主动放电控制方法、电机控制器及存储介质与流程

本技术涉及车辆控制，尤其涉及一种主动放电控制方法、电机控制器及存储介质。

背景技术：

1、电动汽车高压驱动系统的直流母线电容存储着大量电能，当车辆发生碰撞或紧急断电时，为保障人员安全，需要在规定时间内将直流母线电容的电压降低至安全电压以下，这一过程称为主动放电。

2、相关技术中，可通过控制功率模块在线性区工作实现主动放电，具体地，功率模块内包括多个桥臂，可通过控制至少一个桥臂的上功率管和下功率管中的其中一个导通，另一功率管进入线性区，以消耗直流母线电容的能量。

3、然而，由于控制功率管进入线性区需要向其施加一定的门极电压，但是功率管的门极电压阈值会受到温度漂移、个体差异、寿命漂移等多个方面的影响，因此当施加的门极电压相对门极电压阈值偏低时，则无法使功率管进入线性区，导致放电失败，可靠性较低。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种主动放电控制方法、电机控制器及存储介质，以提高主动放电的可靠性。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种主动放电控制方法，包括：

3、控制功率模块中，目标功率管所在桥臂上的非目标功率管处于导通状态，以提供放电电流通路；

4、在当前周期向目标功率管施加第一门极电压并持续第一时长，以控制目标功率管工作于线性区；

5、获取功率模块当前对应的第一母线电压，并根据第一母线电压判断是否满足预设放电终止条件；

6、若判定不满足预设放电终止条件，则间隔第二时长，在下一周期向目标功率管施加第二门极电压并持续第一时长；其中，第二门极电压根据当前周期的实际消耗能量和下一周期的目标消耗能量确定。

7、基于上述技术内容，本技术实施例通过将桥臂内非目标功率管维持导通状态，为主动放电提供电流通路。同时由于非目标功率管维持导通状态即工作在饱和区，其导通电阻很小，使得母线电压大部分施加于目标功率管的电流通路两端，从而提高放电效率。在此基础上，仅在每个周期的第一时长内控制目标功率管导通放电，在第二时长内处于关断状态，因此本技术采用的是脉冲式间歇放电方式，而非持续放电，使得目标功率管在每个周期内均有冷却时间，其结温在第二时长内得以降低，有效避免了因持续消耗能量导致结温不断累积升高而引发的过热损坏风险，保障了器件安全。另外，由于下一周期的第二门极电压根据当前周期的实际消耗能量和下一周期的目标消耗能量动态确定。其中，实际消耗能量能够反映当前周期对应的第一门极电压的实际控制效果，下一周期的目标消耗能量则反映了下一周期为满足放电需求所期望达到的能量消耗量。因此，以当前周期的实际消耗能量和下一周期的目标消耗能量共同作为第二门极电压的确定依据，使得第二门极电压能够根据上一周期的实际放电效果动态修正。当下一周期的目标消耗能量高于当前周期的实际消耗能量，则在当前周期对应的第一门极电压的基础上适当增加得到下一周期的第二门极电压；当下一周期的目标消耗能量低于当前周期的实际消耗能量时，则在当前周期对应的第一门极电压的基础上适当降低得到下一周期的第二门极电压，从而使下一周期向目标功率管施加对应的第二门极电压时，其实际消耗的能量能够达到目标消耗能量，有效避免了因门极电压偏低导致放电失败的问题，保障了主动放电的可靠性。另外，本实施例是基于能量反馈实现门极电压闭环调节，实现了对目标功率管门极电压的自适应调整，无需依赖目标功率管的相关参数，因此能够消除功率管个体差异和寿命偏移等因素的影响，进一步提高了主动放电的可靠性。

8、在一种可能的实现方式中，预设放电终止条件包括预设电压阈值；

9、在下一周期向目标功率管施加第二门极电压之前，还包括：

10、基于第一母线电压和预设电压阈值，确定下一周期的目标消耗能量；

11、获取在当前周期向目标功率管施加第一门极电压之前，功率模块对应的第二母线电压，并基于第一母线电压和第二母线电压，得到当前周期的实际消耗能量；

12、根据当前周期的实际消耗能量和下一周期的目标消耗能量，确定第二门极电压。

13、在本技术实施例中，由于第一母线电压是当前周期第一时长结束后的母线电压，第二母线电压是当前周期开始前的母线电压，因此基于第一母线电压和第二母线电压能够精准确定当前周期的实际消耗能量，不受功率管个体差异或门极电压偏移的影响。同时，下一周期的目标消耗能量基于第一母线电压和预设电压阈值确定，即该目标消耗能量是依据当前周期放电结束后真实的母线电压重新分配得到的需要消耗的能量指标，从而避免前期消耗的能量过多或过少，使得下一周期的目标消耗能量能够根据放电进度进行自适应调整，为后续确定下一周期的第二门极电压提供了基准。

14、在一种可能的实现方式中，基于第一母线电压和预设电压阈值，确定下一周期的目标消耗能量，包括：

15、根据第一母线电压和预设电压阈值，得到待释放能量；

16、获取当前周期放电结束时刻，并根据当前周期放电结束时刻和预设放电时长，得到剩余放电时长；

17、根据待释放能量和剩余放电时长，确定下一周期的目标消耗能量。

18、这里，基于待释放能量和剩余放电时长共同确定下一周期的目标消耗能量，既考虑了直流母线电容剩余需要消耗的能量，又兼顾主动放电的时间限制要求，能够在电压与时间双重约束下重新分配下一周期的目标消耗能量，有效避免了仅依靠剩余需要消耗的能量而导致放电时长超出预设放电时长的问题，也避免了仅依靠剩余放电时长而导致放电过程结束后，母线电压大于预设电压阈值的情况，从而在时间维度和能量维度上均实现了对下一周期的精准约束。

