專利名稱：電動車輛逆變器設備及其保護方法
技術領域：
本發明涉及用于作為被安裝在電動汽車、混合汽車等等中的電動車輛半導體功率 轉換設備的逆變器設備的保護電路和方法。
背景技術：
電動車輛逆變器設備被連接至高壓電池單元，該高壓電池單元集成了高壓中斷功 能和涌入電流抑制功能并且具有數百伏特(V)的電壓。即使當高壓電池單元被從逆變器設 備斷開時，高壓保留在主電路電容器中。從增強安全的觀點，用于防止維護期間和碰撞事故 中的電擊的出現的對策是重要的。作為對策之一，放電電阻或者放電電路迄今已經被安裝 在逆變器設備的高壓部件中。圖11示出根據在專利文獻1中公布的電動機驅動設備的傳統示例1的放電電路。<專利文獻1中公布的放電電路的操作>〈在電機的啟動時〉如圖11中所示，當直流(DC)無刷電機M啟動(S卩，電源電路處于導通狀態)時，控 制器62分別使電源繼電器Ryl的接觸進入斷開狀態(截止狀態)，并且使充電繼電器Ry2 的接觸進入閉合狀態(導通狀態)。另外，控制器62使常閉合型的繼電器Ry3的接觸進入 斷開狀態(截止狀態)。在此條件下，通過常閉合型的繼電器Ry3的接觸來中斷在放電電阻 器Rl中流動的電流。因此，通過充電電阻器R2將電荷存儲在平滑電容器C中。S卩，平滑電 容器C被充電。這時，充電電阻器R2被插入在電源和平滑電容器C之間。因此，防止涌入 電流流入平滑電容器C中。《在電機的操作期間》控制器62使電源繼電器Ryl的接觸進入閉合狀態(導通狀態)并且使充電繼電 器Ry2的接觸進入斷開狀態(截止狀態)。因此，在穩定的操作狀態中以預定的旋轉速度通 過電源電路的逆變器61操作DC無刷電機M。《在電機的停止時》另一方面，當DC無刷電機M停止(即，電源電路處于截止狀態)時，控制器62使 電源繼電器Ryl的接觸和充電繼電器Ry2的接觸進入斷開狀態(截止狀態)。另外，控制器 62使常閉合型繼電器Ry3進入閉合狀態(導通狀態)。在此狀態中，被存儲在平滑電容器 C中的電荷流過充電電阻器Rl和常閉合型繼電器Ry3。因此，平滑電容器C被放電。圖12示出根據在專利文獻2中公布的用于DC-DC轉換器等等的電源設備的傳統 示例2的放電電路。<專利文獻2中公布的放電電路的構造>
《放電電流控制部件DL》如圖12中所示，通過放電電阻器Rl和切換元件Ql的串聯電路組成放電電流控制 部件DL。通過導通和截止切換元件Ql來執行接地點切換元件Ql和輸出端子Out之間的電 流路徑的導通/截止控制。因此，能夠執行流入放電電阻器Rl的電流的導通/截止控制。《電荷存儲部件CS》通過用作整流元件的二極管Dl 1和用作電荷存儲裝置的電容器Cl 1組成電荷存儲 部件CS。二極管Dll的陽極被連接至輸出端子Out，而二極管Dll的陰極被連接至電容器 Cll的電極中的一個從而電容器Cll的另一個電極被連接至接地點。作為電荷存儲部件輸 出端子CST，二極管Dll和電容器Cll之間的連接點被連接至放電控制部件DC。通過此電 路構造，與輸出電壓基本相同的電壓能夠被保持在是電容器Cl 1的端子中的一個的電荷存 儲部件輸出端子CST處。因此，此電壓被提供給放電控制部件DC作為控制部件電源電壓。《放電控制部件DC》通過被連接在電荷存儲部件輸出端子CST與接地點之間的晶體管Q12、電阻器R16 和R17的串聯電路、以及用于通過將偏置施加給晶體管Q12的輸入端子(在此情況下基電 極)來執行晶體管Q12的導通/截止控制的電阻器R18和R19組成放電控制部件DC。電阻 器R18的端子中的一個被連接至電荷存儲部件輸出端子CST。電阻器R18和R19之間的連 接點被連接至晶體管Q12的輸入端子。電阻器R19被連接至輸入電壓檢測部件ID。從輸入 電壓檢測部件ID輸出的輸入檢測信號被作為輸入信號施加給晶體管Q12的輸入端子。《輸入電壓檢測部件ID》圖13是示出在圖12中所示的輸入電壓檢測部件ID的電路圖。如圖13中所示， 電阻器R21和R22的串聯電路、電阻器R23和齊納二極管ZD21的串聯電路、運算放大器AMP 的電源端子、以及電阻器R25和晶體管Q21的串聯電路被連接在輸入端子In與接地點之 間。另外，在另一端子處被連接至輸入端子In的電阻器R24的端子中的一個和運算放大器 AMP的輸出端子被連接晶體管Q21的輸入端子。電阻器R21和R22之間的連接點被連接至 運算放大器AMP的負輸入端子，而電阻器R23和齊納二極管ZD21之間的連接點被連接至運 算放大器AMP的正輸入端子。《輸入電壓檢測部件ID的操作1穩態下的邏輯H信號的輸出》在穩態下，輸入端子In的電壓是輸入電壓本身并且具有邏輯高電平。這時，齊納 二極管ZD21被導通。運算放大器AMP的正輸入端子處的電壓是齊納二極管ZD21的齊納電 壓。另一方面，通過使用電阻器R21和R22的分壓獲得的電壓被施加給運算放大器AMP的 負輸入端子。此電壓被設置為高于齊納電壓。當運算放大器AMP的負輸入端子處的電勢高 于正輸入端子處的電勢時，運算放大器AMP的輸出處于邏輯低電平。因此，晶體管Q21被截 止。因為晶體管Q21被截止所以在電阻器R25中沒有電流流動。輸入電壓檢測部件ID將 其電平是邏輯高電平的信號作為輸入檢測信號輸出至放電控制部件DC。即，在穩態下，從輸 入電壓檢測部件ID輸出其電平是邏輯高電平的信號。《輸入電壓檢測部件ID的操作2在后沿時間的邏輯L信號的輸出》
在后沿時間，在輸入端子In處的電壓被降低到等于或者低于齊納二極管ZD21的 齊納電壓的情況下，運算放大器AMP的正輸入端子處的電勢是輸入端子In處的電壓。另一 方面，因為輸入端子In處的電壓通過電阻器R21和R22進行分壓所以運算放大器AMP的負輸入端子處的電勢低于輸入端子In處的電壓。當運算放大器AMP的正輸入端子處的電勢高于負輸入端子處的電勢時，運算放大器AMP的輸出具有邏輯高電平。因此，晶體管Q21被 導通。因為晶體管Q21被導通，所以電流在電阻器R25中流動。輸入電壓檢測部件ID將其 電平是邏輯低電平的信號作為輸入檢測信號輸出至放電控制部件DC。即，在后沿時間，從輸 入電壓檢測部件ID輸出其電平是邏輯低電平的信號。《專利文獻2中公布的放電電路的操作》在其中輸出端子Out處的輸出電壓被保持在額定電壓的穩態下，到輸入端子In的 輸入電壓基本上等于額定電壓。因此，輸入電壓檢測部件ID將其電平是邏輯高電平(或者 截止信號(在下文中通過邏輯電平來表示))的信號作為輸入檢測信號輸出至是放電控制 部件DC的輸入端子的電阻器R19的端子。因為通過將邏輯高電平信號輸入至放電控制部 件DC截止晶體管Q12，所以放電控制部件DC的輸出是邏輯低電平信號(具有等于接地電 勢的電平的信號，或者無信號)。因此，切換元件Ql的輸入端子處于接地電平。因此，切換 元件Ql被截止。沒有放電電流在放電電阻器Rl中流動。即，在穩態下，放電電流控制部件 DL沒有饋送任何放電電流。S卩，圖12和圖13中的根據傳統的示例2的放電電路通過使用被連接至輸入端子 的輸入電壓檢測部件ID檢測輸入電壓，并且通過將根據輸入電壓的輸入檢測信號輸出至 放電控制部件DC，基于控制部件電源電壓和輸入檢測信號執行經由放電電阻器Rl的放電 控制和放電電流控制部件DL的切換元件Ql的導通/截止控制。接下來參考圖14，示出根據傳統示例3的放電電路。
《根據傳統示例3的放電電路》如圖14中所示，放電電路被構造為當放電命令信號FDl被輸入至絕緣電路的光耦 合器36時，柵極驅動PNP晶體管42被導通，柵極驅動電壓Vcl經由電阻器43和41被施加 給功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET) 40的柵極，因此，功率MOSFET 40被導通， 并且經由放電電阻器39執行放電操作。柵極電源電路部件30具有電阻器31，該電阻器31 被連接至高壓電容器的正端子P ；齊納二極管33，該齊納二極管33生成柵極驅動電壓Vcl 并且被連接至高壓電容器的負端子N ；以及電解電容器34，該電解電容器34存儲與齊納二 極管33上生成的電壓相對應的電荷并且提供柵極驅動電源電壓。《根據傳統示例4的放電電路》圖15示出在用于放電電路的過熱保護電路被添加至圖14中所示的放電電路的情 況下的根據傳統示例4的放電電路。如圖15中所示，放電電路15其特征在于強制放電電路部件22a被提供有用于保 護放電電阻器39避免過熱的過熱保護部件28，從而過熱保護部件28被布置在功率MOSFET 40的柵極電阻器41和柵極驅動PNP晶體管42的集電極的連接點與高壓電容器的負端子N 之間。通過檢測電阻器51上生成的電壓來檢測放電電流。當通過將電壓施加給NPN晶體 管47的基極導通NPN晶體管47時，PNP晶體管46的基極被連接至柵極電源電路部件30的 OV的電壓。這時，PNP晶體管46的發射極-集電極結導電以將基極驅動電壓施加給NPN晶 體管47的基極。