一种混合动力电动车用开关磁阻电机控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种混合动力电动车用电机控制器，更具体地说设及一种混合动 力电动车用开关磁阻电机控制器，属于开关磁阻电机控制技术领域。
【背景技术】
[0002] 电机控制器是混合动力电动车的关键零部件。目前，可供混合动力电动车选用的 电机型式多种多样，主要有交流感应电机和永磁同步电机驱动系统。但是，运两种类型的电 机分别存在W下不足：一、感应电机，其驱动电路复杂，成本高，动态响应、低速性能不好，相 对永磁电机而言，感应电机效率和功率密度偏低。二、永磁同步电机驱动系统，耗费宝贵的 稀±资源，且开发稀±会破坏资源；同时由于永磁体在高溫下容易退磁，永磁电机耐高溫较 差；即使不运行在高溫环境中，磁钢也会随着时间缓慢自然退磁，电机功率也会缓慢下降； 断电滑行有电磁阻力，能量回收困难。
[0003] 开关磁阻电机是一种新型调速电机，其结构紧凑牢固，驱动电路简单，适合于高速 运行，在宽广的转速范围内效率都比较高，而且可W方便地实现四象限控制，性能可靠，适 合电动车辆的各种工况下运行；并且无需使用磁铁等稀有金属材料，成本低，因此适用范围 越来越广。但是，开关磁阻电机的高度非线性、多变量及变结构特性，使其控制复杂、难度 大，较难实现对其有效和可靠的控制。传统开关磁阻电机控制器的控制电路大多采用独立 DSP的架构，除了对开关磁阻电机本身实施控制之外不能对其他相关部件进行控制，另外， 控制方式多采用电流斩波控制和角度位置控制的分段控制，运种控制电路功能简单，可靠 性不高，同时因控制方法模式切换引起转矩不平顺性，增大了电机的转矩脉动和噪声，不能 满足使用需求。
【发明内容】
[0004] 本实用新型针对现有的混合动力电动车用开关磁阻电机控制器功能简单，可靠性 差，控制方法复杂、难度大、不易实现等问题，提供一种混合动力电动车用开关磁阻电机控 制器。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种混合动力电动车用开关磁 阻电机控制器，包括上电和掉电延迟模块、开关电源、主控制器电路模块、母线电压/电流 传感器模块、相电流传感器模块、功率驱动隔离模块、冷却系统驱动模块、正负极开关模块、 预充电开关模块和功率变换模块，所述主控制电路模块的其中四个输入端分别与=相开关 磁阻电机中的位置/转速传感器和绕组溫度传感器的输出端、整车控制器的使能端、水冷 却系统的进出水口溫度传感器输出端相连，主控制电路模块的CAN通信接口与整车控制器 的CAN通信接口相连接，主控制电路模块的PWM信号输出端与功率驱动隔离模块的输入端 相连接，所述功率驱动隔离模块的过流信号端与主控制电路模块的普通I/O相连接，功率 驱动隔离模块的IGBT驱动信号端与功率变换模块相连接，所述功率变换模块的IGBT反馈 信号端与功率驱动隔离模块相连接，功率变换模块的=路不对称半桥输出接口与开关磁阻 电机的=路输入端相连接，功率变换模块输入端与预充电开关模块的高压输出端相连接， 所述预充电开关模块的控制输入端和反馈输出端分别与主控制电路模块的普通I/O相连 接，预充电开关模块的高压输入端与正负极开关模块高压输出端相连接，所述正负极开关 模块的控制输入端与主控制电路模块的普通I/O相连接，正负极开关模块的高压输入端与 动力电源的高压输出端相连接，所述母线电压/电流传感器模块的输入端与功率变换模块 的电压输入端相连接，母线电压/电流传感器模块的输出端与主控制电路模块的AD接口相 连接，所述相电流传感器模块的输入端与功率变换模块的=路不对称半桥相连接，相电流 传感器模块的输出端与主控制电路模块的AD接口相连接，所述开关电源的输出端与主控 制电路模块的供电接口相连接，开关电源的输入端与上电和掉电延迟模块相连接，所述上 电和掉电延迟模块的输入端与24V电源输出端相连接，上电和掉电延迟模块的控制输入端 与主控制电路模块的普通I/O相连接，所述冷却系统驱动模块的电源供电端与24V电源输 出端相连接，冷却系统驱动模块的控制输入端与主控制电路模块的普通I/O相连接，冷却 系统驱动模块的输出端与水冷却系统的水累和电子风扇接口相连接。
