一种基于CPLD的电动汽车电机系统故障处理装置制造方法及图纸

一种基于CPLD的电动汽车电机系统故障处理装置。其包括CPLD、DSP、电机温度传感器、功率模块温度传感器、母线直流电压传感器、多个电机电流传感器、多个输入调理电路和多个比较器。本实用新型专利技术提供的基于CPLD的电动汽车电机系统故障处理装置是采用CPLD对电动汽车电机系统的故障信号进行逻辑保护和控制，将电动汽车电机系统可能出现的故障集中到CPLD进行逻辑处理及故障分级保护，以实现对电动汽车电机系统的可靠保护。由于CPLD具有强大的逻辑处理功能以及可编程能力，因此可以对故障信号及时进行处理，从而可避免故障的范围扩大，因此能最大程度地减小故障对系统的影响。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电动汽车
，特别是涉及一种基于CPLD的电动汽车电机 系统故障处理装置。
技术介绍
由于电动汽车的运行情况比较复杂，并且安全可靠性要求很高，因此其上电机系 统(由电机及电机控制器组成)故障处理装置的合理设计是电动汽车安全行驶和提高能量 利用效率的关键环节。常用的设计一般采用软件封锁和逻辑门封锁两种方法。前一种方法 的原理是当检测到故障信号时，通过软件程序的控制来停止脉宽调制(PWM)信号的发送， 虽然这种方法使用灵活，但其可靠性在很大程度上依赖于所编写的软件程序可靠程度，因 此在实际应用中不能完全满足功率器件及电机控制器的可靠度要求，特别是在产品的开发 初期这一弊端尤为明显。后一种方法的原理是采用逻辑门芯片，并以故障信号为逻辑使能 信号来实现PWM信号的硬件封锁，虽然这种方法在可靠程度上较软件封锁方法要高，但缺 点是其逻辑电路分离元件较多，从而使电机控制器的体积变大；另外，元器件的增加使得在 电动汽车中电力电子设备使用的强干扰环境下易引入干扰，同时其响应速度有限，因此不 利于故障的实时处理。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的在于提供一种能够降低系统的设计复杂 性，节省硬件空间，并可提高系统可靠性的基于CPLD的电动汽车电机系统故障处理装置。为了达到上述目的，本技术提供的基于CPLD的电动汽车电机系统故障处理 装置包括复杂可编程逻辑器件(CPLD)、数字信号处理芯片(DSP)、电机温度传感器、功率 模块温度传感器、母线直流电压传感器、多个电机电流传感器、多个输入调理电路和多个比 较器；其中电机温度传感器和功率模块温度传感器分别安装在电动汽车电机系统中的电机 和控制器的功率模块上，并且分别通过一个比较器与CPLD相连；母线直流电压传感器安装 在主回路直流母线上，并通过一个输入调理电路和比较器与CPLD相连；多个电机电流传感 器分别安装在电机的各相绕组上，并通过一个输入调理电路和比较器与CPLD相连；CPLD与 DSP通过数据线及地址线直接相连，并且CPLD同时与功率模块以及主控回路中间继电器相 接。所述的基于CPLD的电动汽车电机系统故障处理装置还包括多个与CPLDl相连的 报警指示灯，用于显示相应的故障信息。所述的CPL Dl的型号为XC9572XL。所述的DSP2 的型号为 TMS320LFM07A。本技术提供的基于CPLD的电动汽车电机系统故障处理装置是采用CPLD对电 动汽车电机系统的故障信号进行逻辑保护和控制，将电动汽车电机系统可能出现的故障集 中到CPLD进行逻辑处理及故障分级保护，以实现对电动汽车电机系统的可靠保护。由于CPLD具有强大的逻辑处理功能以及可编程能力，因此可以对故障信号及时进行处理，从而 可避免故障的范围扩大，因此能最大程度地减小故障对系统的影响。另外，采用本装置还可 降低系统的设计复杂性，节省硬件空间，并具有运算简单、故障信号判断迅速、成本低等优 点，实现了软件和硬件的双重保护，提高了系统的可靠性，因此对于电动汽车的整车运行具 有重要的意义。附图说明图1为本技术提供的基于CPLD的电动汽车电机系统故障处理装置构成框图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术提供的基于CPLD的电动汽车电机系统 故障处理装置进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术， 并不用于限定本技术。如图1所示，本技术提供的基于CPLD的电动汽车电机系统故障处理装置包 括复杂可编程逻辑器件(CPLD) 1、数字信号处理芯片(DSP) 2、电机温度传感器3、功率模块 温度传感器4、母线直流电压传感器5、多个电机电流传感器6、多个输入调理电路7和多个 比较器8 ；其中电机温度传感器3和功率模块温度传感器4分别安装在电动汽车电机系统 中的电机和控制器的功率模块9上，并且分别通过一个比较器8与CPLDl相连；母线直流电 压传感器5安装在主回路直流母线上，并通过一个输入调理电路7和比较器8与CPLDl相 连；多个电机电流传感器6分别安装在电机9的各相绕组上，并通过一个输入调理电路7和 比较器8与CPLDl相连；CPLDl与DSP2通过数据线及地址线直接相连，并且CPLDl同时与 功率模块9以及主控回路中间继电器10相接。