新能源汽车电机驱动控制系统转让专利

申请号 : CN202010272178.7

文献号 : CN111277177A

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 付叔辉刘燕琴

申请人 : 深圳市景方盈科技有限公司

摘要 :

本发明提出了一种电机控制系统及电动汽车;该电机驱动控制系统,包括电机控制单元和电机驱动模块,所述电机驱动模块连接于所述电机控制单元,其中所述电机驱动模块包括芯片MC34GD3000,电机驱动控制系统的精度得到提升,保证电动汽车行车的平稳性和安全性。

权利要求 :

1.一种电机驱动控制系统,其特征在于,包括电机控制单元和电机驱动模块,所述电机驱动模块连接于所述电机控制单元,其中所述电机驱动模块包括芯片MC33GD3000。

2.根据权利要求1所述的电机驱动控制系统,其特征在于,所述电机控制单元包括芯片MPC5646,所述电机驱动模块还包括第一抗干扰电路,所述第一抗干扰电路包括17个电阻,其中电阻(R131、R134、R133、R135、R130、R132、R136、R138、R137、R99、R101、R96、R102、R95、R97、R98、R100)分别连接至所述芯片MPC5646的PA(10)端口-PH(3)端口和所述芯片MC33GD3000的PC-LS端口-PHASEA端口。

3.根据权利要求1或2所述的电机驱动控制系统,其特征在于,所述电机驱动模块还包括3路信号执行电路,所述3路信号执行电路包括:6个MOS管,6个二极管,3个电容,12个电阻,其中:

电阻(R109)的两端分别连接MOS管(Q7)的G极和S极后与并联的电阻(R103)和二极管(D13)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的PA-HS-G端口,所述MOS管(Q7)的D极连接至所述芯片MC33GD3000的VSUP端口,电阻(R108)的两端分别连接MOS管(Q8)的G极和S极后与并联的电阻(R104)和二极管(D14)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的PA-LS-G端口,所述MOS管(Q8)的D极连接至所述MOS管(Q7)的S极;

电阻(R111)的两端分别连接MOS管(Q9)的G极和S极后与并联的电阻(R106)和二极管(D16)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的PB-HS-G端口,MOS管(Q9)的D极连接至所述芯片MC33GD3000的VSUP端口,电阻(R110)的两端分别连接MOS管(Q10)的G极和S极后与并联的电阻(R105)和二极管(D15)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的PB-LS-G端口,MOS管(Q10)的D极连接至所述MOS管(Q9)的S极;

电阻(R112)的两端分别连接MOS管(Q11)的G极和S极后与并联的电阻(R107)和二极管(D17)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的PC-HS-G端口,MOS管(Q11)的D极连接至所述芯片MC33GD3000的VSUP端口,电阻(R147)的两端分别连接MOS管(Q12)的G极和S极后与并联的电阻(R141)和二极管(D18)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的PC-LS-G端口,MOS管(Q12)的D极连接至所述MOS管(Q11)的S极。

4.根据权利要求3所述的电机驱动控制系统,其特征在于,所述电机驱动模块还包括信号检测电路,所述信号检测电路包括:10个电阻,其中电阻(R140)、电阻(R143)和电阻(R142)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-OUT端口后其另一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-N端口,电阻(R144)、电阻(R146)和电阻(R145)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-OUT端口后其另一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-N端口,电阻(R148)、电阻(R150)和电阻(R149)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-OUT端口后其另一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-N端口,电阻(R139)的一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-N端口后其另一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-P端口。

5.根据权利要求1所述的电机驱动控制系统,其特征在于,还包括电压隔离收发器,所述电压隔离收发器包括芯片TJA1052I和抗干扰电路,所述抗干扰电路包括:5个电容,2个电阻,2个通信端口,其中:并联电容(C40)和电容(C127)的一端接地后其另一端分别连接所述芯片TJA1052I的VDD1和VDD2端口,所述芯片TJA1052I的TXD端口连接至所述芯片MC33GD3000的PC(4)端口,所述芯片TJA1052I的RXD端口连接至所述芯片MC33GD3000的PC(3)端口,电容(C44)接地后其另一端连接至所述芯片TJA1052I的TXD端口连接至所述芯片MC33GD3000的PC(4)端口之间,电容(C43)接地后其另一端连接至所述芯片TJA1052I的RXD端口连接至所述芯片MC33GD3000的PC(3)端口,串联的电阻(R155)和电阻(R156)与串联的通信端口(J6)和通信端口(J8)并联后分别连接至所述芯片TJA1052I的CANH端口和CANL端口,所述电阻(R155)和所述电阻(R156)之间接地。

6.根据权利要求5所述的电机驱动控制系统,其特征在于,还包括交互单元,所述交互单元包括:

