CN110303900A - 双电机控制器 - Google Patents

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CN110303900A CN201910600274.7A CN201910600274A CN110303900A CN 110303900 A CN110303900 A CN 110303900A CN 201910600274 A CN201910600274 A CN 201910600274A CN 110303900 A CN110303900 A CN 110303900A
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罗训强
崔普金
雷继彬
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Abstract

本发明提供一种双电机控制器，涉及电机控制技术领域。本发明提供的双电机控制器，控制模块与驱动模块集成到双电机控制的壳体中，控制模块基于外部信号输出控制信号，该控制信号通过DSP控制板传输到驱动模块，从而实现对于电机的驱动控制；通过采用控制信号板级通信，大大提高了驱动模块对于控制信号的实时响应速度，从而有效的提升电子差速响应，减少汽车磨胎现象。

Description

双电机控制器
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种双电机控制器。
背景技术
为了汽车工业的可持续发展，开发和推广“零排放”的电动汽车的已成为各国研发的焦点。轮边电机或轮毂电机的动力***作为电动汽车所特有的驱动形式，具有传动效率高、结构简单等优点，是汽车驱动***发展的新趋势。
目前轮边电机或轮毂电机的动力***大多采用多台单电机控制器驱动，并通过集成在整车控制器VCU中的电子差速来实现差速功能。
但是现有***方案中，控制信号需要通过外部控制器局域网络传递，实时响应较慢，此时由于驱动装置对于控制信号的实时响应较慢，会造成行驶的车辆出现严重的磨胎现象。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种双电机控制器，解决了由于现有***方案中驱动装置实时响应较慢，车辆出现严重磨胎的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种双电机控制器，其特征在于，所述双电机控制器包括：
壳体，所述壳体具有容置空间；
电器元件，所述电器元件位于所述壳体的置物空间中，且，所述电器元件包括：
输入模块，所述输入模块传递外部信号；
控制模块，所述控制模块接收所述外部信号，且，所述控制模块基于所述外部信号输出第一控制信号；
驱动模块，所述驱动模块接收所述第一控制信号，且，所述驱动模块能够基于所述第一控制信号控制电机；
供电模块，所述供电模块为所述输入模块、所述控制模块以及所述驱动模块供电；
其中，所述控制模块与所述驱动模块通过DSP控制板进行信号连接。
优选的，所述输入模块包括：
第一接插件，所述第一接插件位于所述壳体侧壁；
接口板，所述接口板与所述第一接插件电连接。
优选的，所述控制模块包括：
控制板，所述控制板包括：
第一中央处理器，所述第一中央处理器内置电子差速功能；
第二中央处理器，所述第二中央处理器内置电子差速功能。
优选的，所述第一中央处理器与所述第二中央处理器进行差速运算，并对运算后的数据进行交换校核。
优选的，所述壳体包括：
屏蔽板，所述屏蔽板固定安装于所述壳体的容置空间中，且，所述屏蔽板上还固定安装有所述控制板。
优选的，所述驱动模块包括：
驱动单元，所述驱动单元具有两个，且，所述驱动单元包括：
驱动板，所述驱动板接收所述第一控制信号；
所述驱动板放大所述第一控制信号得到第二控制信号；
所述驱动板输出所述第二控制信号；
IGBT模块，所述IGBT模块基于所述第二控制信号控制电机。
优选的，所述IGBT模块固定安装在所述壳体的容置空间中，且，所述驱动板与所述IGBT模块固定连接。
优选的，所述壳体与所述IGBT模块贴合面之间设有石墨烯；
所述壳体还包括：
散热水道，所述散热水道与所述贴合面对应。
优选的，所述供电模块包括：
电容，所述电容固定安装在所述壳体的置物空间中。
(三)有益效果
本发明提供了一种双电机控制器。与现有技术相比，具备以下有益效果：
本发明提供的一种双电机控制器，控制模块与驱动模块集成到双电机控制的壳体中，控制模块基于外部信号输出控制信号，该控制信号通过DSP控制板传输到驱动模块，从而实现对于电机的驱动控制；通过采用控制信号板级通信，大大提高了驱动模块对于控制信号的实时响应速度，从而有效的提升电子差速响应，减少汽车磨胎现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为电器元件工作示意图；
图2为驱动模块工作示意图；
图3为双电器控制器在整车中工作示意图；
图4为双电器控制器第一示意图；
图5为双电器控制器第二示意图；
其中，壳体1、屏蔽板101、散热水道102、电器元件2、、输入模块3、第一接插件301、接口板302、控制模块4、控制板401、驱动模块5、驱动单元510、IGBT模块511、驱动板512、供电模块6、电容601、EMC板602。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例通过提供一种双电机控制器，解决了由于现有***方案中驱动装置实时响应较慢，车辆出现严重磨胎问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