所述的基于CPLD的电动汽车电机系统故障处理装置还包括多个与CPLDl相连的 报警指示灯11，用于显示相应的故障信息。所述的CPL Dl的型号为XC9572XL所述的DSP2 的型号为 TMS320LFM07A。现以一台以三相永磁同步电动机作为动力源的电动汽车电机系统为例对本实用 新型提供的基于CPLD的电动汽车电机系统故障处理装置工作过程阐述如下在该电动汽 车的运行过程中，上述电机温度传感器3和功率模块温度传感器4分别将在电机及功率模 块9上检测到的过温故障信号与各自的温度极限值经比较器8后输送给CPLDl ；多个电机 电流传感器6将在电机三相绕组上检测到的过流故障信号与电流极限值经输入调理电路7 和比较器8后输送给CPLDl ；母线直流电压传感器5将在主回路直流母线上检测到的过压 故障信号与电压极限值经输入调理电路7和比较器8后输送给CPLDl ；与此同时，功率模块 9将其自身的故障信号直接传送给CPLDl。上述输入到CPLDl中的故障信号将进行数据锁 存，并存入到CPLDl的故障反馈寄存器中。故障反馈寄存器保存了当前产生的所有故障信号，如电机过流0C、过压0U、电机 过温0Τ_Μ、控制器过温0T_C、功率模块故障IPM_FAULT等，电机主控板的DSP2可以利用软 件通过数据线读取该故障反馈寄存器中的信息，一旦读取到0C、0U、0T_M、0T_C、IPM_FAULT 这些故障信号中的某一或某几个信号，其将触发故障保护事件，硬件电路将快速封锁PWM输出(相应的PWM输出口为高阻状态)，同时输出故障保护信号/PDPINTA为低电平，并且 DSP2输出控制指令给控制寄存器，通过CPLDl的控制逻辑发出低电平脉冲，对主控回路中 间继电器10的控制位进行操作，以打开主继电器。硬件电路封锁将保持到系统断电重启或 软件清除故障指令为止。清除故障指令发出后，通过IO 口的低脉冲(低电平宽度> 50ns) 清除故障，同时故障反馈寄存器的相应标志位自动清零。DSP2读取到某一或某几个故障信 号的同时，CPLDl将发出脉冲信号以点亮相应的故障指示灯11。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于ＣＰＬＤ的电动汽车电机系统故障处理装置，其特征在于：所述的基于ＣＰＬＤ的电动汽车电机系统故障处理装置包括：ＣＰＬＤ（１）、ＤＳＰ（２）、电机温度传感器（３）、功率模块温度传感器（４）、母线直流电压传感器（５）、多个电机电流传感器（６）、多个输入调理电路（７）和多个比较器（８）；其中电机温度传感器（３）和功率模块温度传感器（４）分别安装在电动汽车电机系统中的电机和控制器的功率模块（９）上，并且分别通过一个比较器（８）与ＣＰＬＤ（１）相连；母线直流电压传感器（５）安装在主回路直流母线上，并通过一个输入调理电路（７）和比较器（８）与ＣＰＬＤ（１）相连；多个电机电流传感器（６）分别安装在电机（９）的各相绕组上，并通过一个输入调理电路（７）和比较器（８）与ＣＰＬＤ（１）相连；ＣＰＬＤ（１）与ＤＳＰ（２）通过数据线及地址线直接相连，并且ＣＰＬＤ（１）同时与功率模块（９）以及主控回路中间继电器（１０）相接。

【技术特征摘要】
1.一种基于CPLD的电动汽车电机系统故障处理装置，其特征在于所述的基于CPLD 的电动汽车电机系统故障处理装置包括CPLD(1)、DSP(2)、电机温度传感器C3)、功率模块 温度传感器G)、母线直流电压传感器(5)、多个电机电流传感器(6)、多个输入调理电路 (7)和多个比较器(8)；其中电机温度传感器(3)和功率模块温度传感器(4)分别安装在 电动汽车电机系统中的电机和控制器的功率模块(9)上，并且分别通过一个比较器⑶与 CPLD(I)相连；母线直流电压传感器(5)安装在主回路直流母线上，并通过一个输入调理电 路(7)和比较器⑶与CPLD⑴相连；多个电机电流传感器(6)分别安装在电机(9)的各 相绕组上，并通过一个输入调理电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雷，窦汝振，王慧波，米彦青，杨阳，李立昭，武金羽，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心，天津清源电动车辆有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：12