专利名称：电动汽车集成控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车用控制装置，具体涉及一种电动汽车用控制装置。
背景技术：
节约能源和降低汽车的污染已成为世界各国政府面临的严峻问题。因此，发展和 推广新能源电动汽车就成为十分紧迫的任务。电动汽车较传统汽车而言，增加的零部件主 要有动力电池及其电池管理系统、电机及其控制系统、DC/DC变换器、整车控制器等。在现有技术方案中，各个控制器相对独立，对每个部件进行单独控制，它们之间的 都是通过总线网络连接在一起。采取的这种分布式控制方式，各个控制单元之间一般都通 过CAN总线网络实时通信。这样的成本巨大，并且可靠性下降。现将其中的部分控制器集 成在一起，将分散的系统进行集中控制。这样的好处是最大限度的利用现有资源，对于新能 源汽车的降低成本和增强可靠性方面都有着重要的意义。在新能源汽车开发过程中，各个控制器都是分布式的，通过总线网络使它们相互 通信的控制方式。这种方式的最大的问题是每个网络节点都需要独立的控制器及其相应的 硬软件，不仅造成很大的浪费而且系统的可靠性变差。因此，最大限度地集成化，使较少的 控制器完成较多的功能，这是本实用新型的思想及目标。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电动汽车集成控制器，它可以将分布式 的控制方式集成起来，使系统更加紧凑化、有机化；节省了大量的资源，降低了大量的成本。为了解决以上技术问题，本实用新型提供了一种电动汽车集成控制器；包括集成 在一起的电机逆变器、直流变换器和整车控制器；电机逆变器、直流变换器和整车控制器使 用同一个微控制器；其中整车控制器输出发动机及其电机的扭矩需求；逆变器根据整车控 制器的控制需求控制电机的运转，并实时的反馈信息给整车控制器；直流变换器根据整车 控制器VCU的命令控制低压电池的充放电。本实用新型的有益效果在于将分布式的控制方式集成起来，使系统更加紧凑化、 有机化。节省了大量的资源，降低了大量的成本。分布式的控制方式需要三个独立的微控 制器及其相应的外设资源，这样毫不避免的造成资源的一定浪费。加上三者集成在一起后， 通过硬件软件上的资源复用，对于降低成本有很大的意义。系统更加可靠、更加简洁。将三 者有机集成化的系统省去了原来逆变器、直流变换器DCDC和整车控制器VCU之间的通信， 使系统更加可靠，更加简洁。节省空间，使整车的冷却系统更加简单。集成一体化的系统在 冷却方面变得非常简单，不再需要分散化冷却方式，对降低成本和可靠性方面都有很大的 优越性。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。[0009]
图1是现有新能源汽车动力总成拓补图；图2是本实用新型实施例所述电动汽车集成控制器示意图；图3是本实用新型实施例所述系统软件架构图。
具体实施方式
本实用新型通过将电机逆变器anverter)、直流变换器(DC/DC Converter)和整 车控制器(Vehicle Control Unit)三者集成在一起，通过一个电路板及其控制器芯片实现 三者的无缝集成，形成一个独立的控制单元。如附
图1所示，在传统的新能源汽车的可能相关动力总成的零部件及其控制 器主要有高压电池及其管理系统BMS、电机及其控制器逆变器、直流变换器(DC/DC Converter)、整车控制器VCU、发动机及其控制器EMS、以及外部充电器Charger等。其中 高压电池管理系统BMS主要实时检测电池的所有参数、控制高压电池的状态并为车辆提供 能量；电机控制器逆变器主要监测电机的运行状态参数以及驾驶员的扭矩需求，将高压电 池提供的直流电转化为三相交流电并控制电机运转达到驾驶员的扭矩需求；直流变换器 主要负责将高压电池的电充电给低压12V电池以供车载用电器的需求；发动机控制器EMS 是传统的发动机管理系统，主要负责控制内燃机的喷油和点火以及排放控制；外部充电器 Charger提供外部充电的方式，实时控制电池的充放电状态；整车控制器VCU是整车的控制 者和协调者，主要控制发动机控制器EMS、逆变器、直流变换器DCDC、高压电池管理系统BMS 及外部充电器Charger的运行状态。主要通过驾驶员信息和当前车辆运行状态，实时的控 制并协调电机和发动机的运转，满足车辆的动力性和经济性及其排放要求。如附图2所示，由于整车控制器VCU是整车的控制者和协调者，整车的扭矩需求及 其分配都由整车控制器VCU实现，主要输出是发动机及其电机的扭矩需求；逆变器根据整车控制器VCU的控制需求控制电机的运转，并实时的反馈信息给整 车控制器VCU ；直流变换器D⑶C根据整车控制器VCU的命令控制低压电池的充放电，功能比较简 单，需要的外设资源较少。