因此，NPN晶體管47保持導通狀態。另外，功率MOSFET 40的柵極電壓下 降到0V。因此，功率MOSFET 40被導通，并且放電電流被中斷。以前述的方式繼續截止柵極電壓的操作。因此，通過在高壓施加狀態下執行放電操作來保護放電電阻器39避免過熱。[專利文獻1]JP-A-6_276610(第 4 頁，和圖 1)[專利文獻2]JP-A-2003-235241 (第6頁至第7頁，以及圖2和圖4)<傳統的放電電路的缺點>然而，前述的傳統的電動車輛逆變器設備的高壓放電電路被構造為經常地執行放 電。因此，放電電阻器在尺寸上很大。由于所要求的空間和重量的增加導致車輛的逆變器 設備的可安裝性變差并且增加制造成本。在通過放大電阻器的空氣冷卻執行冷卻逆變器設備的方法的情況下，電動車輛低 速運行時，冷卻性能被降低。因此，在最壞的情況下，放電電阻器可能進入燒壞狀態。因此， 絕對有必要將逆變器設備安裝在車輛的水冷卻部件上。然而，傳統的放電電路具有下述問 題，即因此到車輛的逆變器設備的可安裝性變得更差。《根據專利文獻1的放電電路的缺點>在專利文獻1中公布的根據圖11中示出的傳統示例1的構造的放電電路中，在電 源繼電器Ryl和充電繼電器Ry2被斷開之后常閉合型繼電器Ry3被導通。因此，通過放電 電阻器Rl放電平滑電容器C的高壓。這時，在充電繼電器Ry2或者電源繼電器Ryl的勵磁 操作晶體管中出現導通故障的情況下，保持電源繼電器Ryl或者Ry2的勵磁狀態。因此，高 壓電源Vdc保持被連接至放電電阻器R1。因此，根據專利文獻1的放電電路具有下述問題， 即引起放電電阻器Rl的過熱毀壞。根據專利文獻1的放電電路具有其它的問題，即在電源 繼電器Ryl或者充電繼電器Ry2正常斷開的情況下，即使當DC無刷電機M執行重新生成操 作或者繼續旋轉時，電流也繼續不斷地在放電電阻器Rl中流動，從而放電電阻器Rl過熱。《根據專利文獻2的放電電路的缺點》在專利文獻2中公布的根據圖12和圖13中所示的根據傳統的示例2的構造的放 電電路中，沒有相互絕緣輸入電壓和輸出電壓。輸入端側和輸出端側共享0伏特線。因此， 使用輸入電壓檢測信息在輸出側執行放電控制。另一方面，在具有高壓部件的逆變器設備 中，通過使用低壓電池的電源電路操作電路控制部件和檢測控制部件，并且因此電路控制 部件和檢測控制部件不能夠被構造為具有與高壓部件相同的電勢。因此，根據專利文獻2 的被提供有使用放電電路的高壓部件的逆變器設備具有必須要求絕緣電路的問題。《根據傳統示例3的放電電路的缺點》根據圖14中所示的傳統示例3的構造的放電電路具有下述問題。即，擔心發生 下述狀態，其中由于例如低壓電池的中斷或者切跳(chattering)，沒有根據放電命令信號 FDl的信號狀態完成放電操作。另外，當在高壓施加狀態輸入放電信號時，電流持續地在放電電阻器中流動，從而 放電電阻器過熱。另外，在圖14中的強制放電電路部件22的柵極電源電路部件30中，電阻器31的 電阻值被設置為高值，因為柵極電源電壓低。因此，當逆變器設備啟動時，設備到達能夠執 行放電操作的柵極電源電壓之前耗費很長時間。《根據傳統的示例4的放電電路的缺點》在根據圖15中所示的傳統示例4的構造的放電電路中，為了防止圖14中所示的 放電電阻器39的過熱的問題的發生，過熱保護電路部件28被添加至圖14中所示的電路。盡管當過熱保護電路部件28被布置在此安裝位置時柵極驅動電勢能夠被設置為OV并且放 電操作能夠被停止，但是可能發生下面的缺點。即，因為柵極電源電路部件30的電源阻抗高，所以存儲電解電容器34的電壓立即 下降到0V。在此期間，柵極驅動PNP晶體管42會被截止。因此，流過PNP晶體管46的發 射極-集電極結的電流的量是0。NPN晶體管47的基極電流為0，從而NPN晶體管47被截 止，并且鎖存狀態被取消。在主電路電容器7的端子電壓Vpn保持在高壓狀態，并且在放電 命令信號FDl被輸入的情況下，當經由電阻器31通過二極管38將存儲電解電容器34充電 到接近于齊納二極管33的齊納電壓的電平以生成柵極電源電壓時，PNP晶體管42被再次 導通。因此，功率MOSFET 40被導通。因此，放電操作被再次開始。放電電流經由放電電阻 器38從其流動。然而，在高壓施加狀態被繼續的同時，過熱狀態再次出現。放電操作和用 于過熱保護的停止放電的操作被間歇地重復。因此，擔心的是，放電電阻器39會最終達到 過熱狀態和燒壞狀態。
發明內容
鑒于此問題完成本發明。本發明的目的是提供一種逆變器設備，其能夠在維護時， 尤其在電動車輛碰撞事故中能夠防止電擊等等的發生，并且其具有高的可靠性并且在尺寸 和重量上小并且到車輛的可安裝性良好并且經濟效 益良好，并且本發明的目的還在于提供 一種保護方法。為了解決問題，通過下述構造和方法實施本發明。根據本發明的第一方面，提供了一種電動車輛逆變器設備，其包括逆變器部件，所述逆變器部件被構造為驅動被機械地連接至電動車輛的車輛驅動 部件的交流(AC)電動機；轉換器部件，所述轉換器部件被構造為將通過電動車輛的引擎驅動力生成電功率 的AC發電機生成的電功率轉換為預定的電壓范圍內的DC電壓；逆變器控制器，所述逆變器控制器被構造為控制所述逆變器部件和所述轉換器部 件；主電路電容器，所述主電路電容器被連接在所述逆變器與所述轉換器的DC總線 的正極線和負極線(以下稱之為DC總線)之間；以及強制放電電路部件，所述強制放電電路部件被構造為響應于放電命令信號放電被 充電在所述主電路電容器中的電荷，從高壓電池單元提供用于所述逆變器部件的直流電源，所述高壓電池單元包括逆 變器主電路連接開關、高壓電池以及涌入電流抑制電路，所述涌入電流抑制電路被構造為 當所述逆變器主電路連接開關被接通時抑制來自于高壓電池的涌入電流并且被連接至DC 總線，從低壓電池單元提供控制電源，所述低壓電池單元包括低壓電池和開關，所述開 關被構造為斷開和閉合所述低壓電池，電動車輛逆變器設備接收來自于車輛控制控制器的控制信號以及來自于碰撞檢 測器的控制信號并且根據上述信號對電動車輛逆變器設備進行控制，所述車輛控制控制器 被構造為監督地控制電動車輛，并且所述碰撞檢測器被連接在所述車輛控制控制器和所述低壓電池之間并且包括開關，所述開關被構造為當檢測到由于電動車輛的碰撞導致的沖擊 時進入斷開狀態，其中所述車輛控制控制器檢測表示當通過電動車輛的碰撞操作碰撞檢測器時碰撞檢 測器的開關被斷開的斷開信號；所述車輛控制控制器使所述高壓電池單元的所述逆變器主電路連接開關進入斷 開狀態，中斷對DC總線部件的高壓電池的直流電源的供給并且將放電命令信號輸出至所 述強制放電電路部件；以及所述強制放電電路部件放電被充電在所述主電路電容器中的電荷。根據本發明的第二方面，提供了如第一方面中的電動車輛逆變器設備，其中所述強制放電電路部件包括放電電路部件，所述放電電路部件包括被串聯地連接在所述DC總線之間的放電 電阻器、功率半導體元件、以及放電電流檢測電阻器；放電電阻器過熱保護電路部件，所述放電電阻器過熱保護電路部件被構造為通過 接收由于流過所述放電電流檢測電阻器的放電電流導致的壓降生成的電壓作為到其的輸 入而進行操作；柵極電源電路部件，所述柵極電源電路部件被構造為從所述DC總線之間的直流 電壓生成用于所述功率半導體元件的驅動電源；驅動電路部件，所述驅動電路部件被構造為將驅動信號給予所述功率半導體元件 的控制端子；以及放電信號鎖存電路部件，所述放電信號鎖存電路部件被構造為接收根據來自于所 述碰撞檢測器的檢測信號的放電命令信號并且將驅動信號給予所述驅動電路部件；當接收根據來自于所述碰撞檢測器的檢測信號的放電命令信號時，所述放電信號 鎖存電路部件保持到所述驅動電路部件的導通信號從而所述放電電路部件能夠繼續保持 放電操作導通狀態；并且當所述主電路電容器的端子電壓通過放電操作被降低到接近于0伏特的值時，并 且當所述柵極電源電路部件的電源電壓被降低到等于或者低于所述驅動電路部件的可操 作電壓的值時，所述放電操作導通狀態被取消。根據本發明的第三方面，提供了如第一方面的電動車輛逆變器設備，其中所述強制放電電路部件包括DC-DC轉換器，所述DC-DC轉換器被構造為將從所述低壓電池提供的電池電壓轉 換為控制電路部件的操作電壓；存儲部件，所述存儲部件被構造為存儲所述DC-DC轉換器的輸出電壓；放電操作命令輸入部件，所述放電操作命令輸入部件被構造為輸入來自于所述碰 撞檢測器的檢測信號和來自于所述車輛控制控制器的放電信號； 放電命令延遲部件，所述放電命令延遲部件被構造為防止被輸入到所述放電操作 命令輸入部件的信號的切跳的發生；放電信號絕緣部件，所述放電信號絕緣部件被構造為電氣地絕緣來自于所述放電 命令延遲部件的輸出信號；并且所述存儲部件具有充分的存儲容量使得在電動車輛的碰撞時能夠稍微地延遲由于從所述低壓電池單元提供的電壓的中斷導致的壓降，并且能夠保持在控制電路部件可操作的電源電壓直到所述強制放電電路部件的放電操作被啟動。