專利名稱：電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電動(dòng)汽車電機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域， 具體是指一種電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
如今，隨著能源問題越來越多受到社會(huì)關(guān)注，燃油汽車被新能源汽車代替也成為 大勢(shì)所趨，純電動(dòng)汽車也獲得了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。電動(dòng)汽車具有體積小、重量輕等特 點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器作為電動(dòng)車核心部件，控制器性能決定整車安全性和可靠性。如何有 效地保護(hù)電機(jī)控制器，確保其工作的穩(wěn)定性與可靠性對(duì)于電動(dòng)汽車整車功能及性能而言至 關(guān)重要，這是整車安全的技術(shù)重點(diǎn)與難點(diǎn)。目前電動(dòng)汽車所用的控制器直流供電控制方式均采用預(yù)充回路及大功率繼電器 形成組合電路；其在高壓直流輸入部分控制電路的控制性能較差，且在失效模式下缺乏對(duì) 于電機(jī)控制器的必要保護(hù)，從而致使整車的安全性受到明顯影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能夠有效地改善控制性 能，在失效模式下提供電機(jī)控制器必要的保護(hù)，從而大幅提升電動(dòng)汽車整車安全性的電動(dòng) 汽車軟啟動(dòng)裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置具有如下構(gòu)成該裝置包括電源電路、控制電路以及汽車動(dòng)力控制器接口，所述的控制電路與所 述的電源電路相連接，其特征在于，所述的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置還包括一金屬氧化物場(chǎng)效 應(yīng)晶體管組，所述的控制電路還通過所述的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管組連接所述的汽車動(dòng) 力控制器接口。該電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置中，所述的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管組包括至少兩個(gè)相互 并聯(lián)的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管。該電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置中，所述的汽車動(dòng)力控制器接口外部連接電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng) 電機(jī)控制器或整車控制器。該電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置中，所述的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置還包括采樣保護(hù)電路，所 述的采樣保護(hù)電路的輸入端連接所述的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管組，所述的采樣保護(hù)電路 的輸出端連接所述的控制電路。所述的采樣保護(hù)電路為具有運(yùn)算放大器的差分放大電路。采用了該發(fā)明的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置，由于其具有一金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管 組，且所述的控制電路通過該金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管組連接所述的汽車動(dòng)力控制器接 口，進(jìn)而連接電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器。從而縮短了切斷驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器供電電源的動(dòng)作 時(shí)間，提高了對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器過流保護(hù)的及時(shí)性，提升電動(dòng)汽車的整車安全性能，另外， 金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管也降低了功能單元的工作電流，從而有效降低了整車功耗。



圖1為本發(fā)明的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置中的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管組的導(dǎo)通狀 態(tài)示意圖。圖3為本發(fā)明的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置中的采樣保護(hù)電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1所示，為本發(fā)明電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。該電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置包括電源電路、控制電路以及汽車動(dòng)力控制器接口，所述 的控制電路與所述的電源電路相連接，所述的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置還包括一 MOSFET (金屬 氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管)組，該MOSFET組包括至少兩個(gè)相互并聯(lián)的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體 管。所述的控制電路還通過所述的MOSFET組連接所述的汽車動(dòng)力控制器接口，該汽車動(dòng)力 控制器接口外部連接電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器或整車控制器。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置還包括采樣保護(hù) 電路，所述的采樣保護(hù)電路的輸入端連接所述的MOSFET組，所述的采樣保護(hù)電路的輸出端 連接所述的控制電路。該采樣保護(hù)電路為如圖3所示的具有運(yùn)算放大器的差分放大電路。在本發(fā)明的應(yīng)用中，如圖1所示，本發(fā)明的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置主要由有大功率 M0SFET、電源電路、控制電路和采樣保護(hù)電路組成。選擇合適的電壓、電流等級(jí)的并聯(lián)功率 MOSFET (如IXFB 100N50P)，實(shí)現(xiàn)雙只或多只并聯(lián)；根據(jù)所選的功率M0SFET，選擇合適的驅(qū) 動(dòng)芯片(如UCC273321)組成控制電路；根據(jù)控制電路工作電壓及電流選擇合適的電源芯 片組成電源電路；選擇合適運(yùn)算放大器(如LM2901)，利用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)差分放大電路 以組成采樣保護(hù)電路。