[实用新型]一种纯电动汽车永磁同步电机控制器和电动汽车控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种纯电动汽车永磁同步电机控制器，以及，应用该纯电动汽车永磁同步电机控制器的电动汽车控制系统。

背景技术

随着环保意识的增强，各国政府开始对传统燃油车陆续下达禁售时间表；我国汽车销量居全球首位，对此，我国选择了以纯电动汽车为主，插电混合动力汽车、燃料电池车为辅的长远发展路线。

1：目前纯电动汽车电机控制器核心主要采用两种方案

1.1、以DSP为核心的永磁同步电机控制器，这类控制器受DSP处理器影响，虽然运算能力强但价格成本较高、接口资源不够丰富、事务处理能力不强。

1.2、以通用芯片STM32F系列为核心的运动控制器，这类控制器因STM32F处理器安全性做的不够好，虽然处理器功能比较强，但应用于汽车电子领域仍比较少。

2：目前纯电动汽车电机转速测量方式主要有两种方法

2.1、增量式编码器或绝对值编码器，转速不能太高，适用温度范围窄、对使用环境有一定要求，灰尘、油污和振动对其精度影响较大，不适合在汽车上使用。

2.2、霍尔传感器，精度低，受使用环境(如精度温度漂移严重)、材料影响大，不适合用来测量汽车电机转速。

纯电动汽车是未来汽车的发展方向，相比传统燃油汽车在节能、环保等方面具有诸多优势。纯电动汽车的核心是“三电系统”，通常包括电池、电机和电控。电机控制器又作为电控的核心，对整车的性能的重要性不言而喻。

永磁同步电机具有转矩动态响应快、功率因素高、体积小、重量轻、可靠性强等诸多优势，在我国已成为纯电动汽车用电机的主流。传统的基于DSP的电机控制器因成本高，可扩展性差；基于STM32F系列的电机控制器，因处理器的可靠性和安全性做的不够好，无法大规模应用在汽车电机控制器产品上。而且这两种处理器都未进行过ISO26262等相关的功能安全认证。所以开发一款性能优、价格低、安全性好永磁同步电机控制器迫在眉睫，而选择一款优秀的处理器又是关键所在。飞思卡尔S32K是一款基于32位ARM Cortex-M4F和Cortex-M0+内核的MCU。具有片上资源丰富、安全性高、超低功耗、生态系统丰富，集成-ISO CAN FD、CSEc硬件安全、ASIL-B ISO26262功能安全，且S32K价格低，特别适合应用于PMSM(永磁同步电机)电机控制。

电机的转速反馈对闭环控制有重要作用，故高精度的转速测量至关重要，目前在纯电动汽车上应用的转速测量装置都不够好。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种纯电动汽车永磁同步电机控制器和电动汽车控制系统。

解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种纯电动汽车永磁同步电机控制器，其特征在于：所述的纯电动汽车永磁同步电机控制器设有处理器系统、用于与整车控制器通信的CAN收发器、用于将外部传感器采集到的模拟信号转换成数字信号的AD采样模块、用于对旋转变压器的输出信号进行解码的旋转变压器解码模块、用于隔离强电与弱电信号的磁耦隔离模块和用于为纯电动汽车永磁同步电机控制器供电的电源模块；所述CAN收发器、AD采样模块和旋转变压器解码模块分别通过SPI接口连接所述处理器系统的相应端口，所述处理器系统用于输出SVPWM控制信号的端口连接所述磁耦隔离模块的输入端，其中，所述SVPWM控制信号用于驱动纯电动汽车的永磁同步电机。

作为本实用新型的优选实施方式：所述的处理器系统由处理器芯片及其外围电路组成，其中，所述处理器芯片的型号为S32K142、S32K144、S32K146和S32K148中的任意一者。

作为本实用新型的优选实施方式：所述的CAN收发器采用型号为UJA1164的高集成度芯片。

作为本实用新型的优选实施方式：所述的AD采样模块采用型号为AD7606的AD采样芯片。

作为本实用新型的优选实施方式：所述的旋转变压器解码模块由型号为AD2S1200的解码芯片及其外围电路组成。

作为本实用新型的优选实施方式：所述的磁耦隔离模块采用型号为ADUM3440的高速磁耦隔离芯片。

作为本实用新型的优选实施方式：所述的电源模块包含相互独立的第一电源电路和第二电源电路，所述第一电源电路将外部蓄电池的电源转换成适配的工作电压提供给所述CAN收发器、AD采样模块、旋转变压器解码模块和磁耦隔离模块，所述第二电源电路将所述外部蓄电池的电源转换成适配的工作电压提供给所述处理器系统。