[实用新型]四轮独立驱动电动车辆双电机控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于车用控制装置范围，尤其是以微处理器及电力电子器件为核心的一种四轮独立驱动电动车辆双电机控制器。

背景技术

为了解决日益严重的能源及环境问题，汽车正由传统的内燃机驱动，朝着以电动机为动力的电动车辆方向发展。而整车的性能直接决定于驱动电机及其控制器的性能。

电动车辆目前主要采用单台电机提供动力的方式，电机的体积、功率比较大，而且需要复杂的机械传动机构将电机的动力传递到车轮，造成车辆的总体布局难度大，也限制了车辆运动的灵活性。四轮独立驱动电动车辆技术正在研究当中，其技术思想是在每个车轮上布置一台独立的电机，各个车轮均可以靠车轮上的电机独立控制。这样，车辆运动灵活性加大；即使部分电机出现故障，其余电机仍可保证车辆运行，提高了车辆的可靠性；由于每台电机的体积、功率大大降低，并且省却了单电机传动所必须的机械传动装置，使得整车零部件布局的灵活性大大提高。

四轮独立驱动电机必须满足低速大转矩的性能要求，因此，基于永磁转子结构的无刷直流电机更适合。无刷直流电机需要控制器的配合才能实现调速功能。通常，每台电机需要各配一个控制器，控制器数量多使得系统成本增加；而且多个控制器在车辆上需要更多的安装空间，造成整车布局的困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种四轮独立驱动电动车辆双电机控制器；所要解决的技术问题是，通过数字核心电路配合由不同的输入输出调理电路、供电电源电路及电力电子器件驱动电路构成的外围电路，可以根据整车控制器的指令，同时控制两台车用无刷直流电机，从而降低了控制器造价、尺寸和车辆的总体布局难度。

电动车辆用无刷直流电机控制器包含较多的传感器和执行器，同时需要实现复杂的电机控制算法并具备可靠的通讯功能，因此，其控制核心既要有丰富的I/O接口，又要有很强的运算能力。TI公司的处理器TMS320LF2407集成了16通道10位模数转换器ADC、CAN控制器、串行通讯接口(SCI)、串行外设接口(SPI)、事件管理器(EV)等模块，特别适合于车用无刷直流电机的控制。尤其是其具备的两个事件管理器模块(EVA、EVB)，各集成了8路PWM输出及3路捕获单元(CAP)，使得应用一片TMS320LF2407处理器控制两台电机成为可能。

双电机控制器以TMS320LF2407为数字核心，其周边结合了电流传感器及其信号处理电路、电机转子信息检测电路、PWM信号处理及功率驱动电路和通讯电路。这样，一台双电机控制器可根据整车控制器的指令同时控制两个车轮上的两台电机，使整车所用电机控制器由四台减少为两台，从而降低了控制器造价、尺寸和车辆的总体布局难度。

本实用新型采用了如下技术方案：以TMS320LF2407为数字核心，CAN通讯和串口通讯电路通过地址、数据和控制总线和TMS320LF2407处理器连接，TMS320LF2407数字核心通过接插件电路分别与双电机PWM信号转换与功率驱动电路、双电机电流检测及处理电路、双电机转子信息检测与处理电路相连接，系统电源电路与上述各部分电路相连接。

所述TMS320LF2407数字核心由TMS320LF2407芯片、晶振电路、JTAG调试接口、上拉电路、复位电路、存储器扩展电路和电源电路构成。所述存储器扩展电路各采用了一片AT49LV1024和IS61LV12816芯片对存储器进行了扩展。其中AT49LV1024芯片的地址线与数据线分别和TMS320LF2407芯片地址线和数据线相连接，其他控制引脚分别和TMS320LF2407的部分控制引脚相连接；IS61LV12816芯片的地址线与数据线分别和TMS320LF2407芯片地址线和数据线相连接，使能引脚、写信号引脚及其他控制引脚分别和TMS320LF2407芯片的部分控制引脚相连接。采用TPS7333芯片设计电源电路，包括输入电源经二极管、电容到TPS7333输入端的连接、TPS7333输出端经电阻、电容、电感到信号输出端的连接以及TPS7333数据输入端到限流电阻和发光二极管的连接。

所述的CAN通讯和串口通讯电路，采用了MAX3232实现了一路串口通讯电路，其中MAX3232芯片的收发端口分别连接到TMS320LF2407的SCI串口端口。