一種混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)用開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)用電機(jī)控制器，更具體地說(shuō)設(shè)及一種混合動(dòng) 力電動(dòng)車(chē)用開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器，屬于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電機(jī)控制器是混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)的關(guān)鍵零部件。目前，可供混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)選用的 電機(jī)型式多種多樣，主要有交流感應(yīng)電機(jī)和永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。但是，運(yùn)兩種類型的電 機(jī)分別存在W下不足：一、感應(yīng)電機(jī)，其驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，成本高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)、低速性能不好，相 對(duì)永磁電機(jī)而言，感應(yīng)電機(jī)效率和功率密度偏低。二、永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，耗費(fèi)寶貴的 稀±資源，且開(kāi)發(fā)稀±會(huì)破壞資源；同時(shí)由于永磁體在高溫下容易退磁，永磁電機(jī)耐高溫較 差；即使不運(yùn)行在高溫環(huán)境中，磁鋼也會(huì)隨著時(shí)間緩慢自然退磁，電機(jī)功率也會(huì)緩慢下降； 斷電滑行有電磁阻力，能量回收困難。
[0003] 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是一種新型調(diào)速電機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊牢固，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，適合于高速 運(yùn)行，在寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)效率都比較高，而且可W方便地實(shí)現(xiàn)四象限控制，性能可靠，適 合電動(dòng)車(chē)輛的各種工況下運(yùn)行；并且無(wú)需使用磁鐵等稀有金屬材料，成本低，因此適用范圍 越來(lái)越廣。但是，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的高度非線性、多變量及變結(jié)構(gòu)特性，使其控制復(fù)雜、難度 大，較難實(shí)現(xiàn)對(duì)其有效和可靠的控制。傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器的控制電路大多采用獨(dú)立 DSP的架構(gòu)，除了對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)本身實(shí)施控制之外不能對(duì)其他相關(guān)部件進(jìn)行控制，另外， 控制方式多采用電流斬波控制和角度位置控制的分段控制，運(yùn)種控制電路功能簡(jiǎn)單，可靠 性不高，同時(shí)因控制方法模式切換引起轉(zhuǎn)矩不平順性，增大了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲，不能 滿足使用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)用開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器功能簡(jiǎn)單，可靠性 差，控制方法復(fù)雜、難度大、不易實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題，提供一種混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)用開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控 制器。