[发明专利]高压电气系统的放电电路

说明书

一种高压电气系统的放电电路(100)，所述高压电器系统包括至少一个功率晶体管(Q1)和电能存储装置(400)，所述电能存储装置包括至少一个电容器(C3)，所述放电电路(100)包括：控制支路(120)，其允许将所述功率晶体管(Q1)配置在导通模式中，以便使所述电容器(C3)放电；调节支路(130)，其被设置为控制进入功率晶体管(Q1)的控制支路(120)的栅极电流(iG)；所述调节支路(130)被设置为控制栅极电流(iG)，以使得每个功率晶体管(Q1)在小于或等于5秒的放电持续时间期间耗散小于或等于5W的功率，从而允许所述电容器(C3)放电。本发明还涉及一种包括这种放电电路(100)的电力机器的控制单元以及电能存储装置(400)的放电方法。

技术领域

本发明涉及高压电气系统的放电电路，高压电气系统例如特别是混合动力或电动车辆的马达的控制单元。本发明还涉及这种高压电气系统的放电方法。

背景技术

在高压电气系统中，例如用于电动或混合动力马达的AC-DC转换器、充电器或功率模块，隔离电力导线以保护其中安装有这些电气系统的装置的用户是非常重要的。

更具体地，在汽车领域中，电动和混合动力车辆使用至少一个三相电马达以交替地在传动轴上产生马达扭矩或者自传动轴上的可用的机械扭矩产生电功率。这种电马达存在于复杂的高压电气系统中，该复杂的高压电气系统除了包括电马达之外还特别包括用于电能存储装置和允许对用于电马达的功率信号进行整形的控制单元。高压电气系统的所有部件通过电路连接，该电路包括被布置成输送低压和/或高压电信号的电导体。

在正常操作中，并且在不改变高压电气系统的物理完整性的情况下，电路彼此隔离，特别是与车辆的机械质量块隔离，以保证用户的安全。然而，例如在发生事故之后，可以在电导体断裂之后断开高压电气系统的电路。在某些情况下，断裂的电导体可能保持与车辆的机械部件接触，将这些机械部件带到如果它们被触摸则可能是危险的电位。在这种情况下，事故车辆中涉及的用户或人员的人身安全可能受到威胁。

因此，需要一种允许电能存储装置放电的放电电路，以降低触电的风险。

已知无源放电电路，其被配置为在任何情况下自动地使电能存储装置放电，而无需车辆的编程和/或干预。无源放电电路通常使用与电能存储装置并联的至少一个耗散电阻器。无源放电电路的缺点是它们具有需要非常高的阻抗的耗散电阻器，其大尺寸使得其在一些电气系统中的集成变得困难或不可能。另一方面，高阻抗电阻器的价格高并且增加了放电电路的成本。另一个缺点是放电时间太长，通常约为几分钟，这取决于电能存储装置和耗散电阻器的阻抗值。

还已知有源放电电路，其使得可以通过发送允许将高压电气系统配置到耗散配置中的命令来使电能存储装置放电。有源放电电路的缺点在于它们仅响应于由中央单元根据“环境”参数发送的指令而操作。如果指令没有到达有源放电电路，则后者保持不工作并且电能存储装置不被放电。

本发明的一个目的是至少大部分地克服前述问题并进一步提供其它优点。

本发明的另一个目的是提出一种用于解决这些问题中的至少一个的自主放电电路。

本发明的另一个目的是降低这种放电电路的制造成本。

本发明的另一个目的是改善电动车辆用户的安全性，或者更一般地，提高高压电气系统用户的安全性。

发明内容

根据本发明的第一方面，通过一种高压电气系统的放电电路实现上述目的中的至少一个，该高压电气系统包括至少一个功率晶体管和电能存储装置，该电能存储装置包括至少一个电容器，所述放电电路包括：(i)控制支路，其可连接到功率晶体管的栅极端子，所述控制支路允许将功率晶体管配置到导通模式中以使电容器放电，功率晶体管形成耗散支路，(ii)调节支路，其被设置为控制进入功率晶体管的控制支路中的栅极电流，调节支路被设置为控制栅极电流，以便每个功率晶体管在小于或等于5秒的放电持续时间期间耗散小于或等于5W的功率，以允许电容器放电。