一种电机主动短路控制方法、装置、系统、车辆及电机与流程

本技术涉及车辆电机控制，具体涉及一种电机主动短路控制方法、装置、系统、车辆及电机。

背景技术：

1、随着电动化、智能化成为如今汽车研发的主流方向，对车辆主动安全的要求也越来越高。电机控制器作为电动汽车核心的零部件，其直接关系到车辆的动力输出安全，因此需要对汽车电控系统进行相应的功能安全开发。根据整车安全目标，要求电机控制器发生严重故障时，关闭电机动力输出使其扭矩降为零，这通过关断三相的绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor，igbt）即可实现。

2、然而，如果发生汽车在行驶过程中直接关断igbt，电机较高的转速将产生较大的制动力矩，同时所产生的反向电动势会通过续流二极管发生电流倒灌，这可能对行驶安全以及车辆功率模块、母线电容以及电池等部件造成危害。

3、在专利文件cn111959278b中记载了一种电机控制器下桥臂主动关断控制系统及方法，该方法通过控制下桥臂进行主动短路保护，实现电路低压侧掉电情况下保证能够进行主动短路功能，该方法虽然在出现故障时可以保证主动短路的及时性，但是会存在电流倒灌的隐患，从而对车辆部件造成损坏。在专利文件cn218771277u中记载了一种电机主动短路保护电路，该专利中记载了通过功率在诊断电路控制功率器件驱动电路的上桥或下桥进入主动短路模式，以避免出现上下桥直通的技术问题，然而仍然并未解决电流倒灌的技术问题，直接关断igbt会对车辆的部件带来损害，从而减少车辆的使用寿命。

技术实现思路

1、鉴于以上所述相关技术的缺点，本技术提供一种电机主动短路控制方法、装置、系统、车辆及电机，以解决关断igbt会为车辆带来部件损害的技术问题。

2、本技术提供了一种电机主动短路控制方法，所述电机主动短路控制方法包括：获取母线过压信号、电源芯片信号和主控芯片信号，所述电源芯片信号包括第一检测信号和第二检测信号，所述第一检测信号和所述第二检测信号电平类型相同，所述第二检测信号在所述第一检测信号之后获取；基于所述母线过压信号和所述电源芯片信号进行故障检测，若检测结果为存在故障，则基于所述第一检测信号和所述母线过压信号得到第一故障信号；基于所述主控芯片信号和所述第一故障信号得到使能控制信号，基于所述使能控制信号控制电机的驱动单元进入开路保护模式；根据所述第二检测信号和所述母线过压信号输出第二故障信号，基于所述主控芯片信号和所述第二故障信号得到上桥控制信号和下桥控制信号，以对所述驱动单元中上桥开关器件和下桥开关器件的打开或关闭进行控制，所述驱动单元进入主动短路模式。

3、于本技术的一实施例中，基于对所述母线过压信号和所述电源芯片信号进行故障检测包括：若所述母线过压信号为高电平，则所述母线过压信号异常；若所述电源芯片信号为低电平，则所述电源芯片信号异常；若所述母线过压信号和所述电源芯片信号中有一个为异常或所述母线过压信号和所述电源芯片信号都为异常，则所述检测结果为存在故障；若所述检测结果为存在故障，则基于所述第一检测信号和所述母线过压信号得到第一故障信号，基于所述第二检测信号和所述母线过压信号得到第二故障信号。

4、于本技术的一实施例中，所述主控芯片信号包括驱动芯片使能信号、上桥主控信号和下桥主控信号，基于所述主控芯片信号和所述第一故障信号得到使能控制信号，基于所述使能控制信号控制电机的驱动单元进入开路保护模式包括：将所述驱动芯片使能信号和所述第一故障信号输入第一与门电路中，并将所述第一与门电路的输出结果作为使能控制信号，所述第一故障信号为低电平，所述使能控制信号为低电平；基于所述使能控制信号控制所述驱动单元，以使所述驱动单元不响应脉冲宽度调制控制模式，且所述驱动单元中所有上桥开关器件和所有下桥开关器件全部关闭。

