一種電動(dòng)汽車電機(jī)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種控制器，尤其涉及一種專用于電動(dòng)汽車用的電機(jī)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 20世紀(jì)70年代的石油危機(jī)和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染使得汽車技術(shù)正經(jīng)歷著動(dòng)力電 氣化、燃料多元化等重大技術(shù)變革，具有高效節(jié)能、低排放或零排放優(yōu)勢(shì)的電動(dòng)汽車受到世 界各國(guó)的廣泛重視，是國(guó)際節(jié)能環(huán)保汽車發(fā)展的主要方向，世界上許多國(guó)家都開(kāi)始投入大 量資金開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車；電動(dòng)汽車由于具有低排放甚至零排放、低噪聲和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng) 今汽車研究、開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用的熱點(diǎn)之一；
[0003] 現(xiàn)代電動(dòng)汽車融合了電力、電子、機(jī)械控制以及化工技術(shù)等多種高新技術(shù)的綜合 產(chǎn)品，是21世紀(jì)清潔有效的城市交通工具，它以電力為動(dòng)力，可以解決石油資源日漸枯竭 的問(wèn)題；作為清潔、節(jié)能的新型交通工具，電動(dòng)車具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)，是唯一可以做到"零 排放"的車輛，它在行使過(guò)程中沒(méi)有污染，熱輻射低，噪音小，不消耗汽油，可應(yīng)用多種能源， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便，因此受到世界各國(guó)的歡迎；
[0004] 電動(dòng)汽車的關(guān)鍵問(wèn)題是一次充電續(xù)駛里程，目前在車載蓄電池技術(shù)未能突破的條 件下，電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車基本性能和解決這一關(guān)鍵問(wèn)題的重要因素，這 要求電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有盡可能高的轉(zhuǎn)矩密度、良好的轉(zhuǎn)矩控制能力、較高的運(yùn)行可 靠性及在整個(gè)電動(dòng)汽車調(diào)速發(fā)范圍內(nèi)具有盡可能高的效率，電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)、電力電子、微處理器、蓄電池等多學(xué)科領(lǐng)域，是趕超世界汽車行業(yè)先進(jìn)水平的關(guān)鍵， 因此系統(tǒng)地研究并開(kāi)發(fā)出高水平的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)提高我國(guó)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)水 平，對(duì)我國(guó)電動(dòng)汽車的實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化具有重要意義；
[0005] 永磁同步電機(jī)是電動(dòng)汽車中常用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其控制系統(tǒng)的好壞直接影響到整個(gè) 系統(tǒng)的性能，為了給永磁同步電機(jī)提供強(qiáng)大的功能、安全、可靠性支持，我們對(duì)永磁電機(jī)的 控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，提供一種電動(dòng)汽車 電機(jī)控制器，該控制系統(tǒng)能為永磁同步電機(jī)提供強(qiáng)大的控制功能，提高永磁同步電機(jī)控制 器的可靠性、安全性；
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：
[0008] -種電動(dòng)汽車電機(jī)控制器，包括核心電路、PWM驅(qū)動(dòng)電路、永磁同步電機(jī)PMSM、主 電路、檢測(cè)電路、保護(hù)電路、電子油門給定電路、電子擋位給定電路、通信電路及液晶顯示模 塊，其特征在于：所述核心電路內(nèi)設(shè)有DSP芯片；所述PWM驅(qū)動(dòng)電路中設(shè)有高速光耦器；所 述主電路包括直流電源及智能功率模塊；所述直流電源與智能功率模塊相連接；所述檢測(cè) 電路包括電流檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)電路及速度檢測(cè)電路PG;所述電流檢測(cè)電路分別與智能 功能模塊、永磁同步電機(jī)PMSM、核心電路、系統(tǒng)保護(hù)電路相連接；所述電壓檢測(cè)電路分別與 直流單元、核心電路相連接；所述保護(hù)電路包括過(guò)電保護(hù)電路及系統(tǒng)保護(hù)電路；所述過(guò)電 保護(hù)電路分別與直流電源、電壓檢測(cè)電路、系統(tǒng)保護(hù)電路相連接；所述系統(tǒng)保護(hù)電路還與核 心電路相連接；所述PWM驅(qū)動(dòng)電路分別與核心電路、智能功率模塊相連接；所述電子油門給 定電路與核心電路相連接；所述核心電路還與電子檔位給定電路相連接；所述液晶顯示模 塊與核心電路相連接；所述通信電路與核心電路相連接；所述通信電路還與外部上位機(jī)相 連接；
[0009] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述DSP芯片的型號(hào)為TMS320LF2407A;所述DSP芯片為16位定點(diǎn) 數(shù)信號(hào)處理芯片；
[0010] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述電流檢測(cè)電路中設(shè)有LEM霍爾電流傳感器器，其型號(hào)為 LT58-S7,工作電壓為± 15V，原邊額定有效值電流為50A，副邊額定有效值電流為50mA;
[0011] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述電壓檢測(cè)電路中設(shè)有霍爾電壓傳感器，其型號(hào)為L(zhǎng)V28-P ;
[0012] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述速度檢測(cè)電路PG中設(shè)有光電編碼器；所述光電編碼器為增量式 光電編碼器；所述光電編碼器與DSP芯片相連接；
[0013] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述過(guò)電保護(hù)電路包括用于進(jìn)行電壓保護(hù)的過(guò)壓保護(hù)電路、用于進(jìn) 行電流保護(hù)的過(guò)流保護(hù)電路及用于保護(hù)直流母線電壓的上電保護(hù)電路；
