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专利号: 2017102388477
申请人: 常州寻心电子科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-06-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电动车控制器,其特征在于:它包括主控模块(100)、功率模块(200)和接口模块(300),且所述功率模块(200)包括电机,所述接口模块(300)包括电机转子传感器(301);

所述接口模块(300)中的所述电机转子传感器(301)用于检测电机转子的反馈角位置θ_fb,并将该反馈角位置θ_fb信息传送给所述主控模块(100);所述功率模块(200)用于向所述主控模块(100)提供电机反馈电流I_fb,并根据所述主控模块(100)输出的控制信号控制所述电机运转;

所述主控模块(100)包括主控单元(101),所述主控单元(101)包括微分器(102)、功率控制器(103)、转矩处理器(104)、比较器(105)、速度控制器(106)和电流控制器(107),且所述微分器(102)接收所述电机转子传感器(301)传送的反馈角位置θ_fb信息,所述电流控制器(107)接收所述功率模块(200)传送的电机反馈电流I_fb;

所述微分器(102)用于针对所述电机转子传感器(301)提供的反馈角位置θ_fb信息进行微分得到反馈速度V_fb,并将反馈速度V_fb分别传送给所述功率控制器(103)和所述速度控制器(106);所述功率控制器(103)用于针对反馈速度V_fb和预先设定的功率设置值Pow_ref进行功率限制计算得到电流限制值I_limit和系数k,并将系数k传送给所述转矩处理器(104)和将电流限制值I_limit传送给所述比较器(105);所述转矩处理器(104)根据预先设定的转矩指令T_ref结合系数k经过计算得到电流目标值I_ref,并将电流目标值I_ref传送给所述比较器(105);所述比较器(105)用于比较电流目标值I_ref和电流限制值I_limit,若I_ref>I_limit,则电流环输入目标值I`_ref=I_limit;否则I`_ref=I_ref,比较后输出电流环输入目标值I`_ref,并将电流环输入目标值I`_ref传送给所述电流控制器(107);所述速度控制器(106)用于计算预先设定的速度目标值V_ref和反馈速度V_fb的速度差值ΔV,通过速度差值ΔV计算输出电流值I,实现速度闭环控制,并将电流值I传送给所述电流控制器(107);所述电流控制器(107)采用电流环输入目标值I`_ref、电流值I和电机反馈电流I_fb计算电流差值ΔI,通过电流差值ΔI计算输出驱动电压U,实现电流闭环控制;并将驱动电压U转换成电机驱动信号传送给所述功率模块(200),所述功率模块(200)根据驱动信号生成电流控制电机运转。

2.如权利要求1所述的一种电动车控制器,其特征在于:所述电机转子传感器(301)采用角位移传感器。

3.如权利要求1或2所述的一种电动车控制器,其特征在于:所述接口模块(300)还包括传感器接口(302)、功能接口(303)和通讯接口(304);

所述传感器接口(302)用于与所述电机转子传感器(301)连接,并接收所述电机转子传感器(301)信号,并将接收的所述电机转子传感器(301)信号传送给所述主控模块(100);

所述功能接口(303)用于与电动车各个功能部件连接,一方面接收电动车部件各种功能信号,并将接收的电动车部件各种功能信号传送给所述主控模块(100),另一方面接收所述主控模块(100)提供的功能控制信号,输出给相应的功能部件;

所述通讯接口(304)用于与PC上位机连接,一方面接收所述PC上位机数据信号传送给所述主控模块(100),另一方面接收所述主控模块(100)提供的数据信号输出给所述PC上位机。

4.如权利要求1或2所述的一种电动车控制器,其特征在于:所述控制器还包括电源模块(500),所述电源模块(500)分别连接所述主控模块(100)和所述功率模块(200),且为二者供电;所述电源模块(500)包括母线电源(501),所述母线电源(501)实时将母线电压信号BUS_VOR和母线电流信号BUS_CUR传送给所述主控模块(100);所述主控模块(100)内预先设置母线电压范围值和母线电流最大值;当母线电压信号BUS_VOR不在母线电压范围值内,则停止或降低输出所述控制器的运行功率,实现对母线欠压或者过压保护;当母线电流信号BUS_CUR超过母线电流最大值时,对电机进行功率限制控制。

5.如权利要求1所述的一种电动车控制器的控制方法,它包括以下步骤:

1)所述功率模块(200)将电机反馈电流I_fb反馈给主控模块(100)中的所述电流控制器(107),同时所述电机转子传感器(301)检测电机转子输出的反馈角位置θ_fb,并将反馈角位置θ_fb传送给所述微分器(102);

2)所述微分器(102)用于针对所述电机转子传感器(301)提供的反馈角位置θ_fb信息进行微分得到反馈速度V_fb,并将反馈速度V_fb分别传送给所述功率控制器(103)和所述速度控制器(106);

3)所述功率控制器(103)用于针对反馈速度V_fb和预先设定的功率设置值Pow_ref进行功率限制计算得到电流限制值I_limit和系数k,并将系数k传送给所述转矩处理器(104)和将电流限制值I_limit传送给所述比较器(105);

4)所述转矩处理器(104)根据预先设定的转矩指令T_ref结合系数k经过计算得到电流目标值I_ref,并将电流目标值I_ref传送给所述比较器(105);