根據本發明的第四方面，提供如第二方面中的電動車輛逆變器設備，其中所述柵極電源電路部件包括在DC總線之間經由二極管串聯地連接的電阻器和齊 納二極管，以及相互串聯地連接并且分別并行地連接至所述電阻器和所述齊納二極管的電 解電容器；并且所述齊納二極管的齊納電壓高于所述驅動電路部件的可操作電壓，并且等于并且 低于所述功率半導體元件的容許柵極電壓。根據本發明的第五方面，提供了如第二方面的電動車輛逆變器設備，其中放電電路部件的功率半導體元件包括MOSFET或者IGBT。根據本發明的第六方面，提供了如第二方面的電動車輛逆變器設備，其中所述驅動電路部件包括第一柵極電阻器，所述第一柵極電阻器被連接至包括MOSFET或者IGBT的所述功 率半導體元件的柵極；第一 PNP晶體管和第二柵極電阻器，所述第一 PNP晶體管和第二柵極電阻器被串 聯地連接至所述第一柵極電阻器；以及第三電阻器和齊納二極管，所述第三電阻器和齊納二極管被串聯地連接至所述第 一 PNP晶體管的基極；所述放電信號鎖存電路部件被提供在所述齊納二極管的陽極一側；并且所述放電信號鎖存電路部件包括被連接在一起作為閘流管的NPN晶體管和PNP晶體管。根據本發明的第七方面，提供了如第二方面的電動車輛逆變器設備，其中所述放電電阻器過熱保護電路部件經由電阻器將所述放電電路部件的放電電流 檢測電阻器的端子電壓引入NPN晶體管的基極；電容器和電阻器彼此并聯地連接在所述NPN晶體管的基極_發射極結之間；PNP晶體管的基極被連接至所述NPN晶體管的集電極；所述PNP晶體管的集電極被連接至所述NPN晶體管的基極；并且所述PNP晶體管的發射極被連接至所述驅動電路部件的第二柵極電阻器和所述 第一 PNP晶體管的發射極之間的連接點。根據本發明的第八方面，提供了如第三方面的電動車輛逆變器設備，其中所述強制放電電路部件被構造為放電命令鎖存部件被提供在所述放電命令延遲 部件和所述放電信號絕緣部件之間并且保持放電命令信號；并且所述強制放電電路部件將放電狀態監測信號輸出至車輛控制控制器。根據本發明的第九方面，提供如第六方面的電動車輛逆變器設備，其中所述放電信號鎖存電路部件被構造為單PNP晶體管的發射極被連接至所述驅動 電路部件的齊納二極管的陽極；所述放電信號鎖存電路部件不具有鎖存放電命令信號的功能；并且所述放電信號鎖存電路部件被構造為接收預先鎖存的放電命令信號并且使所述 驅動電路部件進行操作。
根據本發明的第十方面，提供如第四方面的電動車輛逆變器設備，其中所述柵極電源電路部件被構造為相互串聯地連接的放電重啟晶體管和放電重啟電阻器被并聯地連接至彼此并聯地連接的所述齊納二極管和電解電容器；并且當就在完成放電操作時接收來自于所述車輛控制控制器的重啟命令部件的放電重啟信號時，所述柵極電源電路部件導通所述放電重啟晶體管并且放電被充電在所述電解 電容器中的電荷。根據本發明的第十一方面，提供了如第二方面的電動車輛逆變器設備，其中所述放電電路部件的功率半導體元件被替換為放電繼電器；通過所述驅動電路部件勵磁所述放電繼電器的勵磁繞組；所述放電繼電器的接觸中的一個被連接至所述放電電阻器；并且所述放電繼電器的另一個接觸被連接至所述放電電流檢測電阻器。根據本發明的第十二方面，提供了用于電動車輛逆變器設備的保護方法，所述電動車輛逆變器設備包括逆變器部件，所述逆變器部件被構造為驅動被機械地連接至電動車輛的車輛驅動 部件的AC電動機；轉換器部件，所述轉換器部件被構造為將通過電動車輛的引擎驅動力生成電功率 的AC發電機生成的電功率轉換為預定的電壓范圍內的直流電壓；逆變器控制器，所述逆變器控制器被構造為控制所述逆變器部件和所述轉換器部 件；主電路電容器，所述主電路電容器被連接在所述逆變器與所述轉換器的DC總線 之間；以及強制放電電路部件，所述強制放電電路部件被構造為響應于放電命令信號放電被 充電在所述主電路電容器中的電荷，從高壓電池單元提供用于所述逆變器部件的直流電源，所述高壓電池單元包括逆 變器主電路連接開關、高壓電池以及涌入電流抑制電路，所述涌入電流抑制電路被構造為 當所述逆變器主電路連接開關被接通時抑制來自于高壓電池的涌入電流并且被連接至DC 總線，從低壓電池單元提供控制電源，所述低壓電池單元包括低壓電池和開關，所述開 關被構造為斷開并且閉合所述低壓電池，所述電動車輛逆變器設備接收來自于車輛控制控制器的控制信號以及來自于碰 撞檢測器的控制信號并且根據上述信號對電動車輛逆變器設備進行控制，所述車輛控制控 制器被構造為監督地控制電動車輛，并且所述碰撞檢測器被連接在所述車輛控制控制器和 所述低壓電池之間并且包括開關，所述開關被構造為當檢測到由于電動車輛的碰撞導致的 沖擊時進入斷開狀態，所述保護方法包括通過所述車輛控制控制器檢測表示當通過電動車輛的碰撞操作碰撞檢測器時碰 撞檢測器的開關被斷開的斷開信號；通過所述車輛控制控制器使所述高壓電池單元的所述逆變器主電路連接開關進 入斷開狀態，
通過所述車輛控制控制器中斷對DC總線部件的高壓電池的直流電源的供給，通過所述車輛控制控制器將放電命令信號輸出至所述強制放電電路部件；以及通過所述強制放電電路部件放電被充電在所述主電路電容器中的電荷。根據本發明的第十三方面，提供了如第十二方面的用于電動車輛逆變器設備的保護方法，其中，所述強制放電電路部件包括放電電路部件，所述放電電路部件包括被串聯地連接在所述DC總線之間的放電 電阻器、功率半導體元件、以及放電電流檢測電阻器；放電電阻器過熱保護電路部件，所述放電電阻器過熱保護電路部件被構造為通過 接收由于流過所述放電電流檢測電阻器的放電電流導致的壓降生成的電壓作為到其的輸 入而進行操作；柵極電源電路部件，所述柵極電源電路部件被構造為從所述DC總線之間的直流 電壓生成用于所述功率半導體元件的驅動電源；驅動電路部件，所述驅動電路部件被構造為將驅動信號給予所述功率半導體元件 的控制端子；以及放電信號鎖存電路部件，所述放電信號鎖存電路部件被構造為接收根據來自于所 述碰撞檢測器的檢測信號的放電命令信號并且將驅動信號給予所述驅動電路部件；當接收根據來自于所述碰撞檢測器的檢測信號的放電命令信號時，所述放電信號 鎖存電路部件保持到所述驅動電路部件的導通信號從而所述放電電路部件能夠繼續保持 放電操作導通狀態；并且當所述主電路電容器的端子電壓通過放電操作被降低到接近于0伏特的值時，并 且當所述柵極電源電路部件的電源電壓被降低到等于或者低于所述驅動電路部件的可操 作電壓的值時，所述放電操作導通狀態被取消。根據本發明的第十四方面，提供了如第十二方面的用于電動車輛逆變器設備的保 護方法，其中所述強制放電電路部件包括DC-DC轉換器，所述DC-DC轉換器被構造為將從所述低壓電池提供的電池電壓轉 換為控制電路部件的操作電壓；存儲部件，所述存儲部件被構造為存儲所述DC-DC轉換器的輸出電壓；放電操作命令輸入部件，所述放電操作命令輸入部件被構造為輸入來自于所述碰 撞檢測器的檢測信號和來自于所述車輛控制控制器的放電信號；放電命令延遲部件，所述放電命令延遲部件被構造為防止被輸入到所述放電操作 命令輸入部件的信號的切跳的發生；放電信號絕緣部件，所述放電信號絕緣部件被構造為電氣地絕緣來自于所述放電 命令延遲部件的輸出信號；并且所述存儲部件具有充分的存儲容量使得在電動車輛的碰撞時能夠稍微地延遲由 于從所述低壓電池單元提供的電壓的中斷導致的壓降，并且能夠保持在控制電路部件可操 作的電源電壓直到所述強制放電電路部件的放電操作被啟動。根據本發明的第十五方面，提供如第十三方面中的用于電動車輛逆變器設備的保護方法，其中所述柵極電源電路部件包括在DC總線之間經由二極管串聯地連接的電阻器和齊納二極管，以及相互串聯地連接并且分別并行地連接至所述電阻器和所述齊納二極管的電 解電容器；并且所述齊納二極管的齊納電壓高于所述驅動電路部件的可操作電壓，并且等于并且 低于所述功率半導體元件的容許柵極電壓。根據本發明的第十六方面，提供如第十四方面中的用于電動車輛逆變器設備的保 護方法，其中所述強制放電電路部件被構造為放電命令鎖存部件被提供在所述放電命令延遲 部件和所述放電信號絕緣部件之間并且保持放電命令信號；并且所述強制放電電路部件將放電狀態監測信號輸出至車輛控制控制器。根據本發明的第十七方面，提供如第十五方面中的用于電動車輛逆變器設備的保 護方法，其中所述柵極電源電路部件被構造為相互串聯地連接的放電重啟晶體管和放電重啟 電阻器被并聯地連接至彼此并聯地連接的所述齊納二極管和電解電容器；并且當就在完成放電操作時接收來自于所述車輛控制控制器的重啟命令部件的放電 重啟信號時，所述柵極電源電路部件導通所述放電重啟晶體管并且放電被充電在所述電解 電容器中的電荷。<本發明的第一和第十二方面的優點>根據本發明的第一和第十二方面，當電動車輛的碰撞事故等等發生時，根據從碰 撞檢測器輸出的碰撞檢測信號立即釋放高壓電池單元的逆變器主電路連接開關。