5、于本技术的一实施例中，所述主控芯片信号包括驱动芯片使能信号、上桥主控信号和下桥主控信号，根据所述第二检测信号和所述母线过压信号输出第二故障信号，基于所述主控芯片信号和所述第二故障信号得到下桥控制信号包括：若所述第二检测信号为低电平或所述母线过压信号为高电平中满足至少之一，则输出所述第二故障信号，所述第二故障信号为低电平；将所述下桥主控信号和所述第二故障信号输入与非门电路中，并基于所述与非门电路的输出结果得到所述下桥控制信号，以基于所述下桥控制信号控制所述驱动单元中的所有下桥开关器件全部打开。

6、于本技术的一实施例中，所述主控芯片信号包括驱动芯片使能信号、上桥主控信号和下桥主控信号，根据所述第二检测信号和所述母线过压信号输出第二故障信号，基于所述主控芯片信号和所述第二故障信号得到上桥控制信号包括：若所述第二检测信号为低电平或所述母线过压信号为高电平中满足至少之一，则输出所述第二故障信号，所述第二故障信号为低电平；将所述上桥主控信号和所述第二故障信号输入第二与门电路中，并基于所述第二与门电路的输出结果得到所述上桥控制信号，以基于所述上桥控制信号控制所述驱动单元中的所有上桥器件全部关闭。

7、于本技术的一实施例中，将所述上桥主控信号和所述第二故障信号输入第二与门电路中之后，还包括：将所述第二与门电路的输出结果与所述下桥主控信号输入第三与门电路中，并基于所述第三与门电路的输出结果得到所述上桥控制信号，以基于所述上桥控制信号控制所述驱动单元中的所有上桥器件全部关闭。

8、本技术的实施例还提供一种电机主动短路控制系统，所述电机主动短路控制系统包括母线电压采集单元、母线电压过压检测单元、驱动单元、主控单元、电源管理单元和短路控制电路单元；所述母线电压采集单元用于采集母线电压；所述母线电压过压检测单元用于基于所述母线电压得到母线过压信号，若所述母线电压过压则所述母线过压信号为高电平；所述驱动单元用于驱动上桥开关器件和下桥开关器件的门极电压以控制所述上桥开关器件和所述下桥开关器件的打开或关闭；所述主控单元用于向所述短路控制电路单元发送主控芯片信号，所述主控芯片信号包括驱动芯片使能信号、上桥主控信号和下桥主控信号；所述电源管理单元用于对电源进行检测，并发送电源芯片信号至所述短路控制电路单元，若所述电源出现故障时，所述电源芯片信号为低电平，所述电源芯片信号包括第一检测信号和第二检测信号，所述第一检测信号和所述第二检测信号电平类型相同，所述第二检测信号在所述第一检测信号之后发送；所述短路控制电路单元用于基于所述主控芯片信号、所述电源芯片信号和所述母线过压信号得到使能控制信号、上桥控制信号和下桥控制信号，并将所述使能控制信号、所述上桥控制信号和所述下桥控制信号发送至所述驱动单元，以使所述驱动单元控制上桥开关器件和所述下桥开关器件的打开或关闭。

9、于本技术的一实施例中，所述短路控制电路单元还包括故障判断电路、与非门电路、第一与门电路、第二与门电路和第三与门电路；所述故障判断电路的输入为所述电源芯片信号和所述母线过压信号，并当所述电源芯片信号为低电平或所述母线过压信号为高电平满足任一个则输出低电平，当所述电源芯片信号为高电平且所述母线过压信号为低电平则输出高电平，并将输出结果作为故障信号输出，所述故障信号包括第一故障信号和第二故障信号；所述第一与门电路的输入为所述第一故障信号和所述驱动芯片使能信号，所述第一与门电路的输出为使能控制信号，所述使能控制信号用于控制所述驱动单元，以使所述驱动单元不响应脉冲宽度调制控制模式，且所述驱动单元中所有上桥开关器件和所有下桥开关器件全部关闭；所述与非门电路的输入为第二故障信号和所述下桥主控信号，所述与非门电路的输出为下桥控制信号，所述下桥控制信号用于控制所述驱动单元，以使所述驱动单元的下桥开关器件全部打开；所述第二与门电路的输入为第二故障信号和所述上桥主控信号；所述第三与门电路的输入为所述第二与门电路的输出信号和所述下桥主控信号，所述第三与门电路的输出为上桥控制信号，所述上桥控制信号用于控制所述驱动单元，以使所述驱动单元的上桥开关器件全部关闭。

