短途純電動(dòng)車一體化控制器的制造方法
【專利摘要】一種短途純電動(dòng)車一體化控制器，涉及新能源汽車電控領(lǐng)域，包括控制器殼體和散熱器，控制器殼體內(nèi)設(shè)有微控制器、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路、換檔電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和換檔電機(jī)H橋電路，微控制器上連接有5VDC/DC轉(zhuǎn)換電路、有12V直流外接供電電流采集電路、12V直流電壓采集電路、動(dòng)力電池直流母線電壓采集電路、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流采集電路、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度采集電路、加速踏板采集電路、制動(dòng)踏板采集電路、M0SFET溫度信號(hào)采集電路、換檔直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流采集電路、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)采集電路、車速信號(hào)采集電路、檔位位置信號(hào)采集電路，本實(shí)用新型集成度高、可靠性高、響應(yīng)速度快、反應(yīng)靈敏，大大提升電動(dòng)車整體性能。
【專利說(shuō)明】短途純電動(dòng)車一體化控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及新能源汽車電控領(lǐng)域，詳細(xì)講是一種具有集成度高、可靠性高、響應(yīng)速度快、反應(yīng)靈敏，大大提升電動(dòng)車整體性能的短途純電動(dòng)車一體化控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]短途純電動(dòng)乘用車滿足《純電動(dòng)乘用車技術(shù)條件》(GB/T 28382-2012)，定位為取代目前市場(chǎng)上的低速純電動(dòng)乘用車。短途純電動(dòng)乘用車的設(shè)計(jì)要求是在保證系統(tǒng)高可靠性的前提下盡量降低成本。短途純電動(dòng)乘用車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流配置為單電機(jī)串聯(lián)兩檔變速器，如果考慮舒適性和降低駕駛難度，需要配置自動(dòng)變速器。在電控系統(tǒng)上，主要包括三個(gè)控制器，分別是主驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、兩檔自動(dòng)變速器控制器以及DC/DC轉(zhuǎn)換器，目前這三個(gè)控制器在車上為分立單元，三者單獨(dú)設(shè)計(jì)、制造，使用過(guò)程中相互間需要傳遞電信號(hào)，三者之間協(xié)調(diào)的好壞直接影響整車的性能。短途純電動(dòng)乘用車對(duì)空間體積的要求較為嚴(yán)格，各控制器獨(dú)立分布布置，占用較大空間。專利《電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)-變速器一體化系統(tǒng)控制方法及系統(tǒng)》(200910076778.X)設(shè)計(jì)了一種電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)-變速器一體化系統(tǒng)控制，該系統(tǒng)包括四個(gè)分立控制器，控制器之間需要通過(guò)電信號(hào)的傳遞完成整車的一體化控制。這類控制系統(tǒng)存在如下問(wèn)題:(1)控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用多個(gè)分立單元，成本較高；(2)采用多個(gè)分立單元，需要占用較多的車輛空間進(jìn)行布置；(3)需要在四個(gè)分立的控制單元之間傳遞大量的控制和反饋信號(hào)，如果采用硬線連接，則接線復(fù)雜，影響可靠性；如果采用硬線連接的方式，如下信號(hào)需要引出多個(gè)并聯(lián)分支:(1)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，需要同時(shí)給主驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器和換檔控制器；(2)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度信號(hào)，需要同時(shí)給主驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器和換檔控制器；(3)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)各相電流信號(hào)，需要同時(shí)給主驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器和換檔控制器；(4)加速踏板信號(hào)，需要同時(shí)給主驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器和換檔控制器；(5)制動(dòng)踏板信號(hào)，需要同時(shí)給主驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器和換檔控制器；(6) 12V直流電壓信號(hào)，需要同時(shí)給換檔控制器和DC/DC轉(zhuǎn)換器。(4)對(duì)于在四個(gè)分立的控制單元之間傳遞大量的控制和反饋信號(hào)，如果采用車載總線連接，雖然可以避免接線復(fù)雜的問(wèn)題，但是由于車載總線采用了多路復(fù)用的傳輸結(jié)構(gòu)，報(bào)文的傳輸周期受到限制，根據(jù)《汽車控制系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)(CAN總線)通信協(xié)議第5部分:應(yīng)用層一車輛》規(guī)定，最短采用1ms的周期傳輸，并且在多個(gè)報(bào)文同時(shí)發(fā)送時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的報(bào)文會(huì)丟失仲裁，進(jìn)一步影響傳輸周期，進(jìn)而影響控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種集成度高，占用空間小、空間利用率高，接線簡(jiǎn)潔，響應(yīng)速度快、反應(yīng)靈敏，可靠性高，成本低的短途純電動(dòng)車一體化控制器。
[0004]本實(shí)用新型解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種短途純電動(dòng)車一體化控制器,包括控制器殼體和散熱器，控制器殼體內(nèi)設(shè)有微控制器、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路、換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路和MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路，其特征在于微控制器的電源和地線接口與5V (伏)DC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出端連接，5V (伏)DC/DC轉(zhuǎn)換電路的輸入端經(jīng)12V (伏)DC/DC轉(zhuǎn)換電路與動(dòng)力電池直流母線輸入接線相連，微控制器的(不同)AD(模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量)采集端口上分別連接有12V直流外接供電電流采集電路、12V直流電壓采集電路、動(dòng)力電池直流母線電壓采集電路、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流采集電路、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度采集電路、加速踏板采集電路、制動(dòng)踏板采集電路、MOSFET溫度信號(hào)采集電路和換檔直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流采集電路，微控制器的(不同)捕捉端口上分別連接有主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)采集電路和車速信號(hào)采集電路，微控制器的三路數(shù)字1 (輸入輸出)采集端口上連接有檔位位置信號(hào)采集電路；12V直流外接供電電流采集電路和12V直流電壓采集電路的輸入端與12V (伏)DC/DC轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連，12V直流外接供電電流采集電路輸出端上設(shè)有12V直流母線輸出接線，動(dòng)力電池直流母線電壓采集電路與動(dòng)力電池直流母線輸入接線相連，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度采集電路、加速踏板采集電路、制動(dòng)踏板采集電路、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)采集電路、車速信號(hào)采集電路和檔位位置信號(hào)采集電路的輸入端上分別設(shè)有信號(hào)采集接線；主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與微控制器的6路PWM輸出端口相連、輸出端與MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路的控制端(門極)相連，MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路的輸出端與主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流采集電路的輸入端相連，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流采集電路的輸出端設(shè)有三相交流電輸出接線；換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與微控制器的4路PWM輸出端口相連、輸出端與MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路的控制端(門極)相連，MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路的輸出端與換檔直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流采集電路的輸入端相連，換檔直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流采集電路輸出端設(shè)有輸出可翻轉(zhuǎn)12V直流電的輸出接線；主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路和MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路的電源端與12V直流母線相連，MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路的電源端設(shè)有動(dòng)力電池直流母線輸入接線。
[0006]本實(shí)用新型種所述的動(dòng)力電池直流母線接地端與電容Cl的一端相連，電容Cl的另一端與電阻R1、電阻R2、電容C2的一端相連，電容C2的另一端與5V直流母線接地端相連；12V直流母線接地端與電容C4的一端連接；電容C4的另一端與電阻R3、電阻R4、電容C5的一端相連，電容C3的另一端與5V直流母線接地端相連；電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4的另一端與控制器殼體的接地端相連。上述接地端的連接結(jié)構(gòu)解決了一體化控制器內(nèi)多個(gè)大功率器件對(duì)微控制器的干擾問(wèn)題，保證信號(hào)采集端口的檢測(cè)可靠性和精度，如:保證1 口采集的電平和實(shí)際輸入電平一致，避免系統(tǒng)不動(dòng)作或者誤動(dòng)作，保證AD 口采集的電壓更接近實(shí)際電壓值、精度更高，避免系統(tǒng)的不保護(hù)或者誤保護(hù)，保證捕捉口采集的轉(zhuǎn)速誤差更小，避免速度匹配還未達(dá)到要求時(shí)進(jìn)檔，造成打齒。
[0007]經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，一體化控制器可以保證1 口采集的電平和實(shí)際輸入電平一致，保證AD 口采集的誤差小于千分之一，速度檢測(cè)的誤差小于1%;采用動(dòng)力電池直流母線接地端、5V直流母線接地端、12V直流母線接地端與控制器殼體的接地端直接連接的方式時(shí)，1 口采集的電平和實(shí)際輸入電平不一致發(fā)生的概率在1%以上，AD 口采集的誤差在15%以上，速度檢測(cè)的誤差在10%以上；采用現(xiàn)有的其他抗干擾電路，1 口采集的電平和實(shí)際輸入電平不一致發(fā)生的概率在于萬(wàn)分之一以上，AD 口采集的誤差在1%以上，速度檢測(cè)的誤差在3%以上；10 口采集的電平和實(shí)際輸入電平不一致，會(huì)造成系統(tǒng)不動(dòng)作或者誤動(dòng)作，AD 口采集的電壓誤差越大，系統(tǒng)的不保護(hù)或者誤保護(hù)的概率越高，速度檢測(cè)誤差越大，進(jìn)檔時(shí)待嚙合的齒輪副速差越大，打齒現(xiàn)象更嚴(yán)重，噪音更大。
[0008]本實(shí)用新型中所述的電阻R1、R2、R3、R4的阻值為20歐姆，電容Cl、C2、C3、C4的電容值為2.2nF。
[0009]上述一體化控制器的控制方法，其特征在于包括如下步驟:
[0010]第一步，系統(tǒng)上電，一體化控制器控制變速器檔位初始化；
[0011]第二步，一體化控制器根據(jù)駕駛員輸入信號(hào)和車輛反饋信號(hào)，控制主驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在轉(zhuǎn)矩模式；
[0012]第三步一體化控制器根據(jù)車輛反饋信號(hào)和駕駛員輸入信號(hào)判斷是否需要換檔，如果需要換檔，設(shè)定目標(biāo)檔位值，進(jìn)入第四步；如果不需要換檔，進(jìn)入第二步；
[0013]第四步，一體化控制器切斷主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的供電，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)入自由模式；
[0014]第五步，一體化控制器驅(qū)動(dòng)換檔電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，控制換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)將兩檔變速器切入空檔；
[0015]第六步，一體化控制器控制主驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)入轉(zhuǎn)速模式，根據(jù)當(dāng)前車速和待接合檔位速比，計(jì)算主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，一體化控制器控制主驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速，使主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和該目標(biāo)轉(zhuǎn)速匹配；
[0016]第七步，判斷主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和該目標(biāo)轉(zhuǎn)速是否匹配，如不匹配進(jìn)入第六步；如果匹配進(jìn)入第八步；
