CN211869164U - 电机控制器、电机控制系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机控制器、电机控制系统和车辆，其中，电机控制器包括：低压侧电源管理模块，低压侧电源管理模块与低压电池连接；高压取电辅源电路，高压取电辅源电路分别与高压电池和低压侧电源管理模块连接，高压取电辅源电路用于对高压电池输出的电压进行高低压转换。该电机控制器设置高压取电辅源电路，使其既能够通过低压电池进行供电，又能够通过高压电池进行供电，由此能够提高安全性能，保障控制安全性。

Description

电机控制器、电机控制系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电机控制器、电机控制系统和车辆。

背景技术

在车辆行驶时，车辆中的电机控制器对电机进行驱动控制，其中，该电机控制器的内部原理示意如图1所示，低压电池输出的低压直流电经过低压侧电源管理模块后供电至电机控制器的主控芯片和驱动芯片，以使主控芯片和驱动芯片控制电机正常运行，进而驱动车辆行驶。然而，在低压电池的供电发生异常，例如车辆在高速行驶过程中，低压电池出现故障或突然断开时，电机控制器的主控芯片和驱动芯片因供电中断无法工作，导致电机控制器立即停止运行，控制安全性较低，从而严重威胁行车安全。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种电机控制器，该电机控制器设置高压取电辅源电路，使其既能够通过低压电池进行供电，又能够通过高压电池进行供电，由此能够提高安全性能，保障控制安全性。

本实用新型的第二个目的在于提出一种电机控制系统。

本实用新型的第三个目的在于提出一种车辆。

为达上述目的，本实用新型第一方面提出了一种电机控制器，包括：低压侧电源管理模块，所述低压侧电源管理模块与低压电池连接；高压取电辅源电路，所述高压取电辅源电路分别与高压电池和所述低压侧电源管理模块连接，所述高压取电辅源电路用于对所述高压电池输出的电压进行高低压转换。

根据本实用新型实施例的电机控制器，其低压侧电源管理模块与低压电池连接，其低压侧电源管理模块还通过高压取电辅源电路与高压电池连接，高压电池输出的电压经高压取电辅源电路进行高低压转换后供电至低压侧电源管理模块，从而不仅实现了低压电池对低压侧电源管理模块的供电，还实现了高压电池对低压侧电源管理模块的供电。该电机控制器设置高压取电辅源电路，使其既能够通过低压电池进行供电，又能够通过高压电池进行供电，由此能够提高安全性能，保障控制安全性。

另外，根据本实用新型上述实施例的电机控制器还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述受电装置电机控制器，还包括：高低压隔离电源电路，所述高压取电辅源电路通过所述高低压隔离电源电路与所述低压侧电源管理模块连接。

在一些示例中，所述电机控制器，还包括：第一二极管，所述高低压隔离电源电路通过所述第一二极管与所述低压侧电源管理模块连接，所述第一二极管的阳极与所述高低压隔离电源电路连接，所述第一二极管的阴极与所述低压侧电源管理模块连接。

在一些示例中，所述电机控制器，还包括：第二二极管，所述低压侧电源管理模块通过所述第二二极管与所述低压电池连接，所述第二二极管的阳极与所述低压电池连接，所述第二二极管的阴极与所述低压侧电源管理模块连接。

在一些示例中，所述电机控制器，还包括：功率开关管模块，所述功率开关管模块与所述低压侧电源管理模块连接。

在一些示例中，所述电机控制器，还包括：驱动模块，所述驱动模块分别与所述功率开关管模块和所述高压取电辅源电路连接。

在一些示例中，所述电机控制器，还包括：逆变模块，所述逆变模块分别与所述驱动模块和所述高压电池连接。

在一些示例中，所述电机控制器，还包括：电机，所述电机与所述逆变模块连接。

为达上述目的，本实用新型第二方面提出了一种电机控制系统，包括：低压电池、高压电池和本实用新型第一方面提出的电机控制器。

根据本实用新型实施例的电机控制系统，设置高压取电辅源电路，使其既能够通过低压电池进行供电，又能够通过高压电池进行供电，由此能够提高安全性能，保障控制安全性。

为达上述目的，本实用新型第三方面提出了一种车辆，包括本实用新型第二方面提出的电机控制系统。

根据本实用新型实施例的车辆，采用本实用新型实施例的电机控制系统，能够提高安全性能，保障行车安全性，从而保障行车安全性。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是现有技术中电机控制器的结构框图；

图2是根据本实用新型一个实施例的电机控制器的结构框图；

图3是根据本实用新型一个示例的电机控制器的结构框图；

图4是根据本实用新型另一个示例的电机控制器的结构示意图；

图5是根据本实用新型又一个示例的电机控制器的结构示意图；

图6是根据本实用新型一个具体示例的电机控制器的结构示意图；

图7是根据本实用新型一个实施例的电机控制系统的结构框图；

图8是根据本实用新型一个具体示例的电机控制系统的结构示意图；

图9是根据本实用新型一个实施例的车辆的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图6-图9描述本实用新型的电机控制器、电机控制系统和车辆。

