[发明专利]基于DSP的电动汽车电机和超级电容控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种基于DSP的电动汽车电机和超级电容控制系统。

背景技术

目前，节能环保成为汽车行业发展的新趋势，尤其是电能驱动车辆的技术普遍得到应用。电能驱动车辆核心在于利用大功率磷酸铁锂电池储存电能、驱动电机。但是现有的技术存在如下问题：车辆运行启动时，电流大；当车辆制动时，通过变频控制器的控制，将制动能回馈为电能，此时回馈电流很大；电池循环次数相对较多，每次制动均给电池充电。而磷酸铁锂电池充放电电流均不宜过大，否则会导致电池寿命缩短，电池使用效率降低。超级电容可以在短时间内大电流充放电且可循环次数多，利用超级电容与大功率磷酸铁锂电池构成混合电能动力系统，可以发挥超级的均衡作用，降低电池的充放电电流，减少电池充电次数，既提高电池寿命，又提高电动汽车的动力性和续驶里程。

超级电容与大功率磷酸铁锂电池构成混合电能动力系统，使用电池控制开关101和超级电容控制开关102切换电池和电容，可使电池和超级电容分别通过变频控制器5(即电机驱动器)给交流电机供电，存在如下问题：电池和超级电容特性不同，电压不同，电池控制开关101和超级电容控制开关102不能同时导通，电池和超级电容无法同时给电机供电，超级电容的均衡作用不能充分发挥；开关101、开关102与电机别使用不同的控制器控制(电机控制器4和直流电源控制器3)，控制的时钟信号需要同步，控制精度不高；控制器之间需要相互通讯，占用大量通讯资源；整个控制器结构也较为复杂。

发明内容

为了解决现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种基于DSP的同时控制电动汽车电机和超级电容控制系统，以进一步发挥超级电容均衡作用，使电池电流更加平稳，提高电池寿命和制动能利用率；节省成本、简化结构和体积，提高控制精度；减小通讯负荷，节省整车控制器的资源。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于DSP的同时控制电动车电机和超级电容控制系统，包括大功率电池、超级电容、电机驱动器，其特征在于，还包括DSP控制电路和DC-DC变换器，所述DC-DC变换器连接在所述大功率电池和所述超级电容之间，所述电动汽车电机通过电机驱动器连接到所述大功率电池，所述DSP控制电路的输出用于控制所述DC-DC变换器和所述电机驱动器。

作为优选，所述DSP控制电路具体包括：

DSP，所述DSP包括模拟量输入端、增量码输入端、第一PWM输出端和第二PWM输出端；

第一输入缓冲电路，其输入端接入所述电动汽车电机的编码信号，输出端连接所述增量码输入端；

第一输出缓冲电路，其输入端连接所述第一PWM输出端，输出端连接所述电机驱动器；

第二输出缓冲电路，其输入端连接所述第二PWM输出端，输出端连接所述DC-DC变换器；

所述模拟量输入端接入所述电机驱动器、所述DC-DC变换器、所述大功率电池和所述超级电容的反馈信号。

作为优选，所述DSP控制电路还包括：

第一AD运放与比较电路，其输入端接入所述电动汽车电机的三相电流信号、所述电机驱动器的温度信号，输出端连接所述模拟量输入端；

第二AD运放与比较电路，其输入端接入所述超级电容的电压信号和电流信号，输出端连接所述模拟量输入端；

第三AD运放与比较电路，其输入端接入所述大功率电池的电压信号和电流信号，输出端连接所述模拟量输入端。

作为优选，所述第一输出缓冲电路和第二输出缓冲电路均具有使能端，所述第一AD运放与比较电路、第二AD运放与比较电路和第三AD运放与比较电路均具有控制信号输出端；所述第一AD运放与比较电路的控制信号输出端连接所述第一输出缓冲电路的使能端，用于当所述电动汽车电机的三相电流信号和/或所述电机驱动器的温度信号异常时封锁所述第一输出缓冲电路的输出；所述第二AD运放与比较电路的控制信号输出端连接所述第二输出缓冲电路的使能端，用于当所述超级电容的电压信号和/或电流信号异常时封锁所述第二输出缓冲电路的输出；所述第三AD运放与比较电路的控制信号输出端与所述第一输出缓冲电路的使能端和所述第二输出缓冲电路的使能端均连接，用于当所述大功率电池的电压信号或电流信号异常时同时封锁所述第一输出缓冲电路的输出和所述第二输出缓冲电路的输出。

作为优选，所述大功率电池的标准电压为高于电容标准高电压，所述超级电容的标准低电压为100V，所述超级电容的标准高电压为440V。

作为优选，所述DSP还用于：

当汽车静止且所述超级电容电压小于标准高电压时，控制所述DC-DC变换器以恒定电流对所述超级电容进行充电；