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EVH1000(电动车千人会)日报：高压电控系统中考虑功能安全要求的驱动安全机制方案讨论
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EVH1000(电动车千人会)日报：高压电控系统中考虑功能安全要求的驱动安全机制方案讨论

EVH1000(电动车千人会)日报：高压电控系统中考虑功能安全要求的驱动安全机制方案讨论 电动车千人会
2023-07-25
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导读：点击蓝字 关注我们前言：在功能安全设计中，当电控低压或aurix故障(Aurix其实和MCU类似，但这汽车行

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前言：在功能安全设计中，当电控低压或aurix故障(Aurix其实和MCU类似，但这汽车行业的Aurix一般特指Infineon的MCU，TC3xx，因为汽车行业基本上用的都是Infineon的MCU芯片)，需要引入功能安全机制的时候，通常认证公司给出的建议是通过flyback辅助电源来拉上三管或者下三管的驱动，以使电驱处于safe的状态，这种时候能确保不会有非预期扭矩，也能确保电控安全。但若是两驱车，整车处于高速的情况下，有可能还是存在风险。


针对完整合理的安全机制，电动车千人会的专家智库进行了深入的探讨。得出以下结论：

由于电控低压故障，或者aurix故障的时候，此时aurix输出的信号已经变得不可靠，因此，当功能安全的监控机制发现该故障发生时，需要及时屏蔽相关的驱动信号。那此时功率桥的驱动信号需要由安全机制这部分电路来产生，Flyback辅助电源会从高压取电，比较简单的做法是关闭上三管或者下三管的管子。这样，对大多数是情况下会是可行的。

当电机转速较高的时候，由于永磁电机拖动时产生的反电势就会比较高，有可能超过管子的耐压（拖车时刻也可能存在这种情况，但此时由于Aurix正常工作，相关动作可以由Aurix触发，不需要使能安全机制），从而造成功率模块的损坏，这是不允许的，需要避免。因此这种情况下就需要监控反电势或者电机转速，当检测到对应的母线电压或者电机转速过高时，需要切换逆变桥管子的开关状态，使其在FW和ASC之间进行切换(FW: Free wheeling 就是指电机自由转动的一种不控状态，ASC: active short circuit主动短路)。由于低压或者Aurix故障时，不能依靠Aurix的信号，所以这个信号需要安全机制独立产生。

方案一：是利用一个小的逻辑电路来控制驱动信号，但电路会比较复杂，触发电压/转速调整也会比较麻烦；

方案二，在高压侧布置一个简单的MCU，直接采样母线电压，通过软件配置能够很轻松的配置触发电压。

方案一逻辑简单，功能单一；方案二稍微复杂，但功能灵活，调整阈值也很方便。同时，也可以利用MCU实现一些附加功能，比如心跳检测等，以减少SBC等电路的设计复杂度。


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