用于故障保护的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于故障保护的方法和系统。该系统和方法可在混合动力电动车辆（HEV）中被实施，以在AC连接件和HEV的底盘之间发生AC至底盘故障（ACF）时对流动的电流的量值进行限制。提供了具有绕组的电机、具有第一开关和第二开关的逆变器子模块（ISM）、以及联接到ISM的故障保护元件（FPE）。该绕组联接到经由AC连接件联接的ISM。FPE例如可包括第一和第二电感。为了限制电流的量值，该电流在第一开关闭合时可沿包括第二电感的第一电流路径传送，并且在第二开关闭合时可沿包括第一电感的第二电流路径传送。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例总体上涉及电机驱动系统，且更具体地涉及当发生AC至底盘故障时保护电机驱动系统的逆变器模块。
技术介绍
多相电机应用于各种各样的应用。如本文所使用的，术语“多相”是指三相或更多相，并且可用于指代具有三相或更多相的电机。例如，许多混合动力/电动车辆（HEV）包括电机驱动系统（有时也称为电力牵引驱动系统），其包括由逆变器模块驱动的交流（AC）电机。逆变器模块从诸如存储蓄电池的直流（DC）电源来供应电力。AC电缆可用于将在AC电机的绕组处的端子联接到在逆变器模块的逆变器子模块处的相应端子。每个逆变器子模块包括一对开关。开关信号以互补的方式被施加到每对开关，以将DC电力转换为驱动AC电机的AC电力，所述AC电机继而驱动HEV传动系的轴。在一些情形中，在电机的马达绕组（或其所连接的端子）处、在逆变器子模块处（或其所连接的端子处或逆变器子模块元件之一中）、或在沿着将电机的端子联接到逆变器模块的端子的AC电缆的任何点处，都可能发生AC至底盘故障。所期望的是提供一种这样的电路，该电路可有助于保护逆变器模块在发生AC至底盘故障时免受高量值的故障电流。本专利技术的其他期望特征和特性将从下文的详细说明和所附权利要求书、结合附图和前述
以及
技术介绍
变得显而易见。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及用于对在AC连接件和接地节点（例如，HEV的底盘）之间发生AC至底盘故障时流动的电流的量值进行限制的方法和系统。根据一些公开实施例，提供了一种用于在AC连接件和混合动力电动车辆（HEV）的底盘之间发生AC至底盘故障时对流动的电流的量值进行限制的故障保护方法。HEV包括电机（该电机包括绕组）、逆变器子模块、以及联接到所述逆变器子模块的第一和第二电感。该电机包括绕组，所述绕组联接到逆变器子模块，所述逆变器子模块经由AC连接件联接到所述绕组。逆变器子模块包括第一开关和第二开关。根据该方法，在AC至底盘故障期间，当第一开关闭合时，在AC至底盘故障期间产生的电流沿第一电流路径从底盘通过第二电感传送，以限制电流的量值，并且当第二开关闭合时，在AC至底盘故障期间产生的电流沿第二电流路径从底盘通过第一电感传送，以限制电流的量值。根据一些公开实施例，提供了一种系统，该系统包括：处于地电势的接地节点、逆变器模块、第一电流路径、第二电流路径和故障保护元件。逆变器模块包括联接到AC连接件的逆变器子模块。所述第一电流路径从所述接地节点经过所述AC连接件延伸通过所述逆变器子模块，所述第二电流路径也从所述接地节点经过所述AC连接件延伸通过所述逆变器子模块。所述故障保护元件联接到所述逆变器子模块，并且构造成提供电感性阻抗，在所述AC连接件与所述接地节点之间发生AC至接地故障时，所述电感性阻抗对流动通过所述第一电流路径或所述第二电流路径的电流的量值进行限制。在一个实施例中，所述故障保护元件可包括第一电感和第二电感。