MOSFET的工作原理如圖2所示，在整車啟動(dòng)階段，軟啟動(dòng)器利用MOS管在放大區(qū)， 其PN節(jié)呈現(xiàn)高阻抗(相對(duì)飽和區(qū))特性，實(shí)現(xiàn)在放大區(qū)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器進(jìn)行預(yù)充電， 并通過控制電路對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的直流母線電壓進(jìn)行采樣，當(dāng)達(dá)到驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器設(shè)定 的電壓要求后，通過控制電路迅速提高M(jìn)OSFET的驅(qū)動(dòng)電壓，使MOSFET迅速進(jìn)入飽和區(qū)，使 MOSFET以幾毫歐的阻抗完全導(dǎo)通，將整車動(dòng)力電池電壓提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器，軟啟動(dòng)器 進(jìn)入穩(wěn)定工作模式。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器工作過程中，如發(fā)生電流超過其工作電流允許值時(shí)，軟啟動(dòng)器 的采樣保護(hù)電路可迅速關(guān)斷M0SFET，切斷驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的直流供電電源，從而有效的保 護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器。以型號(hào)為IXFB 100N50P的MOSFET并聯(lián)方案為例，其過流保護(hù)的關(guān)斷時(shí) 間為20ns，而目前通用大功率繼電器(以TYCO的EV200HAANA為例)的關(guān)斷時(shí)間為22ms ； 軟啟動(dòng)器方案在迅速關(guān)斷高壓直流電源的動(dòng)作時(shí)間上比目前通用的繼電器方式要優(yōu)越10 倍左右，進(jìn)而能有效保護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器出現(xiàn)嚴(yán)重故障失效進(jìn)而有大電流沖擊時(shí)，軟啟動(dòng)器方案的失效 模式為斷路模式(并聯(lián)MOSFET開路)。而目前電動(dòng)汽車所經(jīng)常采用的預(yù)充回路加大功率 繼電器形成組合電路，其在大電流沖擊下的失效模式為短路模式(繼電器粘結(jié))，不能對(duì)驅(qū) 動(dòng)電機(jī)控制器及整車電池起到有效保護(hù)，一旦發(fā)生失效會(huì)較大程度地增加整車失效的嚴(yán)重度。軟啟動(dòng)器在正 常工作時(shí)，并聯(lián)功率MOSFET所需的驅(qū)動(dòng)電流不到1mA，以IXFB 100N50P的MOSFET并聯(lián)方案為例，其單個(gè)MOSFET工作所需驅(qū)動(dòng)電流為200nA，三個(gè)MOSFET 并聯(lián)的驅(qū)動(dòng)電流僅為200nAX3 = 0. 6mA;目前所有大功率繼電器的導(dǎo)通電壓均有上百毫 安，以TYCO的EV200HAANA為例，其穩(wěn)態(tài)所需的導(dǎo)通電流為130mA ；其功耗是軟啟動(dòng)器方案 的200倍左右；軟啟動(dòng)器方案有效的降低了整車的功耗，減少了整車電池系統(tǒng)的能量輸出， 從而有效的提升了整車的續(xù)駛里程。采用了該發(fā)明的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置，由于其具有一金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管 組，且所述的控制電路通過該金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管組連接所述的汽車動(dòng)力控制器接 口，進(jìn)而連接電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器。從而縮短了切斷驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器供電電源的動(dòng)作 時(shí)間，提高了對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器過流保護(hù)的及時(shí)性，提升電動(dòng)汽車的整車安全性能，另外， 金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管也降低了功能單元的工作電流，從而有效降低了整車功耗。在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的 而非限制性的。
權(quán)利要求
一種電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置，該裝置包括電源電路、控制電路以及汽車動(dòng)力控制器接口，所述的控制電路與所述的電源電路相連接，其特征在于，所述的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置還包括一金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管組，所述的控制電路還通過所述的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管組連接所述的汽車動(dòng)力控制器接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置，其特征在于，所述的金屬氧化物場(chǎng)效 應(yīng)晶體管組包括至少兩個(gè)相互并聯(lián)的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置，其特征在于，所述的汽車動(dòng)力控制器 接口外部連接電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器或整車控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置，其特征在于，所述的電 動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置還包括采樣保護(hù)電路，所述的采樣保護(hù)電路的輸入端連接所述的金屬氧 化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管組，所述的采樣保護(hù)電路的輸出端連接所述的控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置，其特征在于，所述的采樣保護(hù)電路為 具有運(yùn)算放大器的差分放大電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置，其包括電源電路、控制電路以及汽車動(dòng)力控制器接口，控制電路與所述的電源電路相連接，其中，所述的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置還包括一MOSFET組，控制電路還通過所述的MOSFET組連接所述的汽車動(dòng)力控制器接口。采用該結(jié)構(gòu)的電動(dòng)汽車軟啟動(dòng)裝置，由于其具有一MOSFET組，且所述的控制電路通過該MOSFET組連接所述的汽車動(dòng)力控制器接口，進(jìn)而連接電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器。從而縮短了切斷驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器供電電源的動(dòng)作時(shí)間，提高了對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器過流保護(hù)的及時(shí)性，提升電動(dòng)汽車的整車安全性能，另外，MOSFET也降低了功能單元的工作電流，從而有效降低了整車功耗。
文檔編號(hào)B60R16/02GK101954893SQ20101050739
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者丁祥根, 葉欽, 王慧玲 申請(qǐng)人:上海中科深江電動(dòng)車輛有限公司