第二抗干扰模块,所述第二抗干扰模块包括1个芯片AT24C512,2个电容,2个二极管,电容(C47)和二极管(D10)并联后的一端连接至所述芯片AT24C512的A1端口,电容(C48)和二极管(D11)并联后的一端连接至所述芯片AT24C512的AO端口,所述电容(C47)的另一端和所述电容(C48)的另一端接地;以及,通信模块,所述通信模块包括1个芯片IS25LQ040B,1个物理接口,6个电阻,7个电容,其中,电阻(R24)和电容(C45)并联后的一端连接至芯片IS25LQ040B的SCK端口,电阻(R26)和电容(C46)并联后的一端连接至芯片IS25LQ040B的CE#1端口,电容(C49)的一端连接至芯片IS25LQ040B的VCC端口后接地,电阻(R23)和电容(C53)并联后的一端连接至物理接口(R152)的HOLD端口,电阻(R25)和电容(C52)并联后的一端连接至物理接口(R152)的WP#端口,电阻(R27)和电容(C51)并联后的一端连接至物理接口(R152)的S0端口,电阻(R28)和电容(C50)并联后的一端连接至物理接口(R152)的SI端口。

7.根据权利要求5或6所述的电机驱动控制系统,其特征在于,所述电机控制单元还包括温度检测模块,所述温度检测模块包括1个温度电阻,温度电阻(RT)的一端接地后其另一端连接至所述芯片MPC5646的GP1OB0端口。

8.根据权利要求1所述的电机驱动控制系统,其特征在于,还包括配置模块,所述配置模块包括状态传输模块和信号诊断模块,其中:

所述状态传输模块连接至所述芯片MPC5646,所述状态传输模块包括1个芯片

MAX14946,1个信号隔离传输变压器,2个二极管,1个通信接口,3个电容,4个电阻,其中,电阻(R90、R91、R92、R93)分别连接至芯片MAX14946(U6)的RXD端口、RE端口、DE端口和TXD端口,通信接口(J10)的1至3引脚分别连接至所述芯片MAX14946(U6)的GNDA端口、A端口和B端口,电容(C101)的一端接地后其另一端分别连接至所述芯片MAX14946(U6)的VDDA端口和VDD端口,信号隔离传输变压器(T2)的初级线圈端中的第1引线和第3引线分别连接至所述芯片MAX14946(U6)的TD2端口和TD1端口,电容(C100)的一端连接至所述信号隔离传输变压器(T2)的初级线圈中的第2引脚后接地,所述信号隔离传输变压器(T2)的次级线圈中的第

16引脚和第4引脚分别串联二极管(D16、D13)后与电容(C102)串联后接地。

9.根据权利要求8所述的电机驱动控制系统,其特征在于,所述信号诊断模块,所述信号诊断模块连接至所述芯片MPC5646,所述信号诊断模块包括一个芯片DS28C36,1个通信接口,1个电容,2个电阻,其中,通信接口(J2)分别连接至芯片DS28C36的PIOB端口和PIOA端口,电阻(R129)和电阻(R94)串联后连接至所述芯片DS28C36的SCL端口,电容(C110)的一端分别连接至所述芯片DS28C36的VCC端口,以及所述电阻(R129)和电阻(R94)之间后接地。

10.一种电动汽车,其特征在于,包括根据权利要求1至9中任一项所述的电机驱动控制系统。

说明书 :

新能源汽车电机驱动控制系统

技术领域

[0001] 本申请涉及电动汽车技术领域,尤其涉及一种电机驱动控制系统及电动汽车。

背景技术

[0002] 永磁同步电机既具有交流电机的无刷结构、运行可靠等优点,又具有直流电动机较好的调速性能,是当前电动汽车电机研发与应用的热点。电机驱动控制系统是电动汽车的核心部件之一,是电动汽车行驶中的主要结构部件,其驱动性能决定了电动汽车行驶的主要性能指标。
[0003] 存在的问题是,目前电动汽车的电机驱动系统的控制精度较低,导致电动汽车行驶过程中的平稳性和安全性较低。因此,需要一种电机控制系统及电动汽车,以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

