電動汽車電機控制系統(tǒng)故障診斷和保護器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了電動汽車電機控制系統(tǒng)故障診斷和保護器，包括電源模塊、模擬信號處理模塊、信號調(diào)理單元、電壓及電流及溫度信號采集模塊、控制器、PWM驅(qū)動電路模塊、無刷直流電機、測功機系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩采集模塊、位置信號處理模塊、數(shù)據(jù)存儲單元、開關(guān)量控制與檢測模塊、I/O處理模塊、過流診斷電路、過壓及欠壓診斷電路、過溫診斷電路，本實用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，本實用新型不但能夠?qū)崟r監(jiān)控電機負載的運行情況，而且還能對電機控制器運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)故障并處理，故障診斷全面，覆蓋率高，大大提高了電機驅(qū)動系統(tǒng)運行的安全性與可靠性。
【專利說明】
電動汽車電機控制系統(tǒng)故障診斷和保護器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及電動汽車電機控制系統(tǒng)故障診斷和保護器。
【背景技術(shù)】
[0002]電機控制系統(tǒng)是電動汽車的重要組成部分，電機控制系統(tǒng)的可靠性對電動汽車的安全尤為重要。然而傳統(tǒng)電機控制器是由單個電機控制芯片做處理器，往往很難達到對電機控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進行及時的診斷和處理，要監(jiān)測這些數(shù)據(jù)，則必須外接各種檢測、顯示設(shè)備，如要進行多點檢測和采集，則會導(dǎo)致儀器的復(fù)雜和不便，進而影響了整車控制系統(tǒng)的性能發(fā)揮，更關(guān)系到電動汽車能否正常運行和駕駛員及乘客的安全?；诖嗽O(shè)計了一種電動汽車電機控制系統(tǒng)故障診斷和保護器，通過此裝置對電機控制系統(tǒng)進行監(jiān)控，提升了系統(tǒng)的安全等級，從而滿足電動汽車安全方面日益增長的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有產(chǎn)品中不足，提供一種電動汽車電機控制系統(tǒng)故障診斷和保護器。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]本實用新型的電動汽車電機控制系統(tǒng)故障診斷和保護器，包括電源模塊、模擬信號處理模塊、信號調(diào)理單元、電壓及電流及溫度信號采集模塊、控制器、PWM驅(qū)動電路模塊、無刷直流電機、測功機系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩采集模塊、位置信號處理模塊、數(shù)據(jù)存儲單元、開關(guān)量控制與檢測模塊、I/O處理模塊、過流診斷電路、過壓及欠壓診斷電路、過溫診斷電路，所述電源模塊、PWM驅(qū)動電路模塊、位置信號處理模塊、I/O處理模塊、數(shù)據(jù)存儲單元都連接控制器，所述模擬信號處理模塊通過信號調(diào)理單元連接控制器，所述PWM驅(qū)動電路模塊通過無刷直流電機連接測功機系統(tǒng)，所述無刷直流電機通過電壓及電流及溫度信號采集模塊連接模擬信號處理模塊，所述位置信號處理模塊通過轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩采集模塊連接測功機系統(tǒng)，所述I/O處理模塊連接開關(guān)量控制與檢測模塊，所述過流診斷電路、過壓及欠壓診斷電路、過溫診斷電路都連接所述電壓及電流及溫度信號采集模塊，所述過流診斷電路、過壓及欠壓診斷電路、過溫診斷電路都連接控制器。
[0006]本實用新型還包括CAN通訊模塊、外部顯示單元、整車CAN總線，所述CAN通訊模塊連接控制器，所述外部顯示單元、整車CAN總線都連接CAN通訊模塊。
[0007]本實用新型的過流診斷電路包括電壓比較器U1、電壓比較器U2、電壓比較器U3、電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、二極管D1、二極管D2，所述電壓比較器Ul的同相輸入端通過電阻R2連接地信號GND，所述電壓比較器Ul的反相輸入端通過電阻R3連接電壓比較器Ul的輸出端，所述電阻R5的一端連接電源VCC，所述電阻R5的另一端通過電阻R6連接地信號GND，所述電壓比較器Ul的反相輸入端還通過電阻Rl連接電阻R5的另一端，所述電阻R5的另一端還連接電壓比較器U2的同相輸入端，所述電壓比較器U2的反相輸入端、電壓比較器U3的同相輸入端都連接電壓及電流及溫度信號采集模塊，所述電壓比較器Ul的輸出端連接電壓比較器U3的反相輸入端，所述電壓比較器U2的輸出端連接電壓比較器U3的輸出端，所述二極管Dl的負極連接3.3V電源，所述二極管Dl的正極通過電阻R4連接電壓比較器U3的輸出端，所述二極管Dl的正極通過二極管D2連接地信號GND，所述二極管Dl的正極連接控制器。