[0017]第八步，一體化控制器切斷主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的供電，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)入自由模式；
[0018]第九步，一體化控制器驅(qū)動(dòng)換檔電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，控制換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)將兩檔變速器切入待接合檔位；進(jìn)入第二步。
[0019]本實(shí)用新型的一體化控制器在工作時(shí)，12V直流母線輸出接線可以連接車載低壓電器設(shè)備，如車燈、車門電機(jī)、雨刷電機(jī)等設(shè)備，為其供電。動(dòng)力電池直流母線輸入接線與動(dòng)力電池組相連，三相交流電輸出接線與汽車電動(dòng)機(jī)相連，可翻轉(zhuǎn)12V直流電的輸出接線與換檔直流電機(jī)相連；主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度采集電路、加速踏板采集電路、制動(dòng)踏板采集電路、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)采集電路、車速信號(hào)采集電路和檔位位置信號(hào)采集電路的輸入端上的信號(hào)采集接線分別與相應(yīng)的信號(hào)采集器相連。本實(shí)用新型集成度高，占用空間小、空間利用率高，接線簡(jiǎn)潔，響應(yīng)速度快、反應(yīng)靈敏，可靠性高，成本低廉。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的電子線路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本實(shí)用新型使用時(shí)控制器殼體外部連接線示意圖。
[0022]圖3是本實(shí)用新型控制方法的流程圖。
[0023]圖4是本實(shí)用新型各電源線及控制器殼體接地端電路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖所示的短途純電動(dòng)車一體化控制器，包括控制器殼體和散熱器，控制器殼體內(nèi)設(shè)有微控制器7 (MCU)、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路16、M0SFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路17、換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路15和MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路14，微控制器7 (MCU)選用32位的TMS320F28335，散熱器與控制器殼體內(nèi)的功率器件相連、為其散熱，上述電路及結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。本實(shí)用新型的特征在于微控制器7的電源和地線接口與5V (伏)DC/DC轉(zhuǎn)換電路5輸出端連接，5V (伏)DC/DC轉(zhuǎn)換電路5的輸入端經(jīng)12V (伏)DC/DC轉(zhuǎn)換電路I與動(dòng)力電池直流母線輸入接線相連，微控制器的不同AD (模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量)采集端口上分別連接有12V直流外接供電電流采集電路4、12V直流電壓采集電路6、動(dòng)力電池直流母線電壓采集電路2、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流采集電路18、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度采集電路19、加速踏板采集電路12、制動(dòng)踏板采集電路10、MOSFET溫度信號(hào)采集電路9和換檔直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流采集電路13，M0SFET溫度信號(hào)采集電路9與散熱器上的溫度傳感器相連，微控制器的不同捕捉端口上分別連接有主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)采集電路3和車速信號(hào)采集電路11，微控制器的三路數(shù)字1 (輸入輸出)采集端口上連接有檔位位置信號(hào)采集電路8 ;12V直流外接供電電流采集電路4和12V直流電壓采集電路6的輸入端與12V (伏)DC/DC轉(zhuǎn)換電路I的輸出端相連，12V直流外接供電電流采集電路輸出端上設(shè)有12V直流母線輸出接線，動(dòng)力電池直流母線電壓采集電路與動(dòng)力電池直流母線輸入接線相連，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度采集電路、加速踏板采集電路、制動(dòng)踏板采集電路、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)采集電路、車速信號(hào)采集電路和檔位位置信號(hào)采集電路的輸入端上分別設(shè)有信號(hào)采集接線；主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與微控制器的6路PWM輸出端口相連、輸出端與MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路的控制端(門極)相連，MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路的輸出端與主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流采集電路的輸入端相連，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流采集電路的輸出端設(shè)有三相交流電輸出接線；換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與微控制器的4路PWM輸出端口相連、輸出端與MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路的控制端(門極)相連，MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路的輸出端與換檔直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流采集電路的輸入端相連，換檔直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流采集電路輸出端設(shè)有輸出可翻轉(zhuǎn)12V直流電的輸出接線；主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路和MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路的電源端與12V直流母線相連，MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路的電源端設(shè)有動(dòng)力電池直流母線接線。
[0025]本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述的動(dòng)力電池直流母線接地端與電容Cl的一端相連，電容Cl的另一端與電阻R1、電阻R2、電容C2的一端相連，電容C2的另一端與5V直流母線接地端相連；12V直流母線接地端與電容C4的一端連接；電容C4的另一端與電阻R3、電阻R4、電容C5的一端相連，電容C3的另一端與5V直流母線接地端相連；電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4的另一端與控制器殼體的接地端相連，電阻R1、R2、R3、R4的阻值為20歐姆，電容C1、C2、C3、C4的電容值為2.2nF。上述接地端的連接結(jié)構(gòu)解決了一體化控制器一個(gè)控制器殼體內(nèi)多個(gè)大功率器件對(duì)微控制器的干擾問(wèn)題，保證信號(hào)采集端口的檢測(cè)可靠性和精度，如:保證1 口采集的電平和實(shí)際輸入電平一致，避免系統(tǒng)不動(dòng)作或者誤動(dòng)作，保證AD 口采集的電壓更接近實(shí)際電壓值、精度更高，避免系統(tǒng)的不保護(hù)或者誤保護(hù)，保證捕捉口采集的轉(zhuǎn)速誤差更小，避免速度匹配還未達(dá)到要求時(shí)進(jìn)檔，造成打齒。