[0004] 本申请提供一种电机控制系统及电动汽车,电机的控制精度得到提升,保证电动汽车行车的平稳性和安全性。
[0005] 本申请采用的技术方案是:一种电机驱动控制系统,包括电机控制单元和电机驱动模块,所述电机驱动模块连接于所述电机控制单元,其中所述电机驱动模块包括芯片MC33GD3000。
[0006] 优选地,所述电机控制单元包括芯片MPC5646,所述电机驱动模块还包括第一抗干扰电路,所述第一抗干扰电路包括17个电阻,其中电阻(R131、R134、R133、R135、R130、R132、R136、R138、R137、R99、R101、R96、R102、R95、R97、R98、R100)分别连接至所述芯片MPC5646的PA(10)端口-PH(3)端口和所述芯片MC33GD3000的PC-LS端口-PHASEA端口。
[0007] 优选地,所述电机驱动模块还包括3路信号执行电路,所述3路信号执行电路包括:6个MOS管,6个二极管,3个电容,12个电阻,其中:
电阻(R109)的两端分别连接MOS管(Q7)的G极和S极后与并联的电阻(R103)和二极管(D13)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的PA-HS-G端口,所述MOS管(Q7)的D极连接至所述芯片MC33GD3000的VSUP端口,电阻(R108)的两端分别连接MOS管(Q8)的G极和S极后与并联的电阻(R104)和二极管(D14)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的PA-LS-G端口,所述MOS管(Q8)的D极连接至所述MOS管(Q7)的S极;
电阻(R111)的两端分别连接MOS管(Q9)的G极和S极后与并联的电阻(R106)和二极管(D16)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的PB-HS-G端口,MOS管(Q9)的D极连接至所述芯片MC33GD3000的VSUP端口,电阻(R110)的两端分别连接MOS管(Q10)的G极和S极后与并联的电阻(R105)和二极管(D15)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的PB-LS-G端口,MOS管(Q10)的D极连接至所述MOS管(Q9)的S极;
电阻(R112)的两端分别连接MOS管(Q11)的G极和S极后与并联的电阻(R107)和二极管(D17)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的PC-HS-G端口,MOS管(Q11)的D极连接至所述芯片MC33GD3000的VSUP端口,电阻(R147)的两端分别连接MOS管(Q12)的G极和S极后与并联的电阻(R141)和二极管(D18)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的PC-LS-G端口,MOS管(Q12)的D极连接至所述MOS管(Q11)的S极。
[0008] 优选地,所述电机驱动模块还包括信号检测电路,所述信号检测电路包括:10个电阻,其中电阻(R140)、电阻(R143)和电阻(R142)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-OUT端口后其另一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-N端口,电阻(R144)、电阻(R146)和电阻(R145)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-OUT端口后其另一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-N端口,电阻(R148)、电阻(R150)和电阻(R149)串联后的一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-OUT端口后其另一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-N端口,电阻(R139)的一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-N端口后其另一端连接至所述芯片MC33GD3000的AMP-P端口。
[0009] 优选地,还包括电压隔离收发器,所述电压隔离收发器包括芯片TJA1052I和抗干扰电路,所述抗干扰电路包括:5个电容,2个电阻,2个通信端口,其中:并联电容(C40)和电容(C127)的一端接地后其另一端分别连接所述芯片TJA1052I的VDD1和VDD2端口,所述芯片TJA1052I的TXD端口连接至所述芯片MC33GD3000的PC(4)端口,所述芯片TJA1052I的RXD端口连接至所述芯片MC33GD3000的PC(3)端口,电容(C44)接地后其另一端连接至所述芯片TJA1052I的TXD端口连接至所述芯片MC33GD3000的PC(4)端口之间,电容(C43)接地后其另一端连接至所述芯片TJA1052I的RXD端口连接至所述芯片MC33GD3000的PC(3)端口,串联的电阻(R155)和电阻(R156)与串联的通信端口(J6)和通信端口(J8)并联后分别连接至所述芯片TJA1052I的CANH端口和CANL端口,所述电阻(R155)和所述电阻(R156)之间接地。
[0010] 优选地,还包括交互单元,所述交互单元包括:第二抗干扰模块,所述第二抗干扰模块包括1个芯片AT24C512,2个电容,2个二极管,电容(C47)和二极管(D10)并联后的一端连接至所述芯片AT24C512的A1端口,电容(C48)和二极管(D11)并联后的一端连接至所述芯片AT24C512的AO端口,所述电容(C47)的另一端和所述电容(C48)的另一端接地;以及,
通信模块,所述通信模块包括1个芯片IS25LQ040B,1个物理接口,6个电阻,7个电容,其中,电阻(R24)和电容(C45)并联后的一端连接至芯片IS25LQ040B的SCK端口,电阻(R26)和电容(C46)并联后的一端连接至芯片IS25LQ040B的CE#1端口,电容(C49)的一端连接至芯片IS25LQ040B的VCC端口后接地,电阻(R23)和电容(C53)并联后的一端连接至物理接口(R152)的HOLD端口,电阻(R25)和电容(C52)并联后的一端连接至物理接口(R152)的WP#端口,电阻(R27)和电容(C51)并联后的一端连接至物理接口(R152)的S0端口,电阻(R28)和电容(C50)并联后的一端连接至物理接口(R152)的SI端口。
[0011] 优选地,所述电机控制单元还包括温度检测模块,所述温度检测模块包括1个温度电阻,温度电阻(RT)的一端接地后其另一端连接至所述芯片MPC5646的GP1OB0端口。
[0012] 优选地,还包括配置模块,所述配置模块包括状态传输模块和信号诊断模块,其中:所述状态传输模块连接至所述芯片MPC5646,所述状态传输模块包括1个芯片
MAX14946,1个信号隔离传输变压器,2个二极管,1个通信接口,3个电容,4个电阻,其中,电阻(R90、R91、R92、R93)分别连接至芯片MAX14946(U6)的RXD端口、RE端口、DE端口和TXD端口,通信接口(J10)的1至3引脚分别连接至所述芯片MAX14946(U6)的GNDA端口、A端口和B端口,电容(C101)的一端接地后其另一端分别连接至所述芯片MAX14946(U6)的VDDA端口和VDD端口,信号隔离传输变压器(T2)的初级线圈端中的第1引线和第3引线分别连接至所述芯片MAX14946(U6)的TD2端口和TD1端口,电容(C100)的一端连接至所述信号隔离传输变压器(T2)的初级线圈中的第2引脚后接地,所述信号隔离传输变压器(T2)的次级线圈中的第
16引脚和第4引脚分别串联二极管(D16、D13)后与电容(C102)串联后接地。
[0013] 优选地,所述信号诊断模块,所述信号诊断模块连接至所述芯片MPC5646,所述信号诊断模块包括一个芯片DS28C36,1个通信接口,1个电容,2个电阻,其中,通信接口(J2)分别连接至芯片DS28C36的PIOB端口和PIOA端口,电阻(R129)和电阻(R94)串联后连接至所述芯片DS28C36的SCL端口,电容(C110)的一端分别连接至所述芯片DS28C36的VCC端口,以及所述电阻(R129)和电阻(R94)之间后接地。
[0014] 本申请还提供了一种电动汽车,包括根据上文所述的电机驱动控制系统。
[0015] 采用上述技术方案,本申请至少具有如下技术效果:本申请提供的电机控制系统中电机驱动模块包括芯片MC33GD3000,可以提升电机的控制精度,保证电动汽车行车的平稳性和安全性。

