽车的重要组成部件，主要功能是消除高压电池到逆变器的功率线上寄生电感的影响，储存能量，为逆变器提供瞬时高压大电流。但是当出现故障时，如：低压掉电、车辆碰撞严重损坏等情况下，此时逆变器与高压电池断开物理连接，功能安全要求电动汽车/混合动力逆变器的直流支撑电容器(DC-Link Capacitor)上的最高电压要在5s内放到人体安全电压60V以下。

现有技术中电动汽车/混合动力汽车的放电策略主要有两种：其中一种直接用功率电阻放电，如附图1所示；另一种为功率开关管上下桥臂直通放电，所述功率开关管包括IGBT，如附图2和附图3所示，其中，所述IGBT，为Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双栅极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。

如附图1为功率电阻放电电路，通过触发开关SW，将直流支撑电容器C(DC_LinkCapacitor)的高电压通过电阻R1泄放掉，或者电阻R1直接并联在直流支撑电容器C的两端放电。本实用新型的发明人发现，这种放电电路的缺点是电阻R1必须为高压大功率电阻，导致成本相对较高；对耐压封装也有较高的要求，而且占用空间大，其中，所述直流支撑电容也称作直流母线电容。

如附图2为功率开关器件直通放电电路，其中，附图2中的箭头环路用于示意放电回路；如附图3中的IGBT模组4组成了所述逆变器三相桥臂，其直通放电的大致过程为通过所述逆变器三相桥臂中的一组或多组桥臂直通把直流支撑电容6上的高压泄放到安全电压范围以内。其工作原理为：逆变器微处理器2提供固定周期和占空比的驱动信号，经驱动电路3(Driver Circuit)放大后，所述驱动电路3具有功率驱动能力，驱动IGBT模组4即所述逆变器三相桥臂直通，和直流支撑电容器C形成回路，泄放掉直流支撑电容6(DC_LinkCapacitor)上的高电压，驱动电源5为驱动电路3提供电源电压。这种电路的优点是能够复用现有器件，无需增加额外的放电器件，节省成本，克服了第一种直接用功率电阻R1放电的缺点，但其缺点为IGBT模组4的直通控制对精度要求极高，驱动控制电压、温度和IGBT模组4的散差都会影响主动放电效果和IGBT模组4本身的器件安全。其中逆变器微处理器2为MCU。