CN213442407U - 电机控制器低压供电系统、电机控制器和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电机控制器低压供电系统、电机控制器和电动汽车，涉及电动汽车电机控制技术领域，该电机控制器低压供电系统包括：低压电池、隔离电源电路、驱动电路板和主控板，其中，低压电池与隔离电源电路连接，为隔离电源电路供电；隔离电源电路包括第一输出单元和第二输出单元，第一输出单元与驱动电路板连接并为驱动电路板提供第一电压，第二输出单元与主控板连接并为主控板提供第二电压，以使驱动电路板和主控板的控制信号均与高压电源信号隔离。该系统实现了低压电池、驱动电路板、主控板之间的隔离供电，缓解了控制器低压供电稳定性差、控制信号准确度低的问题，增强了供电系统的抗干扰能力。

Description

电机控制器低压供电系统、电机控制器和电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电动汽车电机控制技术领域，尤其是涉及一种电机控制器低压供电系统、电机控制器和电动汽车。

背景技术

电动汽车以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，其电机控制器可以用于为电动机输送电能。电动汽车的电机控制器包括低压供电电池和控制板，常见的电机控制器中，低压供电电池与控制板供电之间不隔离，低压供电容易受到外部高压信号的电磁传导干扰，存在电机控制器低压供电稳定性差、控制信号不准的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电机控制器低压供电系统、电机控制器和电动汽车，以缓解现有技术中存在的电机控制器控制信号不准的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供一种电机控制器低压供电系统，包括：低压电池、隔离电源电路、驱动电路板和主控板；

所述低压电池与所述隔离电源电路连接，所述低压电池为所述隔离电源电路供电；

所述隔离电源电路包括第一输出单元和第二输出单元，所述第一输出单元用于输出第一电压，所述第二输出单元用于输出第二电压；

所述第一输出单元与所述驱动电路板连接，为所述驱动电路板提供所述第一电压，以使所述驱动电路板的第一控制信号与高压电源信号隔离；

所述第二输出单元与所述主控板连接，为所述主控板提供所述第二电压，以使所述主控板的第二控制信号与所述高压电源信号隔离。

在可选的实施方式中，还包括传感器模块；所述隔离电源电路还包括第三输出单元，所述第三输出单元用于输出第三电压；

所述第三输出单元与所述传感器模块连接，用于为所述传感器模块提供所述第三电压，以使所述传感器模块的采集信号与所述高压电源信号隔离。

在可选的实施方式中，所述隔离电源电路包括：抗电磁干扰单元和隔离开关电源；所述抗电磁干扰单元与所述隔离开关电源连接；所述抗电磁干扰单元用于防止差模和共模电磁干扰。

在可选的实施方式中，所述抗电磁干扰单元包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一差模电感、第二差模电感和共模电感；