[0014] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述液晶顯不_旲塊的型號(hào)為TM12232;
[0015] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述直流電源為500V直流蓄電池；
[0016] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述智能功率模塊的型號(hào)為PM75CLA060 ;
[0017] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述高速光耦器的型號(hào)為HCPL4504;
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述方案，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型利用DSP 芯片TMS320LF2407A的高速運(yùn)算能力保證了復(fù)雜的控制算法的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)DSP芯片與外圍 資源，包括PWM驅(qū)動(dòng)電路、永磁同步電機(jī)PMSM、主電路、檢測(cè)電路、保護(hù)電路、電子油門給定 電路、電子擋位給定電路、通信電路及液晶顯示模塊的配合，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的控制功能，同時(shí) 在電路中增加過(guò)電保護(hù)、系統(tǒng)保護(hù)的設(shè)計(jì)，大大提高了控制器的可靠性、安全性；整個(gè)控制 器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，操作靈活方便，有利于調(diào)試和監(jiān)控。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3是本實(shí)用新型中DSP芯片的引腳框圖；
[0022] 圖4是本實(shí)用新型中DSP芯片與LWM驅(qū)動(dòng)電路的連接電路圖；
[0023] 圖5是本實(shí)用新型中電流檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖6是本實(shí)用新型中電壓檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖7是本實(shí)用新型中光電脈沖編碼器輸出圖；
[0026] 圖8是本實(shí)用新型中A相過(guò)流保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖9是本實(shí)用新型中過(guò)壓保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖10是本實(shí)用新型中上電保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖11是本實(shí)用新型中系統(tǒng)保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖12是本實(shí)用新型中電子油門給定電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖13是本實(shí)用新型中電子檔位給定電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖14是本實(shí)用新型中通信電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖15是本實(shí)用新型中液晶顯示模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0035] 如圖1、圖2所示，一種電動(dòng)汽車電機(jī)控制器，包括核心電路、PWM驅(qū)動(dòng)電路、永磁同 步電機(jī)PMSM、主電路、檢測(cè)電路、保護(hù)電路、電子油門給定電路、電子擋位給定電路、通信電 路及液晶顯示模塊；所述核心電路內(nèi)設(shè)有DSP芯片；所述PWM驅(qū)動(dòng)電路中設(shè)有高速光耦器； 所述主電路包括直流電源及智能功率模塊；所述直流電源與智能功率模塊相連接；所述檢 測(cè)電路包括電流檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)電路及速度檢測(cè)電路PG;所述電流檢測(cè)電路分別與智 能功能模塊、永磁同步電機(jī)PMSM、核心電路、系統(tǒng)保護(hù)電路相連接；所述電壓檢測(cè)電路分別 與直流單元、核心電路相連接；所述保護(hù)電路包括過(guò)電保護(hù)電路及系統(tǒng)保護(hù)電路；所述過(guò) 電保護(hù)電路分別與直流電源、電壓檢測(cè)電路、系統(tǒng)保護(hù)電路相連接；所述系統(tǒng)保護(hù)電路還與 核心電路相連接；所述PWM驅(qū)動(dòng)電路分別與核心電路、智能功率模塊相連接；所述電子油門 給定電路與核心電路相連接；所述核心電路還與電子檔位給定電路相連接；所述液晶顯示 模塊與核心電路相連接；所述通信電路與核心電路相連接；所述通信電路還與外部上位機(jī) 相連接；
[0036] 1、核心電路的設(shè)置
[0037] 主要是采用DSP芯片作為控制器件，優(yōu)選的，所述DSP芯片的型號(hào)為 TMS320LF2407A;所述DSP芯片為16位定點(diǎn)數(shù)信號(hào)處理芯片；
[0038] 本實(shí)用新型所選用的DSP芯片是由TI公司生產(chǎn)的，之所以選用這款芯片，是因?yàn)?它采用高性能的CMOS技術(shù)，使得供電電壓降到3. 3V;它基于改進(jìn)的哈弗結(jié)構(gòu)，40MIPS的執(zhí) 行速度使得單指令周期僅為25ns;它具有高速信號(hào)處理和數(shù)字控制功能；同時(shí)，它還集成 了單片電機(jī)控制應(yīng)用方案所需的外設(shè)功能，能有效的減少系統(tǒng)元件數(shù)量；LF2407A片內(nèi)的 事件管理器支持為電機(jī)提供高速、高效和全變速的先進(jìn)控制技術(shù)；另外還有47個(gè)可編程的 I/O引腳；其具體結(jié)構(gòu)如圖3所示；
[0039] 本實(shí)用新型所涉及的DSP硬件資源包括：事件管理器（EVA/B)模塊、ADC模塊、SCI 模塊；
[0040] 1)、事件管理器模塊：每個(gè)24x器件都包括兩個(gè)事件管理器EVA和EVB，每個(gè)事件 管理模塊包括通用定時(shí)器、比較單元、捕獲單元以及正交編碼脈沖電路；LF2407A上有4個(gè) 通用定時(shí)器，每個(gè)通用定時(shí)器可通過(guò)定時(shí)器控制寄存器配置，有上溢、下溢、周期、比較四中 中斷資源；同時(shí)GP定時(shí)器為其他子模塊提供時(shí)基，T1和T3適用于所有比較單元和PWM電 路，T2和T4適用于捕獲單元和正交脈沖計(jì)數(shù)操作；
[0041] 全比較單元利用可編程的死區(qū)控制電路編程產(chǎn)生6路PWM波形生成的輸出，帶死 區(qū)控制的PWM輸出對(duì)長(zhǎng)度為0~2048個(gè)C