短途纯电动车一体化控制器制造技术

一种短途纯电动车一体化控制器，涉及新能源汽车电控领域，包括控制器壳体和散热器，控制器壳体内设有微控制器、主驱动电机驱动电路、主驱动电机三相H桥电路、换档电机驱动电路和换档电机H桥电路，微控制器上连接有5VDC/DC转换电路、有12V直流外接供电电流采集电路、12V直流电压采集电路、动力电池直流母线电压采集电路、主驱动电机三相电流采集电路、主驱动电机温度采集电路、加速踏板采集电路、制动踏板采集电路、MOSFET温度信号采集电路、换档直流电机驱动电流采集电路、主驱动电机转子位置信号采集电路、车速信号采集电路、档位位置信号采集电路，本实用新型专利技术集成度高、可靠性高、响应速度快、反应灵敏，大大提升电动车整体性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及新能源汽车电控领域，详细讲是一种具有集成度高、可靠性高、响应速度快、反应灵敏，大大提升电动车整体性能的短途纯电动车一体化控制器。 
技术介绍
短途纯电动乘用车满足《纯电动乘用车技术条件》（GB/T 28382-2012），定位为取代目前市场上的低速纯电动乘用车。短途纯电动乘用车的设计要求是在保证系统高可靠性的前提下尽量降低成本。短途纯电动乘用车驱动系统的主流配置为单电机串联两档变速器，如果考虑舒适性和降低驾驶难度，需要配置自动变速器。在电控系统上，主要包括三个控制器，分别是主驱动电机控制器、两档自动变速器控制器以及DC/DC转换器，目前这三个控制器在车上为分立单元，三者单独设计、制造，使用过程中相互间需要传递电信号，三者之间协调的好坏直接影响整车的性能。短途纯电动乘用车对空间体积的要求较为严格，各控制器独立分布布置，占用较大空间。专利《电动汽车用驱动电机-变速器一体化系统控制方法及系统》（200910076778.X）设计了一种电动汽车用驱动电机-变速器一体化系统控制，该系统包括四个分立控制器，控制器之间需要通过电信号的传递完成整车的一体化控制。这类控制系统存在如下问题：（1）控制系统拓扑结构复杂，采用多个分立单元，成本较高；（2）采用多个分立单元，需要占用较多的车辆空间进行布置；（3）需要在四个分立的控制单元之间传递大量的控制和反馈信号，如果采用硬线连接，则接线复杂，影响可靠性；如果采用硬线连接的方式，如下信号需要引出多个并联分支：（1）主驱动电机转子位置信号，需要同时给主驱动电机控制器和换档控制器；（2）主驱动电机温度信号，需要同时给主驱动电机控制器和换档控制器；（3）主驱动电机各相电流信号，需要同时给主驱动电机控制器和换档控制器；（4）加速踏板信号，需要同时给主驱动电机控制器和换档控制器；（5）制动踏板信号，需要同时给主驱动电机控制器和换档控制器；（6）12V直流电压信号，需要同时给换档控制器和DC/DC转换器。（4）对于在四个分立的控制单元之间传递大量的控制和反馈信号，如果采用车载总线连接，虽然可以避免接线复杂的问题，但是由于车载总线采用了多路复用的传输结构，报文的传输周期受到限制，根据《汽车控制系统局域网络（CAN 总线）通信协议 第5部分：应用层—车辆》规定，最短采用10ms的周期传输，并且在多个报文同时发送时，优先级低的报文会丢失仲裁，进一步影响传输周期，进而影响控制系统的实时性。 
技术实现思路
本技术的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种集成度高，占用空间小、空间利用率高，接线简洁，响应速度快、反应灵敏，可靠性高，成本低的短途纯电动车一体化控制器。 