CN103117695A - 一种电动车桥用直流无刷电机控制系统 - Google Patents

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陈黎卿
郑泉
俞传阳
陈余
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Abstract

本发明公开了一种电动车桥用直流无刷电机控制系统，STM32主控制模块控制整个系统运行；IPM光电隔离驱动模块电连接在IPM模块和STM32主控制模块之间，给IPM模块提供驱动信号，同时隔离强电与弱电部分，防止强电干扰弱电；IPM模块产生逆变信号驱动永磁无刷直流电机工作；永磁无刷直流电机用于驱动车桥运转，使车辆前进或倒退。本发明中电动车桥用直流无刷电机控制系统采用电机驱动模块用IPM模块（智能功率模块），驱动电流可达到几十安培甚至上百安培，使得控制电机的功率大大增加，同时电机控制器也具有体积小、重量轻、设计简单和可靠性高等显著优点。此系统在电动汽车行业具有较好的应用前景。

Description

一种电动车桥用直流无刷电机控制系统
技术领域
本发明涉及新能源电动汽车控制领域，具体为一种电动车桥用直流无刷电机控制系统。
背景技术
众所周知，与燃油汽车相比，纯电动汽车使用单一电能源，电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统，结构更简化，也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音，节省了汽车内部空间、重量。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行驶中的主要执行结构，电动车桥及其控制系统是新能源汽车的核心部件，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标。选用合适的电动机及其控制系统是提高各类电动汽车性价比的重要因素，因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求，并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机控制系统显得极其重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动车桥用直流无刷电机控制系统，能更好的控制IPM模块给永磁无刷直流电机供电，隔离IPM模块与STM32主控制模块，从而有效地阻止了相互间信号的干扰，提高了系统的可靠性。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种电动车桥用直流无刷电机控制系统，其特征在于：包括STM32主控制模块、接入STM32主控制模块的IPM光电隔离驱动模块、接入IPM光电隔离驱动模块的IPM模块、接入IPM模块的永磁无刷直流电机，所述的STM32主控制模块控制整个系统运行，是整个系统的核心部分；所述的IPM光电隔离驱动模块电连接在IPM模块和STM32主控制模块之间，给IPM模块提供驱动信号，同时隔离强电与弱电部分，防止强电干扰弱电，提高系统的稳定性；所述的IPM模块产生逆变信号驱动永磁无刷直流电机工作；所述的永磁无刷直流电机用于驱动车桥运转，使车辆前进或倒退。
所述的一种电动车桥用直流无刷电机控制系统，其特征在于：还包括给IPM模块散热的风扇冷却装置、检测IPM模块温度的IPM温度检测装置，所述的风扇冷却装置安装在IPM模块上，并电连接在STM32主控制模块上；所述的IPM温度检测装置安装在IPM模块上，并电连接在STM32主控制模块上。
本发明所具有的优点是：
1、电机驱动模块用IPM模块（智能功率模块），驱动电流可达到几十安培甚至上百安培，使得控制电机的功率大大增加，同时电机控制器也具有体积小、重量轻、设计简单和可靠性高等显著优点。
2、采用IPM光电隔离驱动模块来驱动IPM模块，隔离强电与弱电部分，防止IPM模块上高压干扰STM32主控制模块，提高系统的稳定性。
3、STM32主控制模块实时采集IPM模块温度信号，用于控制冷却装置中风扇的转速，IPM模块温度高时，风扇转速快，IPM模块温度低时，风扇转速慢，这样能有效地节约电能，提高电动汽车的行驶里程。
附图说明
图1为本发明的结构示意框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
参见图1，所示的一种电动车桥用直流无刷电机控制系统，包括脚踏板1，当踩下脚踏板1时，脚踏板电位（油门）调节器2发出一电信号给STM32主控制模块6，从而STM32主控制模块控制IPM光电隔离驱动13使IPM模块14与永磁无刷直流电机15接通，永磁无刷直流电机15开始工作。通过踩脚踏板1   的深度不同，STM32主控制模块6输出不同占空比的PWM信号，改变IPM模块14施加在永磁无刷直流电机15上电压的有效值，从而调节永磁无刷直流电机15的转速。与此同时，电机转子位置传感器11实时监测永磁无刷直流电机15的转子位置，并把位置信号发给STM32主控制模块6由STM32主控制模块6控制换相。在永磁无刷直流电机运行的过程中，电流检测模块10和电机转速检测模块12实时采集流入电机的电流和电机转子的转速信号并反馈给STM32主控制模块6实现永磁无刷直流电机15的转速电流双闭环控制。
风扇冷却装置17不断地给IPM模块14散热，保证IPM模块14的稳定工作，同时IPM温度检测装置18实时的采集IPM模块14的温度信号，并送给STM32主控制模块6由STM32主控制模块6来控制冷却装置中风扇的转速，IPM模块14温度高时，风扇转速快，IPM模块14温度低时，风扇转速慢，这样能有效地节约电能，提高电动汽车的行驶里程。电机转子温度传感器16同样用来检测永磁无刷直流电机15转子的温度，并通过STM32主控制模块6来保护电机。CAN总线7和仪表接口8把送入到STM32主控制模块6的温度信号、转速信号显示在电动汽车的仪表盘上，驾驶员通过仪表盘即可方便的知道各个模块的工作状态。
电压转换模块9输出不同的直流电压分别给IPM光电隔离驱动模块13和STM32主控制模块6供电。欠压检测模块5检测到蓄电池组4欠压时，STM32主控制模块6会让IPM模块14停止工作以保护永磁无刷直流电机15。前进/后退转换按钮3用来控制永磁无刷直流电机15的正反转，以实现电动汽车的前进或倒车。

Claims (2)

1.一种电动车桥用直流无刷电机控制系统，其特征在于：包括STM32主控制模块、接入STM32主控制模块的IPM光电隔离驱动模块、接入IPM光电隔离驱动模块的IPM模块、接入IPM模块的永磁无刷直流电机，所述的STM32主控制模块控制整个系统运行，是整个系统的核心部分；所述的IPM光电隔离驱动模块电连接在IPM模块和STM32主控制模块之间，给IPM模块提供驱动信号，同时隔离强电与弱电部分，防止强电干扰弱电，提高系统的稳定性；所述的IPM模块产生逆变信号驱动永磁无刷直流电机工作；所述的永磁无刷直流电机用于驱动车桥运转，使车辆前进或倒退。
2.根据权利要求1所述的一种电动车桥用直流无刷电机控制系统，其特征在于：还包括给IPM模块散热的风扇冷却装置、检测IPM模块温度的IPM温度检测装置，所述的风扇冷却装置安装在IPM模块上，并电连接在STM32主控制模块上；所述的IPM温度检测装置安装在IPM模块上，并电连接在STM32主控制模块上。
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