附图说明

[0016] 图1 为本申请第一实施例的用于智能设备所处场景的监控方法的流程图;图2 为本申请第二实施例的用于智能设备所处场景的监控方法的流程图。
[0017] 10-电机驱动控制系统;100-电机控制单元;110-电机驱动模块;120-配置模块;130-电压隔离收发器;140-交互单元。

具体实施方式

[0018] 为更进一步阐述本申请为达成预定目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对本申请进行详细说明如后。
[0019] 本申请提供的电机控制系统,可以提升电机的控制精度,保证电动汽车行车的平稳性和安全性。下面将详细地描述本申请的电机控制系统及其各个部分。
[0020] 实施例一如图1所示,本实施例提供的电机驱动控制系统10,包括电机控制单元100和电机驱动模块110,电机驱动模块110连接于电机控制单元100,其中电机驱动模块110包括芯片MC33GD3000。
[0021] 电机控制单元100发送驱动信号至电机驱动模块110,以使电机驱动模块110控制电机的运行状态。
[0022] 芯片MC33GD3000包含三个高侧场效应管的预驱动器和三个低侧场效应管的预驱动,三个外部自举电容器可以提高栅极电荷侧场效应管的转换效率。芯片MC33GD3000通过六个直接输入控制信号与电机控制单元100接口,用于电机控制单元100和电机驱动模块110之间的设备设置、异步复位、启用和中断信号。芯片MC33GD3000的工作电压在8.0V至40V范围内可设定,还可以扩展的电压范围为6.0至60V;大于1.0A的栅极驱动能力,具有保护功能,防止外来FET CGD和CGS的反向电荷注入;芯片MC33GD3000包括一个电荷泵,能以低电池电压支持FET的全面驱动;通过SPI端口可设置死区时间,通过安全的SPI指令实现同步输出的功能;另外工作温度可达到-40摄氏度至+125摄氏度。
[0023] 实施例二如图2所示,在实施例一的基础上,本实施例提供的电机驱动控制系统中,电机控制单元100包括芯片MPC5646,电机驱动模块110还包括第一抗干扰电路,第一抗干扰电路包括17个电阻,其中电阻R131、R134、R133、R135、R130、R132、R136、R138、R137、R99、R101、R96、R102、R95、R97、R98、R100分别连接至芯片MPC5646的PA10端口-PH3端口和芯片MC33GD3000的PC-LS端口-PHASEA端口。
[0024] 芯片MPC5646可以实现e200z4d双向传输,是32位核心电源架构兼容的CPU,CPU的频率高达80MHz,传输速度高达120MHz,可变长度编码(VLE);支持Nexus3、最多达3MB的片上闪存,闪存页设置缓冲区,利于提高访问时间;高达256KB的芯片MPC5646有SRAM为64KB的数据闪存,可以支持EEPROM仿真;多达16个信号量跨越所有从端口,驾驶员可选择MBIST的低功耗模式下支持:停止、ALT、STBY16区域的内存保护单元;多总线控制器并行访问外围设备、闪存和SRAM的交叉开关结构;具有DMAMUX的32通道eDMA控制器;定时器支持的输入/输出通道,提供16位输入捕获、输出比较,以及PWM功能(eMIOS);2个模拟到数字转换器(ADC):一个10位和一个12位;最多8个串行接口(DSPI),最多10个串行通信接口(LINFlex),具有32位计数器分辨率的MERS(PIT)。
[0025] 电阻R131、R134、R133、R135、R130、R132、R136、R138、R137、R99、R101、R96、R102、R95、R97、R98、R100实现电机控制单元和电机驱动模块之间通信传输抗干扰。
[0026] 本实施例的电机驱动控制系统中,电机驱动模块110还包括3路信号执行电路,3路信号执行电路包括:6个MOS管,6个二极管,3个电容,12个电阻,其中:电阻R109的两端分别连接MOS管Q7的G极和S极后与并联的电阻R103和二极管D13串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的PA-HS-G端口,MOS管Q7的D极连接至芯片MC33GD3000的VSUP端口,电阻R108的两端分别连接MOS管Q8的G极和S极后与并联的电阻R104和二极管D14串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的PA-LS-G端口,MOS管Q8的D极连接至MOS管Q7的S极;
电阻R111的两端分别连接MOS管Q9的G极和S极后与并联的电阻R106和二极管D16串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的PB-HS-G端口,MOS管Q9的D极连接至芯片MC33GD3000的VSUP端口,电阻R110的两端分别连接MOS管Q10的G极和S极后与并联的电阻R105和二极管D15串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的PB-LS-G端口,MOS管Q10的D极连接至MOS管Q9的S极;
