[发明专利]电机控制系统和车辆

说明书

本申请涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种电机控制系统和车辆。该电机控制系统包括：功率模块，用于与电机连接以驱动所述电机；以及分别用于驱动所述功率模块的上、下桥臂的上桥臂驱动芯片和下桥臂驱动芯片，其中，在所述上桥臂驱动芯片和所述下桥臂驱动芯片内各自集成有驱动电源模块，所述驱动电源模块用于将来自车载电源模块的输入电压转换为用于驱动所述功率模块的输出电压。

技术领域

本申请涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种电机控制系统和车辆。

背景技术

电池、电机、电控是新能源电动车的三大核心部件，三者最主要的功能是将储存在电池中的直流电通过逆变的方式转换成交流电，从而驱动电机旋转运动，为车辆提供驱动力。作为重要的功率转换器件，功率模块(例如，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或碳化硅(SiC)模块)的正常工作离不开驱动电源和驱动芯片，其在电机控制器中大多体现为非常复杂的硬件模块电路，尤其是驱动电源，在常规设计中普遍采用由铜线、磁芯以及骨架组成的变压器，这不仅增加了印刷电路板(PCB)的面积，同时也引入了许多风险，例如，由于变压器重量大而在振动中容易失效、由于铜线的绕制而引入的清洁度问题等等。上述问题不仅是电机控制器设计领域的难点，还为电驱动产品的失效埋下了安全隐患。

此外，目前市面上所存在的驱动芯片普遍存在功能集成度低、设计复杂且成本高的问题。

发明内容

为了解决或至少缓解以上问题中的一个或多个，提供了以下技术方案。本申请的实施例提供了一种电机控制系统和车辆，其简化了电机控制系统的硬件架构和元器件数量，在提高了产品功率密度和可靠性的同时，大大降低系统的硬件成本和复杂度。

根据本申请的第一方面，提供一种电机控制系统，包括：功率模块，用于与电机连接以驱动所述电机；以及分别用于驱动所述功率模块的上、下桥臂的上桥臂驱动芯片和下桥臂驱动芯片，其中，在所述上桥臂驱动芯片和所述下桥臂驱动芯片内各自集成有驱动电源模块，所述驱动电源模块用于将来自车载电源模块的输入电压转换为用于驱动所述功率模块的输出电压。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，所述上桥臂驱动芯片、下桥臂驱动芯片分别由第一车载电源模块、第二车载电源模块供电，并且，所述第一车载电源模块为车载DC-DC电源并且所述第二车载电源模块为车载低压电池；或所述第一车载电源模块为所述车载低压电池并且所述第二车载电源模块为所述车载DC-DC电源。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，所述驱动电源模块采用全桥电源拓扑结构，并且所述第二车载电源模块连接至Boost升压变换器并经由所述Boost升压变换器向所述下桥臂驱动芯片供电。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，所述驱动电源模块采用反激式电源拓扑结构，并且所述第二车载电源模块直接连接至所述下桥臂驱动芯片并向其供电。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，所述第一车载电源模块和所述第二车载电源模块之间串联有诊断模块，并且，当所述第一车载电源模块开路时，所述第二车载电源模块经由所述诊断模块向所述上桥臂驱动芯片供电；当所述第二车载电源模块开路时，所述第一车载电源模块经由所述诊断模块向所述下桥臂驱动芯片供电。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，所述诊断模块具有电流检测和过流关断功能，并且，所述诊断模块被配置成：当检测到来自所述第一车载电源模块的输入电流大于或等于第一阈值时，断开所述诊断模块与所述第一车载电源模块之间的连接；当检测到来自所述第二车载电源模块的输入电流大于或等于第二阈值时，断开所述诊断模块与所述第二车载电源模块之间的连接。