在一些实施例中，该系统还可包括电机，并且逆变器子模块经由AC连接件联接到电机的绕组。逆变器子模块可包括第一开关和第二开关。在AC至接地故障期间，当第一开关闭合时，电流沿第一电流路径流动，该第一电流路径从接地节点通过第二电感、逆变器子模块、第一开关、绕组并且回到接地节点，并且第二电感提供了对在AC至接地故障期间产生的电流的量值进行限制的电感性阻抗。对比而言，在AC至接地故障期间，当第二开关闭合时，电流沿第二电流路径流动，该第二电流路径从接地节点通过绕组、逆变器子模块、第一电感并且回到接地节点，使得第一电感提供了对在AC至接地故障期间产生的电流的量值进行限制的电感性阻抗。在一个实施例中，提供了一种混合动力电动车辆，该混合动力电动车辆具有：底盘，该底盘处于地电势；包括绕组的电机；逆变器模块，所述逆变器模块包括经由AC连接件联接到所述绕组的逆变器子模块；以及故障保护元件，所述故障保护元件联接到所述逆变器子模块。当所述AC连接件与所述底盘之间发生AC至底盘故障时，所述故障保护元件构造成提供电感性阻抗，所述电感性阻抗对流动通过第一电流路径或第二电流路径的电流的量值进行限制。在一个实施例中，所述故障保护元件可包括沿第二电流路径的第一电感以及沿第一电流路径的第二电感。在一个实施例中，混合动力电动车辆还可包括第一Y电容器和第二Y电容器，所述第二Y电容器与所述第一Y电容器电串联。在这种实施例中，所述故障保护元件可被联接在所述逆变器子模块、所述第一Y电容器和所述第二Y电容器之间。所述第一Y电容器和所述第二Y电容器可抑制由第一和第二开关的开关引起的EMI噪声。在一个实施例中，所述逆变器模块还可包括X电容器，所述X电容器与所述逆变器子模块电并联，并且所述故障保护元件可包括：联接在所述X电容器和所述第一Y电容器之间的第一电感；以及联接在所述X电容器和所述第二Y电容器之间的第二电感。在一个实施方式中，所述逆变器模块还包括大容量电容器，该大容量电容器与逆变器子模块和X电容器电并联。在一个实施例中，混合动力电动车辆还可包括：高电压总线；电压源，所述电压源具有联接到所述高电压总线的正端子和负端子；第一隔离电阻，所述第一隔离电阻联接到所述正端子并且与所述第一Y电容器电并联；第二隔离电阻，所述第二隔离电阻联接到所述负端子并且与所述第二Y电容器电并联。所述第一Y电容器和所述第一隔离电阻可被联接在所述底盘与在所述电压源的所述正端子和所述第一电感之间共用的节点之间，并且所述第二Y电容器和所述第二隔离电阻可被联接在所述底盘与在所述电压源的所述负端子和所述第二电感之间共用的另一节点之间。在一个实施例中，所述逆变器子模块包括第一开关和第二开关。当第一开关闭合并且在AC连接件和底盘之间发生AC至底盘故障时，电流沿第一电流路径流动。在一个实施方式中，第一电流路径可以例如从底盘通过第二电感、逆变器子模块、第一开关、绕组并且回到底盘。当第一开关闭合时，第二电感提供了对以高频率在AC至底盘故障期间产生的电流的量值进行限制的电感性阻抗，并且第二隔离电阻提供了对以低频率在AC至底盘故障期间产生的电流的量值进行限制的另一阻抗。对比而言，当第二开关闭合并且在AC连接件和底盘之间发生AC至底盘故障时，电流沿第二电流路径流动。在一个实施方式中，第二电流路径可以例如从底盘通过绕组、逆变器子模块、第一电感并回到底盘。当第二开关闭合时，第一电感提供了对以高频率在AC至底盘故障期间产生的电流的量值进行限制的电感性阻抗，并且第一隔离电阻提供了对以低频率在AC至底盘故障期间产生的电流的量值进行限制的另一阻抗。本专利技术还提供了以下方案：1. 