所述第一电容的两端与所述第一差模电感的一端和所述第二差模电感的一端分别连接；

所述第二电容的一端与所述第三电容的一端连接；所述第二电容的另一端与所述第一差模电感的另一端以及所述共模电感的一端连接；

所述第三电容的另一端与所述第二差模电感的另一端以及所述共模电感的另一端连接；

所述共模电感与所述隔离开关电源连接。

在可选的实施方式中，所述隔离开关电源包括原边绕组和若干个副边绕组；所述原边绕组与所述共模电感连接；若干个所述副边绕组均与所述原边绕组隔离。

在可选的实施方式中，所述隔离电源电路还包括输出单元，所述输出单元包括滤波电解电容；所述滤波电解电容与所述副边绕组连接用于输出电压。

在可选的实施方式中，所述副边绕组包括：第一副边绕组、第二副边绕组、第三副边绕组和第四副边绕组；

所述第一副边绕组和所述第二副边绕组用于输出第一电压，所述第一电压用于为所述驱动电路板供电；

所述第三副边绕组用于输出第二电压，所述第二电压用于为所述主控板供电；

所述第四副边绕组用于输出第三电压，所述第三电压用于为所述传感器模块供电。

在可选的实施方式中，述隔离电源电路还包括：防反接二极管、瞬态二极管和电解电容；

所述防反接二极管的正极与输入电压的正极连接，所述防反接二极管的负极连接所述第一电容和所述第一差模电感的连接端；

所述瞬态二极管的两端分别与所述共模电感的两端连接；

所述电解电容的两端分别与所述共模电感的两端连接。

第二方面，本实用新型实施例提供一种电机控制器，包括如前述实施方式任意一项所述的电机控制器低压供电系统。

第三方面，本实用新型实施例提供一种电动汽车，包括如前述实施方式所述的电机控制器。

本实用新型提供了一种电机控制器低压供电系统、电机控制器和电动汽车，该电机控制器低压供电系统包括：低压电池、隔离电源电路、驱动电路板和主控板，其中，低压电池与隔离电源电路连接，为隔离电源电路供电；隔离电源电路包括第一输出单元和第二输出单元，第一输出单元与驱动电路板连接并为驱动电路板提供第一电压，第二输出单元与主控板连接并为主控板提供第二电压，以使驱动电路板和主控板的控制信号均与高压电源信号隔离。该系统实现了低压电池、驱动电路板、主控板之间的隔离供电，缓解了控制器低压供电稳定性差、控制信号准确度低的问题，增强了供电系统的抗干扰能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种电机控制器低压供电系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种电机控制器低压供电系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种电机控制器低压供电系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种隔离电源电路的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种隔离电源电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在电动车辆中，电机控制器的功能是根据档位、油门、刹车等指令，将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者将帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中，是电动车辆的关键零部件之一。

目前在较为常见的电动汽车中，电机控制器的低压供电电池与控制板供电之间不隔离，低压供电容易受到外部高压信号的电磁传导干扰，造成电机控制器控制信号不准，输出转矩失控。

基于此，本实用新型实施例提供了一种电机控制器低压供电系统，以缓解控制器低压供电稳定性差、控制信号准确度低的问题。为了便于对本实施例进行理解，结合附图对本实用新型实施例进行描述。

首先对本实用新型实施例所公开的一种电机控制器低压供电系统进行详细介绍，参见图1所示的一种电机控制器低压供电系统的结构示意图，该电机控制器低压供电系统包括：低压电池210、隔离电源电路220、驱动电路板230和主控板240；

低压电池210与隔离电源电路220连接，低压电池210为隔离电源电路供电；该隔离电源电路220包括第一输出单元221和第二输出单元222，第一输出单元221用于输出第一电压，第二输出单元222用于输出第二电压；

第一输出单元221与驱动电路板230连接，为驱动电路板230提供第一电压，以使驱动电路板230的第一控制信号与高压电源信号隔离；第二输出单元222与主控板240连接，为主控板240提供第二电压，以使主控板240的第二控制信号与高压电源信号隔离。

其中，低压电池可以是能够提供低压直流电的电池，该低压电池提供的电压可以是+12V、+24V或+48V等等，然后经过隔离电源电路后输出不同等级的电压。驱动电路板可以是IGBT驱动板，可以用于向逆变器发送驱动信号以及接收逆变器的反馈。主控板是电机控制器的控制中枢，可以向驱动电路板发送调制脉冲从而进行脉冲宽度调制。第一控制信号可以是驱动电路板发送的驱动控制信号；第二控制信号可以是主控板发送的控制信号，例如调制脉冲信号等。

作为一个具体的示例，低压电池+24V电压经过隔离电源电路后，通过第一输出单元输出+15V的第一电压，通过第二输出单元输出+3.3V的第二电压。其中，+15V的第一电压用于给驱动电路板供电，以保证驱动电路板发送的驱动信号与高压电源信号之间的电压隔离；+3.3V的第二电压用于给主控板供电，以保证主控板控制信号的供电隔离。

在如图2所示的一些实施例中，该电机控制器低压供电系统还可以包括传感器模块250，该隔离电源电路220还可以包括第三输出单元223。第三输出单元223与传感器模块250连接，用于为传感器模块250提供第三电压，以使传感器模块的采集信号与高压电源信号隔离。

