在新能源汽车电驱系统中，电机的正常运行及其重要，一旦电机出现故障轻则系统异常，重则车毁人亡。并且电机系统作为最底层的执行器件，难以实现自身的控制和诊断。
因此，在电机出现故障情况下，需要对电驱系统进行主动保护。其中最为常见的两种主动保护措施为SPO(SaftyPulseOff)也可称为Freewheeling和ASC(ActiveShortCircuit)。SPO实现方式是通过将开关管全部断开，从而实现电机和控制器的脱离(这种隔离并非彻底，因为体二极管具有续流的作用)；ASC是通过将上桥短路或者下桥短路，实现电机和控制器的分离。
SPO通过将逆变桥的6个开关管关断实现控制器对电机的控制脱离，在该条件下电机侧的能量只能通过逆变桥上的反向二极管进行被动整流。如果反电动势的最大值不超过1/2Vdc，那么反电动势无法使二极管导通，处于截止状态。电机开路运转，无法向DC侧反馈能量，转子只能依靠机械阻尼停机，会导致电机较长时间的空转而无法进入安全状态。
SPO的好处是不会产生较大的“非预期性扭矩”，从而不会对驾驶员的操控产生影响。但是，如果在电机高速过程中进行SPO，一般这时候电机处于弱磁状态。一旦SPO发生，d轴电流消失，d轴磁场增强会导致较高的反电动势，该反电动势进过二极管的被动整流后其电压大于电池电压，从而对DC-Link进行充电，母线电压升高。同时也会影响IGBT等挂在母线上的其他电子元器件，增加了控制器失效的风险。
另外，无法忽略定子侧电感内部的能量，无论反电动势被动整流电压是否大于DC电压，在SPO发生的瞬间，定子电感内电流无法突变，那么就会通过反向二极管对DC-Link电容充电。充电能量的大小取决于电感的储能和DC侧电压的大小，如下图是对该瞬态过程的仿真：
下图展示了SPO发生在不同的电流角的仿真波形，下图中上面的图形是三相电流波形，下面图形是DC-Link电压波形。从波形可以看出在定子侧电感放电过程中，DC-Link电压从350V充电到了400V，随着电流角的不同，电压增量会有10%的不同，影响有限。
SPO还有一个致命的缺点，如果发生某相开关管短路，则无法实现SPO功能。因此现在，越来越多的主机厂倾向于采用全速ASC。
ASC通过将逆变桥的三相短路(上管短路或者下管短路)，实现将控制器与电机进行电气脱离，避免控制器受到非预期的损害。对于永磁电机而言，脱离了控制器的控制，在ASC发生之后其特性只受电机内部参数以及初始条件影响。研究表明，ASC发生后，电机会产生制动扭矩，并且制动扭矩和转速之间存在如下的关系：
假设其他参数不变，制动扭矩随转速变化的曲线如下：
可以看出，在低速情况下，ASC会对电机转子产生较大的制动扭矩，该制动扭矩能够使电机实现快速停车，进入安全状态。但是，在整车系统中该扭矩为“非预期扭矩”，可能会对驾驶员对车辆的操控产生影响，需要在系统层面对该制动扭矩的值进行定义，从而评价ASC对系统安全目标的影响。
另外，ASC发生瞬间会产生极大的d轴电流，该电流可能会导致电机内部永磁体退磁。同时，巨大的脉冲电流也会对IGBT产生冲击，需要考虑IGBT抗电流冲击的能力。
如下图，在ASC发生瞬间电流的变化曲线，可以看出id电流变化剧烈，这对永磁体是极其不友好的，必须在实验室通过实验手段测试ASC的电机特性，避免永磁体的退磁。
另外，在实现ASC的过程中需要先确保对管是打开的状态，防止开关管发生直通。如果存在开关管失效，MCU应该通过诊断信息获得损坏的位置，从而决定采用上管ASC还是下管ASC。从安全可控性上来说，ASC的可控性要高于SPO。
如下图为某款动力电机采用ASC策略的波形，可以看出在ASC发生前，进行了SPO操作：
3-小结
本文从整车安全目标出发，简述了SPO和ASC主动安全措施的实现方式及其主要特性。主要分析了两种保护措施对电机以及电控的电气性能的影响，以及可能存在的风险点，归纳其特点的比较如下表：
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