同時，碰 撞檢測信號作為放電命令信號被輸入至逆變器設備的強制放電電路部件。然后，通過放電 電阻器放電被充電有電荷的主電路電容器上生成的高壓。因此，本發明具有下述優點，能夠 防止發生由于損壞的電源線或者車輛主體與高壓部件的接觸導致的短路電流引起的高壓 電池的過熱，并且能夠提供改進了安全的電動車輛逆變器設備。〈本發明的第二和第十三方面的優點>根據本發明的第二和第十三方面，通過放電信號鎖存電路部件鎖存在發生車輛的 碰撞時生成的放電命令信號。因此，即使當從低壓電池到逆變器設備的電源被中斷使得放 電命令信號無法使用時，根據從主電路電容器提供的高壓生成強制放電電路部件的操作功 率。因此，設備能夠繼續執行放電操作直到主電路電容器的端子電壓被降低到低電壓。<本發明的第三和第十四方面的優點>根據本發明的第三和第十四方面，能夠防止發生放電命令信號的切跳。即使當低 電壓電池被中斷時，能夠在一段時間內防止電壓下降。因此，能夠啟動強制放電電路部件的 放電操作。〈本發明的第四和第十五方面的優點>根據本發明的第四和第十五方面，在強制放電電路部件的柵極電源電路部件中提 供了啟動改進電解電容器。因此，能夠在其中立刻存儲柵極電源電壓。因此，即使當與設備 的啟動同時輸入放電命令信號時，能夠進行放電操作。<本發明的第五方面的優點>
根據本發明的第五方面，能夠利用諸如MOSFET或者絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的多種類型的功率半導體元件。尤其地，當使用柵極驅動型功率半導體元件時，僅當柵極驅動 型功率半導體元件被導通時消耗柵極電流。因此，能夠最小化柵極驅動電源。能夠增強設 計的靈活性。<本發明的第六方面的優點>根據本發明的第六方面，通過放電信號鎖存電路部件鎖存放電命令信號。因此，即使當從低壓電池到逆變器設備的電源被中斷使得放電命令信號“失靈(down) ”時，設備能夠 繼續將柵極電壓施加給放電電路部件的功率半導體元件。因此，設備能夠維持放電操作直 到柵極電源電路部件的輸出電壓被降低到等于或者小于預定電壓的值。〈本發明的第七方面的優點>根據本發明的第七方面，即使在放電電阻器達到過熱條件同時逆變器設備保持其 中高壓被施加給其主電路電容器的狀態的情況下，設備執行根據放電電流檢測信號截止放 電電路部件的功率MOSFET的柵極電壓的操作。因此，設備停止放電操作。另外，即使當不 存在放電電流檢測信號時，通過保持放電操作停止狀態同時繼續將高壓施加給主電路電容 器能夠防止放電電阻器過熱。〈本發明的第八、第九以及第十六方面的優點>根據本發明的第八、第九以及第十六方面，在高壓端子側強制放電電路部件中沒 有提供放電信號鎖存電路部件，而放電信號鎖存電路部件被提供在低壓端子側。另外，放電 命令鎖存信號作為放電狀態信號被輸出至車輛控制控制器。然后，監測放電操作。因此，在 放電操作期間通過控制高壓使得沒有被施加給逆變器設備能夠防止放電電阻器過熱。通過碰撞檢測器的操作中斷來自于低壓電池的電源。因此，通過存儲部件在一段 時間內保持控制電源電壓。然而，當控制電源電壓被降低到接近于OV的值時，自動地取消 放電命令鎖存信號。因此，能夠停止放電操作。<本發明的第十和第十七方面的優點>根據本發明的第十和第十七方面，將放電重啟信號從車輛控制控制器的重啟命令 部件輸出至強制放電電路部件的放電重啟晶體管。因此，柵極電源電路部件的輸出電壓被 降低到0V。因此，即使當在完成放電操作時將高壓再次施加給強制放電電路部件時，能夠在 短時間內執行重啟操作。<本發明的第十一方面的優點>根據本發明的第十一方面，繼電器能夠被用作放電電路部件的功率半導體元件的 替代。當噪聲等等損壞柵極部件時，在功率半導體元件中可能出現故障使得電路進入恒定 導電狀態。另一方面，繼電器具有下述結構，其中，相互絕緣勵磁繞組和接觸點部件，從而繼 電器抵抗噪聲的影響。因此，不用擔心電路可能進入其中使用功率半導體元件的電路可能 進入的故障模式。
基于下面的附圖將會詳細地描述本發明的實施例，其中圖1是示出根據本發明的實施例1的電動車輛逆變器設備和外圍設備的整體構造 的圖2是示出根據本發明的實施例2的強制放電電路部件22b的詳細情況的圖；圖3A至圖3C是示出根據本發明的實施例2的強制放電電路部件22b的放電操作 的波形圖；圖4是示出根據本發明的實施例2的到強制放電電路部件22b的柵極電源電路部件30a的啟動電流路徑的圖；圖5A至圖5D是示出在存在圖4中所示的啟動改進電解電容器32以及不存在啟 動改進電解電容器32的情況下的電源電路部件30a的輸出電壓的上升特性的波形圖；圖6是示出保護根據本發明的實施例2的強制放電電路部件22b的放電電阻器39 避免過熱的操作的圖；圖7A至圖7E是示出圖6中的放電電阻器過熱保護電路部件28a的操作的波形圖， 其分別示出電路部件28a的組件處的信號的波形；圖8是示出根據本發明的實施例3的強制放電電路部件22c的詳細情況的圖；圖9是示出根據本發明的實施例4的強制放電電路部件22d的詳細情況的圖；圖10是示出根據本發明的實施例5的強制放電電路部件22e的詳細情況的圖；圖11是示出根據傳統的示例1的電動機驅動設備中的放電電路的圖；圖12是示出根據傳統的示例2的電源電路中的放電電路的圖；圖13是示出在圖12中所示的輸入電壓檢測電路ID的電路圖；圖14是示出被提供有從高壓生成柵極驅動電壓的柵極電源電路部件30的根據傳 統示例3的放電電路的電路圖；以及圖15是示出通過將放電電阻器過熱保護電路部件28添加至圖14中所示的放電 電路而構造的根據傳統示例4的放電電路的圖。
具體實施例方式在下文中，參考圖1至圖10描述本發明的實施例。盡管被安裝在電動車輛中的實際逆變器設備集成各種功能和裝置，但是通過在附 圖中僅示出與本發明有關的功能和裝置來描述實施例。通過使用相同的附圖標記指定相同 的功能或者裝置省略裝置和功能的重復的描述。[實施例1]圖1示出根據本發明的實施例1的電動車輛逆變器設備和外圍設備的整體構造的 圖。<實施例1的電路構造>參考圖1，附圖標記1指定諸如輪胎和車輪的車輛驅動部件。附圖標記2表示電動 車輛電源生成引擎部件。附圖標記3指定被機械地連接至車輛驅動部件1的三相AC電動 機。附圖標記4表示用于通過引擎的驅動力生成電功率的三相AC發電機。附圖標記100 指定逆變器設備。附圖標記8表示車載高壓電池單元。附圖標記15指定用于監督地控制 整個車輛的車輛控制控制器。附圖標記16表示碰撞檢測器，當檢測到由電動車輛之間的碰 撞引起的沖擊時該碰撞檢測器進行操作從而斷開內部開關。附圖標記17指定低壓電池單兀。《逆變器設備100的構造》
逆變器設備100包括逆變器部件5，該逆變器部件5用于驅動三相AC電動機3 ；轉換器部件6，該轉換器部件6用于將由三相AC發電機生成的電功率轉換為預定的電壓范圍 內的DC電壓；主電路電容器7，該主電路電容器7被連接在逆變器部件5與轉換器部件6的 公共DC總線之間；電壓檢測器13，該電壓檢測器13用于檢測主電路DC電壓；逆變器控制 器14，該逆變器控制器14用于控制逆變器部件5和逆變器部件6 ；以及強制放電電路部件 22b，該強制放電電路部件22b用于根據由放電信號20或者21表示的命令放電存儲在被充 電到高壓的主電路電容器7中的電荷。逆變器部件5是已知的三相逆變器電路，該三相逆變器電路包括六個IGBT和分別 反向(inversely)并聯地連接至IGBT的續流二極管。轉換器部件6由下述電路構成，該電路包括六個IGBT和分別反向并聯地連接至 IGBT的續流二極管。《車載高壓電池單元8的構造》附圖標記8指定車載高壓電池單元，該車載高壓電池單元包括高壓電池涌入電 路9、逆變器主電路連接開關10、涌入電流抑制電阻器11、以及諸如鋰電池的車載高壓電池 12。《車輛控制控制器15的功能》車輛控制控制器15控制逆變器設備的逆變器控制器14、強制放電電路部件22b、 高壓電池單元8、其它的外圍設備等等。從車輛控制控制器15輸出的信號20表示與從碰撞 檢測器16輸出的檢測信號同步的放電信號(FDl)。信號21表示從車輛控制控制器15輸出 的放電信號(FD2)。《低壓電池單元17的構造》低壓電池單元17包括低壓電池18和通過車輛控制控制器15執行其導通/截止 控制的開關19。接下來，在下文中參考圖1描述實施例1的操作。<碰撞時的問題1 可能生成高壓電池12的短路電流>在由于某些事故等等導致電動車輛相互碰撞的情況下，當由于例如車輛主體碰撞 和接觸的沖擊導致逆變器設備100的高壓部件連接電纜損壞，短路電流流過高壓電池12。 因此，擔心高壓電池12可能過熱。<碰撞時的問題2 可能生成主電路電容器7的短路電流>擔心在損壞的電纜和車輛主體之間的接觸可能短路逆變器設備100的主電路電 容器7的兩個端子，并且由于高壓導致的短路電流可能流過。<用于解決問題1的操作>當碰撞檢測器16檢測到由電動車輛的碰撞引起的沖擊時，碰撞檢測器16的內部 開關被斷開。碰撞檢測器16被連接在低壓電池單元17和車輛控制控制器15之間。因此， 當碰撞檢測器16的開關被斷開時，來自于低壓電池18的電壓沒有被供給車輛控制控制器 15。響應于電壓截止信號，高壓電池單元8的逆變器主電路連接開關10被同時斷開，從而 高壓電池單元8與逆變器設備100的主電路部件之間的連接被強制性地斷開。通過執行此 操作能夠避免由于短路電流導致過熱高壓電池12的風險。<用于解決問題2的操作1 >