图2是根据本实用新型一个实施例的电机控制器的结构框图。

如图2所示，该电机控制器100包括：低压侧电源管理模块10和高压取电辅源电路20。

其中，低压侧电源管理模块10与低压电池200连接；高压取电辅源电路20分别与高压电池300和低压侧电源管理模块10连接，高压取电辅源电路20用于对高压电池300输出的电压进行高低压转换。

具体地，在电机控制器100控制车辆的电机运行时，低压电池200输出的电压经低压侧电源管理模块10后供电至电机控制器100的主控芯片和驱动芯片，以使主控芯片和驱动芯片正常工作，以驱动电机运行。在电机运行过程中，当低压电池200出现故障或突然断开时，高压取电辅源电路20可开始工作，并对高压电池300输出的电压进行高低压转换，例如，将高压转换为低压，并将转换后的电压输出至低压侧电源管理模块10，以使低压侧电源管理模块10将转换后的电压供给主控芯片和驱动芯片，使主控芯片和驱动芯片正常工作，以驱动电机正常运行。

需要说明的是，低压电池200和高压电池300可同时给电机控制器100供电，即实现双电源供电，以满足电机控制器100的用电需求，从而降低其低压功耗，且保证其可靠运行。

本实用新型实施例的电机控制器，设置高压取电辅源电路，使其将高压电池输出的电压进行高低压转换后输出至低压侧电源管理模块，使电机控制器不仅可以通过低压电池对电机控制器进行供电，还可以通过高压电池对电机控制器进行供电，相较于仅通过低压电池对电机控制器进行控制，本实用新型的电机控制器安全性能较高，控制安全性较高。

在本实用新型的一个示例中，如图3所示，电机控制器100还可包括高低压隔离电源电路30，高压取电辅源电路20通过高低压隔离电源电路30与低压侧电源管理模块10连接。

具体地，通过高低压隔离电源电路30实现高压供电与低压供电之间的隔离，以保证高压电池300与低压电池200对低压侧电源管理模块10的供电彼此互不影响，从而防止其中一路供电电源发生异常后殃及另一路供电电源，由此，能够保证两路供电电源独立工作，不受干扰。由此，通过两路独立电源对电机控制器进行供电，能够降低电机控制器的低压功耗。

进一步地，如图4所示，电机控制器100还可包括第一二极管VD1，高低压隔离电源电路30通过第一二极管VD1与低压侧电源管理模块10连接，第一二极管VD1的阳极与高低压隔离电源电路30连接，第一二极管VD1的阴极与低压侧电源管理模块10连接。由此，第一二极管的设置，能够在高压电池供电结束时，防止电压倒灌至高压电池导致其损坏，从而保证了高压电池的安全。

在本实用新型的一个示例中，参照图4，电机控制器100还可包括第二二极管VD2，低压侧电源管理模块10通过第二二极管VD2与低压电池200连接，第二二极管VD2的阳极与低压电池200连接，第二二极管VD2的阴极与低压侧电源管理模块10连接。由此，第二二极管的设置，能够在低压电池供电结束时，防止电压倒灌至低压电池导致其损坏，从而保证了低压电池的安全。

在本实用新型的一个示例中，如图5所示，电机控制器100还可包括功率开关管模块40，功率开关管模块40与低压侧电源管理模块10连接。

在该示例中，参照图5，电机控制器100还可包括驱动模块50，驱动模块50分别与功率开关管模块40和高压取电辅源电路20连接。

进一步地，参照图5，电机控制器100还可包括逆变模块60，逆变模块60分别与驱动模块50和高压电池300连接。

更进一步地，参照图5，电机控制器100还可包括电机M，电机M与逆变模块60连接。

具体地，高压电池300输出电压至高压取电辅源电路20和逆变模块60，以使高压取电辅源电路20给驱动电路50供电，驱动模块50可通过PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)技术驱动逆变模块60将高压电池300输入的直流电逆变为三相交流电，进而实现对电机M的驱动控制。

该示例中，低压电池200或高压电池300输出的电压经低压侧电源管理模块10后可输出电压至功率开关管模块40，以使功率开关管模块40对电压处理后输出处理后的电压至驱动模块50，以给驱动模块50进行辅助供电，也就是说，在高压电池300未输出电压至驱动模块50或者对驱动模块50的供电不足时，低压侧电源管理模块10可通过功率开关模块40对驱动模块50进行辅助供电，以保证驱动模块50的正常运行。

为便于理解，下面根据一个具体示例描述本实用新型的电机控制器100的工作原理。

如图6所示，在一个具体示例中，电机控制器100还可包括CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)收发器、处理器(包括主控芯片)、隔离光耦模块、ADC(AnalogDigital Converte，模数转换器)转换器、温度采集模块和旋变解码器。

