CN116146521B - 一种燃料电池空压机高压互锁控制电路控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃料电池空压机高压互锁控制电路控制方法，首先进行燃料电池系统低压上电，BMS的HVIL信号源初始化以及空压机控制器初始化完成后，空压机控制器经电机电流传感器实时检测电动机反电动势，并不间断判断反电动势是否在正常的范围内，通过通信总线将空压机高压互锁错误状态传输给FCU，FCU收到高压互锁错误报告后上报给PDCU，PDCU执行高压互锁错误保护机制禁止高电压上电或紧急下电信号。本电路解决了使用接插件和线束连接高速电机的高压互锁信号至低压电路造成的EMI电磁干扰问题，解决了电磁干扰问题的同时又降低了材料成本、提升了系统的连接可靠性和集成度。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制电路，具体说是一种燃料电池空压机高压互锁控制电路控制方法。
背景技术
燃料电池空压机使用高压电作为电源，离心式额定转速在10万转/分钟左右或更高，驱动高速电机的控制器采用SiC（碳化硅）功率元器件，其开关频率一般在75kHz以上最高可至120kHz。使用高速电机高压交流接口内部的高压互锁接插件以及线束将互锁信号串联至高压互锁的低压信号回路中，用于高压互锁信号检测。其缺点是；由于高压互锁的低压信号传输路径距离携带空压机高速电机高压高频电的线束和端子过近，辐射发射和/或传导发射效应将高能量的电磁干扰带入低压回路，导致难以或不能满足新能源汽车规定的EMI限值要求。
发明内容
本发明提供的燃料电池空压机高压互锁控制电路控制方法用于解决现有技术中使用接插件和线束连接高速电机的高压互锁信号至低压电路造成的EMI电磁干扰问题，解决了电磁干扰问题的同时又降低了材料成本、提升了系统的连接可靠性和集成度。
本发明采用的技术方案是: 一种燃料电池空压机高压互锁控制电路控制方法，其特征在于：其控制电路包括BMS、空压机控制器和电机端高压交流接插件，所述空压机控制器包括低压接插件、高压直流接插件、电机电流传感器和控制器端高压交流接插件，电机电流传感器接于电机电源与电机端高压交流接插件之间；所述BMS内的HVIL信号源依次经第一低压接插件、高压直流接插件、控制器端高压交流接插件、第二低压接插件接回BMS内的HVIL信号检测装置，所述控制器端高压交流接插件插接电机端高压交流接插件；首先进行燃料电池系统低压上电，BMS的HVIL信号源初始化以及空压机控制器初始化完成后，空压机控制器经电机电流传感器实时检测电动机反电动势，并不间断判断反电动势是否在正常的范围内，如果反电动势在正常范围内空压机控制器通过通信总线将高压互锁正常状态传输给FCU，否则通过通信总线将空压机高压互锁错误状态传输给FCU，FCU收到高压互锁错误报告后上报给PDCU，PDCU执行高压互锁错误保护机制禁止高电压上电或紧急下电、并触发警示信号。
所述第二低压接插件后还接有其他高压设备高压交流接插件，其他高压设备高压交流接插件接回BMS内的HVIL信号检测装置。
所述第二低压接插件与第一低压接插件合并装在同一低压接插件内。
所述电机电流传感器经通讯总线接FCU，FCU接PDCU，PDCU控制电机电源。
所述PDCU接电机电源的继电器或开关。
所述空压机控制器还包括电机反馈转速传感器，电机反馈转速传感器设置于空压机高速电机内，电机反馈转速传感器经通讯总线接FCU，FCU接PDCU，PDCU控制电机电源。
本发明可在使用电机高压交流高压互锁和接插件物理连接至低压信号回路、解决电磁干扰引入低压电路的EMI问题的同时，实现高压互锁信号通过通信总线传输至FCU，不需要额外增加独立的低压线束和接插件、降低了成本。
附图说明
图1：本发明中的燃料电池空压机高压互锁回路示意图。
图2：本发明中的燃料电池空压机高压互锁控制策略建立以及故障检测方法流程图。
图中：1—BMS；2—HVIL信号源；3—HVIL信号检测装置；4—其他高压设备；5—低压接插件；6—高压直流接插件；7—空压机控制器； I—电机电流传感器；ω—电机反馈转速信号传感器；8—控制器端高压交流接插件；9—电机端高压交流接插件；10—空压机高速电机。
实施方式
以下结合附图作进一步说明。