[0008]本實用新型的過壓及欠壓診斷電路包括電壓比較器U4、電壓比較器U5、電壓比較器U6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電容Cl、二極管D3、二極管D4，所述電壓比較器U4的同向輸入端連接電壓及電流及溫度信號采集模塊，所述電壓比較器U4的反向輸入端連接電壓比較器U4的輸出端，所述電壓比較器U4的輸出端通過電阻RlO連接電壓比較器U6的反向輸入端，所述電壓比較器U6的反向輸入端通過電容Cl連接地信號GND，所述電壓比較器U6的反向輸入端連接電壓比較器U5的同向輸入端，所述電壓比較器U5的反向輸入端通過電阻R9連接地信號GND，所述電壓比較器U6的同向輸入端通過電阻R8連接電壓比較器U5的反向輸入端，所述電壓比較器U6的同向輸入端通過電阻R7連接電源VCC，所述電壓比較器U6的輸出端連接電壓比較器U5的輸出端，所述電壓比較器U6的輸出端通過電阻Rl I連接二極管D3的正極，所述二極管D3的負極連接3.3V電源，所述二極管D3的正極通過二極管D4連接地信號GND，所述二極管D3的正極連接控制器。
[0009]本實用新型的過溫診斷電路包括電壓比較器U7、電壓比較器U8、電阻R21、電阻R22、電阻R23、二極管D5、二極管D6，所述電壓比較器U7的同向輸入端連接電壓及電流及溫度信號采集模塊，所述電壓比較器U7的反向輸入端連接電壓比較器U7的輸出端，所述電壓比較器U7的輸出端連接電壓比較器U8的反向輸入端，所述電壓比較器U8的同向輸入端通過電阻R22連接地信號GND，所述電壓比較器U8的同向輸入端還通過電阻Rl I連接電源VCC，所述電壓比較器U8的輸出端連接通過電阻R23連接二極管D5的正極，所述二極管D5的負極連接3.3V電源，所述二極管D5的正極通過二極管D6連接地信號GND，二極管D5的正極連接控制器。
[0010]本實用新型的有益效果如下:本實用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，本實用新型不但能夠?qū)崟r監(jiān)控電機負載的運行情況，而且還能對電機控制器運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)故障并處理，故障診斷全面，覆蓋率高，大大提高了電機驅(qū)動系統(tǒng)運行的安全性與可靠性。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的系統(tǒng)框圖；
[0012]圖2為過流診斷電路的電路原理圖；
[0013]圖3為過壓及欠壓診斷電路的電路原理圖；
[0014]圖4為過溫診斷電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的技術(shù)方案作進一步說明:
[0016]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，電動汽車電機控制系統(tǒng)故障診斷和保護器，包括電源模塊1、模擬信號處理模塊2、信號調(diào)理單元3、電壓及電流及溫度信號采集模塊4、控制器5、PWM驅(qū)動電路模塊6、無刷直流電機7、測功機系統(tǒng)8、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩采集模塊9、位置信號處理模塊10、數(shù)據(jù)存儲單元11、開關(guān)量控制與檢測模塊15、1/0處理模塊16、過流診斷電路17、過壓及欠壓診斷電路18、過溫診斷電路19，所述電源模塊1、PWM驅(qū)動電路模塊6、位置信號處理模塊
10、1/0處理模塊16、數(shù)據(jù)存儲單元11都連接控制器5，所述模擬信號處理模塊2通過信號調(diào)理單元3連接控制器5，所述PWM驅(qū)動電路模塊6通過無刷直流電機7連接測功機系統(tǒng)8，所述無刷直流電機7通過電壓及電流及溫度信號采集模塊4連接模擬信號處理模塊2，所述位置信號處理模塊10通過轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩采集模塊9連接測功機系統(tǒng)8，所述I/O處理模塊16連接開關(guān)量控制與檢測模塊15，所述過流診斷電路17、過壓及欠壓診斷電路18、過溫診斷電路19都連接所述電壓及電流及溫度信號采集模塊4，所述過流診斷電路17、過壓及欠壓診斷電路18、過溫診斷電路19都連接控制器5。本實用新型還包括CAN通訊模塊12、外部顯示單元13、整車CAN總線14，所述CAN通訊模塊12連接控制器5，所述外部顯示單元13、整車CAN總線14都連接CAN通訊模塊12。