使用在斷開狀態下進行操作的放電信號(FDl) 20，或者從車輛控制控制器15輸出的放電信號(FD2) 21，使強制放電電路部件22b執行放電操作。因此，逆變器設備100的主 電路電容器7上生成的高壓被強制地放電。因此，能夠防止由于損壞的電纜到車輛主體的 接觸導致生成短路電流等等。
<用于解決問題2的操作2>當電動車輛的車輛驅動鍵的狀態被從導通裝置變成截止狀態時，低壓電池單元17 的開關19被斷開。因此，從前述的碰撞檢測器16斷開低壓電池18。因此，設備能夠獲得與 在碰撞檢測器16進行操作的前述情況下相類似的優點。因此，通過強制放電電路部件22b 能夠放電逆變器設備100的主電路電容器7上生成的高壓。[實施例2]<實施例2的電路構造>圖2是示出根據本發明的實施例2的圖1中示出的強制放電電路部件22b的詳細 情況的圖。如圖2中所示，根據實施例2的電路包括碰撞檢測器16、車輛控制控制器15、強 制放電電路部件22b、以及逆變器設備100的主電路電容器7。在“斷開”狀態下被連接至 低壓電池單元17的碰撞檢測器16 (參見圖1)經由車輛控制控制器15將放電信號(FDl) 20 輸出至強制放電電路部件22b作為碰撞檢測信號。另外，車輛控制控制器15將發射極接地晶體管52的集電極連接至放電信號 (FDl) 20。車輛控制控制器15響應于發射極接地晶體管52的導通操作將放電信號(FD2)21 輸出至強制放電電路部件22b。強制放電電路部件22b被連接至主電路電容器7的端子P 和N并且包括功能塊部件221和由功能塊部件221控制的強制放電電路222。首先，在下文中參考圖2描述功能塊部件221。<功能塊部件221的電路構造>功能塊部件221包括低壓電池18、12V-5V電壓轉換DC-DC轉換器37、+5V存儲部 件23、用于接收并且輸入前述的放電信號(FDl) 20和放電信號(FD2)21的放電操作命令輸 入部件24、放電命令延遲部件25、以及放電信號絕緣部件26。接下來，在下文中描述強制放電電路222。
<強制放電電路222的電路構造>強制放電電路222包括放電信號鎖存電路部件27、放電電阻器過熱保護電路部件 28a、PNP晶體管驅動電路部件29、柵極電源電路部件30a、放電電路部件40H、以及用于驅動 功率MOSFET 40的驅動電路部件40K。1)放電信號鎖存電路部件27包括連接在一起作為晶閘管的PNP晶體管46a和NPN 晶體管47a。2)放電電阻器過熱保護電路部件28a包括放電電流檢測電阻器51，該放電電流檢 測電阻器51用于檢測放電電流；延遲電阻器50，該延遲電阻器50用于延遲檢測到的電壓； 用于其的檢測電壓延遲電容器48 ；電阻器49，該電阻器49用于并聯地連接至電容器48 ；以 及組成鎖存電路的PNP晶體管46和NPN晶體管47。3)放電電路部件40H包括放電晶體管39和功率MOSFET 40。4)用于驅動功率MOSFET 40的驅動電路40K包括柵極驅動晶體管41，該柵極驅動 晶體管41用于驅動功率MOSFET 40的柵極；功率MOSFET柵極驅動PNP晶體管42 ；以及電阻器43，該電阻器43還用作功率MOSFET柵極驅動電阻器并且用于當放電電阻器過熱保護電路部件28a被驅動時減少涌入電流。5) PNP晶體管驅動電路部件29包括電阻器44，該電阻器44用于PNP晶體管42的 基極；和齊納二極管45，該齊納二極管45用作用于PNP晶體管42的基極的基準電源。6)柵極電源電路部件30a包括電阻器31，該電阻器31用于當提供電功率時限制 電流；齊納二極管33，該齊納二極管33用于生成柵極電源電壓；電解電容器34，該電解電 容器34用作用于存儲柵極電源電壓的存儲部件；以及啟動改進電解電容器32，該啟動改進 電解電容器32能夠在啟動時快速地執行啟動功率的供給。柵極電源電路部件30a從主電 路電容器7上生成的高壓生成電功率并且將電功率提供給用于功率MOSFET 40的柵極電路 部件，并且提供給放電電阻器過熱保護電路部件28a。可施加給齊納二極管33的齊納電壓 的電壓等于或者高于齊納二極管45的齊納電壓并且等于或者小于功率MOSFET 40的容許 柵極電壓。接下來，在下文中參考圖2描述強制放電電路部件22b的強制放電電路222和功 能塊部件221的放電操作。<在碰撞時即使當截止電池單元時也能夠在一段時間內進行放電電路的操作>當碰撞檢測器16檢測到沖擊時，低壓電池單元17的開關19被斷開。與此同時， 強制放電電路部件22b的低壓電池18被斷開。因此，從低壓電池18沒有提供電功率。對 于強制放電電路部件22b的放電操作命令輸入部件24、放電命令延遲部件25、以及放電信 號絕緣部件26來說必須進行用于電路操作的控制電源。當沒有將用于控制的電源提供到 其時，不能夠執行放電操作。因此，通過在強制放電電路部件22b中提供+5V存儲部件23 能夠執行放電電路的操作，其中該+5V存儲部件23即使當來自低壓電池單元17的用于控 制的電源(從低壓電池18提供的電源)被中斷時能夠在一段時間內保持用于控制的電源。擔心切跳信號和噪聲可能被疊加在用作在碰撞檢測器16操作時要使用的斷開信 號的放電信號(FD1)20上。然而，為了防止此故障的發生，在放電操作命令輸入部件24接 收信號之后在放電命令延遲部件25處執行濾波。因此，防止了故障。因為通過放電信號絕 緣部件26絕緣高壓電路部件和低壓電路部件。因此，能夠執行高壓電路部件的放電信號鎖 存電路部件27的操作。<放電電路的放電操作>接下來，在下文中簡要地描述放電操作。當通過電動車輛的碰撞來操作碰撞檢測器16時，放電信號(FDl) 20被從其發送， 從而放電信號鎖存電路部件27被導通。因此，柵極驅動PNP晶體管42被導通。因此，功率 MOSFET 40的柵極被驅動，從而功率MOSFET 40被導通。經由放電電阻器39通過功率MOSFET 40短路主電路電容器7的端子電壓Vpn。因 此，執行放電操作從而設置表示放電電流Id的放電曲線，如圖3B中所示。端子電壓Vpn被 降低到0V，如圖3A中所示。替代使用前述的功率MOSFET 40，IGBT和雙極晶體管能夠組成 放電電路部件40H。柵極電源電路部件30a被連接至主電路的高壓部件。因此，柵極電源電路部件30a 能夠提供柵極電源電壓直到完成放電。因此，當車輛之間的碰撞出現時，從碰撞檢測器16 發送放電信號(FDl) 20。在放電信號鎖存電路部件27被導通之后，放電信號被維持直到柵極電源電路部件30a的輸出電壓被降低到齊納二極管45的齊納電壓附近。因此，放電電路被構造為甚至在低壓電池18被中斷之后長時間沒有輸入放電信號的情況下，通過其中的每一個被提供有來自于獨立的電源的電功率的柵極電源電路部件 30a和放電信號鎖存電路部件27能夠執行放電操作。甚至在通過放電操作中途取消放電信號(FD1)20的情況下，如圖3C中所示，能夠 繼續進行放電操作同時通過放電信號鎖存電路部件27保持主電路電容器7的端子電壓 Vpn0在主電路電容器7的端子電壓Vpn等于OV的情況下，當通過放電操作將用于功率 MOSFET 40的柵極的柵極電源電路部件30a的輸出電壓減小為低于確定柵極驅動PNP晶體 管42的基極基準電壓的齊納二極管45的齊納電壓時取消放電信號鎖存電路部件27的放 電信號。〈柵極電源電路部件的輸出電壓的改進上升特性的操作〉接下來，描述用于在啟動時改進柵極電源電路部件30a的輸出電壓的上升特性的 操作。當電動車輛逆變器設備100啟動時，電流Il從高壓電池單元8流過啟動改進電解 電容器32和柵極電源電路部件30a的柵極電源電解電容器34。通過充電電容器34，柵極 電源電解電容器34的內端子電壓Vc 1上升到齊納二極管33的齊納電壓。在充電電容器34 之后降低柵極電源電解電容器34的電壓Vcl的情況下，電流Il從高壓電池單元8流動，從 而保持柵極電源電路部件30a的輸出電壓。在沒有在其中提供啟動改進電解電容器32的情況下，在啟動時電流Il流過電流 ΙΓ的路徑。因此，柵極電源電解電容器34的電壓Vcl的上升時間增加，如圖5中所示。