5)所述比较器(105)用于比较电流目标值I_ref和电流限制值I_limit,若I_ref>I_limit,则电流环输入目标值I`_ref=I_limit;否则I`_ref=I_ref,比较后输出电流环输入目标值I`_ref,并将电流环输入目标值I`_ref传送给所述电流控制器(107);

6)所述速度控制器(106)用于计算预先设定的速度目标值V_ref和反馈速度V_fb的速度差值ΔV,通过速度差值ΔV计算输出电流值I,实现速度闭环控制,并将电流值I传送给所述电流控制器(107);

7)所述电流控制器(107)采用电流环输入目标值I`_ref、电流值I和电机反馈电流I_fb计算电流差值ΔI,通过电流差值ΔI计算输出驱动电压U,实现电流闭环控制;并将驱动电压U转换成电机驱动信号传送给所述功率模块(200),所述功率模块(200)根据驱动信号生成电流控制电机运转。

6.如权利要求5所述的一种电动车控制器的控制方法,其特征在于:所述电机转子传感器(301)采用角位移传感器。

7.一种电动车控制器,其特征在于:它包括主控模块(100)、功率模块(200)和接口模块(300),且所述功率模块(200)包括电机,所述接口模块(300)包括电机转子传感器(301);

所述接口模块(300)中的所述电机转子传感器(301)用于检测电机转子的反馈速度V_fb,并将该反馈速度V_fb信息传送给所述主控模块(100);所述功率模块(200)用于向所述主控模块(100)提供电机反馈电流I_fb,并根据所述主控模块(100)输出的控制信号控制所述电机运转;

所述主控模块(100)包括主控单元(101),所述主控单元(101)包括功率控制器(103)、转矩处理器(104)、比较器(105)、速度控制器(106)和电流控制器(107),且所述功率控制器(103)和所述速度控制器(106)分别接收所述电机转子传感器(301)传送的反馈速度V_fb,所述电流控制器(107)接收所述功率模块(200)传送的电机反馈电流I_fb;

所述功率控制器(103)用于针对反馈速度V_fb和预先设定的功率设置值Pow_ref进行功率限制计算得到电流限制值I_limit和系数k,并将系数k传送给所述转矩处理器(104)和将电流限制值I_limit传送给所述比较器(105);所述转矩处理器(104)根据预先设定的转矩指令T_ref结合系数k经过计算得到电流目标值I_ref,并将电流目标值I_ref传送给所述比较器(105);所述比较器(105)用于比较电流目标值I_ref和电流限制值I_limit,若I_ref>I_limit,则电流环输入目标值I`_ref=I_limit;否则I`_ref=I_ref,比较后输出电流环输入目标值I`_ref,并将电流环输入目标值I`_ref传送给所述电流控制器(107);所述速度控制器(106)用于计算预先设定的速度目标值V_ref和反馈速度V_fb的速度差值ΔV,通过速度差值ΔV计算输出电流值I,实现速度闭环控制,并将电流值I传送给所述电流控制器(107);所述电流控制器(107)采用电流环输入目标值I`_ref、电流值I和电机反馈电流I_fb计算电流差值ΔI,通过电流差值ΔI计算输出驱动电压U,实现电流闭环控制;并将驱动电压U转换成电机驱动信号传送给所述功率模块(200),所述功率模块(200)根据驱动信号生成电流控制电机运转。

8.如权利要求7的所述一种电动车控制器,其特征在于:所述电机转子传感器(301)采用速度传感器。

9.如权利要求7所述的一种电动车控制器的控制方法,它包括以下步骤:

1)所述功率模块(200)将电机反馈电流I_fb反馈给主控模块(100)的所述电流控制器(107),同时所述电机转子传感器(301)检测电机转子输出的反馈速度V_fb,并将反馈速度V_fb分别传送给所述功率控制器(103)和所述速度控制器(106);

2)所述功率控制器(103)用于针对反馈速度V_fb和预先设定的功率设置值Pow_ref进行功率限制计算得到电流限制值I_limit和系数k,并将系数k传送给所述转矩处理器(104)和将电流限制值I_limit传送给所述比较器(105);

3)所述转矩处理器(104)根据预先设定的转矩指令T_ref结合系数k经过计算得到电流目标值I_ref,并将电流目标值I_ref传送给所述比较器(105);

4)所述比较器(105)用于比较电流目标值I_ref和电流限制值I_limit,若I_ref>I_limit,则电流环输入目标值I`_ref=I_limit;否则I`_ref=I_ref,比较后输出电流环输入目标值I`_ref,并将电流环输入目标值I`_ref传送给所述电流控制器(107);

5)所述速度控制器(106)用于计算预先设定的速度目标值V_ref和反馈速度V_fb的速度差值ΔV,通过速度差值ΔV计算输出电流值I,实现速度闭环控制,并将电流值I传送给所述电流控制器(107);

6)所述电流控制器(107)采用电流环输入目标值I`_ref、电流值I和电机反馈电流I_fb计算电流差值ΔI,通过电流差值ΔI计算输出驱动电压U,实现电流闭环控制;并将驱动电压U转换成电机驱动信号传送给所述功率模块(200),所述功率模块(200)根据驱动信号生成电流控制电机运转。

10.如权利要求9所述的一种电动车控制器的控制方法,其特征在于:所述电机转子传感器(301)采用速度传感器。