具体而言，电机控制器100可包括低压控制部分(通过低压电池200供电)和高压驱动部分(通过高压电池300供电)，两部分可通过变压器、光耦等隔离芯片或器件进行隔离。在电源部分，低压电池200和/或高压电池300输出的电压经低压侧电源管理模块10后分出两路电源，一路供电给处理器、驱动模块50的低压侧及其他控制电路，另一路电源通过功率开关管模块40供电给驱动模块50的高压侧。在高压供电部分，高压取电辅源电路20输出两路电压，一路生成—+15V/-8V电压给驱动模块50供电，此电源无需隔离电路；另一路生成+15V电压后经该抵压隔离电路30后供电至低压侧电源管理模块10，从而与KL30(低压电池200的正极)常电输入并联后进入低压侧电源管理模块10。

参照图6，低压常电输入与高压转换的+15V电压经过二极管并联后进入低压侧电源管理模块10，由于低压常电KL30最高电压可为+14V，所以当KL30常电与高压转换+15V共同存在时，二极管VD1正向导通，VD2反向截止，电机控制器100的低压电源完全由高压转换的+15V提供。

在整车上电过程中，电机控制器的低压上电被唤醒后，KL30低压侧电源正常工作，并完成低压自检，当高压上电，且高压取电辅源电路20稳定后，高低压隔离电源电路30产生的+15V电源取代KL30常电电源为低压侧电源管理模块10供电。在整车正常工作过程中，即使低压电池200发生故障或突然断开，处理器和驱动模块50可仍保持正常工作，在高速行车过程中，可通过硬件实现主动短路功能，符合功能安全对安全状态的要求，最大限度保证了行车安全。

综上所述，该实施例的电机控制器，设置高压取电辅源电路，使其将高压电池输出的电压进行高低压转换后输出至低压侧电源管理模块，使得不仅通过低压电池对电机控制器进行供电，还可以通过高压电池对电机控制器进行供电，且低压电池与高压电池相互独立设置，从而实现两路独立电源对电机控制器的控制，相较于仅通过低压电池对电机控制器进行控制，本实用新型的电机控制器安全性能较高、低压功耗较低，从而有利于保障行车安全性。

图7是根据本实用新型一个实施例的电机控制系统的结构框图。

如图7所示，该电机控制系统1000包括：低压电池200、高压电池300和上述实施例的电机控制器100。

具体地，在电机控制器100运行时，可通过低压电池200供电，在低压电池200供电异常时，可转换为高压电池300供电，以保证供电的可靠性。

在本实用新型的一个具体示例中，电机控制器系统1000的整车接口示意可如图8所示，低压接口部分包括低压电池常电KL30供电，VCU(Vehicle Control Unit，车辆控制单元)控制低压唤醒KL15(车辆运行)信号、CAN通信信号、电机旋变信号采集；高压接口部分包括高压直流输入和电机三相交流输出；冷却系统包括入水口、水道、出水口，以上系统协同工作才能保证电机控制器100正常工作。

该电机控制系统，采用本实用新型上述实施例的电机控制器，能够提高安全性能，保障控制安全性。

图9是根据本实用新型一个实施例的车辆的结构框图。

如图9所示，该车辆10000包括本实用新型上述实施例的电机控制系统1000。

本实用新型实施例的车辆，采用本实用新型实施例的电机控制系统，能够提高安全性能，保障控制安全性，从而保障行车安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电机控制器，其特征在于，包括：

低压侧电源管理模块，所述低压侧电源管理模块与低压电池连接；

高压取电辅源电路，所述高压取电辅源电路分别与高压电池和所述低压侧电源管理模块连接，所述高压取电辅源电路用于对所述高压电池输出的电压进行高低压转换。

2.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，还包括：

高低压隔离电源电路，所述高压取电辅源电路通过所述高低压隔离电源电路与所述低压侧电源管理模块连接。

3.根据权利要求2所述的电机控制器，其特征在于，还包括：

第一二极管，所述高低压隔离电源电路通过所述第一二极管与所述低压侧电源管理模块连接，所述第一二极管的阳极与所述高低压隔离电源电路连接，所述第一二极管的阴极与所述低压侧电源管理模块连接。

4.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，还包括：

第二二极管，所述低压侧电源管理模块通过所述第二二极管与所述低压电池连接，所述第二二极管的阳极与所述低压电池连接，所述第二二极管的阴极与所述低压侧电源管理模块连接。

5.根据权利要求2所述的电机控制器，其特征在于，还包括：

功率开关管模块，所述功率开关管模块与所述低压侧电源管理模块连接。

6.根据权利要求5所述的电机控制器，其特征在于，还包括：

驱动模块，所述驱动模块分别与所述功率开关管模块和所述高压取电辅源电路连接。

7.根据权利要求6所述的电机控制器，其特征在于，还包括：

逆变模块，所述逆变模块分别与所述驱动模块和所述高压电池连接。

8.根据权利要求7所述的电机控制器，其特征在于，还包括：

电机，所述电机与所述逆变模块连接。

9.一种电机控制系统，其特征在于，包括：低压电池、高压电池和如权利要求1-8任一项所述的电机控制器。

10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求9所述的电机控制系统。

Images