摘要：对电动汽车用电机系统三相主动短路（Active Short Circuit，简称ASC）控制电路原理进行介绍，并对三相主动短路下驱动电机输出转矩、转速及相电流的关系和变化特点进行分析说明，同时阐述电机系统二相主动短路模式应用于电动汽车上的作用。结合三相主动短路状态的特性及作用，举例说明电动汽车用电机控制器如何设计合理的控制策略来实现三相主动短路的保护功能。

    近几年，中国从政策上积极推动新能源汽车尤其是电动汽车的发展，目的是为了减少对石油的使用，降低车辆尾气的排放，实现汽车绿色能源消耗。
    电机控制器作为电动汽车电机系统的核心部件，具备实现直流电和交流电的相互转换，在电动车正常行驶时可将动力电池的直流电逆变成三相交流电，为驱动电机提供电源并控制电机输出转矩驱动车辆行驶；在电动车滑行或制动过程中电机控制器可控制驱动电机运行于馈电模式，将动能转换成电能给动力电池充电，有效地通过节约效能来提升电动车的纯电续航里程。

    1 三相主动短路电路分析
    1.1三相桥式逆变电路
    电动汽车用电机控制器目前主要采用三相桥式逆变器来实现直流电与交流电的转换功能，根据三相桥式逆变电路的控制原理（SVPWM ），正常工作下，在一个正弦周期中，每个桥臂开关管开通半个周期（即180-），同一相上下桥臂开关管交替导通，各相开始导电的角度差120"'1，且任一瞬间有3个桥臂同时导通，但不能出现同相桥臂上下开关管同时导通的状态，否则会引起直流侧电源短路。逆变器三相桥臂共有6个开关管及6个反向续流二极管，令三相桥臂分别为Sa（S1、S4），Sb（S3、S6），Sc（S5、S2），各开关管在上下桥臂分布如图1所示。

    逆变器在工作状态中每相桥臂的上下开关管只能一个导通则另一个关断或互换两种状态，令Sa=1时，S1导通、S4关断；Sa=0时，S1关断、S4导通。同理类推Sb和Sc桥臂具有同样的开关状态、 综合Sa、Sb、Sc桥臂的开关状态，共有8种组合状态，具体如表1所示。

    1.2三相主动短路电路
    在表1中所列Sa、Sb、S。的8种组合开关状态中，7和8状态下逆变器各相桥臂分别对应下臂同时导通、上臂同时导通，此状态即可实现电机系统进入ASC模式，开关状态电路如图2、3所示，在ASC模式下，电机侧和动力电池侧无法有效形成回路。

    2 三相主动短路的特性及作用
    2.1三相主动短路控制的特性
    电机控制器可通过对逆变电路上桥臂全导通下桥臂全关断或上桥臂全关断下桥臂全导通两种方式来实现ASC，通常采用上桥臂全关断下桥臂全导通的方式，如图2所示。

    电机控制器工作在ASC模式时，驱动电机输出的转矩和转速之间，转速和三相电流之间形成一定比例关系，但其表征的特性与正常控制模式下电机转矩、转速及相电流关系存在差异，ASC状态下驱动电机转矩、转速、相电流的对应关系如图4、图5所示。由图4可发现ASC模式下驱动电机输出反向转矩（以车辆前进为正向转矩），且反向转矩输出绝对值与电机转速变化成非线性，整体趋势为转矩随着转速的增加先增后减最后趋于稳定。由图5可发现在ASC模式下相电流随着转速的增加先增大并逐渐趋于稳定。

    2.2三相主动短路的主要作用
    当电机控制器进入ASC模式时，因为各相桥臂均不导通，直流端与交流端电路不再形成回路，同时驱动电机产生反向制动转矩，基于这些特性ASC模式合理运用在电动汽车行驶过程中主要起到以下几方面作用。
    1）整车失控时，实施ASC可产生反向转矩，使车辆缓慢制动，实现安全停车。
    2）动力电池故障时，实施ASC可使电机、电机控制器与动力电池侧隔离，保证整车高压安全。
    3）整车行驶过程中驱动电机转速过高或异常时，实施ASC可避免过高的反电势对动力电池、母线电容及其它高压器件的损坏。
    4）电机控制器逆变电路中某个开关管（IGBT）故障时，实施ASC可避免不可控整流对其它器件或动力电池的损坏。

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