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：一種混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)用開(kāi)關(guān)磁 阻電機(jī)控制器，包括上電和掉電延遲模塊、開(kāi)關(guān)電源、主控制器電路模塊、母線電壓/電流 傳感器模塊、相電流傳感器模塊、功率驅(qū)動(dòng)隔離模塊、冷卻系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊、正負(fù)極開(kāi)關(guān)模塊、 預(yù)充電開(kāi)關(guān)模塊和功率變換模塊，所述主控制電路模塊的其中四個(gè)輸入端分別與=相開(kāi)關(guān) 磁阻電機(jī)中的位置/轉(zhuǎn)速傳感器和繞組溫度傳感器的輸出端、整車(chē)控制器的使能端、水冷 卻系統(tǒng)的進(jìn)出水口溫度傳感器輸出端相連，主控制電路模塊的CAN通信接口與整車(chē)控制器 的CAN通信接口相連接，主控制電路模塊的PWM信號(hào)輸出端與功率驅(qū)動(dòng)隔離模塊的輸入端 相連接，所述功率驅(qū)動(dòng)隔離模塊的過(guò)流信號(hào)端與主控制電路模塊的普通I/O相連接，功率 驅(qū)動(dòng)隔離模塊的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)端與功率變換模塊相連接，所述功率變換模塊的IGBT反饋 信號(hào)端與功率驅(qū)動(dòng)隔離模塊相連接，功率變換模塊的=路不對(duì)稱半橋輸出接口與開(kāi)關(guān)磁阻 電機(jī)的=路輸入端相連接，功率變換模塊輸入端與預(yù)充電開(kāi)關(guān)模塊的高壓輸出端相連接， 所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)模塊的控制輸入端和反饋輸出端分別與主控制電路模塊的普通I/O相連 接，預(yù)充電開(kāi)關(guān)模塊的高壓輸入端與正負(fù)極開(kāi)關(guān)模塊高壓輸出端相連接，所述正負(fù)極開(kāi)關(guān) 模塊的控制輸入端與主控制電路模塊的普通I/O相連接，正負(fù)極開(kāi)關(guān)模塊的高壓輸入端與 動(dòng)力電源的高壓輸出端相連接，所述母線電壓/電流傳感器模塊的輸入端與功率變換模塊 的電壓輸入端相連接，母線電壓/電流傳感器模塊的輸出端與主控制電路模塊的AD接口相 連接，所述相電流傳感器模塊的輸入端與功率變換模塊的=路不對(duì)稱半橋相連接，相電流 傳感器模塊的輸出端與主控制電路模塊的AD接口相連接，所述開(kāi)關(guān)電源的輸出端與主控 制電路模塊的供電接口相連接，開(kāi)關(guān)電源的輸入端與上電和掉電延遲模塊相連接，所述上 電和掉電延遲模塊的輸入端與24V電源輸出端相連接，上電和掉電延遲模塊的控制輸入端 與主控制電路模塊的普通I/O相連接，所述冷卻系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊的電源供電端與24V電源輸 出端相連接，冷卻系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊的控制輸入端與主控制電路模塊的普通I/O相連接，冷卻 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與水冷卻系統(tǒng)的水累和電子風(fēng)扇接口相連接。
[0006] 所述的主控制電路模塊包括數(shù)字信號(hào)處理電路、復(fù)雜可編程邏輯器件、單片機(jī)、晶 振電路、JTAG接口、復(fù)位電路I、EEPR0M、顯示鍵盤(pán)接口電路、CAN通信隔離電路、母線電流/ 電壓/相電流采樣電路、開(kāi)關(guān)量輸入電路、模擬斬波電路、旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)解碼處理電路、 過(guò)流過(guò)壓信號(hào)比較電路、復(fù)位電路強(qiáng)、溫度信號(hào)采樣電路、運(yùn)行指示燈、正負(fù)極及預(yù)充電開(kāi) 關(guān)控制電路、冷卻系統(tǒng)控制電路、IGBT邏輯驅(qū)動(dòng)電路和SPI隔離及通信電路，所述的數(shù)字信 號(hào)處理電路分別與晶振電路的輸出端、復(fù)位電路I的輸出端、母線電流/電壓/相電流采樣 電路的輸出端、開(kāi)關(guān)量輸入電路的輸出端和絕緣檢測(cè)電路的輸出端相連接，所述運(yùn)行指示 燈的輸入端、正負(fù)極及預(yù)充電開(kāi)關(guān)控制電路輸入端、冷卻系統(tǒng)控制電路的輸入端分別與數(shù) 字信號(hào)處理電路相連接，所述的CAN通信隔離電路、JTAG接口、EEPR0M、SPI隔離及通信電 路、復(fù)雜可編程邏輯器件分別與數(shù)字信號(hào)處理電路雙向連接，所述模擬斬波電路的輸出端、 旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)解碼處理電路的輸出端、過(guò)流過(guò)壓信號(hào)比較電路的輸出端分別與復(fù)雜可編 程邏輯器件相連接，所述IGBT邏輯驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與復(fù)雜可編程邏輯器件相連接，所述 的單片機(jī)與SPI隔離及通信電路雙向連接，所述復(fù)位電路II的輸出端、溫度信號(hào)采樣電路 的輸出端分別與單片機(jī)相連接。
[0007] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的有益效果是：