19、在一种可能的实现方式中，根据待释放能量和剩余放电时长，确定下一周期的目标消耗能量，包括：

20、根据剩余放电时长、第一时长和第二时长，得到剩余放电次数；

21、基于待释放能量和剩余放电次数，得到下一周期的初始消耗能量；

22、获取能量上限值，并基于能量上限值，对初始消耗能量进行修正，得到对应的目标消耗能量。

23、基于上述技术内容，基于待释放能量和剩余放电次数，得到下一周期的初始消耗能量，实现将待释放能量均匀分配给剩余的每次放电过程。在此基础上，基于能量上限值对初始消耗能量进行修正，避免初始消耗能量设置过高导致目标功率管过热损坏，在保障整体放电进度的同时实现了器件保护。

24、在一种可能的实现方式中，根据当前周期的实际消耗能量和下一周期的目标消耗能量，确定第二门极电压，包括：

25、基于当前周期的实际消耗能量和下一周期的目标消耗能量，得到目标消耗能量与实际消耗能量的差值；

26、基于差值，确定第二门极电压。

27、本技术实施例通过计算当前周期的实际消耗能量和下一周期的目标消耗能量的差值，该差值能够表征下一周期较于当前周期需要补偿的能量偏差，基于该差值确定下一周期对应的第二门极电压，使得门极电压的调节与能量偏差相对应，实现了以能量为闭环控制门极电压的驱动调节。

28、在一种可能的实现方式中，基于差值，确定第二门极电压，包括：

29、获取预设的比例系数和积分系数；

30、根据比例系数和差值，得到比例控制量；

31、基于第一时长和第二时长，对差值进行积分，得到对应的积分值，并根据积分值和积分系数，确定积分控制量；

32、基于比例控制量和积分控制量，得到第二门极电压。

33、基于上述技术内容，依据比例控制量与积分控制量共同确定第二门极电压，由于比例控制量可以针对当前差值实现快速响应，保证门极电压调节的响应速度。积分控制量是对该差值进行积分得到的，能够平滑差值中的高频波动，避免因母线电压采样噪声或电流瞬时波动导致门极电压频繁跳变，从而抑制开关震荡，进而降低触发闩锁的风险，保证了门极电压调节的稳定性。因此通过上述比例控制与积分控制的配合，既保证了每个周期门极电压调节的响应速度，又提升了门极电压的稳定性，实现了门极电压的精准调节。

34、在一种可能的实现方式中，在当前周期向目标功率管施加第一门极电压之前，还包括：

35、若当前周期为初始周期，则获取目标功率管的结温，并根据结温，确定第一门极电压；

36、若当前周期不为初始周期，则根据上一周期的实际消耗能量和当前周期的目标消耗能量，确定第一门极电压。

37、在本技术实施例中，对于初始周期，由于尚未产生有效的能量反馈信息，考虑到结温变化会改变功率管线性区导通特性，因此基于结温得到第一门极电压，从而避免固定门极电压在功率管不同温度工况下出现初始放电功耗过高烧毁器件的问题，以及固定门极电压过低导致放电失败的问题。进入后续周期，则切换至能量闭环的控制逻辑，基于上一周期的实际消耗能量和当前周期的目标消耗能量，动态确定第一门极电压，从而即使在初始周期由于门极电压较低无法开通目标功率管导致放电失败的情况下，仍能在后续周期进行门极电压的动态调节，提高了主动放电的可靠性。

38、在一种可能的实现方式中，根据结温，确定第一门极电压，包括：

39、获取预设的结温与电压偏移量的映射关系以及预设的门极电压阈值；

40、基于结温与电压偏移量的映射关系，得到当前结温对应的电压偏移量；

41、根据当前结温对应的电压偏移量和门极电压阈值，确定初始周期对应的第一门极电压。

42、在本技术实施例中，基于预设的结温与电压偏移量的映射关系，得到当前结温对应的电压偏移量，基于该电压偏移量对门极电压阈值进行修正，能够有效消除由于结温变化导致门极电压阈值偏移的影响，从而防止初始周期的第一门极电压过低无法控制目标功率管进入线性区导致主动放电失败，也有效防止了第一门极电压过高导致目标功率管所在桥臂直通产生大电流，造成目标功率管过热烧毁。

43、第二方面，本技术实施例提供了一种主动放电控制装置，包括：

44、控制模块，用于控制功率模块中，目标功率管所在桥臂上的非目标功率管处于导通状态，以提供放电电流通路；

45、控制模块，还用于在当前周期向目标功率管施加第一门极电压并持续第一时长，以控制目标功率管工作于线性区；

46、获取模块，获取功率模块当前对应的第一母线电压，并根据第一母线电压判断是否满足预设放电终止条件；

47、控制模块，还用于若判定不满足预设放电终止条件，则间隔第二时长，在下一周期向目标功率管施加第二门极电压并持续第一时长；其中，第二门极电压根据当前周期的实际消耗能量和下一周期的目标消耗能量确定。

48、第三方面，本技术实施例提供了一种电机控制器，包括存储器和处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如第一方面任一项的主动放电控制方法。

49、第四方面，本技术实施例提供了一种车辆，包括第三方面的电机控制器。

50、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项的主动放电控制方法。

51、可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

52、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。