电阻R112的两端分别连接MOS管Q11的G极和S极后与并联的电阻R107和二极管D17串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的PC-HS-G端口,MOS管Q11的D极连接至芯片MC33GD3000的VSUP端口,电阻R147的两端分别连接MOS管Q12的G极和S极后与并联的电阻R141和二极管D18串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的PC-LS-G端口,MOS管Q12的D极连接至MOS管Q11的S极。
[0027] 上述信号执行电路将电机驱动模块110控制电机运行的驱动信号发送至电机,3路信号执行电路连接电机的三相电路。其中电容C105、C106、C107是驱动MOS管的驱动电容,电阻R103、电阻R106、电阻107、电阻R104、电阻R105、电阻R141是驱动MOS管的限流电阻,电阻R109、电阻R111、电阻R112、电阻R108、电阻R110、电阻R147用于保护MOS管。
[0028] 芯片MC33GD3000发送启动信号至电机,MOS管Q7、Q9导通,电池供电,电机启动。
[0029] 本实施例的电机驱动控制系统中,电机驱动模块还包括信号检测电路,信号检测电路包括:10个电阻,其中电阻R140、电阻R143和电阻R142串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-OUT端口后其另一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-N端口,电阻R144、电阻R146和电阻R145串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-OUT端口后其另一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-N端口,电阻R148、电阻R150和电阻R149串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-OUT端口后其另一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-N端口,电阻R139的一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-N端口后其另一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-P端口。
[0030] 电阻R140、电阻R142、电阻R145、电阻R149、电阻R139和电阻R144用于检测电机反馈信号,电阻R143、电阻R146、电阻R150是用于检测电机电流的电阻。二极管D16、D15、D17、D13、D14、D18加快MOS管导通。
[0031] 实施例三如图2所示,在上述实施例的基础上,本实施例的电机驱动控制系统还包括电压隔离收发器130,电压隔离收发器130包括芯片TJA1052I和抗干扰电路,抗干扰电路包括:4个电容,
2个电阻,2个通信端口,其中:并联电容C40和电容C127的一端接地后其另一端分别连接芯片TJA1052I的VDD1和VDD2端口,芯片TJA1052I的TXD端口连接至芯片MC33GD3000的PC4端口,芯片TJA1052I的RXD端口连接至芯片MC33GD3000的PC3端口,电容C44接地后其另一端连接至芯片TJA1052I的TXD端口连接至芯片MC33GD3000的PC4端口之间,电容C43接地后其另一端连接至芯片TJA1052I的RXD端口连接至芯片MC33GD3000的PC3端口,串联的电阻R155和电阻R156与串联的通信端口J6和通信端口J8并联后分别连接至芯片TJA1052I的CANH端口和CANL端口,电阻R155和电阻R156之间接地。
[0032] TJA1052I是一种高速CAN收发器,为CAN总线传输提供差动发射和接收能力的协议控制器。该电压隔离收发器将电压隔离和收发器集成为一个电路,结构紧凑,并且电路中较少的元件提高电路模块的可靠性。
[0033] 实施例四如图2所示,在上述实施例的基础上,本实施例提供的电机驱动控制系统还包括交互单元,该交互单元包括第二抗干扰模块和通信模块,其中:
第二抗干扰模块包括1个芯片AT24C512,2个电容,2个二极管,电容C47和二极管D10并联后的一端连接至芯片AT24C512的A1端口,电容C48和二极管D11并联后的一端连接至芯片AT24C512的AO端口,电容C47的另一端和电容C48的另一端接地;以及,
通信模块包括1个芯片IS25LQ040B,1个物理接口,6个电阻,7个电容,其中,电阻R24和电容C45并联后的一端连接至芯片IS25LQ040B的SCK端口,电阻R26和电容C46并联后的一端连接至芯片IS25LQ040B的CE#1端口,电容C49的一端连接至芯片IS25LQ040B的VCC端口后接地,电阻R23和电容C53并联后的一端连接至物理接口R152的HOLD端口,电阻R25和电容C52并联后的一端连接至物理接口R152的WP#端口,电阻R27和电容C51并联后的一端连接至物理接口R152的S0端口,电阻R28和电容C50并联后的一端连接至物理接口R152的SI端口。