一种系统，所述系统包括：接地节点，所述接地节点处于地电势；逆变器模块，所述逆变器模块包括联接到AC连接件的逆变器子模块；经过所述AC连接件从所述接地节点通过所述逆变器子模块的第一电流路径；经过所述AC连接件从所述接地节点通过所述逆变器子模块的第二电流路径；以及故障保护元件，所述故障保护元件联接到所述逆变器子模块，其中所述故障保护元件构造成提供电感性阻抗，当在所述AC连接件与所述接地节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，所述系统包括：接地节点，所述接地节点处于地电势；逆变器模块，所述逆变器模块包括联接到AC连接件的逆变器子模块；经过所述AC连接件从所述接地节点通过所述逆变器子模块的第一电流路径；经过所述AC连接件从所述接地节点通过所述逆变器子模块的第二电流路径；以及故障保护元件，所述故障保护元件联接到所述逆变器子模块，其中所述故障保护元件构造成提供电感性阻抗，当在所述AC连接件与所述接地节点之间发生AC至接地故障时，所述电感性阻抗对流动通过所述第一电流路径或所述第二电流路径的电流的量值进行限制。

【技术特征摘要】
2012.10.31 US 13/6658091.一种系统，所述系统包括：
接地节点，所述接地节点处于地电势；
逆变器模块，所述逆变器模块包括联接到AC连接件的逆变器子模块；
经过所述AC连接件从所述接地节点通过所述逆变器子模块的第一电流路径；
经过所述AC连接件从所述接地节点通过所述逆变器子模块的第二电流路径；以及
故障保护元件，所述故障保护元件联接到所述逆变器子模块，其中所述故障保护元件构造成提供电感性阻抗，当在所述AC连接件与所述接地节点之间发生AC至接地故障时，所述电感性阻抗对流动通过所述第一电流路径或所述第二电流路径的电流的量值进行限制。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述逆变器模块还包括X电容器，所述X电容器与所述逆变器子模块电并联，并且所述逆变器模块还包括：
第一Y电容器；和
第二Y电容器，所述第二Y电容器与所述第一Y电容器电串联，其中，所述故障保护元件被联接在所述逆变器子模块、所述第一Y电容器和所述第二Y电容器之间；
其中，所述AC至接地故障保护元件包括：
联接在所述X电容器和所述第一Y电容器之间的第一电感；以及
联接在所述X电容器和所述第二Y电容器之间的第二电感。
3.根据权利要求2所述的系统，还包括：
高电压总线；
电压源，所述电压源具有联接到所述高电压总线的正端子和负端子；
第一隔离电阻，所述第一隔离电阻联接到所述正端子并且与所述第一Y电容器电并联；
第二隔离电阻，所述第二隔离电阻联接到所述负端子并且与所述第二Y电容器电并联。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一Y电容器和所述第一隔离电阻被联接在所述接地节点与在所述电压源的正端子和所述第一电感之间共用的节点之间；并且
其中，所述第二Y电容器和所述第二隔离电阻被联接在所述接地节点与在所述电压源的负端子和所述第二电感之间共用的另一节点之间。
5.根据权利要求4所述的系统，还包括：
电机，所述电机包括绕组，其中所述逆变器子模块经由所述AC连接件联接到所述绕组；
其中，所述逆变器子模块包括第一开关和第二开关，其中，当所述第一开关闭合时电流沿所述第一电流路径流动，其中所述第一电流路径从所述接地节点通过第二电感、所述逆变器子模块、所述第一开关、所述绕组并且回到所述接地节点，其中，所述第二电感提供电感性阻抗，当所述第一开关闭合时，所述电感性阻抗对以高频率在AC至接地故障期间产生的电流的量值进行限制，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：KKM王，WT伊凡，BM路德维希，KS塞维尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US