图1、2所示：一种燃料电池空压机高压互锁控制电路方法，其电路采用BMS 1中的HVIL信号源2生成一个高压互锁信号源，与空压机控制器7上的低压接插件5、高压直流接插件6中的高压互锁触点HV1、控制器端高压交流接插件8中的高压互锁触点HV2、低压接插件、其他高压设备4中的高压互锁触点HVn串联后，返回BMS中的HVIL信号检测装置3，形成高压互锁检测回路。为避免空压机高速电机10的高压高频电磁干扰引入低压电路造成EMI问题，电机端高压交流接插件9中的高压互锁触点HV3不接入如上的高压互锁检测回路，控制器端高压交流接插件8和电机端高压交流接插件9采用U、V、W、PE插接；在控制时，燃料电池首先进行系统低压上电（S21），BMS的HVIL初始化（S22）以及空压机控制初始化（S23）完成后，空压机控制器经电机电流传感器I、电机反馈转速信号传感器ω将实时地检测电动机反电动势（S24），并不间断判断反电动势是否在正常的范围内（S25），如果反电动势在正常范围内控制器通过通信总线将高压互锁正常状态传输给FCU（S26）；否则通过通信总线将空压机高压互锁错误状态传输给FCU（S29）并将空压机停止运行，FCU收到高压互锁错误报告后上报给PDCU，PDCU执行高压互锁错误保护机制禁止高电压上电或紧急下电、并触发警示信号（S28）。整个故障检测流程在一个通信周期内完成。
Claims (6)
1.一种燃料电池空压机高压互锁控制电路控制方法，其特征在于：其控制电路包括BMS、空压机控制器和电机端高压交流接插件，所述空压机控制器包括低压接插件、高压直流接插件、电机电流传感器和控制器端高压交流接插件，电机电流传感器接于电机电源与电机端高压交流接插件之间；所述BMS内的HVIL信号源依次经第一低压接插件、高压直流接插件、控制器端高压交流接插件、第二低压接插件接回BMS内的HVIL信号检测装置，所述控制器端高压交流接插件插接电机端高压交流接插件；首先进行燃料电池系统低压上电，BMS的HVIL信号源初始化以及空压机控制器初始化完成后，空压机控制器经电机电流传感器实时检测电动机反电动势，并不间断判断反电动势是否在正常的范围内，如果反电动势在正常范围内空压机控制器通过通信总线将高压互锁正常状态传输给FCU，否则通过通信总线将空压机高压互锁错误状态传输给FCU，FCU收到高压互锁错误报告后上报给PDCU，PDCU执行高压互锁错误保护机制禁止高电压上电或紧急下电、并触发警示信号；
所述电路采用BMS中的HVIL信号源生成一个高压互锁信号源，与空压机控制器上的低压接插件、高压直流接插件中的高压互锁触点HV1、控制器端高压交流接插件中的高压互锁触点HV2、低压接插件、其他高压设备中的高压互锁触点HVn串联后，返回BMS中的HVIL信号检测装置，形成高压互锁检测回路；为避免空压机高速电机的高压高频电磁干扰引入低压电路造成EMI问题，电机端高压交流接插件中的高压互锁触点HV3不接入如上的高压互锁检测回路，控制器端高压交流接插件和电机端高压交流接插件采用U、V、W、PE插接。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池空压机高压互锁控制电路控制方法，其特征是：所述第二低压接插件后还接有其他高压设备高压交流接插件，其他高压设备高压交流接插件接回BMS内的HVIL信号检测装置。
3.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池空压机高压互锁控制电路控制方法，其特征是：所述第二低压接插件与第一低压接插件合并装在同一低压接插件内。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池空压机高压互锁控制电路控制方法，其特征是：所述电机电流传感器经通讯总线接FCU，FCU接PDCU，PDCU控制电机电源。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池空压机高压互锁控制电路控制方法，其特征是：所述PDCU接电机电源的继电器。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池空压机高压互锁控制电路控制方法，其特征是：所述空压机控制器还包括电机反馈转速传感器，电机反馈转速传感器设置于空压机高速电机内，电机反馈转速传感器经通讯总线接FCU，FCU接PDCU，PDCU控制电机电源。
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