專利名稱：一種組合電容模塊及應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合電容模塊及應(yīng)用策略，尤其是用于電動汽車電機(jī)控制器的組合電容模塊和應(yīng)用策略。
背景技術(shù)：
電動汽車被廣泛認(rèn)為是解決汽車尾氣污染和石油能源短缺等 問題的主要途徑之一，隨著電動汽車的快速發(fā)展，對其核心零部件的產(chǎn)品性能、一致性和可靠性要求也越來越重要。電機(jī)控制器作為電動汽車動力總成的控制單元，它的產(chǎn)品性能將直接影響整車的性能指標(biāo)，作為與控制器關(guān)聯(lián)使用的直流母線電容器，多采用具有高耐壓、低損耗性能的金屬化薄膜電容器，而目前常用的金屬化薄膜電容器受薄膜材料限制，其最高耐受溫度只有 105°C，因此必須提出一種方案保證這種電容器在電動汽車上使用的可靠性。另外這種薄膜電容器用于電機(jī)控制器母線電壓的平滑處理，其容值一般都很大(大于500 μ F)，而這種大容值電容器對母線上的瞬時浪涌電壓(小于100 μ s)很難抑制，且大容值電容器會延長母線電壓的泄放時間，給電動車維修引入安全隱患。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適合在電機(jī)控制器中使用的組合電容模塊及應(yīng)用策略。
首先，組合電容模塊采用具有高耐壓、低損耗性能的金屬化薄膜電容器為主體，在電容器運行時溫度最高的結(jié)構(gòu)上布置一個NTC溫度傳感器，該傳感器的引出線通過插件與電機(jī)控制器的溫度采集電路相連，溫度采集電路將溫度信號傳給電機(jī)控制器主芯片。在電動車運行中，當(dāng)電機(jī)控制器主芯片檢測到電容器內(nèi)部溫度達(dá)到85°C時，主芯片采取對電機(jī)控制器降低輸出功率運行的策略，確保電容器溫升不會達(dá)到105°C而失效，以此來保證電容模塊高溫運行時的可靠性。
其次，組合電容模塊采用在金屬化薄膜電容正負(fù)芯子引出端之間并聯(lián)一個小容量 (此應(yīng)用例為I. 5 μ F)、高耐壓的薄膜電容，當(dāng)電機(jī)控制器直流母線上有諧波和瞬時浪涌電壓沖擊時，由于小電容具有吸收高頻電壓的作用，高次電壓諧波或瞬時浪涌電壓從并聯(lián)的小電容通過并被其吸收掉，從而起到對直流母線上的瞬時浪涌電壓有很好的抑制效果。
最后，組合電容模塊在其正負(fù)引出端子之間并聯(lián)泄放模塊，且該泄放模塊由一組泄放電阻和MOSFET導(dǎo)通控制電路組成，當(dāng)電機(jī)控制器主芯片收到整車高壓電池斷開的信息后，將給MOSFET導(dǎo)通控制電路指令，讓泄放電阻與電容器并聯(lián)接通，快速將組合電容模塊中的儲存的能量泄放掉，避免給電動車使用和維修引入安全問題，該泄放模塊在電機(jī)控制器正常運行時無功率損耗。
以上描述的金屬化薄膜電容器、小薄膜電容和泄放模塊可通過注塑殼體和灌封物封裝為一體。
具體技術(shù)方案如下
—種組合電容模塊，其用于電機(jī)控制器，包括金屬化薄膜電容器，正負(fù)引出端子， 泄放模塊，小容量薄膜電容和NTC溫度傳感器，其中
所述泄放模塊并聯(lián)在金屬化薄膜電容器的正負(fù)引出端子之間；
所述小容量薄膜電容并聯(lián)在金屬化薄膜電容器的正負(fù)引出端子之間；
所述NTC溫度傳感器設(shè)置在金屬化薄膜電容器上，NTC溫度傳感器的引出線與電機(jī)控制器的溫度采集電路相連。
進(jìn)一步地，NTC溫度傳感器的引出線通過插件與電機(jī)控制器的溫度采集電路相連。
進(jìn)一步地，所述NTC溫度傳感器設(shè)置在金屬化薄膜電容器運行時溫度最高的結(jié)構(gòu)上，所述溫度最高的結(jié)構(gòu)采用實驗確定。
進(jìn)一步地，所述小容量薄膜電容為I. 5 μ F。
進(jìn)一步地，金屬化薄膜電容器、小薄膜電容和泄放模塊通過注塑殼體和灌封物封裝為一體。
進(jìn)一步地，泄放模塊包括一組泄放電阻和MOSFET導(dǎo)通控制電路。
進(jìn)一步地，泄放模塊還包括電阻R1、電容Cl，電阻R1、電容Cl組成濾波電路和 MOSFET 一起組成泄放模塊的導(dǎo)通控制電路。
進(jìn)一步地，泄放電阻由多個電阻串并聯(lián)組成，包括60顆27ΚΩ電阻，每5顆電阻并聯(lián)為一組，共12組串聯(lián)。
上述組合電容模塊的應(yīng)用方法，進(jìn)一步地，采用如下步驟