在 柵極電源電解電容器34的電壓Vcl達到能夠進行放電操作的電源電壓值(下文中稱為“可 放電電壓”)所花費的時間Ts2太長的情況下，例如，當就在電動車輛啟動之后發生電動車 輛之間的碰撞時，并且當柵極電源電路部件30a的輸出電壓沒有達到可放電電壓時，盡管 發送了放電信號(FDl) 20但是不進行放電操作。當在啟動時啟動電源時，選擇啟動改進電解電容器32的容量從而在安全的啟動 時間Tsl中柵極電源電解電容器34的電壓Vcl達到可放電電壓。因此，如圖5B和圖5C中 所示，啟動改進電解電容器32的電壓Vc2使得柵極電源電路部件30a的輸出電壓能夠立即 上升。<保護放電電阻器避免過熱的操作>接下來，在下文中參考圖6描述保護放電電阻器39避免過熱的操作。當高壓電池單元8處于斷開狀態下，并且放電命令FDl被輸入至放電信號鎖存電 路部件27時，用于驅動功率MOSFET 40的柵極的柵極驅動PNP晶體管42被導通。然后，電 壓被施加給功率MOSFET 40的柵極，從而功率MOSFET 40被導通。這時，由于主電路電容器 7的高壓導致放電電流Id流過放電電阻器39。放電電流Id具有由衰減曲線表示的圖3B 中所示的波形，并且通過流過由編號(1)所指定的路徑而減少到0。然后，當高壓電池單元8發生故障并且保持被連接至逆變器設備的主電路時，電 流Id繼續在放電電阻器39中流動。因此，放電電阻器39過熱并且進入高溫狀態。最后，放 電電阻器39被損壞。在逆變器設備的某些操作條件下，高溫繼續應用狀態持續很長時間。在這樣的情況下，當放電命令FDl被輸入時，放電電阻器39在高溫時可能損壞。因此，必須 通過在放電電阻器39沒有過熱并且沒有損壞的通電時間內截止功率MOSFET 40來保護放 電電阻器39。參考圖6，包括電阻器50和電容器48的延遲電路的時間常數被設置為下面將會描 述的如圖7C中所示的放電容許時間Ts。當從放電電流檢測電阻器51的端子電壓通過由編 號(2)所指定的路徑經由電阻器50和電容器48獲得的輸出電壓超過V2，通過由編號(3) 所指定的路徑導通NPN晶體管。當NPN晶體管47被導通時，基極電流從PNP晶體管46的 發射極流過由編號(4)所指定的路徑。然后，PNP晶體管46的發射極-集電極結被導通， 從而電流在NPN晶體管47的基極中流動。這時，電阻器43被安裝在柵極電源電解電容器 34和PNP晶體管46之間。因此，本實施例具有下述功能，即當晶體管被導通時抑制通過由 編號(5)所指定的路徑的涌入電流，從而防止晶體管被損壞。當高壓繼續被施加給主電路電容器7時，電流繼續經由二極管38和電阻器31流 過圖6中所示的由編號(4)所指定的路徑。柵極驅動PNP晶體管42的輸入電壓保持被中 斷的狀態。因此，功率MOSFET 40的柵極電壓變成0V。只要繼續施加高壓，功率MOSFET保 持截止狀態以防止放電電阻器39過熱和被損害。當高壓電池單元8處于斷開狀態，并且主電路電容器7的電壓Vpn是0V，并且柵極 電源電路部件30a的輸出電壓被降低到OV時，PNP晶體管46和NPN晶體管47的通電狀態 被取消并且變成截止狀態。因此，放電停止狀態(保護鎖存狀態)被取消。設備被返回到 其中所有的電路沒有被毀壞并且能夠被重新啟動的狀態。圖7A至圖7E是示出圖6中的放電電阻器過熱保護電路部件28a的操作的波形圖， 其分別示出電路部件28a的組件處的信號的波形。在下文中，通過參考圖7A至圖7E描述 保護放電電阻器39的操作。如圖7A中所示，當高壓電池單元8的逆變器主電路連接開關10處于導通狀態時， 主電路電容器7的端子電壓Vpn處于高壓狀態。當在此狀態下放電信號(FDl) 20(參見圖 6)被輸入至形成的放電電路部件22b時，功率MOSFET 40被導通，從而放電電流Id流過放 電電阻器39。然而，高壓電池12 (參見圖1)保持被連接至逆變器主電路。因此，端子電壓 Vpn保持恒壓，如圖7B中所示的電壓Vpn的波形所示。因此，放電電流Id進入其中放電電 流Id作為恒流保持流動的狀態中。因此，擔心放電電阻器39可能過熱并且可能燒壞。因此，在通過包括電阻器50和電容器48的延遲電路的時間常數設置的放電容許 時間Ts內，圖6中所示的放電電阻器過熱保護電路部件28a中斷柵極驅動PNP晶體管42 的輸入電壓。另外，放電電阻器過熱保護電路部件28a保持被中斷的狀態并且截止功率 MOSFET 40(參見圖7C)。當高壓電池12保持被連接至逆變器主電路時，放電電阻器過熱保 護電路部件28a的保護鎖存狀態被取消。因此，功率MOSFET 40保持截止狀態，從而放電電 阻器39沒有通電并且沒有過熱。接下來，當高壓電池單元8的逆變器主電路連接開關10被截止時，因為高壓電池 12沒有被連接至逆變器主電路所以如圖7B中所示逐漸地降低電壓Vpn。當Vpn = OV時， 柵極電源電路部件30a的輸出電壓是0V。因此，包括PNP晶體管46和NPN晶體管47的鎖 存電路的保護鎖存狀態被取消。[實施例3]
<根據實施例3的強制放電電路部件與根據實施例2的強制放電電路部件之間的 不同〉圖8是示出根據本發明的實施例3的強制放電電路部件22c的詳細情況的圖。圖2中所示的強制放電電路部件22b與根據實施例3的強制放電電路部件22c之 間的不同如下。1)如圖8中所示，增加了放電命令鎖存部件。從放電命令鎖存部件55輸出 的放電狀態信號(FD3) 54被連接至發射極接地晶體管53以監測車輛控制控制器15的放電 狀態。2)圖2中所示的放電信號鎖存電路部件27被替換為PNP晶體管46b。圖2中所示 的電阻器35和NPN晶體管52被省略。在下文中，描述與其前述的不同有關的功能塊部件及其電路構造。參考圖8，當用作碰撞檢測信號的放電信號(FDl) 20通過放電操作命令輸入部件 24和放電命令延遲部件25被輸入至放電命令鎖存部件55時，放電命令鎖存部件55將放 電信號輸出至放電信號絕緣部件26作為放電鎖存信號。另外，放電狀態信號(FD3)54被輸 出。本實施例被構造為圖2中所示的放電信號鎖存電路部件27的鎖存功能被轉移到放電 命令鎖存部件55，并且通過放電信號絕緣部件24的輸出驅動PNP晶體管46b。
接下來，參考圖8在下文中描述由強制放電電路部件22c執行的監測放電的操作。<由強制放電電路部件22c執行的放電監測操作>〈放電操作的開始〉通過放電命令鎖存部件55保持來自于放電操作命令輸入部件24和放電命令延遲 部件25的放電操作信號(執行鎖存操作)。通過放電信號絕緣部件26將放電鎖存信號轉 換為具有低電平的絕緣信號。因此，PNP晶體管46b被導通。作為該操作的結果，用于驅動 功率MOSFET 40的柵極的柵極驅動PNP晶體管42被導通。然后，功率MOSFET 40被導通。 因此，經由放電電阻器39執行放電主電路電容器7的操作。《放電操作的停止》與放電命令鎖存部件55的鎖存操作同時地，低電壓電池18被斷開。+5V存儲部件 23的電勢被逐漸地減低到0V。因此，鎖存狀態被取消。當鎖存狀態被取消，并且放電命令 信號被消除時，PNP晶體管46b被截止以中斷功率MOSFET 40的柵極電壓。因此，放電操作停止。《放電操作的監測》由放電命令鎖存部件55鎖存的信號與強制放電電路部件22c的放電操作同步。放 電命令鎖存部件55的鎖存信號被輸出至用于監測車輛控制控制器15的放電狀態的發射極 接地晶體管53作為放電狀態信號(FD3)54。因此，能夠監測放電狀態。[實施例4]圖9是示出根據本發明的實施例4的強制放電電路部件22d的詳細情況的圖。<根據實施例4的強制放電電流部件與根據實施例2的強制放電電流部件之間的 不同〉根據實施例4的強制放電電路部件22d與根據實施例2的圖2中所示的強制放電 電路部件22b之間的不同如下。參考圖9，放電重啟晶體管57的集電極被連接至柵極電源電解電容器34的高壓 側電極。放電重啟晶體管57的發射極經由放電重啟晶體管56連接至柵極電源電解電容器34的低壓側電極。從車輛控制控制器15的重啟命令部件58輸出的放電重啟信號60被輸入至放電重啟晶體管57的基極。<根據實施例4的強制放電電路部件22d的放電重啟操作>接下來，在下文中參考圖9描述強制放電電路部件22d的放電重啟操作。在就在放電操作完成時再次施加高壓的情況下，柵極電源電路部件30b的電解電 容器34的電壓被設置為等于或者高于提供柵極驅動PNP晶體管42的基極基準電壓的齊 納二極管45的齊納電壓。因此，放電信號鎖存電路部件27的放電信號的保持狀態沒有被 取消。當在此狀態下高壓被再次施加給強制放電電路部件22d時，放電操作繼續，因為功率 MOSFET 40進入導通狀態。當繼續放電操作同時保持高壓施加狀態時，放電電阻器過熱保護 電路部件28a進行操作并且進入放電停止狀態(保護鎖存狀態)。在完成放電操作時，就在高壓被施加給強制放電電路部件22d之前柵極電源電路 部件30b的電解電容器34上生成的電壓被設置為0V，電解電容器34上生成的電壓等于或 者低于齊納二極管45的齊納電壓，其是PNP晶體管42的基極電壓。因此，沒有電流被提供 給放電信號鎖存電路部件27。因此，放電信號鎖存狀態被取消。因此，當高壓被再次施加給 強制放電電路部件22d時，放電電路部件不處于放電操作狀態中。因此，放電電阻器過熱保 護電路部件28不進行操作。正常地執行啟動操作。就在完成放電操作時從車輛控制控制器15的重啟命令部件58輸出的放電重啟信 號60被輸入至強制放電電路部件22d的放電重啟晶體管57。因此，放電重啟晶體管57被 導通。然后，通過放電重啟電阻器56放電柵極電源電解電容器34的電壓并且將其減少到 OV0通過此操作消除被提供給放電信號鎖存電路部件27的電流。因此，放電信號鎖存狀態 被取消。然后，放電操作停止。接下來，放電重啟信號60被從其取消。然后，對其施加高壓， 從而正常地執行啟動操作。就在完成放電操作時，能夠執行通過就在完成放電操作時施加 高壓來正常地執行重啟的操作。[實施例5]<根據實施例5的強制放電電路部件與根據實施例4的強制放電電路部件的不同