其中，传感器模块可以是电压霍尔传感器或者电流霍尔传感器，该传感器模块可以用于采集模拟量并发送至主控板。

作为一个具体的示例，如图3所示，低压电池电压经过隔离电源电路后，通过第一输出单元输出+15V和-8V的第一电压给驱动电路板供电；通过第二输出单元输出+3.3V的第二电压给主控板供电；通过第三输出单元输出+5V的第三电压给传感器模块供电。驱动电路板向逆变器发送驱动信号，并接收逆变器的反馈信息。高压电池供电也可以称为直流母线供电，该高压电池通过逆变器为电机供电，电机可以向主控板发送旋变信号。高压电池可以提供的电压范围为：200V～1000V。

本申请实施例提供的电机控制器低压供电系统，通过对驱动电路板、主控板及传感器进行供电隔离，可以尽量减少高压信号的干扰，提高电机控制器控制信号的准确度，进一步更加精准地控制输出转矩，极大地降低了输出转矩失控的概率。

下面结合附图4和附图5对本实用新型实施例提供的隔离电源电路的结构进行详细介绍。如附图4所示，该隔离电源电路220可以包括：抗电磁干扰单元410和隔离开关电源420；抗电磁干扰单元410与隔离开关电源420连接。该抗电磁干扰单元410可以实现防止差模电磁干扰和共模电磁干扰的效果。

作为一个具体的示例，参照图5所示，抗电磁干扰单元包括：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一差模电感L1、第二差模电感L2和共模电感L3。

其中，第一电容C1的两端与第一差模电感L1的一端和第二差模电感L2的一端分别连接；第二电容C2的一端与第三电容C3的一端连接；第二电容C2的另一端与第一差模电感L1的另一端以及共模电感L3的一端连接；第三电容C3的另一端与第二差模电感L2的另一端以及共模电感L3的另一端连接；共模电感L3与隔离开关电源连接。

为了实现隔离开关电源的隔离功能，可以在隔离电源电路中设置隔离开关电源。在一些实施例中，隔离开关电源包括原边绕组和若干个副边绕组；原边绕组与共模电感L3连接；若干个副边绕组均与原边绕组隔离。副边绕组包括：第一副边绕组、第二副边绕组、第三副边绕组和第四副边绕组。

其中，第一副边绕组和第二副边绕组用于输出第一电压，第一电压用于为驱动电路板供电；第三副边绕组用于输出第二电压，第二电压用于为主控板供电；第四副边绕组用于输出第三电压，第三电压用于为传感器模块供电。

作为一个具体的示例，第一副边绕组与电容C5连接组成第一输出单元的第一子单元，用于输出第一电压+15V；第二副边绕组与电容C6连接组成第一输出单元的第二子单元，用于输出第一电压-8V；第三副边绕组与电容C8连接组成第二输出单元，用于输出第二电压+3.3V；第四副边绕组与电容C7连接组成第三输出单元，用于输出第三电压+5V。需要说明的是，电容C5、电容C6、电容C7和电容C8均可以是滤波电解电容。

上述隔离开关电源的核心为由一个原边绕组和四个副边绕组构成的隔离变压器，该结构可以隔离输出电压，保证原边绕组侧电压与副边绕组侧电压之间的隔离，增强了该供电系统的抗干扰能力。

为了使隔离电源电路更加稳定，在一些实施方式中，隔离电源电路还包括如图5所示的以下结构：防反接二极管D1、瞬态二极管D2和电解电容C4。其中，防反接二极管D1的正极与输入电压的正极连接，防反接二极管D1的负极连接第一电容C1和第一差模电感L1的连接端；瞬态二极管D2的两端分别与共模电感L3的两端连接；电解电容C4的两端分别与共模电感L3的两端连接。

上述实施例提供的隔离电源电路中增加的防反接二极管，可以起到反接保护的作用；瞬态二极管可以防止浪涌电压，电解电容可以起到滤波和维持供电容量的作用。

在本实施例提供的电机控制器低压供电系统中，低压电池、传感器、主控板、IGBT驱动和直流母线之间全部隔离供电，保证了高压和低压之间的电压隔离，防止高压信号窜入低压系统，烧毁低压系统电路，大大增强了供电系统的抗干扰能力，提高了供电系统的电压安全。

