电动汽车驱动器的能量回收时怎么保证不过压,或者过压保护功能怎么实现?

电动汽车驱动器的能量回收时怎么保证不过压,或者过压保护功能怎么实现? 在高速时,电机反电动势过大,超过驱动器母线电压上限值时,该怎么去处理这个事情?同时打开三相下管,电流流过电机?还是有辅助的电路去消耗这部分电流?


由网友 容济点火器 提供的答案:

能量回收,就是回馈制动,汽车的回馈制动,本质和工业上用的电机的回馈制动时差不多的。工业上有刷直流电机在回馈制动的时候,因为是可以通过另外六组可控硅直接反馈到电网里边,而变频器或者永磁同步电机这些,主回路结构都是先整流后逆变,所以都是直流回路经过逆变器来和电机连接。因为逆变器上的开关管都有保护二极管,在制动状态时候,电动机会变成发电机发电,直接通过二极管会向直流母线回馈能量,二极管是不可控的,所以直流母线电压会直接升高,一般情况下,整流回路的电压不会超过电池的现有电压,所以可能不会有问题,但是如果下一个很陡坡,就可能会出现整流电压非常高的情况发生,这时候必然要有单独的泄放能量回路来保护,不然会把直流母线的电容或者电池烧坏了,一般通过制动单元加制动电阻的方法就可以实现保护了,请关照:容济点火器

可以借用变频器这张逆变电路的主回路电路图简单分析一下,正常情况下,刹车状态下的转速不会达到电机额定转速,P点的电压,会比UVW经过开关管上的6个二极管整流输出的直流电压要高,所以6个二极管无法实现直接的回馈制动,这时候如果要实现回馈制动,可以通过控制六个开关管的导通满足一定的逻辑条件来实现,因为电机是感性负载,电流不能突变,假如瞬间关掉某个正在导通的开关管,根据电压=L*di/dt,所以输出高压给直流母线这头,这样可以实现了回馈制动,通过控制开关管的通断,可以让机械能变成电能,实现刹车,如果母线电压高于一定值,可以关闭所有开关管,这样电机只是制动能力没有了,但是不会直接引起烧掉电池。

比如上边的半桥电路中,如果Q2截止了,而Q1仍然处于开通状态。如果主回路是理想的电路而且不存在寄生电感,在Q1由导通变成截止的时候,因为感性负载的电流不能突变,所以它会通过续流二极管D2来续流,这样构成电流回路。这个时候Q1上的电压将回上升,一直上升到它的值达到比母线电压Ed高出了一个二极管的压降值才会停止增加。

但是如果车子处以一个很陡的坡,不排除电机发出来的电压直接会非常高,或者就是普通路段需要快速制动,这样必然会造成直流母线的电压很高,所以需要在直流母线上加了所谓的制动单元和制动电阻来实现制动,就是当母线电压高于某个值的时候,可以通过触发制动开关管导通,让母线经过制动电路来放电,把一部分能量消耗在制动电阻上,从而避免了直流母线电压的进一步升高,进而保护了电池或者电容。

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