[实用新型]永磁直流无刷电机控制器总成

说明书

技术领域

本实用新型涉及纯电动汽车用的永磁直流无刷电机控制器总成。

背景技术

随着能源危机的日益加剧和环境压力的增加，电动汽车代替传统的燃油汽车已经成为一个必燃趋势。特别是我国石油大量靠进口的现状，使得这一趋势尤为突出。电动汽车主要有纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车三种类型。目前，混合动力汽车成本居高，燃料电池的许多关键技术还处于研发试验阶段，只有纯电动汽车相对比较成熟，初步形成了关键技术的研发能力。

纯电动汽车应用技术作为当今汽车行业高新技术发展的必然趋势，它涉及车辆工程、电动驱动技术、控制技术、电池技术等领域的核心技术。其中电机驱动技术是电动汽车的关键技术之一。电机驱动系统（电机控制器）可以说是电动汽车的心脏。实现对电机的转速、转矩、功率控制，以及制动能量回收等功能。目前，国内新能源汽车还刚刚起步，相应的电机控制器产品驱动技术还不成熟，一些关键技术还处于研发试验阶段，在控制器的硬件电路、软件控制策略及结构等方面都存在许多缺陷。就BLDC电机控制器来说，主要存在的问题有：

1.  功率驱动一般采用3个IGBT模块（或6个IGBT），并配6个IGBT驱动模块及外围电路来实现电机的功率驱动，因硬件电路结构复杂，外围器件多，系统可靠度较低。

2.  控制核心一般采用8位（或16位）工业级MCU芯片，其能力不能满足系统高稳定性的同时，要求高动态响应的需求，可靠性也差。

3.  系统内部的低压（+5V）电源一般共用，连接在一起；当某局部电源输出故障时，整个系统将失控，产品的可靠性、系统安全性低。

4.  IGBT的温度检测一般采用热敏电阻紧贴散热器底板的方式，不能准确、即时地反映出IGBT内部结温，当底板温度达到限值时，IGBT可能已经失效，不能有效实现超温保护功能，可靠性较低。

5.  电流检测一般采用在输出端套电流传感器检测两相电流，通过软件计算得出第三相电流（或母线电流）的方式。当出现异常时，存在响应滞后，不能有效实现过流保护的功能，可靠性较低。

6.  结构上一般采用散热器+箱体的连接方式，系统的防护等级（尤其防水性能）较低。

发明内容

本实用新型提出一款纯电动汽车永磁直流无刷电机控制器总成，该产品应用于纯电动微轿汽车上，实现对永磁直流无刷电机的转速、转矩（或功率）控制，及制动能量回收等功能。

为此本实用新型的技术方案为，永磁直流无刷电机控制器总成，主要包括电机控制模块通过信号处理器连接至IGBT驱动模块电路，再连接至IGBT模块，最后连接至电机，电机又通过信号处理器反馈给电机控制模块 ，其中电机控制模块接受到外部开关或模拟信号，内部IGBT驱动电路反馈的故障信号、电流传感器检测的电流信号，以及电机的霍尔信号及温度信号后MCU进行相应算法处理，输出相应的PWM信号给IGBT驱动电路，其特征在于：所述的IGBT驱动模块电路的控制芯片为英飞凌32位XC2764 MCU芯片；外部低压电源12V输入后，经D1二极管、自复位保险丝后给系统提供低压12V电源VPP，VPP电源经电源芯片IC7、IC8、IC9、IC12处理后输出四路+5V电压信号VDD-SYS、VDD_CAN、VDD_AD、VDD_OUT，分别作为MCU、ADC、CAN、电流传感器及电机霍尔传感器的供电电源（+5V）。

对上述方案的改进在于：IGBT模块选用英飞凌智能功率模块，该模块集成封装了6个IGBT且内置温度传感器；母线输入电压正极接上桥IGBT漏极，负极接下桥IGBT源极，3组上/下桥连接点分别接电机的3相绕阻，通过IGBT上、下桥的轮流交替导通实现电机的上电运转。

对上述方案的再改进在于：所述的IGBT模块是由散热器和箱体设计为一个整体，IGBT平置于底板上，顶部设计一顶盖，箱体顶部一圈都开槽，与顶盖连接时，在槽内放置密封条，且散热器和箱体是采用整体铸件。

对上述方案的进一步改进在于：所述的IC7芯片采用英飞凌LDO电源专用芯片TLE4275G。

有益效果：