[发明专利]电机控制器预充电路及其控制方法

说明书

本发明实施例公开了一种电机控制器预充电路及其控制方法，所述预充电路包括预充电阻R、半导体开关、稳压管、电阻R1及固态继电器，其中，预充电阻R的一端连接于开关K1和保险丝F之间，预充电阻R的另一端连接半导体开关的集电极，半导体开关的发射极连接于开关K1和母线电容之间；电阻R1的一端连接半导体开关的门极，另一端连接高压电池的P极；稳压管的阴极连接半导体开关的门极，阳极连接半导体开关的发射极；固态继电器的输出端连接稳压管，信号控制端用于外接控制信号产生电路。本发明通过控制固态继电器的导通和关断即可实现对半导体开关的导通和关断控制，从而实现对预充电路的控制。

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种电机控制器预充电路及其控制方法。

背景技术

随着新能源汽车的发展，电机控制器部分的设计变得越来越重要。由于电机控制器的直流输入测通常有一个起平波作用的母线电容，因此在启动控制器的过程中不能直接闭合控制器和电池包之间的接触器K1，如图1所示。主要由于在闭合瞬间，电容在电路中表现为短路的状态，瞬间的冲击电流很大，会造成电池包，保险以及电容器件的损坏。因此通常需要一个预充电路，先通过一个电阻将电容充电到一定值，在闭合接触器给控制器供电，同时断开预充电路的开关。由于预充电路涉及高压部分电路，需要考虑隔离及安规的需求，目前预充电路的开关K2都是通过继电器/接触器来实现。

现有技术的通过接触器/继电器实现的预充电路主要有以下缺点：

1）合适规格的接触器/继电器型号较少，或者很少有满足车载系统使用的型号，成本较高；

2）通常接触器/继电器的体积较大，且由于内部存在机械部件，对安装有一定的要求，因此无论是安装在单板上还是结构件上都需要特别考虑，占用很大的空间；

3）接触器/继电器内部存在可活动的机械部件，一方面机械触点存在一定的寿命次数，难以满足车载系统的长寿命要求。另一方面，车载系统使用环境振动较为恶劣，增加接触器/继电器的失效风险。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电机控制器预充电路及其控制方法，以简化结构、降低成本、延长使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种电机控制器预充电路，应用于电机控制器系统中，电机控制器系统由电机控制器、高压电池、开关K1和保险丝F组成，电机控制器由主控电路以及与主控电路并联的母线电容组成，母线电容一端连接高压电池的N极，另一端连接开关K1，开关K1和通过保险丝F连接高压电池的P极，所述预充电路包括预充电阻R、半导体开关、稳压管、电阻R1及固态继电器，其中，预充电阻R的一端连接于开关K1和保险丝F之间，预充电阻R的另一端连接半导体开关的集电极，半导体开关的发射极连接于开关K1和母线电容之间；电阻R1的一端连接半导体开关的门极，另一端连接高压电池的P极；稳压管的阴极连接半导体开关的门极，阳极连接半导体开关的发射极；固态继电器的输出端连接稳压管，信号控制端用于外接控制信号产生电路。

进一步地，电阻R1由多个电阻串并联组成。

进一步地，稳压管两端还并联有二极管。

进一步地，所述固态继电器为光隔离/磁隔离/电容隔离型固态继电器。

进一步地，所述固态继电器为光耦继电器。

相应地，本发明实施例还提供了一种电机控制器预充电路的控制方法，包括：

预充步骤：控制固态继电器断开，高压电池电压和母线电容的电压差经过电阻R1和稳压管，使稳压管上电压的值超过半导体开关的开启电压值，半导体开关导通，实现对母线电容的充电；

停充步骤：控制固态继电器导通，使高压电池和母线电容两端的电压全部落在电阻R1两端，稳压管两端的电压趋向为0，半导体开关截止，处于断开状态，结束对母线电容的充电。