保护电动汽车的更智能方法：增强型主动短路保护

什么是ASC？它是如何运作的？

每辆电动汽车动力总成的核心部件包括电动机（将电能转化为动能）和逆变器（控制向电动机输送的能量）。一旦发生故障（例如逆变器故障或电气故障），过电流或过电压情况可能会危及系统的完整性。

ASC 是一项经过精心设计的保护功能，有助于降低这些风险。它并不能防止故障发生，但能提高系统在故障条件下的鲁棒性。一旦发生故障，ASC 会通过将电机相线短路，并以受控方式散逸多余能量，从而使电动驱动系统进入安全状态。

传统ASC方法面临的挑战

实施一项有效的ASC战略绝非易事。我们的研究发现，现有的方法在应对若干主要挑战时仍显力不从心。

当ASC被激活时，突发的短路可能会产生电流峰值，其值最高可达正常工作水平的两倍，同时在功率半导体器件中产生显著的热应力。这些极端工况可能超过安全的电气和热极限，从而对关键组件（如碳化硅器件、直流链路电容器以及永磁同步电机中使用的永磁体）造成相当大的压力。

如果管理不当，这些影响可能会导致永久性损坏，包括磁体退磁、半导体加速老化，以及威胁系统稳定的电压过冲。

传统的ASC方法会直接切换到短路状态。因此，可能会出现高电流峰值、直流母线过电压以及热应力增大等问题，从而降低整个系统的鲁棒性。

增强型ASC：一种先进的保护方法

SEG Automotive 的增强型 ASC 系统通过一种智能的分步控制策略，在传统方法的基础上进行了改进。

该系统不会立即将所有电机相短路，而是首先通过受控的充放电循环来稳定直流链路电压，在800 V系统中将电压维持在920至950 V的安全范围内。为了确保能量转换平稳，采用了基于六个预定义电压矢量的空间矢量调制，并根据测得的相电流实时选择相应的电压矢量。

一旦建立稳定的运行条件，便在转子处于90°的最佳位置时将电机的两相短路。保护序列以对称的三相短路结束，从而确保能量以平衡的方式耗散，同时将转矩纹波降至最低。

增强型ASC策略并非立即实施硬短路，而是先控制驱动系统内的能量传输，然后才过渡到最终的ASC状态。

整个过程耗时不到15毫秒，与传统方法相比，可将电流峰值降低约30%。