[0006] 所述的主控制电路模块包括数字信号处理电路、复杂可编程逻辑器件、单片机、晶 振电路、JTAG接口、复位电路I、EEPR0M、显示键盘接口电路、CAN通信隔离电路、母线电流/ 电压/相电流采样电路、开关量输入电路、模拟斩波电路、旋转变压器信号解码处理电路、 过流过压信号比较电路、复位电路强、溫度信号采样电路、运行指示灯、正负极及预充电开 关控制电路、冷却系统控制电路、IGBT逻辑驱动电路和SPI隔离及通信电路，所述的数字信 号处理电路分别与晶振电路的输出端、复位电路I的输出端、母线电流/电压/相电流采样 电路的输出端、开关量输入电路的输出端和绝缘检测电路的输出端相连接，所述运行指示 灯的输入端、正负极及预充电开关控制电路输入端、冷却系统控制电路的输入端分别与数 字信号处理电路相连接，所述的CAN通信隔离电路、JTAG接口、EEPR0M、SPI隔离及通信电 路、复杂可编程逻辑器件分别与数字信号处理电路双向连接，所述模拟斩波电路的输出端、 旋转变压器信号解码处理电路的输出端、过流过压信号比较电路的输出端分别与复杂可编 程逻辑器件相连接，所述IGBT逻辑驱动电路的输入端与复杂可编程逻辑器件相连接，所述 的单片机与SPI隔离及通信电路双向连接，所述复位电路II的输出端、溫度信号采样电路 的输出端分别与单片机相连接。
[0007] 与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：
[000引 1、本实用新型包括上电和掉电延迟模块、开关电源、主控制器电路模块、母线电压 /电流传感器模块、相电流传感器模块、功率驱动隔离模块、冷却系统驱动模块、正负极开关 模块、预充电开关模块和功率变换模块，主控制器电路模块通过CAN总线接收整车控制器 发送的指令、同时将母线电压、电流、转速和电机状态等信号发送给整车控制器，从而实现 对开关磁阻电机的转速控制和转矩控制，可靠性较高；同时通过信号检测和处理，实现对开 关磁阻电机的故障诊断和处理，满足了使用需求。
[0009]2、本实用新型中主控制电路模块采用数字信号处理电路+复杂可编程逻辑器件 结构，复杂可编程逻辑器件完成对数字信号处理电路的监控和协处理，减轻了数字信号处 理电路的工作负荷，使其能更快，更稳的定运行，进一步的提高了系统安全性和可靠性；同 时，主控制电路模块内部集成了电机冷却系统的控制功能，根据系统溫度变化，能更加精准 地对冷却系统进行控制，实现更加节能。电机控制器内部集成了能实时监控高压绝缘故障 的传感器，并将故障及时报告给整车控制器然后进行实时保护，提高了整车安全性。
【附图说明】
[0010] 图1是本实用新型结构示意图。
[0011] 图2是本实用新型中主控制电路模块结构示意图。
[0012] 图3是本实用新型中主功率电路电路图。
[0013]
【附图说明】，母线电流传感器1，母线电压传感器2，A相电流传感器3，B相电流传感 器4,C相电流传感器5。
【具体实施方式】
[0014] W下结合【附图说明】和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。
[0015] 参见图1，一种混合动力电动车用开关磁阻电机控制器，包括上电和掉电延迟模 块、开关电源、主控制器电路模块、母线电压/电流传感器模块、相电流传感器模块、功率驱 动隔离模块、冷却系统驱动模块、正负极开关模块、预充电开关模块和功率变换模块。
[0016] 参见图1，所述主控制电路模块的其中四个输入端分别与S相开关磁阻电机中的 位置/转速传感器和绕组溫度传感器的输出端、整车控制器（HCU)的使能端、水冷却系统的 进出水口溫度传感器输出端相连，主控制电路模块的CAN通信接口与整车控制器的CAN通 信接口相连接，主控制电路模块的PWM信号输出端与功率驱动隔离模块的输入端相连接， 所述功率驱动隔离模块的过流信号端与主控制电路模块的普通I/O相连接，功率驱动隔离 模块的IGBT驱动信号端与功率变换模块相连接，所述功率变换模块的IGBT反馈信号端与 功率驱动隔离模块相连接，功率变换模块的=路不对称半桥输出接口与开关磁阻电机的= 路输入端相连接，功率变换模块输入端与预充电开关模块的高压输出端相连接，所述预充 电开关模块的控制输入端和反馈输出端分别与主控制电路模块的普通I/O相连