一种纯电动汽车永磁同步电机控制器和电动汽车控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种纯电动汽车永磁同步电机控制器和电动汽车控制系统，纯电动汽车永磁同步电机控制器设有处理器系统、CAN收发器、AD采样模块、旋转变压器解码模块、磁耦隔离模块和电源模块；CAN收发器、AD采样模块和旋转变压器解码模块分别通过SPI接口连接处理器系统的相应端口，处理器系统用于输出SVPWM控制信号的端口连接磁耦隔离模块的输入端；电动汽车控制系统的电机控制器采用前述纯电动汽车永磁同步电机控制器、转速采集模块采用旋转变压器。本实用新型专利技术的纯电动汽车永磁同步电机控制器具有性能优、价格低、安全性好的优点，本实用新型专利技术的电动汽车控制系统具有抗震能力好、温度特性极佳、抗恶劣环境的工作能力强、成本低的优点。

A permanent magnet synchronous motor controller and electric vehicle control system for pure electric vehicle

The utility model discloses a pure electric vehicle permanent magnet synchronous motor controller and an electric vehicle control system. The permanent magnet synchronous motor controller of the pure electric vehicle is provided with a processor system, a CAN transceiver, a AD sampling module, a rotating transformer decoding module, a magnetic coupling isolation module and an electric source module, a CAN transceiver, a AD sampling module, and an electric source module. The decoder module of the rotating transformer connects the corresponding port of the processor system through the SPI interface, and the processor system is used to output the port of the SVPWM control signal to connect the input terminal of the magnetic coupling isolation module; the motor controller of the electric vehicle control system adopts the previous pure electric vehicle permanent magnet synchronous motor controller and the speed acquisition module. Use a rotating transformer. The permanent magnet synchronous motor controller of the utility model has the advantages of excellent performance, low price and good safety, and the electric vehicle control system of the utility model has the advantages of good anti-seismic ability, excellent temperature characteristics, strong working ability against bad environment and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种纯电动汽车永磁同步电机控制器和电动汽车控制系统
本技术涉及一种纯电动汽车永磁同步电机控制器，以及，应用该纯电动汽车永磁同步电机控制器的电动汽车控制系统。
技术介绍
