专利名称：一种电动汽车用电机控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动汽车领域，尤其是电动汽车领域的一种包含散热器的电机控 制器单元。
背景技术：
随着世界工业化进程的不断深入，能源消耗和环境保护之间的矛盾日益尖刻。在 不断开发的新能源汽车中，电动汽车以其无污染、低能耗、易产业化而得到大家的追捧。电 动汽车的动力由电机提供，对电机控制的性能直接影响汽车的性能指标和安全性。三相交 流感应电机经过上百年在工业领域的应用，结构安全可靠、价格低廉、生产技术比较成熟， 大部分研发人员直接将工业变频器应用于电动汽车电机控制，由于技术要求和工作工况均 有较大差异，主要表现在散热结构和方式、整体结构抗振动能力、电磁辐射干扰汽车零部件 正常通讯、与现有汽车油门信号不兼容、故障代码与传统车辆仪表不匹配以及高压电源正 负极易接错，导致控制系统庞大复杂，安全性差。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种电动汽车用电机控制器，其能以简单的 结构来实现较强的散热功能，加强了电机控制器的防护，同时的防止高压直流母线接反所 引发的安全问题。为解决上述问题，本实用新型采取了以下技术方案是一种电动汽车用电机控制 器，所述控制器顶部设置有环形热管散热器，所述环形热管散热器的散热面朝上。作为本实用新型所述电动汽车用电机控制器的一种优选方案，所述控制器箱体的 顶板作为环形热管散热器底板，该板下部与控制器箱体内功率模块连接，该板上部与至少 一个热管连接。作为本实用新型所述电动汽车用电机控制器的一种优选方案，所述至少一个热管 自成回路，利用多个翅片与串接热管，所述热管内置冷媒。作为本实用新型所述电动汽车用电机控制器的一种优选方案，所述功率模块为绝 缘栅双节型晶体管，所述翅片以一定间隙宽度与热管呈垂直角度连接。作为本实用新型所述电动汽车用电机控制器的一种优选方案，所述控制器回路包 括电源极性校正系统，主电容预充电电路，中央处理器，行车参数采集模块，车速给定器模 块，电流采集模块，温度采集模块，动力电池管理系统，各模块均与中央处理器电气连接，各 模块工作时序由中央处理器控制，所述电源极性校正系统与充电电路设置在控制器与动力 电池相连接部分，所述从动力电池连接的直流电压通过直流继电器与充电电路相连，所述 充电电路与电机控制器开关电源部分相连。作为本实用新型所述电动汽车用电机控制器的一种优选方案，所述从动力电池连 接的直流电压通过两个直流继电器与充电电路相连。在上述电动汽车用电机控制器中，由于采用了热管换热器，该结构散热器省去了传统控制器普遍使用的电子风扇，解决了由于风扇损坏导致控制器的损毁；由于采用母线 电压极性校正系统，所述控制器在收到车辆准备运行信号时，通过充电电阻回路使电机控 制器开关电源部分工作，所述充电回路接收车辆准备运行信号，在充电电压达到开关电源 正常工作后，电机控制器检测主回路母线电压直至0. 7电池电压，并切除充电回路，系统进 入正常运行状态。
以下结合附图对本实用新型纯电动汽车用电机控制器及其控制方法做进一步详 细说明。
图1为本实用新型所述电机控制器原理框图。图2本实用新型所述电机控制器中高压母线接线及预充电原理图。图3为本实用新型所述电机控制器的软件流程图。图4为本实用新型所述电机控制器的散热器结构示意图。
具体实施方式
图1示出了本实用新型的电机控制器原理框图，图2本实用新型所述电机控制器 中高压母线接线及预充电原理图。根据图1、2可知，在动力电池和控制器相联接的位置增 加母线电压极性校正系统和预充电电路。同时控制器内部电路包括MCU、电压电流采集电路 模块、行车参数采集模块、车速给定模块、电机及控制器温度采集模块、IGBT驱动模块、通讯 模块，MCU模块电路与供电电源板各自独立设计板卡，便于安装和解决电磁干扰问题，所有 模块均与MCU实现电气隔离连接，车速给定模块采用0. 1 4. 7V模拟电压加怠速开关。车 速给定模块输出小于0. IV且车速测速不为零时，控制器以15%额定力矩回收能量，刹车信 号采用开关量，刹车系统动作时控制器以大于35%额定力矩回收能量。故障诊断模块在系 统上电工作后开始工作，检查怠速开关与模拟电压工作逻辑一致、检查蓄电池电压正常、检 查主接触器工作正常、检查过流正常，否则报警并停止电机功率输出。从动力电池连接的直 流电压通过直流继电器1和继电器2与预充电电路相连，所述充电电路与电机控制器开关 电源部分相连，所述控制器在收到车辆准备运行信号时，通过充电电阻回路使电机控制器 开关电源部分工作，所述充电回路接收车辆准备运行信号，在充电电压达到开关电源正常 工作后，电机控制器检测主回路母线电压直至0.7电池电压，并切除充电回路，系统进入正 常运行状态。本实用新型电机控制器根据纯电动汽车运行技术工况和异步电机的控制要求，中 央处理器MCU采用美国TI公司TMS320LF240X，该芯片采用静态CMOS技术，指令周期33ns， 提供CAN2.0总线技术，多路AD转换模块和普通数字I/O 口。