[0034] 二极管D10、D11用于电机控制模块和芯片AT24C512存储芯片之间信号收发抗干扰的作用,电容C47、C48用于滤波的作用,电阻R24、R26实现芯片AT24C512与芯片IS25LQ040BFLASH芯片之间信号收发抗干扰的作用,电容C45、C46、C49用于滤波的作用,电容C50、C51、C52、C53用于滤波的作用,电阻R23、R25、R27、R28用于把芯片IS25LQ040B的内容传输至LCD显示屏的物理接口R152,以便把电机的相关有息如工作电压、工作电流、实时温度、工作转速等显示给驾驶员。
[0035] 实施例五如图2所示,在上述实施例的基础上,本实施例提供的电机驱动控制系统中,电机控制单元100还包括温度检测模块,温度检测模块包括1个温度电阻,温度电阻RT的一端接地后其另一端连接至芯片MPC5646的GP1OB0端口。
[0036] 该温度检测模块用于检测电机的工作温度,并且将电机的工作温度通过电机控制单元100发送至显示单元供驾驶员查看。
[0037] 实施例六如图2所示,在上述实施例的基础上,本实施例提供的电机驱动控制系统还包括配置模块120,配置模块120包括状态传输模块和信号诊断模块,
其中:状态传输模块连接至芯片MPC5646,状态传输模块包括1个芯片MAX14946,1个信号隔离传输变压器,2个二极管,1个通信接口,3个电容,4个电阻,其中,电阻R90、R91、R92、R93分别连接至芯片MAX14946U6的RXD端口、RE端口、DE端口和TXD端口,通信接口J10的1至3引脚分别连接至芯片MAX14946U6的GNDA端口、A端口和B端口,电容C101的一端接地后其另一端分别连接至芯片MAX14946U6的VDDA端口和VDD端口,信号隔离传输变压器T2的初级线圈端中的第1引线和第3引线分别连接至芯片MAX14946U6的TD2端口和TD1端口,电容C100的一端连接至信号隔离传输变压器T2的初级线圈中的第2引脚后接地,信号隔离传输变压器T2的次级线圈中的第16引脚和第4引脚分别串联二极管D16、D13后与电容C102串联后接地。
[0038] MAX14946具有2.75KV均方压的有效值,隔离传输速度500kbps,半双工RS-485/RS-422,带30kV静电放电作用,T2是信号隔离传输变压器,R90、R91、R92、R93用于滤谐波抗干扰。状态采集模块的主要功能是把电机的工作状态如工作电压、工作电流等信息传输给显示单元,以供驾驶员了解电机的工作状态。
[0039] 信号诊断模块连接至芯片MPC5646,信号诊断模块包括一个芯片DS28C36,1个通信接口,1个电容,2个电阻,其中,通信接口J2分别连接至芯片DS28C36的PIOB端口和PIOA端口,电阻R129和电阻R94串联后连接至芯片DS28C36的SCL端口,电容C110的一端分别连接至芯片DS28C36的VCC端口,以及电阻R129和电阻R94之间后接地。
[0040] 电阻R94、R129是上拉电阻,电容C119具有滤波的作用,芯片DS28C36是看门狗,监控电机控制单元正常工作。
[0041] 实施例七如图1所示,本实施例提供的电机驱动控制系统10包括电机控制单元100和电机驱动模块110,电机驱动模块110连接于电机控制单元100,其中电机控制单元100包括芯片MPC5646。
[0042] 电机控制单元100发送控制信号至电机驱动模块110,以使电机驱动模块110驱动电机进行相应的运行。芯片MPC5646相关系列的处理器在运行时提供出色的功耗控制,实现加倍的性能提升,适用于高能效应用。芯片MPC5646可以实现e200z4d双向传输,是32位核心电源架构兼容的CPU,CPU的频率高达80MHz,传输速度高达120MHz,可变长度编码(VLE);支持Nexus3、最多达3MB的片上闪存,闪存页设置缓冲区,利于提高访问时间;高达256KB的芯片MPC5646有SRAM为64KB的数据闪存,可以支持EEPROM仿真;多达16个信号量跨越所有从端口,驾驶员可选择MBIST的低功耗模式下支持:停止、ALT、STBY16区域的内存保护单元;多总线控制器并行访问外围设备、闪存和SRAM的交叉开关结构;具有DMAMUX的32通道eDMA控制器;定时器支持的输入/输出通道,提供16位输入捕获、输出比较,以及PWM功能(eMIOS);2个模拟到数字转换器(ADC):一个10位和一个12位;最多8个串行接口(DSPI),最多10个串行通信接口(LINFlex),具有32位计数器分辨率的MERS(PIT)。
[0043] 实施例八如图2所示,在实施例七的基础上,本实施例提供的电机驱动控制系统中,电机控制单元100还包括温度检测模块,温度检测模块包括1个温度电阻,温度电阻RT的一端接地后其另一端连接至芯片MPC5646的GP1OB0端口。
[0044] 该温度检测模块用于检测电机的工作温度,并且将电机的工作温度通过电机控制单元100发送至显示单元供驾驶员查看。
[0045] 实施例九如图2所示,在实施例七和八的基础上,本实施例提供的电机驱动控制系统,还包括电压隔离收发器130,电压隔离收发器包括芯片TJA1052I和抗干扰电路,抗干扰电路包括:5个电容,2个电阻,2个通信端口,其中:并联电容C40和电容C127的一端接地后其另一端分别连接芯片TJA1052I的VDD1和VDD2端口,芯片TJA1052I的TXD端口连接至芯片MC33GD3000的PC(4)端口,芯片TJA1052I的RXD端口连接至芯片MC33GD3000的PC(3)端口,电容C44接地后其另一端连接至芯片TJA1052I的TXD端口连接至芯片MC33GD3000的PC(4)端口之间,电容C43接地后其另一端连接至芯片TJA1052I的RXD端口连接至芯片MC33GD3000的PC(3)端口,串联的电阻R155和电阻R156与串联的通信端口J6和通信端口J8并联后分别连接至芯片