随着环保意识的增强，各国政府开始对传统燃油车陆续下达禁售时间表；我国汽车销量居全球首位，对此，我国选择了以纯电动汽车为主，插电混合动力汽车、燃料电池车为辅的长远发展路线。1：目前纯电动汽车电机控制器核心主要采用两种方案1.1、以DSP为核心的永磁同步电机控制器，这类控制器受DSP处理器影响，虽然运算能力强但价格成本较高、接口资源不够丰富、事务处理能力不强。1.2、以通用芯片STM32F系列为核心的运动控制器，这类控制器因STM32F处理器安全性做的不够好，虽然处理器功能比较强，但应用于汽车电子领域仍比较少。2：目前纯电动汽车电机转速测量方式主要有两种方法2.1、增量式编码器或绝对值编码器，转速不能太高，适用温度范围窄、对使用环境有一定要求，灰尘、油污和振动对其精度影响较大，不适合在汽车上使用。2.2、霍尔传感器，精度低，受使用环境(如精度温度漂移严重)、材料影响大，不适合用来测量汽车电机转速。纯电动汽车是未来汽车的发展方向，相比传统燃油汽车在节能、环保等方面具有诸多优势。纯电动汽车的核心是“三电系统”，通常包括电池、电机和电控。电机控制器又作为电控的核心，对整车的性能的重要性不言而喻。永磁同步电机具有转矩动态响应快、功率因素高、体积小、重量轻、可靠性强等诸多优势，在我国已成为纯电动汽车用电机的主流。传统的基于DSP的电机控制器因成本高，可扩展性差；基于STM32F系列的电机控制器，因处理器的可靠性和安全性做的不够好，无法大规模应用在汽车电机控制器产品上。而且这两种处理器都未进行过ISO26262等相关的功能安全认证。所以开发一款性能优、价格低、安全性好永磁同步电机控制器迫在眉睫，而选择一款优秀的处理器又是关键所在。飞思卡尔S32K是一款基于32位ARMCortex-M4F和Cortex-M0+内核的MCU。具有片上资源丰富、安全性高、超低功耗、生态系统丰富，集成-ISOCANFD、CSEc硬件安全、ASIL-BISO26262功能安全，且S32K价格低，特别适合应用于PMSM(永磁同步电机)电机控制。电机的转速反馈对闭环控制有重要作用，故高精度的转速测量至关重要，目前在纯电动汽车上应用的转速测量装置都不够好。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种纯电动汽车永磁同步电机控制器和电动汽车控制系统。解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：一种纯电动汽车永磁同步电机控制器，其特征在于：所述的纯电动汽车永磁同步电机控制器设有处理器系统、用于与整车控制器通信的CAN收发器、用于将外部传感器采集到的模拟信号转换成数字信号的AD采样模块、用于对旋转变压器的输出信号进行解码的旋转变压器解码模块、用于隔离强电与弱电信号的磁耦隔离模块和用于为纯电动汽车永磁同步电机控制器供电的电源模块；所述CAN收发器、AD采样模块和旋转变压器解码模块分别通过SPI接口连接所述处理器系统的相应端口，所述处理器系统用于输出SVPWM控制信号的端口连接所述磁耦隔离模块的输入端，其中，所述SVPWM控制信号用于驱动纯电动汽车的永磁同步电机。作为本技术的优选实施方式：所述的处理器系统由处理器芯片及其外围电路组成，其中，所述处理器芯片的型号为S32K142、S32K144、S32K146和S32K148中的任意一者。作为本技术的优选实施方式：所述的CAN收发器采用型号为UJA1164的高集成度芯片。作为本技术的优选实施方式：所述的AD采样模块采用型号为AD7606的AD采样芯片。作为本技术的优选实施方式：所述的旋转变压器解码模块由型号为AD2S1200的解码芯片及其外围电路组成。作为本技术的优选实施方式：所述的磁耦隔离模块采用型号为ADUM3440的高速磁耦隔离芯片。作为本技术的优选实施方式：所述的电源模块包含相互独立的第一电源电路和第二电源电路，所述第一电源电路将外部蓄电池的电源转换成适配的工作电压提供给所述CAN收发器、AD采样模块、旋转变压器解码模块和磁耦隔离模块，所述第二电源电路将所述外部蓄电池的电源转换成适配的工作电压提供给所述处理器系统。作为本技术的优选实施方式：所述的纯电动汽车永磁同步电机控制器还设有掉电保护电路；所述掉电保护电路能够检测所述外部蓄电池是否正常供电，且所述掉电保护电路能够将监测结果发送给所述处理器系统。作为本技术的优选实施方式：所述的纯电动汽车永磁同步电机控制器还设扩展CAN收发器；所述扩展CAN收发器与所述处理器系统的相应端口连接。一种电动汽车控制系统，设有整车控制器、电机控制器、智能功率模块、电机温度传感器、转速采集模块、电压采集模块和电流采集模块，所述整车控制器能够接收来自受控电动汽车的油门踏板指令、制动踏板指令和换挡器指令，且所述整车控制器能够通过CAN总线输出加减速指令给所述电机控制器；所述电机温度传感器、转速采集模块、电压采集模块和电流采集模块分别能够采集到所述受控电动汽车的永磁同步电机的温度、转速、绕组电压和绕组电流，所述电机控制器能够接收所述电机温度传感器、转速采集模块、电压采集模块和电流采集模块采集到的数据，且所述电机控制器能够向所述智能功率模块输出SVPWM控制信号，使得所述智能功率模块相应驱动所述永磁同步电机，其特征在于：所述的电机控制器为上述纯电动汽车永磁同步电机控制器，所述的转速采集模块为旋转变压器；所述纯电动汽车永磁同步电机控制器的CAN收发器通过所述CAN总线接收所述整车控制器输出的加减速指令，所述纯电动汽车永磁同步电机控制器通过其AD采样模块接收所述电机温度传感器、电压采集模块和电流采集模块采集到的数据，所述旋转变压器的转子安装在所述永磁同步电机的转轴上，所述纯电动汽车永磁同步电机控制器的旋转变压器解码模块连接所述旋转变压器的线圈，以接收所述旋转变压器采集到的数据，所述纯电动汽车永磁同步电机控制器的磁耦隔离模块的输出端连接所述智能功率模块的控制端，以通过所述磁耦隔离模块向所述智能功率模块输出所述SVPWM控制信号。