CN204296480U - 一种电动汽车用电机驱动控制器 - Google Patents

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张志锋
王鑫正
刘晓东
魏冰
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Abstract

本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体地说，涉及一种电动汽车用电机驱动控制器。其特征在于:电机驱动控制器具有高速限速控制模式；电机模块和速度传感器模块连接，对电动机的速度进行检测；速度传感器模块和油门踏板转矩给定模块与高速限速控制模块连接，为其提供检测信号；高速限速控制模块和油门踏板转矩给定模块与电机控制模块连接，为其提供检测信号；电机控制模块与电机模块连接，实现对发动机的控制。本实用新型的目的是针对现在电动汽车缺乏有效的高速限速的缺陷，提供了一种电动汽车用电机驱动控制器。

Description

一种电动汽车用电机驱动控制器
技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体地说，涉及一种电动汽车用的高速限速控制电机的驱动控制器。
背景技术
随着社会的发展和需求进一步扩大，能源危机和日益严重的环境污染越来越制约着人们的生活，汽车行业作为现代经济的支柱产业，也正面临着巨大的挑战和考验。新能源汽车具有零排放、噪音小、节约能源等优势，是一种比传统汽车更适合当代经济和社会的交通工具，同时也是解决能源问题和环境问题的一个有效方法。
电动汽车以电能作为动力，通过电机直接驱动汽车行驶，具有提速快、稳定的优点。在电动汽车的实际驾驶环境中，出于对驾驶员及车辆安全的考虑，对电动汽车高速进行限速，一方面防止汽车超速飞车，造成人身和财产的安全损失；另一方面，一般电动汽车用电机的轴承都有速度限制，一旦超速可能加剧损坏，降低电机的使用寿命。现在一般的电动汽车用电机驱动控制系统大部分采用矢量控制，如图1所示，包括电源部分（电池组）、功率单元部分（三相逆变器）、电机部分、车辆信号采集部分（档位开关、油门踏板、刹车踏板）、控制器部分。其中电池组向三相逆变器提供直流电，经过三相逆变器后产生输出电流来驱动电机。车辆信号采集部分作用是分别采集档位开关、油门信号和刹车信号，并将采集到的信号传递给转矩控制器。转矩控制器主要根据当前电机转速以及车辆信息进行电流分配、dq轴电流控制器对电机电流实现闭环控制，坐标变换单元实现三相电流到两相静止坐标系再到两相旋转坐标系的变换SVPWM控制算法将给定的电压信号变换成PWM信号控制功率单元的开关来驱动电机。
电动汽车目前还处于发展中的阶段，相关技术并不完善。目前，对于高速限速的方法一般都是采用一旦车速到达最高速度，就撤掉转矩给定，这种方法在大部分场合是有效的，但是在下坡时还是可能会超速，造成危险。由此可见，目前还缺少对电动汽车的有效的高速限速技术。
发明内容
本实用新型主要解决的技术问题是：针对现在电动汽车缺乏有效的高速限速的缺陷，提供了一种电动汽车用高速限速控制的电机驱动控制器。
为解决上述技术问题，所采用的技术方案为：
一种电动汽车用电机驱动控制器，其特征在于:该电机驱动控制器具有高速限速控制模式；该驱动控制器包括高速限速控制模块、油门踏板转矩给定模块、电机控制模块、电机模块和速度传感器模块；电机模块和速度传感器模块连接，对电动机的速度进行检测；速度传感器模块和油门踏板转矩给定模块与高速限速控制模块连接，为其提供检测信号；高速限速控制模块和油门踏板转矩给定模块与电机控制模块连接，为其提供检测信号；电机控制模块与电机模块连接，实现对发动机的控制。
本实用新型具有以下效果：车速一旦达到设定的最高速度，启动高速限速控制模式，此时驾驶员通过深踩油门踏板的方式加速无效，有效地进行了高速限速，保护了电机轴承，防止汽车超速飞车，造成人身和财产的安全损失；同时，驾驶员一旦有减速的动作（减小油门踏板深度），高速限速控制模式能及时退出高速限制模式，一旦退出高速限速模式转矩给定值由油门踏板给定，并且转矩给定值能线性地变化而不是阶跃变化，降低对驾驶员的不良影响。
附图说明：
图1是一般的电动汽车的驱动控制系统的模块框图；
图2是本实用新型电机驱动控制器的结构图；
图3是本实用新型所述电动汽车启动高速限速的方法的流程图；
图4是本实用新型所述判断是否退出高速限速模式的流程图；
图中标注：高速限速控制模块10、油门踏板转矩给定模块20、电机控制模块30、电机模块40和速度传感器模块50。
具体实施方式：
为了使本实用新型的目的、技术方案以及优点更加易被理解，接下来结合附图及实施例，对本实用新型做进一步详细说明。