本申请实施例还提供了一种电机控制器，包括如前述实施方式任意一项所述的电机控制器低压供电系统。

本申请实施例还提供了一种电动汽车，包括如前述实施方式所述的电机控制器。

本申请实施例提供了一种电机控制器低压供电系统、电机控制器和电动汽车，该电机控制器低压供电系统包括：低压电池、隔离电源电路、驱动电路板和主控板，其中，低压电池与隔离电源电路连接，为隔离电源电路供电；隔离电源电路包括第一输出单元和第二输出单元，第一输出单元与驱动电路板连接并为驱动电路板提供第一电压，第二输出单元与主控板连接并为主控板提供第二电压，以使驱动电路板和主控板的控制信号均与高压电源信号隔离。该系统实现了低压电池、驱动电路板、主控板之间的隔离供电，缓解了控制器低压供电稳定性差、控制信号准确度低的问题，增强了供电系统的抗干扰能力。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机控制器低压供电系统，其特征在于，包括：低压电池、隔离电源电路、驱动电路板和主控板；

所述低压电池与所述隔离电源电路连接，所述低压电池为所述隔离电源电路供电；

所述隔离电源电路包括第一输出单元和第二输出单元，所述第一输出单元用于输出第一电压，所述第二输出单元用于输出第二电压；

所述第一输出单元与所述驱动电路板连接，为所述驱动电路板提供所述第一电压，以使所述驱动电路板的第一控制信号与高压电源信号隔离；

所述第二输出单元与所述主控板连接，为所述主控板提供所述第二电压，以使所述主控板的第二控制信号与所述高压电源信号隔离。

2.根据权利要求1所述的电机控制器低压供电系统，其特征在于，还包括传感器模块；所述隔离电源电路还包括第三输出单元，所述第三输出单元用于输出第三电压；

所述第三输出单元与所述传感器模块连接，用于为所述传感器模块提供所述第三电压，以使所述传感器模块的采集信号与所述高压电源信号隔离。

3.根据权利要求2所述的电机控制器低压供电系统，其特征在于，所述隔离电源电路包括：抗电磁干扰单元和隔离开关电源；所述抗电磁干扰单元与所述隔离开关电源连接；所述抗电磁干扰单元用于防止差模和共模电磁干扰。

4.根据权利要求3所述的电机控制器低压供电系统，其特征在于，所述抗电磁干扰单元包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一差模电感、第二差模电感和共模电感；

所述第一电容的两端与所述第一差模电感的一端和所述第二差模电感的一端分别连接；

所述第二电容的一端与所述第三电容的一端连接；所述第二电容的另一端与所述第一差模电感的另一端以及所述共模电感的一端连接；

所述第三电容的另一端与所述第二差模电感的另一端以及所述共模电感的另一端连接；

所述共模电感与所述隔离开关电源连接。

5.根据权利要求4所述的电机控制器低压供电系统，其特征在于，

所述隔离开关电源包括原边绕组和若干个副边绕组；所述原边绕组与所述共模电感连接；若干个所述副边绕组均与所述原边绕组隔离。

6.根据权利要求5所述的电机控制器低压供电系统，其特征在于，

所述隔离电源电路还包括输出单元，所述输出单元包括滤波电解电容；所述滤波电解电容与所述副边绕组连接用于输出电压。

7.根据权利要求6所述的电机控制器低压供电系统，其特征在于，

所述副边绕组包括：第一副边绕组、第二副边绕组、第三副边绕组和第四副边绕组；

所述第一副边绕组和所述第二副边绕组用于输出第一电压，所述第一电压用于为所述驱动电路板供电；

所述第三副边绕组用于输出第二电压，所述第二电压用于为所述主控板供电；

所述第四副边绕组用于输出第三电压，所述第三电压用于为所述传感器模块供电。

8.根据权利要求4所述的电机控制器低压供电系统，其特征在于，所述隔离电源电路还包括：防反接二极管、瞬态二极管和电解电容；

所述防反接二极管的正极与输入电压的正极连接，所述防反接二极管的负极连接所述第一电容和所述第一差模电感的连接端；

所述瞬态二极管的两端分别与所述共模电感的两端连接；

所述电解电容的两端分别与所述共模电感的两端连接。

9.一种电机控制器，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的电机控制器低压供电系统。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的电机控制器。

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