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：第一，本技术的纯电动汽车永磁同步电机控制器，采用型号为S32K142、S32K144、S32K146和S32K148的处理器芯片组成处理器系统，具有性能优、价格低、安全性好的优点。第二，本技术的电动汽车控制系统，采用上述纯电动汽车永磁同步电机控制器和旋转变压器，以通过旋转变压器以非接触方式测量永磁同步电机的转速，因此，本技术的电动汽车控制系统具有抗震能力好、温度特性极佳、抗恶劣环境的工作能力强、成本低的优点。附图说明下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明：图1为本技术的纯电动汽车永磁同步电机控制器的电路原理框图；图2为本技术中旋转变压器解码模块的电路原理图；图3为本技术中磁耦隔离模块的电路原理图；图4为本技术中电源模块的电路原理图；图5为本技术中掉电保护电路的电路原理图；图6为本技术的电动汽车控制系统的电路原理框图。具体实施方式如图1至图5所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯电动汽车永磁同步电机控制器，其特征在于：所述的纯电动汽车永磁同步电机控制器设有处理器系统、用于与整车控制器通信的CAN收发器、用于将外部传感器采集到的模拟信号转换成数字信号的AD采样模块、用于对旋转变压器的输出信号进行解码的旋转变压器解码模块、用于隔离强电与弱电信号的磁耦隔离模块和用于为纯电动汽车永磁同步电机控制器供电的电源模块；所述CAN收发器、AD采样模块和旋转变压器解码模块分别通过SPI接口连接所述处理器系统的相应端口，所述处理器系统用于输出SVPWM控制信号的端口连接所述磁耦隔离模块的输入端，其中，所述SVPWM控制信号用于驱动纯电动汽车的永磁同步电机。

【技术特征摘要】
1.一种纯电动汽车永磁同步电机控制器，其特征在于：所述的纯电动汽车永磁同步电机控制器设有处理器系统、用于与整车控制器通信的CAN收发器、用于将外部传感器采集到的模拟信号转换成数字信号的AD采样模块、用于对旋转变压器的输出信号进行解码的旋转变压器解码模块、用于隔离强电与弱电信号的磁耦隔离模块和用于为纯电动汽车永磁同步电机控制器供电的电源模块；所述CAN收发器、AD采样模块和旋转变压器解码模块分别通过SPI接口连接所述处理器系统的相应端口，所述处理器系统用于输出SVPWM控制信号的端口连接所述磁耦隔离模块的输入端，其中，所述SVPWM控制信号用于驱动纯电动汽车的永磁同步电机。2.根据权利要求1所述的纯电动汽车永磁同步电机控制器，其特征在于：所述的处理器系统由处理器芯片及其外围电路组成，其中，所述处理器芯片的型号为S32K142、S32K144、S32K146和S32K148中的任意一者。3.根据权利要求1或2所述的纯电动汽车永磁同步电机控制器，其特征在于：所述的CAN收发器采用型号为UJA1164的高集成度芯片。4.根据权利要求1或2所述的纯电动汽车永磁同步电机控制器，其特征在于：所述的AD采样模块采用型号为AD7606的AD采样芯片。5.根据权利要求1或2所述的纯电动汽车永磁同步电机控制器，其特征在于：所述的旋转变压器解码模块由型号为AD2S1200的解码芯片及其外围电路组成。6.根据权利要求1或2所述的纯电动汽车永磁同步电机控制器，其特征在于：所述的磁耦隔离模块采用型号为ADUM3440的高速磁耦隔离芯片。7.根据权利要求1或2所述的纯电动汽车永磁同步电机控制器，其特征在于：所述的电源模块包含相互独立的第一电源电路和第二电源电路，所述第一电源电路将外部蓄电池的电源转换成适配的工作电压提供给所述CAN收发器、AD采样模块、旋转变压器解码模块和磁耦隔离模块，所述第二电源电路将所述外部蓄电池的电源转换成适配的工作电压提供给所述处理器系统。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：栾伟，胡锡胜，于清章，周晶晶，黄迅，
申请(专利权)人：广州汽车集团零部件有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44