本技术解决上述现有技术的不足采用的技术方案是： 一种短途纯电动车一体化控制器，包括控制器壳体和散热器，控制器壳体内设有微控制器、主驱动电机三相MOSFET驱动电路、MOSFET组成的主驱动电机三相H桥电路、换档直流电机MOSFET驱动电路和MOSFET组成的换档直流电机H桥电路，其特征在于微控制器的电源和地线接口与5V（伏）DC/DC转换电路输出端连接，5V（伏）DC/DC转换电路的输入端经12V（伏）DC/DC转换电路与动力电池直流母线输入接线相连，微控制器的（不同）AD（模拟量转数字量）采集端口上分别连接有12V直流外接供电电流采集电路、12V直流电压采集电路、动力电池直流母线电压采集电路、主驱动电机三相电流采集电路、主驱动电机温度采集电路、加速踏板采集电路、制动踏板采集电路、MOSFET温度信号采集电路和换档直流电机驱动电流采集电路，微控制器的（不同）捕捉端口上分别连接有主驱动电机转子位置信号采集电路和车速信号采集电路，微控制器的三路数字IO（输入输出）采集端口上连接有档位位置信号采集电路；12V直流外接供电电流采集电路和12V直流电压采集电路的输入端与12V（伏）DC/DC转换电路的输出端相连，12V直流外接供电电流采集电路输出端上设有12V直流母线输出接线，动力电池直流母线电压采集电路与动力电池直流母线输入接线相连，主驱动电机温度采集电路、加速踏板采集电路、制动踏板采集电路、主驱动电机转子位置信号采集电路、车速信号采集电路和档位位置信号采集电路的输入端上分别设有信号采集接线；主驱动电机三相MOSFET驱动电路的输入端与微控制器的6路PWM输出端口相连、输出端与MOSFET组成的主驱动电机三相H桥电路的控制端（门极）相连，MOSFET组成的主驱动电机三相H桥电路的输出端与主驱动电机三相电流采集电路的输入端相连，主驱动电机三相电流采集电路的输出端设有三相交流电输出接线；换档直流电机MOSFET驱动电路的输入端与微控制器的4路PWM输出端口相连、输出端与MOSFET组成的换档直流电机H桥电路的控制端（门极）相连，MOSFET组成的换档直流电机H桥电路的输出端与换档直流电机驱动电流采集电路的输入端相连，换档直流电机驱动电流采集电路输出端设有输出可翻转12V直流电的输出接线；主驱动电机三相MOSFET驱动电路、换档直流电机MOSFET驱动电路和MOSFET组成的换档直流电机H桥电路的电源端与12V直流母线相连，MOSFET组成的主驱动电机三相H桥电路的电源端设有动力电池直流母线输入接线。本技术种所述的动力电池直流母线接地端与电容C1的一端相连，电容C1的另一端与电阻R1、电阻R2、电容C2的一端相连，电容C2的另一端与5V直流母线接地端相连；12V直流母线接地端与电容C4的一端连接；电容C4的另一端与电阻R3、电阻R4、电容C5的一端相连，电容C3的另一端与5V直流母线接地端相连；电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的另一端与控制器壳体的接地端相连。上述接地端的连接结构解决了一体化控制器内多个大功率器件对微控制器的干扰问题，保证信号采集端口的检测可靠性和精度，如：保证IO口采集的电平和实际输入电平一致，避免系统不动作或者误动作，保证AD口采集的电压更接近实际电压值、精度更高，避免系统的不保护或者误保护，保证捕捉口采集的转速误差更小，避免速度匹配还未达到要求时进档，造成打齿。 经实验检测，一体化控制器可以保证IO口采集的电平和实际输入电平一致，保证AD口采集的误差小于千分之一，速度检测的误差小于1%；采用动力电池直流母线接地端、5V直流母线接地端、12V直流母线接地端与控制器壳体的接地端直接连接的方式时，IO口采集的电平和实际输入电平不一致发生的概率在1%以上，AD口采集的误差在15%以上，速度检测的误差在10%以上；采用现有的其他抗干扰电路，IO口采集的电平和实际输入电平不一致发生的概率在于万分之一以上，AD口采集的误差在1%以上，速度检测的误差在3%以上；IO口采集的电平和实际输入电平不一致，会造成系统不动作或者误动作，AD口采集的电压误差越大，系统的不保护或者误保护的概率越高，速度检测误差越大，进档时待啮合的齿轮副速差越大，打齿现象更严重，噪音更大。 本技术中所述的电阻R1、R2、R3、R4的阻值为20欧姆，电容C1、C2、C3、C4的电容值为2.2nF。 