[0026]經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，一體化控制器可以保證1 口采集的電平和實(shí)際輸入電平一致，保證AD 口采集的誤差小于千分之一，速度檢測(cè)的誤差小于1%;采用動(dòng)力電池直流母線接地端、5V直流母線接地端、12V直流母線接地端與控制器殼體的接地端直接連接的方式時(shí)，1 口采集的電平和實(shí)際輸入電平不一致發(fā)生的概率在1%以上，AD 口采集的誤差在15%以上，速度檢測(cè)的誤差在10%以上；采用現(xiàn)有的其他抗干擾電路，1 口采集的電平和實(shí)際輸入電平不一致發(fā)生的概率在于萬(wàn)分之一以上，AD 口采集的誤差在1%以上，速度檢測(cè)的誤差在3%以上；10 口采集的電平和實(shí)際輸入電平不一致，會(huì)造成系統(tǒng)不動(dòng)作或者誤動(dòng)作，AD 口采集的電壓誤差越大，系統(tǒng)的不保護(hù)或者誤保護(hù)的概率越高，速度檢測(cè)誤差越大，進(jìn)檔時(shí)待嚙合的齒輪副速差越大，打齒現(xiàn)象更嚴(yán)重，噪音更大。
[0027]如圖1所示的短途純電動(dòng)乘用車電機(jī)、變速器以及DC/DC轉(zhuǎn)換器一體化控制器的輸入或輸出接線及微控制器內(nèi)部信號(hào)的特性和用途如下:
[0028](1)12V直流母線，該引線為12V直流功率線，為車載低壓電器設(shè)備供電，具體包括車燈、車門電機(jī)、雨刷電機(jī)等設(shè)備；
[0029](2) 12V直流外接供電電流采集電路連接到MCU的AD (模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量)采集端口，MCU通過(guò)該端口獲取12V直流外接供電電流大小，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)功能；
[0030](3) 12V直流電壓采集電路連接到MCU的AD (模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量)采集端口，MCU通過(guò)該端口獲取12V直流電壓大小，實(shí)現(xiàn)高低壓保護(hù)功能；
[0031](4)動(dòng)力電池直流母線通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出12V直流，再通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出5V直流，該5V直流母線為MCU供電，接到MCU的電源和地線接；
[0032](5)轉(zhuǎn)子位置反饋，該引線為主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置反饋輸入信號(hào)，一般為方波信號(hào)，方波信號(hào)的低壓為0V,高壓為5V ；
[0033](6)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)采集電路連接到MCU的捕捉端口，通過(guò)捕捉方波信號(hào)的跳變沿并且計(jì)算方波信號(hào)的跳變之間的時(shí)間間隔獲取主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子速度；
[0034](7)動(dòng)力電池直流母線，該引線為48-144V的直流功率線，為主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和DC/DC轉(zhuǎn)換模塊提供電能；
[0035](8)動(dòng)力電池直流母線電壓采集電路連接到MCU的AD (模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量)采集端口，MCU通過(guò)該端口獲取動(dòng)力電池直流母線電壓大小，實(shí)現(xiàn)高低壓保護(hù)功能；
[0036](9)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路采用12V直流母線供電，連接到MCU的6路PWM輸出端口，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路輸出6路功率更強(qiáng)的PWM信號(hào)，連接到MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路，控制三相H橋電路的6組MOSFET開(kāi)關(guān)的通斷；
[0037](10) MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路在6路功率更強(qiáng)的PWM信號(hào)的控制下，將輸入的動(dòng)力電池直流母線信號(hào)逆變?yōu)槌跏既嘟涣麟?，逆變的方法可以采用目前主流的SVPMW方式；
[0038](11)三相交流電，該引線為三相交流功率線，連接到主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在驅(qū)動(dòng)時(shí)為主驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能，在制動(dòng)能量回收時(shí)將主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)出的電能反饋給動(dòng)力電池；
[0039](12)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流采集電路連接到MCU的AD (模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量)采集端口，MCU通過(guò)該端口獲取主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流大小，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)功能，由于三相電流和為零，因此在實(shí)際使用中僅需采集三相中的任意兩相電流，接入MCU的兩路AD (模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量)采集端口即可；
[0040](13)電機(jī)溫度反饋，該引線為主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度反饋輸入信號(hào)，一般為溫敏電阻信號(hào)，根據(jù)電機(jī)溫度的變化反饋不同的電阻值，通過(guò)測(cè)量溫敏電阻的分壓大小獲取反饋信號(hào)，溫敏電阻的分壓一般為0-5V連續(xù)變化的模擬信號(hào)；
[0041](14)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度采集電路連接到MCU的AD (模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量)采集端口，MCU通過(guò)該端口獲取主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度大小，實(shí)現(xiàn)高低溫保護(hù)功能；
[0042]( 15)車速反饋信號(hào),該引線為變速器輸出軸轉(zhuǎn)速反饋輸入信號(hào),一般為方波信號(hào)，方波信號(hào)的低壓為0V，高壓為5V ；
