3.2反电势过高保护应用
由于电动机运行过程存在反电势的特性,新能源汽车在行驶过程中如果出现电机转速异常及控制不良等情况,极有可能出现电机的反电势高于电机输入电压,从而引发反电势通过逆变器倒灌动力电池,造成动力电池及相关高压器件的损坏。因此在出现此类故障时,适宜地进入ASC控制模式尤为重要。
图7为搭载于某款新能源电动汽车的驱动电机在不同转速下反电势与输入电压的对比曲线图。由图7可知电机反电势与转速成正比例关系,且在转速大于3 000 r/min以上,均有可能出现反电势高于输入电压的情况,因此在转速大于3 000 r/min以上时,电机控制器应考虑进入ASC状态。
值得注意的是,电机系统运行于ASC模式下,驱动电机相电流将远高于正常工作状态,并可能接近峰值电流,因此实际应用时需确保相电流不超过电机的峰值电流,避免造成高压器件的损坏。结合前文所分析ASC状态下驱劫电机转矩、转速和相电流的关系,对该电机的特性测试数据如图8、图9所示。由图8、图9可知,ASC状态下反向转矩在电机转速3 000 r/min以上已稳定,且相电流为225 A(电机峰值电流为280 A )不超过峰值电流,那么该车辆电机控制器进入ASC控制模式可基于以下工况。
1)动力电池输出母线电压为240VDC时,为了防止高反电动势倒灌动力电池,电机转速大于3 000 r/min时进入ASC模式。
2)动力电池输出母线电压为240~400VDC时,为了防止高反电动势倒灌动力电池,电机转速在3 000~5 000 r/min应对比电机输入端电压和反电势数据,在反电势高于电机输入端电压时进入ASC模式。
3)动力电池输出母线电压400VDC时,为了防止高反电动势倒灌动力电池,电机转速大于5 000 r/min进入ASC模式。