[发明专利]一种基于五合一电机控制器电源管理系统及控制方法

说明书

本发明提供一种基于五合一电机控制器电源管理系统，包括高压电池、低压电池、高压备份电源和五合一电机控制器，所述的五合一电机控制器包括EPS驱动模块、ACM驱动模块、主电机驱动模块、DCDC模块，以及用于EPS驱动、ACM驱动、主电机驱动的主驱控制板；低压电池和高压备份电源为主驱控制板提供电源，所述的主驱控制板上包括分别与低压电池、EPS驱动模块、ACM驱动模块和主电机驱动模块电连接的主控芯片；分别与高压备份电源、PWM信号使能连接的从控芯片；所述的主控芯片和从控芯片通信连接。本发明能够提高电机控制器稳定性和可靠性，当低压供电系统失效时及时关闭PWM输出，保证硬件电路。

技术领域

本发明涉及电源管理技术领域，具体涉及一种基于五合一电机控制器电源管理系统及控制方法。

背景技术

近年环保压力越来越大，世界各国对燃油车的限制越来越严。部分国家制定了燃油车禁售时间表，中国也在制定燃油车禁售时间表。同时中国已经制定了双积分制度，引导车企发展新能源汽车。汽车油改电是不可逆的发展趋势。随着新能源乘用车逐渐推广，市场对电机控制器的需求在持续增加。电机控制器是安全部件，需要导入功能安全设计流程和技术保证电子系统的安全功能在各种严酷条件下不失效，从而保证驾乘人员以及路人的安全。

五合一电机控制器是由主电机电机控制器、EPS转向电机控制器、ACM空气压缩机控制器、DC/DC、高压配等电器件构成，其主要功能就是将高压电池的高压直流电，转换为交流电，来驱动电机运行。随着五合一电机控制器设计复杂程度的提高，控制电路板供电的电路越来越多，导致电源低压系统的设计越来越复杂，所以就需要一个稳定地、安全地和高效地低压系统保证五合一电机控制器运行，保证汽车行驶过程中的舒适性和可靠性，必要时还要考虑到电源管理系统失效时的处理策略。

现有技术中，具有备份电源的低压供电系统由低压电池、高压备份电源、电机控制器主驱控制板MCU和二极管组成，如图1所示。

低压电池由两个12V蓄电池串联组成。MCU实时采集电池电压，再经过一介滤波处理通过计算公式得到电池电压值，根据采集的电压值按照不同范围分为欠压保护、低压工作、正常电压、过压工作、高压保护等五种状态。

高压备份电源经过二极管后传输到MCU上，并且MCU实时采集高压备份电源电压值。

其系统有如下特点：

a)正常情况下由低压电池作为低压供电系统。

b)车辆启动或者行驶时，附驱高压接触器闭合高压备份电源空载运行，当低压电池异常或者掉线时，切换到高压备份电源作为低压系统供电源，确保电池电压异常后电机控制器有充分的时间驱动车辆行驶到安全地带。

其系统的状态流程图如附图1所示，具有以下缺点：a) 如果低压电池掉电且高压备份电源同时失效时，控制器彻底掉电，可能引起由于MCU立即关闭PWM导致的IGBT损坏。

b)高压备份电源通过硬件电路控制，电源的启动和关闭无法进行编程控制。

c)如果备份电源停止工作而不考虑EPS电机状态和主驱转速实际情况，可能导致电机锁死无法行驶的问题。

发明内容

为解决上述问题，提供一种基于五合一电机控制器电源管理系统及控制方法。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种基于五合一电机控制器电源管理系统，包括高压电池、低压电池、高压备份电源和五合一电机控制器，所述的五合一电机控制器包括EPS驱动模块、ACM驱动模块、主电机驱动模块、DCDC模块，以及用于EPS驱动、ACM驱动、主电机驱动的主驱控制板；低压电池和高压备份电源为主驱控制板提供电源，所述的主驱控制板上包括分别与低压电池、EPS驱动模块、ACM驱动模块和主电机驱动模块电连接的主控芯片；分别与高压备份电源、PWM信号使能连接的从控芯片；所述的主控芯片和从控芯片通信连接。