[0043](16)車速信號(hào)采集電路連接到MCU的捕捉端口，通過(guò)捕捉方波信號(hào)的跳變沿并且計(jì)算方波信號(hào)的跳變之間的時(shí)間間隔獲取變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速和車速的比例固定，由驅(qū)動(dòng)橋的主減速器速比決定；
[0044](17)加速踏板信號(hào)，該引線為加速踏板輸入信號(hào)，一般為0-5V連續(xù)變化的模擬信號(hào);
[0045](18)加速踏板采集電路連接到MCU的AD (模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量)采集端口，MCU通過(guò)該端口獲取加速踏板輸入信號(hào)電壓的大小，感知駕駛員的加速意圖，如果測(cè)量到的加速踏板輸入信號(hào)電壓超過(guò)正常的范圍，則進(jìn)入加速踏板異常保護(hù)功能；
[0046](19)制動(dòng)踏板信號(hào)，該引線為制動(dòng)踏板輸入信號(hào)，一般為0-5V連續(xù)變化的模擬信號(hào);
[0047](20 )制動(dòng)踏板采集電路連接到MCU的AD (模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量)采集端口，MCU通過(guò)該端口獲取制動(dòng)踏板輸入信號(hào)電壓的大小，感知駕駛員的制動(dòng)意圖，如果測(cè)量到的制動(dòng)踏板輸入信號(hào)電壓超過(guò)正常的范圍，則進(jìn)入制動(dòng)踏板異常保護(hù)功能；
[0048](21)位于散熱器上的溫度傳感器信號(hào)，該信號(hào)為散熱器溫度反饋輸入信號(hào)，一般為溫敏電阻信號(hào)，根據(jù)電機(jī)溫度的變化反饋不同的電阻值，通過(guò)測(cè)量溫敏電阻的分壓大小獲取反饋信號(hào)，溫敏電阻的分壓一般為0-5V連續(xù)變化的模擬信號(hào)；
[0049](22 )M0SFET溫度信號(hào)采集電路連接到MCU的AD (模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量)采集端口，MCU通過(guò)該端口獲取散熱器溫度大小，實(shí)現(xiàn)高低溫保護(hù)功能；
[0050](23)檔位位置反饋信號(hào)，該引線為變速器換檔撥叉位置反饋輸入信號(hào)，一般為OV或者5V的數(shù)字信號(hào)，可通過(guò)接觸開(kāi)關(guān)或者接近開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)信號(hào)的電壓反饋當(dāng)前變速器換檔撥叉的位置，檔位位置反饋信號(hào)為三路，分別對(duì)應(yīng)高檔、低檔和空檔位置；
[0051](24)檔位位置信號(hào)采集電路連接到MCU的三路數(shù)字1 (輸入輸出)采集端口，MCU通過(guò)該端口獲取檔位位置；
[0052](25)換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路采用12V直流母線供電，連接到MCU的4路PWM輸出端口，換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路輸出4路功率更強(qiáng)的PWM信號(hào)，連接到MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路，控制H橋電路的4組MOSFET開(kāi)關(guān)的通斷；
[0053](26)M0SFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路在4路功率更強(qiáng)的PWM信號(hào)的控制下，將輸入的12V直流母線轉(zhuǎn)換為初始可翻轉(zhuǎn)12V直流電，初始可翻轉(zhuǎn)12V直流電的極性由換檔的目標(biāo)檔位決定；
[0054](27)可翻轉(zhuǎn)12V直流電，該引線為可翻轉(zhuǎn)12V直流功率線，連接到換檔直流電機(jī)，可根據(jù)可翻轉(zhuǎn)12V直流的極性控制換檔直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)高低檔位間的切換。
[0055](28)換檔直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流采集電路連接到MCU的AD (模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量)采集端口，MCU通過(guò)該端口獲取換檔直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流大小，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)功能；
[0056]本實(shí)用新型將主驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制分為三種模式:(I)轉(zhuǎn)矩模式；(2)自由模式；(3)轉(zhuǎn)速模式。
[0057](I)轉(zhuǎn)矩模式:車輛正常行駛，不需進(jìn)行換檔操作，一體化控制器通過(guò)采集的駕駛員信號(hào)和車輛信號(hào)采用轉(zhuǎn)矩閉環(huán)的模式控制主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)車輛行駛；
[0058](2)自由模式:需進(jìn)行換檔操作，一體化控制器切斷主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的供電，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)空轉(zhuǎn)，以便變速器切入空檔；
[0059](3)轉(zhuǎn)速模式:變速器位于空檔，根據(jù)當(dāng)前車速和待接合檔位速比，計(jì)算主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，一體化控制器采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)的模式控制主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和該目標(biāo)轉(zhuǎn)速匹配，滿足換檔條件。對(duì)轉(zhuǎn)速匹配的定義為主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和該目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值絕對(duì)值小于設(shè)定閾值，例如，小于50r/min ；
[0060]本實(shí)用新型將兩檔變速器分為三種工作狀態(tài):(I)低檔；(2)高檔；(3)空檔。
[0061](I)低檔，兩檔變速器處于結(jié)合狀態(tài)，能夠傳遞功率，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速的速比最大。
[0062](2)高檔，兩檔變速器處于結(jié)合狀態(tài)，能夠傳遞功率，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速的速比最小。
[0063](3)空檔，兩檔變速器處于不結(jié)合狀態(tài)，不能夠傳遞功率，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)。
[0064]上述一體化控制器的工作方式為:
[0065]第一步,系統(tǒng)上電,一體化控制器控制變速器檔位初始化。
[0066]該步驟的作用是使整車啟動(dòng)時(shí)變速器為低檔，同時(shí)防止系統(tǒng)檔位切換的過(guò)程中異常斷電，造成變速器檔位位置不確定。系統(tǒng)上電后，一體化控制器切斷主驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，使主驅(qū)動(dòng)電機(jī)沒(méi)有動(dòng)力輸出，一體化控制器驅(qū)動(dòng)換檔電機(jī)，控制換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)，將兩檔變速器切入低檔。