[0017]如圖2所示，過流診斷電路17包括電壓比較器U1、電壓比較器U2、電壓比較器U3、電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、二極管D1、二極管D2，所述電壓比較器Ul的同相輸入端通過電阻R2連接地信號GND，所述電壓比較器Ul的反相輸入端通過電阻R3連接電壓比較器Ul的輸出端，所述電阻R5的一端連接電源VCC，所述電阻R5的另一端通過電阻R6連接地信號GND，所述電壓比較器Ul的反相輸入端還通過電阻Rl連接電阻R5的另一端，所述電阻R5的另一端還連接電壓比較器U2的同相輸入端，所述電壓比較器U2的反相輸入端、電壓比較器U3的同相輸入端都連接電壓及電流及溫度信號采集模塊4，所述電壓比較器Ul的輸出端連接電壓比較器U3的反相輸入端，所述電壓比較器U2的輸出端連接電壓比較器U3的輸出端，所述二極管Dl的負極連接3.3V電源，所述二極管Dl的正極通過電阻R4連接電壓比較器U3的輸出端，所述二極管Dl的正極通過二極管D2連接地信號GND，所述二極管Dl的正極連接控制器5。
[0018]如圖3所示，過壓及欠壓診斷電路18包括電壓比較器U4、電壓比較器U5、電壓比較器U6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電容Cl、二極管D3、二極管D4，所述電壓比較器U4的同向輸入端連接電壓及電流及溫度信號采集模塊4，所述電壓比較器U4的反向輸入端連接電壓比較器U4的輸出端，所述電壓比較器U4的輸出端通過電阻RlO連接電壓比較器U6的反向輸入端，所述電壓比較器U6的反向輸入端通過電容Cl連接地信號GND，所述電壓比較器U6的反向輸入端連接電壓比較器U5的同向輸入端，所述電壓比較器U5的反向輸入端通過電阻R9連接地信號GND，所述電壓比較器U6的同向輸入端通過電阻R8連接電壓比較器U5的反向輸入端，所述電壓比較器U6的同向輸入端通過電阻R7連接電源VCC，所述電壓比較器U6的輸出端連接電壓比較器U5的輸出端，所述電壓比較器U6的輸出端通過電阻R11連接二極管D3的正極，所述二極管D3的負極連接3.3V電源，所述二極管D3的正極通過二極管D4連接地信號GND，所述二極管D3的正極連接控制器5。
[0019]如圖4所示，過溫診斷電路19包括電壓比較器U7、電壓比較器U8、電阻R21、電阻R22、電阻R23、二極管D5、二極管D6，所述電壓比較器U7的同向輸入端連接電壓及電流及溫度信號采集模塊4，所述電壓比較器U7的反向輸入端連接電壓比較器U7的輸出端，所述電壓比較器U7的輸出端連接電壓比較器U8的反向輸入端，所述電壓比較器U8的同向輸入端通過電阻R22連接地信號GND，所述電壓比較器U8的同向輸入端還通過電阻Rl I連接電源VCC，所述電壓比較器U8的輸出端連接通過電阻R23連接二極管D5的正極，所述二極管D5的負極連接3.3V電源，所述二極管D5的正極通過二極管D6連接地信號GND，所述二極管D5的正極連接控制器5。
[0020]電機負載監(jiān)控是通過電壓及電流及溫度信號采集模塊4對電機負載的電流、電壓、溫度、的采集，通過過流診斷電路17、過壓及欠壓診斷電路18、過溫診斷電路19以及控制器5判斷無刷直流電機7是否工作正常，一旦檢測出異常，控制器系統(tǒng)進入故障處理，因此本實用新型不但能夠?qū)崟r監(jiān)控電機負載的運行情況，而且還能對電機控制器運行狀態(tài)進行進行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)故障并處理，故障診斷全面，覆蓋率高，大大提高了電機驅(qū)動系統(tǒng)運行的安全性與可靠性。
[0021]本實用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，有效提高了控制系統(tǒng)的可靠性、實時性。
[0022]需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的一種具體實施例。顯然，本實用新型不限于以上實施例，還可以有許多變形。
[0023]總之，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實用新型公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.電動汽車電機控制系統(tǒng)故障診斷和保護器，其特征在于，包括電源模塊(I)、模擬信號處理模塊(2)、信號調(diào)理單元(3)、電壓及電流及溫度信號采集模塊(4)、控制器(5)、PWM驅(qū)動電路模塊(6)、無刷直流電機(7)、測功機系統(tǒng)(8)、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩采集模塊(9)、位置信號處理模塊(10)、數(shù)據(jù)存儲單元(11)、開關(guān)量控制與檢測模塊(15)、1/0處理模塊(16)、過流診斷電路(17)、過壓及欠壓診斷電路(18)、過溫診斷電路(19)，所述電源模塊(I)、PWM驅(qū)動電路模塊(6)、位置信號處理模塊(10)、1/0處理模塊(16)、數(shù)據(jù)存儲單元(11)都連接控制器(5)