(I)當(dāng)電動車在運行中，電機(jī)控制器主芯片對電容器內(nèi)部溫度進(jìn)行檢測；
(2)當(dāng)檢測到電容器內(nèi)部溫度達(dá)到85°C時，電機(jī)控制器主芯片采取對電機(jī)控制器降低輸出功率運行；
(3)電機(jī)控制器主芯片控制并使電容器溫升不會達(dá)到105°C的失效溫度；
當(dāng)電機(jī)控制器直流母線上有諧波和瞬時浪涌電壓沖擊，高次電壓諧波或瞬時浪涌電壓從并聯(lián)的小電容通過并被其吸收；
當(dāng)電機(jī)控制器主芯片收到整車高壓電池斷開的信息，給MOSFET導(dǎo)通控制電路指令，使泄放電阻與電容器并聯(lián)接通，將組合電容模塊中的儲存的能量泄放。
進(jìn)一步地，當(dāng)電機(jī)控制器主芯片收到整車高壓電池斷開的信息后，通過電機(jī)控制器主芯片輸入信號給MOSFET的3腳導(dǎo)通控制指令，此時MOSFET的I腳和2腳導(dǎo)通，使泄放電阻組與電容器并聯(lián)接通，泄放電阻將組合電容模塊中儲存的能量泄放；當(dāng)電動車正常運行時，電機(jī)控制器主芯片不會給MOSFET的3腳導(dǎo)通控制指令，MOSFET的I腳和2腳為斷開狀態(tài)，泄放電阻組與電容器不形成并聯(lián)接通回路，泄放模塊無功率損耗。
與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以保證電容模塊高溫運行時的可靠性，可對直流母線上的瞬時浪涌電壓有很好的抑制效果，同時具備智能的電壓泄放功能，避免給電動車使用和維修引入安全問題。同時，封裝一體的組合電容模塊還具有結(jié)構(gòu)緊湊，低雜散電感， 低內(nèi)阻，易于安裝等優(yōu)點。
該技術(shù)可以保證電容模塊高溫運行時的可靠性，可對直流母線上的瞬時浪涌電壓有很好的抑制效果，同時具備智能的電壓泄放功能，避免給電動車使用和維修引入安全問題。

圖I是本發(fā)明的組合電容模塊結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的泄放模塊電路原理圖。
具體實施方式
下面根據(jù)附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實施方式中的一種優(yōu)選實施例。
如圖1、2所示本發(fā)明采用的組合電容模塊以金屬化薄膜電容器為主體，在電容器運行時溫度最高的結(jié)構(gòu)上(此應(yīng)用例為電容器芯軸)布置一個NTC溫度傳感器,該溫度傳感器的引出線連接到組合電容模塊信號插件上，通過插件與電機(jī)控制器的溫度采集電路相連，溫度采集電路將電容器溫度信號傳給電機(jī)控制器主芯片。在電動車運行中，當(dāng)電機(jī)控制器主芯片檢測到電容器內(nèi)部溫度達(dá)到85°C時，主芯片采取對電機(jī)控制器降低輸出功率運行的策略，確保電容器溫升不會達(dá)到105°C而失效，以此來保證電容模塊高溫運行時的可靠性。
組合電容模塊采用在金屬化薄膜電容正負(fù)芯子引出端之間并聯(lián)一個小容量(此應(yīng)用例為I. 5 μ F)、 高耐壓的薄膜電容，當(dāng)電機(jī)控制器直流母線上有諧波和瞬時浪涌電壓沖擊時，由于小電容具有吸收高頻電壓的作用，高次電壓諧波或瞬時浪涌電壓從并聯(lián)的小電容通過并被其吸收掉，從而起到對直流母線上的瞬時浪涌電壓有很好的抑制效果。
組合電容模塊在其正負(fù)引出端子之間并聯(lián)泄放模塊，如圖2所示，該泄放模塊由電阻R1、電容CUM0SFET和一組泄放電阻組成，電阻R1、電容Cl組成濾波電路和MOSFET — 起組成泄放模塊的導(dǎo)通控制電路，泄放電阻由一些電阻串并聯(lián)組成，本實施例中共使用60 顆27ΚΩ電阻，采用每5顆電阻并聯(lián)為一組，共12組串聯(lián)的形式組成，當(dāng)電機(jī)控制器主芯片收到整車高壓電池斷開的信息后，將通過電機(jī)控制器主芯片輸入信號給MOSFET的3腳導(dǎo)通控制指令，此時MOSFET的I腳和2腳導(dǎo)通，即讓泄放電阻組與電容器并聯(lián)接通，泄放電阻快速將組合電容模塊中儲存的能量泄放掉。而當(dāng)電動車正常運行時，電機(jī)控制器主芯片不會給MOSFET的3腳導(dǎo)通控制指令，MOSFET的I腳和2腳為斷開狀態(tài)，泄放電阻組與電容器不形成并聯(lián)接通回路，因此泄放模塊無功率損耗。