[0067]具體控制過(guò)程:此時(shí)一體化控制器忽略實(shí)際采集的加速踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)，一體化控制器通過(guò)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，關(guān)閉MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路，切斷主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的供電,主驅(qū)動(dòng)電機(jī)沒(méi)有動(dòng)力輸出。一體化控制器采集檔位位置反饋信號(hào)，如果檔位位置反饋不是低檔，包括高檔、空檔或者檔位中間任意位置，MCU通過(guò)換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，控制MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路，輸出特定極性的12V直流電給換檔直流電機(jī)，驅(qū)動(dòng)換檔直流電機(jī)沿特定方向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)撥叉動(dòng)作，直到檔位位置反饋信號(hào)為低檔，MCU控制可翻轉(zhuǎn)12V直流電停止輸出，變速器掛入低檔。
[0068]進(jìn)入第二步。
[0069]第二步，一體化控制器根據(jù)駕駛員輸入信號(hào)和車輛反饋信號(hào)，控制主驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在轉(zhuǎn)矩模式。
[0070]具體控制過(guò)程:此時(shí)一體化控制器采集實(shí)際的加速踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)，在MCU內(nèi)部以轉(zhuǎn)矩閉環(huán)的模式控制主驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使主驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在驅(qū)動(dòng)模式或者制動(dòng)能量回收模式。
[0071]進(jìn)入第三步。
[0072]第三步，一體化控制器根據(jù)車輛反饋信號(hào)和駕駛員輸入信號(hào)判斷是否需要換檔。
[0073]具體控制過(guò)程:此時(shí)一體化控制器根據(jù)車輛反饋信號(hào)(動(dòng)力電池直流母線電壓信號(hào)、動(dòng)力電池直流母線流信號(hào)、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度信號(hào)、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流信號(hào)、變速器檔位位置信號(hào)、車速信號(hào)、換檔電機(jī)電流信號(hào))和駕駛員輸入信號(hào)(加速踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào))判斷是否需要換檔，判斷是否換檔時(shí)采用雙層控制模式，包括動(dòng)力性層和經(jīng)濟(jì)性層。動(dòng)力性和安全相關(guān)，保證車輛具備最短的加速需求，可快速的完成超車等危險(xiǎn)工況，因此在控制模式的選擇上動(dòng)力性層的優(yōu)先級(jí)高于經(jīng)濟(jì)性層。在滿足動(dòng)力性的前提后，再盡量使主驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在高效率區(qū)，延長(zhǎng)短途純電動(dòng)乘用車的續(xù)駛里程。
[0074]如果需要換檔，設(shè)定目標(biāo)檔位值，進(jìn)入第四步；如果不需要換檔，進(jìn)入第二步。
[0075]第四步，一體化控制器切斷主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的供電，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)入自由模式。
[0076]具體控制過(guò)程:此時(shí)一體化控制器忽略實(shí)際采集的加速踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)，一體化控制器通過(guò)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，關(guān)閉MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路，切斷主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的供電，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)沒(méi)有動(dòng)力輸出。
[0077]進(jìn)入第五步。
[0078]第五步，一體化控制器驅(qū)動(dòng)換檔電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，控制換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)將兩檔變速器切入空檔。
[0079]具體控制過(guò)程:MCU通過(guò)換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，控制MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路，輸出特定極性的12V直流電給換檔直流電機(jī)，驅(qū)動(dòng)換檔直流電機(jī)沿特定方向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)撥叉動(dòng)作，直到檔位位置反饋信號(hào)為空檔，MCU控制可翻轉(zhuǎn)12V直流電停止輸出，變速器掛入空檔。
[0080]進(jìn)入第六步。
[0081]第六步，一體化控制器控制主驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)入轉(zhuǎn)速模式，根據(jù)當(dāng)前車速和待接合檔位速比，計(jì)算主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，一體化控制器控制主驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速，使主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和該目標(biāo)轉(zhuǎn)速匹配。
[0082]具體控制過(guò)程:此時(shí)一體化控制器忽略實(shí)際采集的加速踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)，根據(jù)車速反饋信號(hào)和變速器待接合檔位速比計(jì)算主驅(qū)動(dòng)電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速，一體化控制器根據(jù)該目標(biāo)轉(zhuǎn)速對(duì)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，使主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速快速接近該目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
[0083]進(jìn)入第七步。
[0084]第七步，判斷主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和該目標(biāo)轉(zhuǎn)速是否匹配。