>圖10是示出根據本發明的實施例5的強制放電電路部件22e的詳細情況的圖。 根據實施例5的強制放電電路部件22e與根據實施例4的圖9中所示的強制放電電路部件 22d之間的不同在于圖9中所示的功率MOSFET 40被替換為放電繼電器59。柵極驅動PNP 晶體管42的集電極被連接至放電繼電器59的勵磁繞組輸入端子。其另一勵磁繞組輸入端 子被連接至強制放電電路部件22e中的端子N側的線。放電電阻器39被連接至放電繼電器59的接觸部件中的一個。放電電阻器過熱保 護電路部件28a的放電電流檢測電阻器51被連接至放電繼電器59的另一接觸部件。<根據實施例5的強制放電電路部件22e的操作>在下文中參考圖10描述強制放電電路部件22e的操作。柵極驅動PNP晶體管42被用作用于放電繼電器59的勵磁繞組驅動晶體管。是PNP 晶體管42的基極電壓的齊納二極管45a的齊納電壓被設置為等于或者高于放電繼電器59 的工作電壓的電壓。即使當功率MOSFET 40(參見圖9)被替換為放電繼電器59時，通過安 裝放電電阻器過熱保護電路部件28a能夠保護放電電阻器39避免過熱，與前述的實施例相類似。類似地，通過安裝柵極電源電路部件30b能夠立即啟動設備。在完成放電操作時，即使當高壓被再次施加給強制放電電路部件22e時，柵極驅動電路部件30b的電解電容器 34的電壓被設置為等于或者高于提供柵極驅動PNP晶體管42的基極基準電壓的齊納二極 管45a的齊納電壓的值，以保持放電。因此，放電信號鎖存電路部件27的放電信號保持狀 態沒有被取消。當在此狀態下高壓被再次施加給強制放電電路部件22e時，因為放電繼電 器59處于導通狀態，因此繼續放電操作。當繼續放電操作同時保持高壓施加狀態時，放電 電阻器過熱保護電路部件28a進行操作并且進入放電停止狀態(保護鎖存狀態)。在完成放電操作時，就在高壓被再次施加給強制放電電路部件22e之前柵極電源 電路部件30b的電解電容器34的電壓被設置為0V。因此，柵極電源電路部件30b的電壓等 于或者低于是PNP晶體管42的基極電壓的齊納二極管45a的電壓，從而被提供給放電信號 鎖存電路部件27的電流被消除，并且放電信號鎖存狀態被取消。當高壓被再次施加給強制放電電路部件22e時，放電電阻器過熱保護電路部件 28a沒有進行操作，因為設備不處于放電操作狀態中。因此，正常地執行啟動操作。就在完成放電操作時從車輛控制控制器15的重啟命令部件58輸出的放電重啟信 號60被輸入至強制放電電路部件22e的放電重啟晶體管57。然后，放電重啟晶體管57被 導通。因此，通過放電重啟電阻器56放電柵極電源電解電容器34的電壓并且將其減少到 OV0通過此操作消除被提供給放電信號鎖存電路部件27的電流。然后，放電信號鎖存狀態 被取消。放電操作被停止。接下來，放電重啟信號60被取消，并且高壓被施加。然后，正常地執行啟動操作。 與前述實施例相類似，通過就在完成放電操作時施加高壓能夠執行正常的重啟操作。通過假定被應用于被安裝在電動車輛中的逆變器設備完成本發明。尤其地，根據 本發明的逆變器設備能夠應用于電動汽車、混合汽車等等作為具有強制放電電路部件的逆 變器設備，用于防止當碰撞事故發生時由于高壓部件與損壞的電源線或者金屬件之間的接 觸導致的短路、過熱等等的發生。
權利要求
一種電動車輛逆變器設備，包括逆變器部件，所述逆變器部件被構造為驅動被機械地連接至電動車輛的車輛驅動部件的AC電動機；轉換器部件，所述轉換器部件被構造為將通過電動車輛的引擎驅動力生成電功率的AC發電機生成的電功率轉換為預定的電壓范圍內的直流電壓；逆變器控制器，所述逆變器控制器被構造為控制所述逆變器部件和所述轉換器部件；主電路電容器，所述主電路電容器被連接在所述逆變器與所述轉換器的DC總線之間；以及強制放電電路部件，所述強制放電電路部件被構造為響應于放電命令信號放電被充電在所述主電路電容器中的電荷，從高壓電池單元提供用于所述逆變器部件的直流電源，所述高壓電池單元包括逆變器主電路連接開關、高壓電池以及涌入電流抑制電路，所述涌入電流抑制電路被構造為當所述逆變器主電路連接開關被接通時抑制來自于高壓電池的涌入電流并且被連接至DC總線，從低壓電池單元提供控制電源，所述低壓電池單元包括低壓電池和開關，所述開關被構造為斷開和閉合所述低壓電池，電動車輛逆變器設備接收來自于車輛控制控制器的控制信號以及來自于碰撞檢測器的控制信號并且根據上述信號對電動車輛逆變器設備進行控制，所述車輛控制控制器被構造為監督地控制電動車輛，并且所述碰撞檢測器被連接在所述車輛控制控制器和所述低壓電池之間并且包括開關，所述開關被構造為當檢測到由于電動車輛的碰撞導致的沖擊時進入斷開狀態，其中所述車輛控制控制器檢測表示當通過電動車輛的碰撞操作碰撞檢測器時碰撞檢測器的開關被斷開的斷開信號；所述車輛控制控制器使所述高壓電池單元的所述逆變器主電路連接開關進入斷開狀態，中斷對DC總線部件的高壓電池的直流電源的供給并且將放電命令信號輸出至所述強制放電電路部件；以及所述強制放電電路部件放電被充電在所述主電路電容器中的電荷。
2.根據權利要求1所述的車輛逆變器設備，其中 所述強制放電電路部件包括放電電路部件，所述放電電路部件包括被串聯地連接在所述DC總線之間的放電電阻 器、功率半導體元件、以及放電電流檢測電阻器；放電電阻器過熱保護電路部件，所述放電電阻器過熱保護電路部件被構造為通過接收 由于流過所述放電電流檢測電阻器的放電電流導致的壓降生成的電壓作為到其的輸入而 進行操作；柵極電源電路部件，所述柵極電源電路部件被構造為從所述DC總線之間的直流電壓 生成用于所述功率半導體元件的驅動電源；驅動電路部件，所述驅動電路部件被構造為將驅動信號給予所述功率半導體元件的控 制端子；以及放電信號鎖存電路部件，所述放電信號鎖存電路部件被構造為接收根據來自于所述碰撞檢測器的檢測信號的放電命令信號并且將驅動信號給予所述驅動電路部件；當接收根據來自于所述碰撞檢測器的檢測信號的放電命令信號時，所述放電信號鎖存 電路部件保持到所述驅動電路部件的導通信號從而所述放電電路部件能夠繼續保持放電 操作導通狀態；并且當所述主電路電容器的端子電壓通過放電操作被降低到接近于O伏特的值時，并且當 所述柵極電源電路部件的電源電壓被降低到等于或者低于所述驅動電路部件的可操作電 壓的值時，所述放電操作導通狀態被取消。
3.根據權利要求1所述的車輛逆變器設備，其中 所述強制放電電路部件包括DC-DC轉換器，所述DC-DC轉換器被構造為將從所述低壓電池提供的電池電壓轉換為 控制電路部件的操作電壓；存儲部件，所述存儲部件被構造為存儲所述DC-DC轉換器的輸出電壓； 放電操作命令輸入部件，所述放電操作命令輸入部件被構造為輸入來自于所述碰撞檢 測器的檢測信號和來自于所述車輛控制控制器的放電信號；放電命令延遲部件，所述放電命令延遲部件被構造為防止被輸入到所述放電操作命令 輸入部件的信號的切跳的發生；放電信號絕緣部件，所述放電信號絕緣部件被構造為電氣地絕緣來自于所述放電命令 延遲部件的輸出信號；并且所述存儲部件具有充分的存儲容量使得在電動車輛的碰撞時能夠稍微地延遲由于從 所述低壓電池單元提供的電壓的中斷導致的壓降，并且能夠保持在控制電路部件可操作的 電源電壓直到所述強制放電電路部件的放電操作被啟動。
4.根據權利要求2所述的電動車輛逆變器設備，其中所述柵極電源電路部件包括在DC總線之間經由二極管串聯地連接的電阻器和齊納二 極管，以及相互串聯地連接并且分別并行地連接至所述電阻器和所述齊納二極管的電解電 容器；并且所述齊納二極管的齊納電壓高于所述驅動電路部件的可操作電壓，并且等于并且低于 所述功率半導體元件的容許柵極電壓。
5.根據權利要求2所述的電動車輛逆變器設備，其中 所述放電電路部件的功率半導體元件包括MOSFET或者IGBT。
