[发明专利]一种车用电机控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于电动汽车中电机控制领域，具体涉及一种基于DSP的用于电动汽车的电机控制器电路。 

背景技术

传统的燃料能源正在一天天减少，环境污染问题也日益突出。针对环境污染问题，目前已有生产使用的电动汽车、电动公交车等，电动机作为电动车的关键部件，其控制性能对整个电机驱动系统有着举足轻重的影响。永磁同步电机以其体积小、损耗少、效率高的特点被广泛应用于电动汽车上。 

目前电动汽车最常用的电源是蓄电池，包括铅酸电池和锂电池。由于电动汽车中的电动机转速范围很宽，行驶过程中频繁的加、减速，造成蓄电池电压的变化范围也很大，而且电池的电压会随着电能的消耗而下降，在这样的条件下如果用蓄电池组直接驱动电动机运转，会造成电动机驱动性能的恶化。在蓄电池和驱动电路间使用双向DC-DC变换器，一方面，可以将蓄电池组的电压在一定的负载变动范围内稳定在一个相对较高的电压值，从而可以较明显地提高电动机的驱动性能。另一方面，又可以将电动机刹车制动时由机械能转换来的电能回馈给蓄电池组，对电池进行充电，这对电动汽车来说很有意义。 

目前已有双向DC-DC变换电路的控制方法被提出，但关于电路转向工作基本没有涉及，也有较为成熟的永磁同步电机的矢量控制方法，但由于早期的DSP芯片片内flash及PWM波通道等自身资源不足，他们多是分别控制，一些电源、通讯等可共用的电路分开在各自的周围，造成电路的重复，不利于芯片的有效利用，而且两者之间要通讯，不同的控制芯片时钟信号同步性也会有影响，在通讯及时钟的一致性方面有待改善。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于DSP的、用于电动汽车的一种电机控制器电路，它主要针对蓄电池端电压变化范围较大以及永磁同步电机矢量控制特征，实现控制的便利性，提高电动汽车的驱动性能。 

整车控制器通过通讯接口给双向DC-DC控制模块和电机控制模块发送模式、使能等指令信息。通过电压、电流、温度信号调理电路采样得到半桥模块输入、输出侧的电压、电流信号以及功率管的温度信号，这些信号值通过ADC口输送到DSP中，按照预定程序进行数据处 理并将处理完的数据信息发送给通讯接口及双向DC-DC控制，双向DC-DC控制模块根据接收到的信息进行PWM波占空比的调节，进而实现双向DC-DC的有效控制。与此同时，通过电压、电流、温度信号调理电路采样得到永磁同步电机的电流值、电机定子绕组温度、电机位置角θ和电机转速ω，通过CAN由通讯接口发送电机的信息给整车控制器，同时发送给永磁同步电机矢量控制，电机控制模块根据接收到的信息，实现对电机的矢量控制。 

具体技术方案如下： 

一种基于DSP的车用电机控制器，包括单颗DSP芯片，双向DC-DC控制模块，电机控制模块，以及电压、电流、温度信号调理电路，其中， 

双向DC-DC控制模块通讯连接至整车控制器，并可从其接收信号； 

电机控制模块通讯连接至整车控制器，并可从其接收信号； 

电压、电流、温度信号调理电路通讯连接至DSP芯片，用于对半桥模块的信号进行采样并将信号发送至DSP芯片，并进一步发送至双向DC-DC控制模块用于控制； 

电压、电流、温度信号调理电路连接至电机并可对其信息进行采样，并将采样得到的信息通过CAN由通讯接口发送给整车控制器； 

电压、电流、温度信号调理电路通讯连接至电机控制模块，并可将上述信号发送至电机控制模块。 

进一步地，双向DC-DC控制模块和电机控制模块通过通讯接口连接至整车控制器并可从其接收发送模式、使能等指令信息。 

进一步地，双向DC-DC控制模块包括双向DC-DC控制、脉宽调制PWM、模数转换ADC模块和数据处理模块；电机控制模块包括永磁同步电机矢量控制模块、空间电压矢量脉宽调制SVPWM、模数转换ADC模块和数据处理模块。 

进一步地，所述信号包括半桥模块输入、输出侧的电压、电流信号以及功率管的温度信号，所述信号通过ADC口输送到DSP芯片。 

进一步地，还包括通讯接口，其用于整车控制器，双向DC-DC控制模块，数据处理模块之间的通讯连接。 

进一步地，还包括数据处理模块，其通过ADC口通讯连接至电压、电流、温度信号调理电路并可从其接受信号，并通讯连接至通讯接口，用于将接收的信号进行数据处理并将处理完的数据信息发送给通讯接口及双向DC-DC控制模块。