[0085]具體控制過(guò)程:匹配條件為主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和該目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值的絕對(duì)值小于一定的閾值，該閾值可以選取為50r/min。
[0086]如不匹配進(jìn)入第六步；如果匹配進(jìn)入第八步。
[0087]第八步，一體化控制器切斷主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的供電，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)入自由模式。
[0088]具體控制過(guò)程:此時(shí)一體化控制器忽略實(shí)際采集的加速踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)，一體化控制器通過(guò)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，關(guān)閉MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路，切斷主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的供電，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)沒(méi)有動(dòng)力輸出。
[0089]進(jìn)入第九步。
[0090]第九步，一體化控制器驅(qū)動(dòng)換檔電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，控制換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)將兩檔變速器切入待接合檔位。
[0091 ] 具體控制過(guò)程:MCU通過(guò)換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，控制MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路，輸出特定極性的12V直流電給換檔直流電機(jī)，驅(qū)動(dòng)換檔直流電機(jī)沿特定方向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)撥叉動(dòng)作，直到檔位位置反饋信號(hào)為目標(biāo)檔位值，MCU控制可翻轉(zhuǎn)12V直流電停止輸出，變速器掛入目標(biāo)檔位。
[0092]進(jìn)入第二步。
[0093]本實(shí)用新型中一體化控制器采用單一 MCU，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、換檔電機(jī)控制器以及DC/DC轉(zhuǎn)換器的功能，充分的利用MCU的資源、降低成本。
[0094]集中設(shè)計(jì)電源處理電路，去掉分立系統(tǒng)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的動(dòng)力電池直流母線電壓轉(zhuǎn)換到12V直流的電路，直接使用DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)力電池直流母線電壓轉(zhuǎn)換到12V直流的電路，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，電路板更小，可以有效的降低電路板制板和元器件采購(gòu)成本。
[0095]采用單一外殼體，一體化設(shè)計(jì)MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路、DC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出12V直流電和換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的散熱器結(jié)構(gòu)件，減少了散熱器件的數(shù)量，可以降低散熱件成本，使一體化控制器在空間體積上更小，更易于在整車上的布置。
[0096]接線方面，原分立系統(tǒng)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度信號(hào)、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流信號(hào)、加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)需要同時(shí)提供給主驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、換檔電機(jī)控制器，上述信號(hào)需要同時(shí)引出兩套接線，接線復(fù)雜；本實(shí)用新型的一體化控制器采用單一 MCU，上述反饋信號(hào)僅需一套接線即可，輸入輸出接口為圖1中虛線框外部的引線，使用時(shí)的連接關(guān)系與圖2 —致。接線更加簡(jiǎn)潔，可以有效的降低在接線方面的物理連接故障和環(huán)境干擾，提升系統(tǒng)的可靠性，有效的降低線束成本；
[0097]在實(shí)時(shí)性方面:對(duì)于在分立的控制單元之間傳遞大量的控制和反饋信號(hào)，如果采用車載總線連接，雖然可以避免接線復(fù)雜的問(wèn)題，但是由于車載總線采用了多路復(fù)用的傳輸結(jié)構(gòu)，報(bào)文的傳輸周期受到限制，根據(jù)《汽車控制系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)(CAN總線)通信協(xié)議第5部分:應(yīng)用層一車輛》規(guī)定，最短采用1ms的周期傳輸，并且在多個(gè)報(bào)文同時(shí)發(fā)送時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的報(bào)文會(huì)丟失仲裁，進(jìn)一步影響傳輸周期，進(jìn)而影響控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。本實(shí)用新型的一體化控制器采用控制周期為1ms，在系統(tǒng)實(shí)時(shí)性上比原有系統(tǒng)可提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，可以產(chǎn)生如下有益效果:(I)換檔時(shí)機(jī)的選擇精度更高，檔位切入時(shí)機(jī)選擇更加細(xì)膩，轉(zhuǎn)速匹配精度更高，換檔沖擊更?。?2)換檔周期更短，整車由于換檔產(chǎn)生的動(dòng)力中斷時(shí)間也更短。
[0098]一體化控制器可以處理系統(tǒng)在檔位切換的過(guò)程中異常斷電，造成兩檔變速器檔位位置不確定現(xiàn)象。具體為，系統(tǒng)上電后，一體化控制器控制切斷主驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，使主驅(qū)動(dòng)電機(jī)保持靜止，一體化控制器驅(qū)動(dòng)換檔電機(jī)，控制換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)，將兩檔變速器切入低檔。