该芯片可以实现电机转差频 率矢量控制程序运算，电机三相电流采集，直流母线电压、电流采集，12路PWM驱动信号产 生，控制器IGBT模块温度和电机温度采集，外部加速器信号采集，行车制动信号采集，空档 滑行信号采集，以及与仪表或其他设备示数据实时传输的通讯模块。电机驱动器依据所采 集的车辆运行数据与当前驾驶员驾驶意图决定主驱动电机的工作状态。本实用新型的一种实施方式是一种异步电机控制器，其中央处理器MCU采用8路 10位AD转换通道，其中3路用于电流采样，2路用于电压检测，2路温度采集，采集后的数据经过AD转换模块存储于临时变量寄存器中。所述异步电机控制器MCU采用10路数字I/O 口，OC门开路，上拉电阻输入输出，提高信号抗干扰能力。所述异步电机控制器MCU采用6 路PWM(EVA)输出控制口驱动IGBT模块，MCU输出的PWM开关信号，经信号放大电路和保护 电路后与IGBT驱动极电气相连，实现驱动器动力输入输出功能。所述电机驱动器采用磁电 编码器作为电机位置检测传感器，经QEP模块解码后传输至MCU作为电机控制的解算依据。 所述通讯模块采用一路CAN数字通讯端口 CANH，CANL，一路串口通讯端口 SCIRXD，SCITXD， CAN通讯端口负责与车辆其他部件如DC/DC通讯，串口通讯提供仪表显示数据。图3示出了本实用新型一种电机驱动器的控制方法，其控制逻辑为电机控制器 上电启动，动力电池对控制器主回路充电，MCU进行系统资源初始化并检测母线电压，母线 电压达到设定值Un时闭合主接触器，切开充电电阻，同时采集车辆行驶状态参数，Un值设 定为0.7倍额定母线电压；进入中断子程序，保护中断现场，读取电流、电压、转矩、码盘信 号的转换值；进入转差解释程序，计算转差角度并查表求得转差角对应的余弦值，根据电机 的参数计算得到交直轴磁链分量。；对电机模型进行2/3，3/2坐标变换，求得A、B、C三相电 压参考值，根据三相电流的给定值与实际值比较，修正电压给定，该修正值用以计算PWM占 空比；恢复现场，完成一次电机控制。图4示出了电机控制器散热器与控制器热源IGBT接触的底板3为铜板，所述铜板 即作为散热板与散热器相连，也作为控制器箱体4结构的一部分，所述散热铜板在机箱内 与功率模块相连，在箱外与环形热管2相连，环形热管内灌有一定量的冷媒如纯水，铝箔翅 片1以一定间隙宽度穿插在环形热管2上，控制器在安装时保持热管散热器面朝上即可。该 结构散热器省去了传统控制器普遍使用的电子风扇，解决了由于风扇损坏导致控制器的损 毁。本实用新型不局限于图1至图4所示的实施方式。本实用新型所述的纯电动汽车 用电机控制器及其控制方法还可以有其他的变形或变化，但只要具备了权利要求所述的技 术特征，即为本专利保护范围。
权利要求一种电动汽车用电机控制器，其特征在于所述控制器顶部设置有环形热管散热器，所述环形热管散热器的散热面朝上。
2.根据权利要求1所述一种电动汽车用电机控制器，其特征在于控制器箱体(4)的 顶板(3)作为环形热管散热器底板，该板下部与控制器箱体内功率模块连接，该板上部与 至少一个热管(2)连接。
3.根据权利要求2所述一种电动汽车用电机控制器，其特征在于所述至少一个热管 自成回路，利用多个翅片(1)串接热管，所述热管(2)内置冷媒。
4.根据权利要求3所述一种电动汽车用电机控制器，其特征在于所述功率模块为绝 缘栅双节型晶体管，所述翅片(1)以一定间隙宽度与热管(2)呈垂直角度连接。
5.根据权利要求1所述一种电动汽车用电机控制器，其特征在于所述控制器回路包 括电源极性校正系统，主电容预充电电路，中央处理器，行车参数采集模块，车速给定器模 块，电流采集模块，温度采集模块，动力电池管理系统，各模块均与中央处理器电气连接，各 模块工作时序由中央处理器控制，所述电源极性校正系统与充电电路设置在控制器与动力 电池相连接部分，所述从动力电池连接的直流电压通过直流继电器与充电电路相连，所述 充电电路与电机控制器开关电源部分相连。
6.根据权利要求5所述一种电动汽车用电机控制器，其特征在于所述从动力电池连 接的直流电压通过两个直流继电器与充电电路相连。
专利摘要本实用新型公开了一种电动汽车用电机控制器，由于采用了热管换热器，该结构散热器省去了传统控制器普遍使用的电子风扇，解决了由于风扇损坏导致控制器的损毁；由于采用母线电压极性校正系统，所述控制器在收到车辆准备运行信号时，通过充电电阻回路使电机控制器开关电源部分工作，所述充电回路接收车辆准备运行信号，在充电电压达到开关电源正常工作后，电机控制器检测主回路母线电压直至0.7电池电压，并切除充电回路，系统进入正常运行状态。
文档编号H02P27/06GK201656906SQ200920255748
公开日2010年11月24日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者丁元章, 韩丙乾 申请人:丁元章