TJA1052I的CANH端口和CANL端口,电阻R155和电阻R156之间接地。
[0046] TJA1052I是一种高速CAN收发器,为CAN总线传输提供差动发射和接收能力的协议控制器。该电压隔离收发器将电压隔离和收发器集成为一个电路,结构紧凑,并且电路中较少的元件提高电路模块的可靠性。
[0047] 实施例十如图2所示,在实施例七-九的基础上,本实施例提供的电机驱动控制系统还包括交互单元,该交互单元包括第二抗干扰模块和通信模块。
[0048] 其中,第二抗干扰模块包括1个芯片AT24C512,2个电容,2个二极管,电容C47和二极管D10并联后的一端连接至芯片AT24C512的A1端口,电容C48和二极管D11并联后的一端连接至芯片AT24C512的AO端口,电容C47的另一端和电容C48的另一端接地。
[0049] 通信模块包括1个芯片IS25LQ040B,1个物理接口,6个电阻,7个电容,其中,电阻R24和电容C45并联后的一端连接至芯片IS25LQ040B的SCK端口,电阻R26和电容C46并联后的一端连接至芯片IS25LQ040B的CE#1端口,电容C49的一端连接至芯片IS25LQ040B的VCC端口后接地,电阻R23和电容C53并联后的一端连接至物理接口R152的HOLD端口,电阻R25和电容C52并联后的一端连接至物理接口R152的WP#端口,电阻R27和电容C51并联后的一端连接至物理接口R152的S0端口,电阻R28和电容C50并联后的一端连接至物理接口R152的SI端口。
[0050] 二极管D10、D11用于电机控制模块和芯片AT24C512存储芯片之间信号收发抗干扰的作用,电容C47、C48用于滤波的作用,电阻R24、R26实现芯片AT24C512与芯片IS25LQ040BFLASH芯片之间信号收发抗干扰的作用,电容C45、C46、C49用于滤波的作用,电容C50、C51、C52、C53用于滤波的作用,电阻R23、R25、R27、R28用于把芯片IS25LQ040B的内容传输至LCD显示屏的物理接口R152,以便把电机的相关有息如工作电压、工作电流、实时温度、工作转速等显示给驾驶员。
[0051] 实施例十一如图2所示,在实施例七-十的基础上,本实施例提供的电机驱动控制系统中,电机驱动模块还包括芯片MC33GD3000和第一抗干扰电路,第一抗干扰电路包括17个电阻,其中电阻R131、R134、R133、R135、R130、R132、R136、R138、R137、R99、R101、R96、R102、R95、R97、R98、R100分别连接至芯片MPC5646的PA10端口-PH3端口和芯片MC33GD3000的PC-LS端口-PHASEA端口。
[0052] 芯片MC33GD3000包含三个高侧场效应管的预驱动器和三个低侧场效应管的预驱动,三个外部自举电容器可以提高栅极电荷侧场效应管的转换效率。芯片MC33GD3000通过六个直接输入控制信号与电机控制单元100接口,用于电机控制单元100和电机驱动模块110之间的设备设置、异步复位、启用和中断信号。芯片MC33GD3000的工作电压在8.0V至40V范围内可设定,还可以扩展的电压范围为6.0至60V;大于1.0A的栅极驱动能力,具有保护功能,防止外来FET CGD和CGS的反向电荷注入;芯片MC33GD3000包括一个电荷泵,能以低电池电压支持FET的全面驱动;通过SPI端口可设置死区时间,通过安全的SPI指令实现同步输出的功能;另外工作温度可达到-40摄氏度-+125摄氏度。
[0053] 电阻R131、R134、R133、R135、R130、R132、R136、R138、R137、R99、R101、R96、R102、R95、R97、R98、R100实现电机控制单元和电机驱动模块之间通信传输抗干扰。
[0054] 本实施例中,电机驱动模块还包括3路信号执行电路,3路信号执行电路包括:6个MOS管,6个二极管,3个电容,12个电阻,其中:电阻R109的两端分别连接MOS管Q7的G极和S极后与并联的电阻R103和二极管D13串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的PA-HS-G端口,MOS管Q7的D极连接至芯片MC33GD3000的VSUP端口,电阻R108的两端分别连接MOS管Q8的G极和S极后与并联的电阻R104和二极管D14串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的PA-LS-G端口,MOS管Q8的D极连接至MOS管Q7的S极;
电阻R111的两端分别连接MOS管Q9的G极和S极后与并联的电阻R106和二极管D16串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的PB-HS-G端口,MOS管Q9的D极连接至芯片MC33GD3000的VSUP端口,电阻R110的两端分别连接MOS管Q10的G极和S极后与并联的电阻R105和二极管D15串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的PB-LS-G端口,MOS管Q10的D极连接至MOS管Q9的S极;