6.根據權利要求2所述的電動車輛逆變器設備，其中 所述驅動電路部件包括第一柵極電阻器，所述第一柵極電阻器被連接至包括MOSFET或者IGBT的所述功率半 導體元件的柵極；第一 PNP晶體管和第二柵極電阻器，所述第一 PNP晶體管和第二柵極電阻器被串聯地 連接至所述第一柵極電阻器；以及第三電阻器和齊納二極管，所述第三電阻器和齊納二極管被串聯地連接至所述第一 PNP晶體管的基極；所述放電信號鎖存電路部件被提供在所述齊納二極管的陽極一側；并且 所述放電信號鎖存電路部件包括被連接在一起作為閘流管的NPN晶體管和PNP晶體管。
7.根據權利要求2所述的電動車輛逆變器設備，其中所述放電電阻器過熱保護電路部件經由電阻器將所述放電電路部件的放電電流檢測 電阻器的端子電壓引入NPN晶體管的基極；電容器和電阻器彼此并聯地連接在所述NPN晶體管的基極-發射極結之間； PNP晶體管的基極被連接至所述NPN晶體管的集電極； 所述PNP晶體管的集電極被連接至所述NPN晶體管的基極；并且 所述PNP晶體管的發射極被連接至所述驅動電路部件的第二柵極電阻器和所述第一 PNP晶體管的發射極之間的連接點。
8.根據權利要求3所述的電動車輛逆變器設備，其中 所述強制放電電路部件被構造為放電命令鎖存部件被提供在所述放電命令延遲部件 和所述放電信號絕緣部件之間并且保持放電命令信號；并且所述強制放電電路部件將放電狀態監測信號輸出至車輛控制控制器。
9.根據權利要求6所述的電動車輛逆變器設備，其中所述放電信號鎖存電路部件被構造為單PNP晶體管的發射極被連接至所述驅動電路 部件的齊納二極管的陽極；所述放電信號鎖存電路部件不具有鎖存放電命令信號的功能；并且 所述放電信號鎖存電路部件被構造為接收預先鎖存的放電命令信號并且使所述驅動 電路部件進行操作。
10.根據權利要求4所述的電動車輛逆變器設備，其中所述柵極電源電路部件被構造為相互串聯地連接的放電重啟晶體管和放電重啟電阻 器被并聯地連接至彼此并聯地連接的所述齊納二極管和電解電容器；并且當就在完成放電操作時接收來自于所述車輛控制控制器的重啟命令部件的放電重啟 信號時，所述柵極電源電路部件導通所述放電重啟晶體管并且放電被充電在所述電解電容 器中的電荷。
11.根據權利要求2所述的電動車輛逆變器設備，其中 所述放電電路部件的功率半導體元件被替換為放電繼電器； 通過所述驅動電路部件勵磁所述放電繼電器的勵磁繞組； 所述放電繼電器的接觸中的一個被連接至所述放電電阻器；并且 所述放電繼電器的另一個接觸被連接至所述放電電流檢測電阻器。
12.一種用于電動車輛逆變器設備的保護方法， 所述電動車輛逆變器設備包括逆變器部件，所述逆變器部件被構造為驅動被機械地連接至電動車輛的車輛驅動部件 的AC電動機；轉換器部件，所述轉換器部件被構造為將通過電動車輛的引擎驅動力生成電功率的AC 發電機生成的電功率轉換為預定的電壓范圍內的直流電壓；逆變器控制器，所述逆變器控制器被構造為控制所述逆變器部件和所述轉換器部件； 主電路電容器，所述主電路電容器被連接在所述逆變器與所述轉換器的DC總線之間；以及強制放電電路部件，所述強制放電電路部件被構造為響應于放電命令信號放電被充電 在所述主電路電容器中的電荷，從高壓電池單元提供用于所述逆變器部件的直流電源，所述高壓電池單元包括逆變 器主電路連接開關、高壓電池以及涌入電流抑制電路，所述涌入電流抑制電路被構造為當 所述逆變器主電路連接開關被接通時抑制來自于高壓電池的涌入電流并且被連接至DC總 線，從低壓電池單元提供控制電源，所述低壓電池單元包括低壓電池和開關，所述開關被 構造為斷開并且閉合所述低壓電池，所述電動車輛逆變器設備接收來自于車輛控制控制器的控制信號以及來自于碰撞檢 測器的控制信號并且根據上述信號對電動車輛逆變器設備進行控制，所述車輛控制控制器 被構造為監督地控制電動車輛，并且所述碰撞檢測器被連接在所述車輛控制控制器和所述 低壓電池之間并且包括開關，所述開關被構造為當檢測到由于電動車輛的碰撞導致的沖擊 時進入斷開狀態，所述保護方法包括通過所述車輛控制控制器檢測表示當通過電動車輛的碰撞操作碰撞檢測器時碰撞檢 測器的開關被斷開的斷開信號；通過所述車輛控制控制器使所述高壓電池單元的所述逆變器主電路連接開關進入斷 開狀態，通過所述車輛控制控制器中斷對DC總線部件的高壓電池的直流電源的供給， 通過所述車輛控制控制器將放電命令信號輸出至所述強制放電電路部件；以及 通過所述強制放電電路部件放電被充電在所述主電路電容器中的電荷。
13.根據權利要求12所述的用于電動車輛逆變器設備的保護方法，其中， 所述強制放電電路部件包括放電電路部件，所述放電電路部件包括被串聯地連接在所述DC總線之間的放電電阻 器、功率半導體元件、以及放電電流檢測電阻器；放電電阻器過熱保護電路部件，所述放電電阻器過熱保護電路部件被構造為通過接收 由于流過所述放電電流檢測電阻器的放電電流導致的壓降生成的電壓作為到其的輸入而 進行操作；柵極電源電路部件，所述柵極電源電路部件被構造為從所述DC總線之間的直流電壓 生成用于所述功率半導體元件的驅動電源；驅動電路部件，所述驅動電路部件被構造為將驅動信號給予所述功率半導體元件的控 制端子；以及放電信號鎖存電路部件，所述放電信號鎖存電路部件被構造為接收根據來自于所述碰 撞檢測器的檢測信號的放電命令信號并且將驅動信號給予所述驅動電路部件；當接收根據來自于所述碰撞檢測器的檢測信號的放電命令信號時，所述放電信號鎖存 電路部件保持到所述驅動電路部件的導通信號從而所述放電電路部件能夠繼續保持放電 操作導通狀態；并且當所述主電路電容器的端子電壓通過放電操作被降低到接近于O伏特的值時，并且當 =所述柵極電源電路部件的電源電壓被降低到等于或者低于所述驅動電路部件的可操作電壓的值時，所述放電操作導通狀態被取消。
14.根據權利要求12所述的用于電動車輛逆變器設備的保護方法，其中 所述強制放電電路部件包括DC-DC轉換器，所述DC-DC轉換器被構造為將從所述低壓電池提供的電池電壓轉換為 控制電路部件的操作電壓；存儲部件，所述存儲部件被構造為存儲所述DC-DC轉換器的輸出電壓； 放電操作命令輸入部件，所述放電操作命令輸入部件被構造為輸入來自于所述碰撞檢 測器的檢測信號和來自于所述車輛控制控制器的放電信號；放電命令延遲部件，所述放電命令延遲部件被構造為防止被輸入到所述放電操作命令 輸入部件的信號的切跳的發生；放電信號絕緣部件，所述放電信號絕緣部件被構造為電氣地絕緣來自于所述放電命令 延遲部件的輸出信號；并且所述存儲部件具有充分的存儲容量使得在電動車輛的碰撞時能夠稍微地延遲由于從 所述低壓電池單元提供的電壓的中斷導致的壓降，并且能夠保持在控制電路部件可操作的 電源電壓直到所述強制放電電路部件的放電操作被啟動。
15.根據權利要求13所述的用于電動車輛逆變器設備的保護方法，其中所述柵極電源電路部件包括在DC總線之間經由二極管串聯地連接的電阻器和齊納二 極管，以及相互串聯地連接并且分別并行地連接至所述電阻器和所述齊納二極管的電解電 容器；并且所述齊納二極管的齊納電壓高于所述驅動電路部件的可操作電壓，并且等于并且低于 所述功率半導體元件的容許柵極電壓。
16.根據權利要求14所述的用于電動車輛逆變器設備的保護方法，其中所述強制放電電路部件被構造為放電命令鎖存部件被提供在所述放電命令延遲部件 和所述放電信號絕緣部件之間并且保持放電命令信號；并且所述強制放電電路部件將放電狀態監測信號輸出至車輛控制控制器。
17.根據權利要求15所述的用于電動車輛逆變器設備的保護方法，其中所述柵極電源電路部件被構造為相互串聯地連接的放電重啟晶體管和放電重啟電阻 器被并聯地連接至彼此并聯地連接的所述齊納二極管和電解電容器；并且當就在完成放電操作時接收來自于所述車輛控制控制器的重啟命令部件的放電重啟 信號時，所述柵極電源電路部件導通所述放電重啟晶體管并且放電被充電在所述電解電容 器中的電荷。
全文摘要
本發明涉及電動車輛逆變器設備及其保護方法。在電動車輛逆變器設備(100)中，當通過電動車輛之間的碰撞使碰撞檢測器(16)進行操作時車輛控制控制器(15)檢測從碰撞檢測器(16)輸出的開關斷開信號。然后，高壓電池單元(8)的逆變器主電路連接開關(10)進入斷開狀態。因此，從高壓電池(12)到直流總線部件的直流電源被中斷。另外，通過強制放電電路部件(22b)放電被充電在主電路電容器(7)中的電荷。
文檔編號H02H7/122GK101814720SQ20101011436
公開日2010年8月25日 申請日期2010年2月20日 優先權日2009年2月20日
發明者原英則, 古川晶博, 天野龍一郎, 山田健二, 瀨尾宣英, 田中快典, 米盛敬, 胡本博史, 藤清高 申請人:株式會社安川電機;馬自達汽車株式會社