[0099]換檔控制過(guò)程特征為:一體化控制器根據(jù)車輛反饋信號(hào)(動(dòng)力電池直流母線電壓信號(hào)、動(dòng)力電池直流母線流信號(hào)、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度信號(hào)、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流信號(hào)、變速器檔位位置信號(hào)、車速信號(hào)、換檔電機(jī)電流信號(hào))和駕駛員輸入信號(hào)(加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào))判斷是否需要換檔，判斷是否換檔的依據(jù)是在滿足動(dòng)力性的前提下，盡量使主驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在高效率區(qū)，延長(zhǎng)短途純電動(dòng)乘用車的續(xù)駛里程。如果需要換檔，一體化控制器切斷主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的供電，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)入自由模式；一體化控制器驅(qū)動(dòng)換檔電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，控制換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)將兩檔變速器切入空檔；一體化控制器控制主驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)入轉(zhuǎn)速模式，根據(jù)當(dāng)前車速和待接合檔位速比，計(jì)算主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，一體化控制器控制主驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速，使主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和該目標(biāo)轉(zhuǎn)速匹配；待主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和該目標(biāo)轉(zhuǎn)速匹配后，一體化控制器驅(qū)動(dòng)換檔電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，控制換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)將兩檔變速器切入待接合檔位。
[0100]本實(shí)用新型集成度高、可靠性高、響應(yīng)速度快、反應(yīng)靈敏，大大提升電動(dòng)車整體性





6 L
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【權(quán)利要求】
1.一種短途純電動(dòng)車一體化控制器,包括控制器殼體和散熱器，控制器殼體內(nèi)設(shè)有微控制器、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路、換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路和MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路，其特征在于微控制器的電源和地線接口與5VDC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出端連接，5VDC/DC轉(zhuǎn)換電路的輸入端經(jīng)12VDC/DC轉(zhuǎn)換電路與動(dòng)力電池直流母線輸入接線相連，微控制器的AD采集端口上分別連接有12V直流外接供電電流采集電路、12V直流電壓采集電路、動(dòng)力電池直流母線電壓采集電路、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流采集電路、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度采集電路、加速踏板采集電路、制動(dòng)踏板采集電路、MOSFET溫度信號(hào)采集電路和換檔直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流采集電路，微控制器的捕捉端口上分別連接有主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)采集電路和車速信號(hào)采集電路，微控制器的三路數(shù)字1采集端口上連接有檔位位置信號(hào)采集電路；12V直流外接供電電流采集電路和12V直流電壓采集電路的輸入端與12VDC/DC轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連，12V直流外接供電電流采集電路輸出端上設(shè)有12V直流母線輸出接線，動(dòng)力電池直流母線電壓采集電路與動(dòng)力電池直流母線輸入接線相連，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度采集電路、加速踏板采集電路、制動(dòng)踏板采集電路、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)采集電路、車速信號(hào)采集電路和檔位位置信號(hào)采集電路的輸入端上分別設(shè)有信號(hào)采集接線；主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與微控制器的6路PWM輸出端口相連、輸出端與MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路的控制端相連，MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路的輸出端與主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流采集電路的輸入端相連,主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相電流采集電路的輸出端設(shè)有三相交流電輸出接線；換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與微控制器的4路PWM輸出端口相連、輸出端與MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路的控制端相連，MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路的輸出端與換檔直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流采集電路的輸入端相連，換檔直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流采集電路輸出端設(shè)有輸出可翻轉(zhuǎn)12V直流電的輸出接線；主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、換檔直流電機(jī)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路和MOSFET組成的換檔直流電機(jī)H橋電路的電源端與12V直流母線相連，MOSFET組成的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相H橋電路的電源端設(shè)有動(dòng)力電池直流母線輸入接線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短途純電動(dòng)車一體化控制器，其特征在于所述的動(dòng)力電池直流母線接地端與電容Cl的一端相連，電容Cl的另一端與電阻R1、電阻R2、電容C2的一端相連，電容C2的另一端與5V直流母線接地端相連；12V直流母線接地端與電容C4的一端連接；電容C4的另一端與電阻R3、電阻R4、電容C5的一端相連，電容C3的另一端與5V直流母線接地端相連；電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4的另一端與控制器殼體的接地端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的短途純電動(dòng)車一體化控制器，其特征在于所述的電阻R1、R2、R3、R4的阻值為20歐姆，電容C1、C2、C3、C4的電容值為2.2nF。
【文檔編號(hào)】B60L15/20GK204020601SQ201420383099
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】王大方, 楊博文, 齊驥, 周傳煒, 廖江敏, 蔡景蕾 申請(qǐng)人:王大方