上述一体化控制器的控制方法，其特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短途纯电动车一体化控制器，包括控制器壳体和散热器，控制器壳体内设有微控制器、主驱动电机三相MOSFET驱动电路、MOSFET组成的主驱动电机三相H桥电路、换档直流电机MOSFET驱动电路和MOSFET组成的换档直流电机H桥电路，其特征在于微控制器的电源和地线接口与5VDC/DC转换电路输出端连接，5VDC/DC转换电路的输入端经12VDC/DC转换电路与动力电池直流母线输入接线相连，微控制器的AD采集端口上分别连接有12V直流外接供电电流采集电路、12V直流电压采集电路、动力电池直流母线电压采集电路、主驱动电机三相电流采集电路、主驱动电机温度采集电路、加速踏板采集电路、制动踏板采集电路、MOSFET温度信号采集电路和换档直流电机驱动电流采集电路，微控制器的捕捉端口上分别连接有主驱动电机转子位置信号采集电路和车速信号采集电路，微控制器的三路数字IO采集端口上连接有档位位置信号采集电路；12V直流外接供电电流采集电路和12V直流电压采集电路的输入端与12VDC/DC转换电路的输出端相连，12V直流外接供电电流采集电路输出端上设有12V直流母线输出接线，动力电池直流母线电压采集电路与动力电池直流母线输入接线相连，主驱动电机温度采集电路、加速踏板采集电路、制动踏板采集电路、主驱动电机转子位置信号采集电路、车速信号采集电路和档位位置信号采集电路的输入端上分别设有信号采集接线；主驱动电机三相MOSFET驱动电路的输入端与微控制器的6路PWM输出端口相连、输出端与MOSFET组成的主驱动电机三相H桥电路的控制端相连，MOSFET组成的主驱动电机三相H桥电路的输出端与主驱动电机三相电流采集电路的输入端相连，主驱动电机三相电流采集电路的输出端设有三相交流电输出接线；换档直流电机MOSFET驱动电路的输入端与微控制器的4路PWM输出端口相连、输出端与MOSFET组成的换档直流电机H桥电路的控制端相连，MOSFET组成的换档直流电机H桥电路的输出端与换档直流电机驱动电流采集电路的输入端相连，换档直流电机驱动电流采集电路输出端设有输出可翻转12V直流电的输出接线；主驱动电机三相MOSFET驱动电路、换档直流电机MOSFET驱动电路和MOSFET组成的换档直流电机H桥电路的电源端与12V直流母线相连，MOSFET组成的主驱动电机三相H桥电路的电源端设有动力电池直流母线输入接线。...

【技术特征摘要】
1.一种短途纯电动车一体化控制器，包括控制器壳体和散热器，控制器壳体内设有微控制器、主驱动电机三相MOSFET驱动电路、MOSFET组成的主驱动电机三相H桥电路、换档直流电机MOSFET驱动电路和MOSFET组成的换档直流电机H桥电路，其特征在于微控制器的电源和地线接口与5VDC/DC转换电路输出端连接，5VDC/DC转换电路的输入端经12VDC/DC转换电路与动力电池直流母线输入接线相连，微控制器的AD采集端口上分别连接有12V直流外接供电电流采集电路、12V直流电压采集电路、动力电池直流母线电压采集电路、主驱动电机三相电流采集电路、主驱动电机温度采集电路、加速踏板采集电路、制动踏板采集电路、MOSFET温度信号采集电路和换档直流电机驱动电流采集电路，微控制器的捕捉端口上分别连接有主驱动电机转子位置信号采集电路和车速信号采集电路，微控制器的三路数字IO采集端口上连接有档位位置信号采集电路；12V直流外接供电电流采集电路和12V直流电压采集电路的输入端与12VDC/DC转换电路的输出端相连，12V直流外接供电电流采集电路输出端上设有12V直流母线输出接线，动力电池直流母线电压采集电路与动力电池直流母线输入接线相连，主驱动电机温度采集电路、加速踏板采集电路、制动踏板采集电路、主驱动电机转子位置信号采集电路、车速信号采集电路和档位位置信号采集电路的输入端上分别设有信号采集接线；主驱动电机三相MOSFET驱动电路的输入端与微控制器的6路PWM输出端口相连、输出端与MOSFET组成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大方，杨博文，齐骥，周传炜，廖江敏，蔡景蕾，
申请(专利权)人：王大方，
类型：新型
国别省市：山东;37