[000引 1、本實(shí)用新型包括上電和掉電延遲模塊、開(kāi)關(guān)電源、主控制器電路模塊、母線電壓 /電流傳感器模塊、相電流傳感器模塊、功率驅(qū)動(dòng)隔離模塊、冷卻系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊、正負(fù)極開(kāi)關(guān) 模塊、預(yù)充電開(kāi)關(guān)模塊和功率變換模塊，主控制器電路模塊通過(guò)CAN總線接收整車(chē)控制器 發(fā)送的指令、同時(shí)將母線電壓、電流、轉(zhuǎn)速和電機(jī)狀態(tài)等信號(hào)發(fā)送給整車(chē)控制器，從而實(shí)現(xiàn) 對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制和轉(zhuǎn)矩控制，可靠性較高；同時(shí)通過(guò)信號(hào)檢測(cè)和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi) 關(guān)磁阻電機(jī)的故障診斷和處理，滿足了使用需求。
[0009]2、本實(shí)用新型中主控制電路模塊采用數(shù)字信號(hào)處理電路+復(fù)雜可編程邏輯器件 結(jié)構(gòu)，復(fù)雜可編程邏輯器件完成對(duì)數(shù)字信號(hào)處理電路的監(jiān)控和協(xié)處理，減輕了數(shù)字信號(hào)處 理電路的工作負(fù)荷，使其能更快，更穩(wěn)的定運(yùn)行，進(jìn)一步的提高了系統(tǒng)安全性和可靠性；同 時(shí)，主控制電路模塊內(nèi)部集成了電機(jī)冷卻系統(tǒng)的控制功能，根據(jù)系統(tǒng)溫度變化，能更加精準(zhǔn) 地對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)更加節(jié)能。電機(jī)控制器內(nèi)部集成了能實(shí)時(shí)監(jiān)控高壓絕緣故障 的傳感器，并將故障及時(shí)報(bào)告給整車(chē)控制器然后進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)，提高了整車(chē)安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖2是本實(shí)用新型中主控制電路模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖3是本實(shí)用新型中主功率電路電路圖。
[0013]
【附圖說(shuō)明】，母線電流傳感器1，母線電壓傳感器2，A相電流傳感器3，B相電流傳感 器4,C相電流傳感器5。
【具體實(shí)施方式】
[0014] W下結(jié)合【附圖說(shuō)明】和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0015] 參見(jiàn)圖1，一種混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)用開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器，包括上電和掉電延遲模 塊、開(kāi)關(guān)電源、主控制器電路模塊、母線電壓/電流傳感器模塊、相電流傳感器模塊、功率驅(qū) 動(dòng)隔離模塊、冷卻系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊、正負(fù)極開(kāi)關(guān)模塊、預(yù)充電開(kāi)關(guān)模塊和功率變換模塊。
[0016] 參見(jiàn)圖1，所述主控制電路模塊的其中四個(gè)輸入端分別與S相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)中的 位置/轉(zhuǎn)速傳感器和繞組溫度傳感器的輸出端、整車(chē)控制器（HCU)的使能端、水冷卻系統(tǒng)的 進(jìn)出水口溫度傳感器輸出端相連，主控制電路模塊的CAN通信接口與整車(chē)控制器的CAN通 信接口相連接，主控制電路模塊的PWM信號(hào)輸出端與功率驅(qū)動(dòng)隔離模塊的輸入端相連接， 所述功率驅(qū)動(dòng)隔離模塊的過(guò)流信號(hào)端與主控制電路模塊的普通I/O相連接，功率驅(qū)動(dòng)隔離 模塊的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)端與功率變換模塊相連接，所述功率變換模塊的IGBT反饋信號(hào)端與 功率驅(qū)動(dòng)隔離模塊相連接，功率變換模塊的=路不對(duì)稱半橋輸出接口與開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的= 路輸入端相連接，功率變換模塊輸入端與預(yù)充電開(kāi)關(guān)模塊的高壓輸出端相連接，所述預(yù)充 電開(kāi)關(guān)模塊的控制輸入端和反饋輸出端分別與主控制電路模塊的普通I/O相連