考虑现在技术的革新，微控制器的功能非常强大，外设资源足够 多，现将整车控制器VCU、逆变器和直流变换器DCDC三者集成在一起，使用一个控制器，实 现三者的有机集成。本实用新型选用了 32位微处理器作为系统的控制芯片。该控制器的处理计算能 力非常强大，最大处理速度可达180MHz，并且有足够多的片上资源可供逆变器、直流变换器 DCDC和整车控制器VCU使用。原来三个控制器的输入量和输出量都由该微控制器的模拟 I/O、数字I/O、PWM I/O以及CAN通信接口的输入与输出。在软件设计中，采用分层设计的思想，将软件划分为两部分底层软件和应用层软 件。如附图3所示。底层软件主要负责硬件封装、硬件驱动、信号处理等任务；应用层软件 主要负责上层控制策略、服务、诊断等策略。整个软件使用嵌入式实时操作系统，基于任务 调度的方式，保证了系统的实时性与可靠性。它们之间相互联系，构成有机统一的整体。在应用层的控制策略中，主要有三大功能模块车辆功能模块、电机控制功能模块 和直流变换器DCDC控制功能模块。其中车辆功能模块是其控制者和协调者，和原整车控制 器VCU的功能类似，主要在宏观上控制系统的状态，对车辆进行有效的管理。它将驾驶员需求意图、整车当前运行状态等参数作为输入，计算并输出电机需求扭矩，并根据高压电池及 低压电池状态实时控制直流变换器DCDC。电机控制功能模块主要控制电机的运行。根据车 辆功能模块输出的电机扭矩需求以及电机当前的状态，实时的调节输出三相电流，使按照 需求电机工作。直流变换器DCDC控制功能模块根据车辆功能模块的需求以及电池的当前 状态，实时的调节低压12V电池的电压，使之工作在正常状态。本实用新型将逆变器、直流变换器DCDC和整车控制器VCU有机集成具有如下优占.
^ \\\ ·将分布式的控制方式集成起来，使系统更加紧凑化、有机化。节省了大量的资源， 降低了大量的成本。分布式的控制方式需要三个独立的微控制器及其相应的外设资源，这 样毫不避免的造成资源的一定浪费。加上三者集成在一起后，通过硬件软件上的资源复用， 对于降低成本有很大的意义。系统更加可靠、更加简洁。将三者有机集成化的系统省去了原来逆变器、直流变换 器DCDC和整车控制器VCU之间的通信，使系统更加可靠，更加简洁。节省空间，使整车的冷却系统更加简单。集成一体化的系统在冷却方面变得非常 简单，不再需要分散化冷却方式，对降低成本和可靠性方面都有很大的优越性。综上所属，采用有机集成化的系统，对于提高系统的可靠性和降低成本方面都有 着重大的现实意义。本实用新型并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式
的描述旨在于为 了描述和说明本实用新型涉及的技术方案。基于本实用新型启示的显而易见的变换或替代 也应当被认为落入本实用新型的保护范围。以上的具体实施方式
用来揭示本实用新型的最 佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本实用新型的多种实施方式以及多种 替代方式来达到本实用新型的目的。
权利要求1.一种电动汽车集成控制器；其特征在于，包括集成在一起的电机逆变器、直流变换 器和整车控制器；电机逆变器、直流变换器和整车控制器使用同一个微控制器；其中 整车控制器输出发动机及其电机的扭矩需求；逆变器根据整车控制器的控制需求控制电机的运转，并实时的反馈信息给整车控制器；直流变换器根据整车控制器的命令控制低压电池的充放电。
2.如权利要求1所述的电动汽车集成控制器，其特征在于，所述微控制器为32位微处理器。
3.如权利要求1所述的电动汽车集成控制器，其特征在于，所述微控制器包括模拟输 入输出接口。
4.如权利要求1所述的电动汽车集成控制器，其特征在于，所述微控制器包括数字输 入输出接口。
5.如权利要求1所述的电动汽车集成控制器，其特征在于，所述微控制器包括数字脉 宽调制接口。
6.如权利要求1所述的电动汽车集成控制器，其特征在于，所述微控制器包括CAN通信接口。
专利摘要本实用新型公开了一种电动汽车集成控制器；包括集成在一起的电机逆变器、直流变换器和整车控制器；电机逆变器、直流变换器和整车控制器使用同一个微控制器；其中整车控制器输出发动机及其电机的扭矩需求；逆变器根据整车控制器的控制需求控制电机的运转，并实时的反馈信息给整车控制器；直流变换器根据整车控制器的命令控制低压电池的充放电。它可以将分布式的控制方式集成起来，使系统更加紧凑化、有机化；节省大量的资源，降低了大量的成本。
文档编号B60L15/20GK201872630SQ20102059954
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者何仕品, 张东海, 陈江红 申请人:联合汽车电子有限公司