电阻R112的两端分别连接MOS管Q11的G极和S极后与并联的电阻R107和二极管D17串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的PC-HS-G端口,MOS管Q11的D极连接至芯片MC33GD3000的VSUP端口,电阻R147的两端分别连接MOS管Q12的G极和S极后与并联的电阻R141和二极管D18串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的PC-LS-G端口,MOS管Q12的D极连接至MOS管Q11的S极。
[0055] 上述信号执行电路将电机驱动模块110控制电机运行的驱动信号发送至电机,3路信号执行电路连接电机的三相电路。其中电容C105、C106、C107是驱动MOS管的驱动电容,电阻R103、电阻R106、电阻107、电阻R104、电阻R105、电阻R141是驱动MOS管的限流电阻,电阻R109、电阻R111、电阻R112、电阻R108、电阻R110、电阻R147用于保护MOS管。
[0056] 本实施例中,电机驱动模块还包括信号检测电路,信号检测电路包括:10个电阻,其中电阻R140、电阻R143和电阻R142串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-OUT端口后其另一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-N端口,电阻R144、电阻R146和电阻R145串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-OUT端口后其另一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-N端口,电阻R148、电阻R150和电阻R149串联后的一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-OUT端口后其另一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-N端口,电阻R139的一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-N端口后其另一端连接至芯片MC33GD3000的AMP-P端口。
[0057] 电阻R140、电阻R142、电阻R145、电阻R149、电阻R139和电阻R144用于检测电机反馈信号,电阻R143、电阻R146、电阻R150是用于检测电机电流的电阻。二极管D16、D15、D17、D13、D14、D18加快MOS管导通。
[0058] 实施例十二如图2所示,在实施例七-十一的基础,还包括配置模块120,该配置模块120包括状态传输模块和信号诊断模块。
[0059] 其中,状态传输模块连接至芯片MPC5646,状态传输模块包括1个芯片MAX14946,1个信号隔离传输变压器,2个二极管,1个通信接口,3个电容,4个电阻,其中,电阻R90、R91、R92、R93分别连接至芯片MAX14946U6的RXD端口、RE端口、DE端口和TXD端口,通信接口J10的1至3引脚分别连接至芯片MAX14946U6的GNDA端口、A端口和B端口,电容C101的一端接地后其另一端分别连接至芯片MAX14946U6的VDDA端口和VDD端口,信号隔离传输变压器T2的初级线圈端中的第1引线和第3引线分别连接至芯片MAX14946U6的TD2端口和TD1端口,电容C100的一端连接至信号隔离传输变压器T2的初级线圈中的第2引脚后接地,信号隔离传输变压器T2的次级线圈中的第16引脚和第4引脚分别串联二极管D16、D13后与电容C102串联后接地。
[0060] MAX14946具有2.75KV均方压的有效值,隔离传输速度500kbps,半双工RS-485/RS-422,带30kV静电放电作用,T2是信号隔离传输变压器,R90、R91、R92、R93用于滤谐波抗干扰。状态采集模块的主要功能是把电机的工作状态如工作电压、工作电流等信息传输给显示单元,以供驾驶员了解电机的工作状态。
[0061] 信号诊断模块连接至芯片MPC5646,信号诊断模块包括一个芯片DS28C36,1个通信接口,1个电容,2个电阻,其中,通信接口J2分别连接至芯片DS28C36的PIOB端口和PIOA端口,电阻R129和电阻R94串联后连接至芯片DS28C36的SCL端口,电容C110的一端分别连接至芯片DS28C36的VCC端口,以及电阻R129和电阻R94之间后接地。
[0062] 电阻R94、R129是上拉电阻,电容C119具有滤波的作用,芯片DS28C36是看门狗,监控电机控制单元正常工作。
[0063] 实施例十三在上述实施例的基础上,本申请还提供一种电动汽车,包括根据上文所述的电机驱动控制系统。
[0064] 通过具体实施方式的说明,应当可对本申请为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解,然而所附图示仅是提供参考与说明之用,并非用来对本申请加以限制。