电动汽车轮边电机驱动控制系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103640495103640495A(43)申请公布日2014.03.19(21)申请号201310723931.X(22)申请日2013.12.25(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园(72)发明人高大威金振华胡艳东刘水心卢青春(51)Int.Cl.B60L15/20(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称电动汽车轮边电机驱动控制系统(57)摘要一种电动汽车轮边电机驱动控制系统，属于电动汽车驱动技术领域。该系统包括一个逆变器与两台永磁同步轮边电机。逆变器将电动汽车上的高压直流电源的直流电能转换为交流电能，永磁同步轮边电机将交流电能转换为整车需要的机械能；逆变器与永磁同步电机具有高压电气连接和信号连接；逆变器包括信号采集处理单元、DSP控制单元、驱动与逻辑互锁单元和主电路。本发明利用一个逆变器控制两台永磁同步轮边电机，并实现两台永磁同步轮边电机工作状态的互锁，保证了两台永磁同步轮边电机以及电动汽车整车的安全运行，具有很好的创新性。CN103640495ACN1036495ACN103640495A权利要求书1/1页1.一种电动汽车轮边电机驱动控制系统，其特征在于，由一个逆变器与两台永磁同步轮边电机组成。逆变器与每台永磁同步轮边电机通过三相交流电缆线以及转速温度信号线相连接。逆变器通过永磁同步轮边电机的转速温度以及输入相电流，采用矢量控制方式对永磁同步轮边电机进行控制。2.根据权利要求书1所述的电动汽车轮边电机驱动控制系统，其特征在于，逆变器包括信号采集处理单元、DSP控制单元、驱动与逻辑互锁单元和主电路四个部分；信号采集处理单元用于对整车控制信号、主电路输出相电流、永磁同步轮边电机转速温度等信号的采集和处理，并将处理后的信息传送到DSP控制单元和驱动与逻辑互锁单元；DSP控制单元由一片TMS320F28335芯片为核心，根据信号采集处理单元提供的信息，采用矢量控制方法得到十二路主电路IGBT的驱动信号；DSP控制单元输出的六路驱动信号在驱动与逻辑互锁单元得到放大和处理，并送到主电路驱动IGBT工作；驱动信号在驱动与逻辑互锁单元得到功率放大以及整形处理，同时根据信号采集处理单元的输出信号进行逻辑互锁；主电路由12个IGBT以及滤波电容构成，根据驱动信号把整车高压电源的直流电能逆变为两台永磁同步轮边电机需要的交流电能。3.根据权利要求书1所述的电动汽车轮边电机驱动控制系统，其特征在于，逆变器采用如下的逻辑互锁控制策略：当两台永磁同步轮边电机转速的差异大于设定阈值时，封锁12路IGBT驱动信号。所设定的阈值由当前车速方向盘转向角度决定；当两台永磁同步轮边电机的任何一相电流超过轮边电机最大工作相电流的120％时，同时封锁12路IGBT驱动信号；当任意一永磁同步轮边电机的工作温度达到或超过永磁同步轮边电机最大允许工作温度的80％但同时低于永磁同步轮边电机最大允许工作温度时，DSP控制永磁同步轮边电机的输出转矩为整车需求转矩的50％；当任意一永磁同步轮边电机的工作温度达到或超过永磁同步轮边电机最大允许工作温度时，封锁12路IGBT驱动信号。2CN103640495A说明书1/3页电动汽车轮边电机驱动控制系统技术领域[0001]一种电动汽车轮边电机驱动控制系统，属于电动汽车驱动技术领域。背景技术[0002]电动汽车因其节能与环保的优点，成为当前汽车技术和汽车工业可持续发展的研究重点。轮边电机驱动是一种比较先进的电动汽车驱动方式，它舍弃了传统的减速器、离合器、传动桥等机械传动部件，将电机直接或通过减速器间接安装在车轮上，在动力配置、传动结构、操控性能、能源利用等方面具有独特的技术优势，主要表现在：轮边电机直接驱动车轮，简化了传动机构，使传动效率得以提高；轮边电机的驱动力能够直接控制，操作方便灵活，可以通过合理控制车轮的驱动力实现电子差速，进而提高整车操纵稳定性；此外，轮边电机驱动系统属于多电机驱动系统，可以使整车在动力系统控制、制动能量回馈等方面得到进一步优化。[0003]轮边电机驱动系统布置比较灵活，可以作为轮边电机装配在电动汽车的两个前轮、或两个后轮、或四个车轮，相应的使电动汽车成为前轮驱动、后轮驱动或四轮驱动。一般的轮边电机驱动系统中，每个轮边电机都配有一个逆变器，每个逆变器根据整车功率需求和驾驶员驾驶意图控制一台轮边电机的工作。逆变器之间的协调工作通常由整车控制器根据整车和轮边电机的工作状态通过CAN总线发给逆变器相关的指令实现。例如，对于双轮边电机驱动的车辆，当车辆一侧轮边电机出现故障时，整车控制器首先通过CAN总线接收到的信息判断出该轮边电机出现的故障，