10、于本技术的一实施例中，所述短路控制电路单元还包括电平转换电路；所述电平转换电路用于将所述使能控制信号、所述上桥控制信号和所述下桥控制信号的电压转换为预设电压值后，将转换后的控制信号发送至所述驱动单元以对所述驱动单元进行控制。

11、本技术的实施例还提供一种电机主动短路控制装置，所述电机主动短路控制装置包括：信号输入模块，用于获取母线过压信号、电源芯片信号和主控芯片信号，所述电源芯片信号包括第一检测信号和第二检测信号，所述第一检测信号和所述第二检测信号电平类型相同，所述第二检测信号在所述第一检测信号之后获取；故障检测模块，用于基于所述母线过压信号和所述电源芯片信号进行故障检测，若检测结果为存在故障，则基于所述第一检测信号和所述母线过压信号得到第一故障信号；开路保护模块，用于基于所述主控芯片信号和所述第一故障信号得到使能控制信号，基于所述使能控制信号控制电机的驱动单元进入开路保护模式；主动短路模块，用于根据所述第二检测信号和所述母线过压信号输出第二故障信号，基于所述主控芯片信号和所述第二故障信号得到上桥控制信号和下桥控制信号，以对所述驱动单元中上桥开关器件和下桥开关器件的打开或关闭进行控制，所述驱动单元进入主动短路模式。

12、本技术的实施例还提供一种车辆，所述车辆应用于上述各实施例中任一所述的电机主动短路控制方法，所述车辆包括电机主动短路控制装置；所述电机主动短路控制装置包括信号输入模块、故障检测模块、开路保护模块和主动短路模块；所述信号输入模块，用于获取母线过压信号、电源芯片信号和主控芯片信号，所述电源芯片信号包括第一检测信号和第二检测信号，所述第一检测信号和所述第二检测信号电平类型相同，所述第二检测信号在所述第一检测信号之后获取；所述故障检测模块，用于基于所述母线过压信号和所述电源芯片信号进行故障检测，若检测结果为存在故障，则基于所述第一检测信号和所述母线过压信号得到第一故障信号；所述开路保护模块，用于基于所述主控芯片信号和所述第一故障信号得到使能控制信号，基于所述使能控制信号控制电机的驱动单元进入开路保护模式；所述主动短路模块，用于根据所述第二检测信号和所述母线过压信号输出第二故障信号，基于所述主控芯片信号和所述第二故障信号得到上桥控制信号和下桥控制信号，以对所述驱动单元中上桥开关器件和下桥开关器件的打开或关闭进行控制，所述驱动单元进入主动短路模式。

13、本技术的实施例还提供一种电机，所述电机应用于上述各实施例中任一所述的电机主动短路控制方法。

14、本技术的实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如上述各实施例中任一所述的电机主动短路控制方法。

15、本技术的实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上述各实施例任一所述的电机主动短路控制方法。

16、本技术的有益效果：本技术的实施例提供一种电机主动短路控制方法、装置、系统、车辆及电机，该方法通过获取母线过压信号、电源芯片信号和主控芯片信号，电源芯片信号包括第一检测信号和第二检测信号，基于母线过压信号和电源芯片信号进行故障检测，若检测结果为存在故障，基于第一检测信号和母线过压信号得到第一故障信号，基于主控芯片信号和第一故障信号得到使能控制信号，基于使能控制信号控制电机的驱动单元进入开路保护模式，根据第二检测信号和母线过压信号输出第二故障信号，基于主控芯片信号和第二故障信号得到上桥控制信号和下桥控制信号，以对驱动单元中上桥开关器件和下桥开关器件的打开或关闭进行控制，从而使得出现故障时，驱动单元首先基于使能控制信号进入开路保护模式，第一时间保护了电机控制器硬件防止严重损坏。然后再基于上桥控制信号和下桥控制信号控制上下桥的开关器件开关状态进入主动短路模式以消耗电动势。基于本方法使得进入主动短路模式的过程变得更加安全可控。除此之外，该方法属于控制器功能安全策略，通用性强，可运用于igbt开关器件及各种下一代驱动方案中。

17、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。