，所述模擬信號處理模塊(2)通過信號調(diào)理單元(3)連接控制器(5)，所述Pmi驅(qū)動電路模塊(6)通過無刷直流電機(7)連接測功機系統(tǒng)(8)，所述無刷直流電機(7)通過電壓及電流及溫度信號采集模塊(4)連接模擬信號處理模塊(2)，所述位置信號處理模塊(10)通過轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩采集模塊(9)連接測功機系統(tǒng)(8)，所述I/O處理模塊(16)連接開關(guān)量控制與檢測模塊(15)，所述過流診斷電路(17)、過壓及欠壓診斷電路(18)、過溫診斷電路(19)都連接所述電壓及電流及溫度信號采集模塊(4)，所述過流診斷電路(17)、過壓及欠壓診斷電路(18)、過溫診斷電路(19)都連接控制器(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動汽車電機控制系統(tǒng)故障診斷和保護器，其特征在于，還包括CAN通訊模塊(12)、外部顯示單元(13)、整車CAN總線(14)，所述CAN通訊模塊(12)連接控制器(5)，所述外部顯示單元(13)、整車CAN總線(14)都連接CAN通訊模塊(12)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動汽車電機控制系統(tǒng)故障診斷和保護器，其特征在于，所述過流診斷電路(17)包括電壓比較器Ul、電壓比較器U2、電壓比較器U3、電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、二極管D1、二極管D2，所述電壓比較器Ul的同相輸入端通過電阻R2連接地信號GND，所述電壓比較器Ul的反相輸入端通過電阻R3連接電壓比較器Ul的輸出端，所述電阻R5的一端連接電源VCC，所述電阻R5的另一端通過電阻R6連接地信號GND，所述電壓比較器Ul的反相輸入端還通過電阻Rl連接電阻R5的另一端，所述電阻R5的另一端還連接電壓比較器U2的同相輸入端，所述電壓比較器U2的反相輸入端、電壓比較器U3的同相輸入端都連接電壓及電流及溫度信號采集模塊(4)，所述電壓比較器Ul的輸出端連接電壓比較器U3的反相輸入端，所述電壓比較器U2的輸出端連接電壓比較器U3的輸出端，所述二極管Dl的負極連接3.3V電源，所述二極管Dl的正極通過電阻R4連接電壓比較器U3的輸出端，所述二極管Dl的正極通過二極管D2連接地信號GND，所述二極管Dl的正極連接控制器(5)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動汽車電機控制系統(tǒng)故障診斷和保護器，其特征在于，所述過壓及欠壓診斷電路(I 8)包括電壓比較器U4、電壓比較器U5、電壓比較器U6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電容Cl、二極管D3、二極管D4，所述電壓比較器U4的同向輸入端連接電壓及電流及溫度信號采集模塊(4)，所述電壓比較器U4的反向輸入端連接電壓比較器U4的輸出端，所述電壓比較器U4的輸出端通過電阻RlO連接電壓比較器U6的反向輸入端，所述電壓比較器U6的反向輸入端通過電容Cl連接地信號GND，所述電壓比較器U6的反向輸入端連接電壓比較器U5的同向輸入端，所述電壓比較器U5的反向輸入端通過電阻R9連接地信號GND，所述電壓比較器U6的同向輸入端通過電阻R8連接電壓比較器U5的反向輸入端，所述電壓比較器U6的同向輸入端通過電阻R7連接電源VCC，所述電壓比較器U6的輸出端連接電壓比較器U5的輸出端，所述電壓比較器U6的輸出端通過電阻Rll連接二極管D3的正極，所述二極管D3的負極連接3.3V電源，所述二極管D3的正極通過二極管D4連接地信號GND，所述二極管D3的正極連接控制器(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動汽車電機控制系統(tǒng)故障診斷和保護器，其特征在于，所述過溫診斷電路(19)包括電壓比較器U7、電壓比較器U8、電阻R21、電阻R22、電阻R23、二極管D5、二極管D6，所述電壓比較器U7的同向輸入端連接電壓及電流及溫度信號采集模塊(4)，所述電壓比較器U7的反向輸入端連接電壓比較器U7的輸出端，所述電壓比較器U7的輸出端連接電壓比較器U8的反向輸入端，所述電壓比較器U8的同向輸入端通過電阻R22連接地信號GND，所述電壓比較器U8的同向輸入端還通過電阻Rll連接電源VCC，所述電壓比較器U8的輸出端連接通過電阻R23連接二極管D5的正極，所述二極管D5的負極連接3.3V電源，所述二極管D5的正極通過二極管D6連接地信號GND，所述二極管D5的正極連接控制器(5)。
【文檔編號】H02H7/08GK205583654SQ201620416678
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】周美蘭, 嚴文淼, 李松, 吳磊磊, 張小明, 馮繼峰, 王鵬程
【申請人】哈爾濱理工大學(xué)