图1是一般的电动汽车的驱动控制系统的模块框图；图2为本实用新型所述电动汽车用带有高速限速功能的电机驱动控制器的模块框图，该驱动控制器包括高速限速控制模块10、油门踏板转矩给定模块20、电机控制模块30、电机模块40和速度传感器模块50。电机模块40和速度传感器模块50连接，对电动机的速度进行检测；速度传感器模块50和油门踏板转矩给定模块20与高速限速控制模块10连接，为其提供检测信号；高速限速控制模块10和油门踏板转矩给定模块20与电机控制模块30连接，为其提供检测信号；电机控制模块30与电机模块40连接，实现对发动机的控制。
该高速限速控制模块10根据速度传感器测得的速度判断车辆是否进入高速限速模式；根据油门踏板的深度对应的转矩给定值和高速限速模块输出的转矩给定值的大小判断是否退出高速限速模式。高速限速模块10通过电机的给定转速和实际转速进行PI调节后生成转矩的给定值；油门踏板模块20用于生成电机驱动控制器不工作于高速限速模式时的转矩控制器模块转矩的给定值；电机控制模块30用于将高速限速模块生成的转矩给定值或者油门踏板给定的转矩值与实际转矩值反馈值进行闭环控制调节，输出PWM信号控制功率器件的开关来驱动电机；电机模块40用于产生电动汽车运行所需的动力。速度传感器50用于高速限速控制器以及电机控制器中所需速度信号的测量。
此外，本实用新型还相应提供了采用上述电动汽车用电机驱动控制器进入高速限速控制模式和退出高速限速控制模式的流程图。
请参阅图3，为根据本实用新型的实例中所述电动汽车启动高速限速的方法的流程图。该实施例提供的高速限速控制方法开始于步骤Step 301 ：
在步骤Step 302中，根据速度传感器模块50反馈回来的实际速度判断是否进入高速限速控制模式，是则进入步骤Step 303，否则转入Step 305；
在步骤Step 303中，将电动汽车速度设定为最高速度；
在步骤Step 304中，根据设定的最高速度和由速度传感器模块50反馈回来的实际速度来的实际速度的差值，通过PI控制器调节输出转矩控制器的给定转矩T1；
在步骤Step 305中，电机驱动控制器不处于高速限速模式，根据油门踏板信号计算转矩控制器的给定转矩T2；
在步骤Step 306中，根据步骤Step 304得到的转矩给定值T1或者步骤Step 305得到的转矩给定值T2，通过电机控制器输出PWM信号控制功率单元的开关来驱动电机的具体过程为本领域技术人员熟知的，这里不再赘述。
请参阅图4，为本实用新型实例所述判断是否退出高速限速模式的流程图，该实施例提供的退出高速限速控制方法的流程开始于步骤Step 401：
在步骤Step 402中，根据Step302判断电机驱动控制器是否处于高速限速控制模式，是则进入步骤Step 403，否则转入Step 408；
在步骤Step 403中，根据设定的最高速度和由速度传感器模块50反馈回来的实际速度来的实际速度的差值，通过PI控制器调节输出转矩控制器的给定转矩T1；
在步骤Step 404中，根据油门踏板信号计算转矩控制器的给定转矩T2；
在步骤Step 405中，比较步骤Step 403得到的转矩给定值T1和步骤Step 404得到的转矩给定值T2的大小；
在步骤Step 406中，根据405中比较结果，如果T1>T2，则进入步骤Step 407，否则转到步骤Step 403，重新执行步骤Step 403 ——Step 405；
在步骤Step 407中，判断出电机驱动控制器具备了退出高速限速的条件，并将将转矩给定由T1线性地减小到T2；
在步骤Step 408中，电机控制器的给定转矩由油门踏板给定。
所述的电动汽车用电机驱动控制器的高速限速控制模式通过电机安装的转速传感器获得汽车的车速判断汽车是否处于高速限速模式，一旦检测到的车速达到所设定的最高转速时，电机控制器进入高速限速模式，通过高速限速模块输出维持最高转速所需的转矩，此时，驾驶员无法通过油门踏板继续加速；
所述的电动汽车用电机驱动控制器进入高速限速控制模式后控制器都将进行对高速限速控制器输出的转矩给定指令和油门踏板给定转矩指令的大小进行判断，一旦油门踏板给定的转矩指令小于高速限速控制器输出的转矩给定时，电机驱动控制器退出高速限速模式，电机控制器的转矩指令由油门踏板给定，车速由驾驶员控制。
退出高速限速模式时，为了减少对驾驶员的影响，转矩给定值并不是直接由高速限速控制器的输出转矩下降到油门踏板的给定转矩，而是线性地降到油门踏板给定的转矩，线性下降的斜率由每款电动汽车的特性决定。

Claims (1)

1.一种电动汽车用电机驱动控制器，其特征在于:该电机驱动控制器具有高速限速控制模式；该驱动控制器包括高速限速控制模块（10）、油门踏板转矩给定模块（20）、电机控制模块（30）、电机模块（40）和速度传感器模块（50）；电机模块（40）和速度传感器模块（50）连接，对电动机的速度进行检测；速度传感器模块（50）和油门踏板转矩给定模块（20）与高速限速控制模块（10）连接，为其提供检测信号；高速限速控制模块（10）和油门踏板转矩给定模块（20）与电机控制模块（30）连接，为其提供检测信号；电机控制模块（30）与电机模块（40）连接，实现对发动机的控制。
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