[发明专利]一种混合动力电动车用开关磁阻电机控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合动力电动车用电机控制器，更具体地说涉及一种混合动力电动车用开关磁阻电机控制器及其控制方法，属于开关磁阻电机控制技术领域。

背景技术

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，这两种类型的电机分别存在以下不足：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，耗费宝贵的稀土资源，且开发稀土会破坏资源；同时由于永磁体在高温下容易退磁，永磁电机耐高温较差；即使不运行在高温环境中，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。

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，而且可以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，这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

本发明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及其控制方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：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三相开关磁阻电机中的位置/转速传感器和绕组温度传感器的输出端、整车控制器的使能端、水冷却系统的进出水口温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，功率变换模块的三路不对称半桥输出接口与开关磁阻电机的三路输入端相连接，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三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泵和电子风扇接口相连接。