以上描述的金屬化薄膜電容器、小薄膜電容和泄放模塊通過注塑殼體和灌封物封裝為一體。
上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種組合電容模塊，其特征在于，其用于電機(jī)控制器，包括金屬化薄膜電容器，正負(fù)引出端子，泄放模塊，小容量薄膜電容和NTC溫度傳感器，其中 所述泄放模塊并聯(lián)在金屬化薄膜電容器的正負(fù)引出端子之間； 所述小容量薄膜電容并聯(lián)在金屬化薄膜電容器的正負(fù)引出端子之間； 所述NTC溫度傳感器設(shè)置在金屬化薄膜電容器上，NTC溫度傳感器的引出線與電機(jī)控制器的溫度采集電路相連。
2.如權(quán)利要求I所述的組合電容模塊，其特征在于，NTC溫度傳感器的引出線通過插件與電機(jī)控制器的溫度采集電路相連。
3.如權(quán)利要求I或2所述的組合電容模塊，其特征在于，所述NTC溫度傳感器設(shè)置在金 屬化薄膜電容器運行時溫度最高的結(jié)構(gòu)上，所述溫度最高的結(jié)構(gòu)采用實驗確定。
4.如權(quán)利要求I或2所述的組合電容模塊，其特征在于，所述小容量薄膜電容為I.5 μ F。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的組合電容模塊，其特征在于，金屬化薄膜電容器、小薄膜電容和泄放模塊通過注塑殼體和灌封物封裝為一體。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的組合電容模塊，其特征在于，泄放模塊包括一組泄放電阻和MOSFET導(dǎo)通控制電路。
7.如權(quán)利要求6所述的組合電容模塊，其特征在于，泄放模塊還包括電阻R1、電容Cl，電阻R1、電容Cl組成濾波電路和MOSFET —起組成泄放模塊的導(dǎo)通控制電路。
8.如權(quán)利要求6或7所述的組合電容模塊，其特征在于，泄放電阻由多個電阻串并聯(lián)組成，包括60顆27ΚΩ電阻，每5顆電阻并聯(lián)為一組，共12組串聯(lián)。
9.如權(quán)利要求1-8所述組合電容模塊的應(yīng)用方法，其特征在于，采用如下步驟 (O當(dāng)電動車在運行中，電機(jī)控制器主芯片對電容器內(nèi)部溫度進(jìn)行檢測； (2)當(dāng)檢測到電容器內(nèi)部溫度達(dá)到85°C時，電機(jī)控制器主芯片采取對電機(jī)控制器降低輸出功率運行； (3)電機(jī)控制器主芯片控制并使電容器溫升不會達(dá)到105°C的失效溫度； 當(dāng)電機(jī)控制器直流母線上有諧波和瞬時浪涌電壓沖擊，高次電壓諧波或瞬時浪涌電壓從并聯(lián)的小電容通過并被其吸收； 當(dāng)電機(jī)控制器主芯片收到整車高壓電池斷開的信息，給MOSFET導(dǎo)通控制電路指令，使泄放電阻與電容器并聯(lián)接通，將組合電容模塊中的儲存的能量泄放。
10.如權(quán)利要求9所述組合電容模塊的應(yīng)用方法，其特征在于，當(dāng)電機(jī)控制器主芯片收到整車高壓電池斷開的信息后，通過電機(jī)控制器主芯片輸入信號給MOSFET的3腳導(dǎo)通控制指令，此時MOSFET的I腳和2腳導(dǎo)通，使泄放電阻組與電容器并聯(lián)接通，泄放電阻將組合電容模塊中儲存的能量泄放；當(dāng)電動車正常運行時，電機(jī)控制器主芯片不會給MOSFET的3腳導(dǎo)通控制指令，MOSFET的I腳和2腳為斷開狀態(tài)，泄放電阻組與電容器不形成并聯(lián)接通回路，泄放模塊無功率損耗。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種組合電容模塊及應(yīng)用方法，其用于電機(jī)控制器，包括金屬化薄膜電容器，正負(fù)引出端子，泄放模塊，小容量薄膜電容和NTC溫度傳感器，其中所述泄放模塊并聯(lián)在金屬化薄膜電容器的正負(fù)引出端子之間；所述小容量薄膜電容并聯(lián)在金屬化薄膜電容器的正負(fù)引出端子之間；所述NTC溫度傳感器設(shè)置在金屬化薄膜電容器上，NTC溫度傳感器的引出線與電機(jī)控制器的溫度采集電路相連。
文檔編號H01G4/38GK102930984SQ201210404160
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者吳瑞, 林偉義, 凌歡, 邵平 申請人:奇瑞汽車股份有限公司