在现有的***方案中，通过集成在整车控制器VCU中的电子差速来实现差速功能，控制信号(电子差速计算结果)发出后，需要通过外部的控制器局域网络传递，由于这种方式传递速度较慢，造成驱动装置对于控制信号的实时响应较慢；对于快速行驶的车辆来说，会由于驱动装置对于控制信号的实时响应较慢的原因，造成车辆出现严重的磨胎现象。本发明提供的一种双电机控制器，通过将控制模块与驱动模块集成到壳体中，并且控制模块与驱动模块之间使用板级通信，大大提高了驱动模块对于控制信号的响应速度，从而有效的避免了车辆的磨胎现象。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
一种双电机控制器，如图1～4所示，双电机控制器包括壳体1以及电器元件2；壳体1具有容置空间；电器元件2位于壳体1的置物空间中，并且电器元件2包括输入模块3、控制模块4、驱动模块5以及供电模块6；
输入模块3传递外部信号；控制模块4接收外部信号，并且控制模块4基于外部信号输出第一控制信号；驱动模块5接收第一控制信号，并且驱动模块5能够基于第一控制信号控制电机；供电模块6为输入模块3、控制模块4以及驱动模块5供电；其中，控制模块4与驱动模块5通过DSP控制板进行信号连接。
具体的，双电机控制器包括壳体1以及电器元件2；壳体1上设置有若干通风孔，用于及时将电器元件2所产生的热量排出，壳体1具有置物空间，电器元件2安装在容置空间中；
电器元件2包括输入模块3、控制模块4、驱动模块5以及供电模块6；其中，输入模块3能够接受外部信号，外部信号包括整车控制器命令、电机的转速、转子位置、温度等信号；输入模块3与控制模块4之间电连接，并且输入模块3将外部信号传递到控制模块4，控制模块4在接收到外部信号后，通过控制模块4内部处理器的分析与计算，输出第一控制信号；控制模块4与驱动模块5之间通过通过DSP控制板进行信号连接，驱动模块5在接收到第一控制信号后，对信号进行处理并且基于第一控制信号控制电机，从而完成整个操作；在电器元件2工作过程中，供电模块66为输入模块3、控制模块4以及驱动模块5供电；其中第一控制信号为电子差速计算结果。
本发明通过将控制模块4余驱动模块5集成到双电机控制的壳体1中，控制模块4基于外部信号输出第一控制信号，该第一控制信号通过DSP控制板传输到驱动模块5，从而实现对于电机的驱动控制；通过采用第一控制信号板级通信，大大提高了驱动模块5对于第一控制信号的实时响应速度，从而有效的提升车辆的电子差速响应，减少汽车磨胎现象。
一实施例中，如图1所示，输入模块3包括第一接插件301以及接口板302；第一接插件301位于壳体1侧壁；接口板302与第一接插件301电连接。
具体的，第一接插件301为低压接插件，其固定安装在壳体1的侧壁上，并且能够与外界进行信号传输；接口板302与第一接插件301电连接，在第一接插件301接收到外界信号后，将外部信号传输到接口板302上。
本实施例中，提出了一种输入模块3的具体构成，通过第一接插件301与接口板302接收外界信号。
一实施例中，控制模块4包括控制板401；控制板401中包括第一中央处理器以及第二中央处理器；第一中央处理器内置电子差速功能；第二中央处理器内置电子差速功能。
具体的，在控制板401中设置两块中央处理器，并且在这两块中央处理器中都内置电子差速功能。
本实施例中，通过在控制装置的中央处理器中内置电子电子差速功能，避免了使用单独的电子差速控制器或集成在整车控制器计算电子差速结果，并且通过两个中央处理器的设置，有效的提高了电子差速结果的计算速度，提高了控制模块4输出第一控制信号的速度，进一步减小了车辆磨胎的现象。
一实施例中，第一中央处理器与第二中央处理器进行差速运算，并对运算后的数据进行交换校核。
具体的，在第一中央处理器计算出第一电子差速信号，第二中央处理器计算出第二电子差速信号后，将第一电子差速信号输入到第二中央处理器进行校核，将第二电子差速信号输入到第一中央处理器进行校核；在校核后再对电子差速结果进行输出，即为第一控制信号。
在本实施例中，通过对电子差速结果进行校核，有效的降低了电子差速结果计算错误的可能性，大大的提高了控制模块4的可靠性，从而提高了控制器整体的可靠性。
一实施例中，壳体1包括屏蔽板101，屏蔽板101固定安装于壳体1的容置空间中，并且屏蔽板101上还固定安装有控制板401。
具体的，控制板401固定安装在屏蔽板101上，屏蔽板101安装在壳体1的容置空间中。
本实施例通过屏蔽板101的设置，减小了外部干扰信号对控制板401的干扰，提高控制模块4的可靠性。
一实施例中，驱动模块5包括驱动单元510，驱动单元510具有两个，并且，驱动单元510包括IGBT模块511以及驱动板512；驱动板502接收第一控制信号；驱动板512放大第一控制信号得到第二控制信号；驱动板512输出第二控制信号；IGBT模块511基于第二控制信号控制电机。
本实施例中，给出了一种驱动模块5的具体实现方式；具体的，驱动模块5包括驱动单元510，驱动单元510具有两个，第一中央处理器控制第一驱动单元，第二中央处理器控制第二驱动单元，驱动单元510包括IGBT模块511以及驱动板512；其中驱动板512对接收的第一控制信号进行放大，即驱动板512起到放大电路的作用，第一控制信号经过驱动板512放大后为第二控制信号，驱动板512将第二控制信号输入到IGBT模块511中，IGBT模块511接收到第二控制信号后，基于该信号控制电机。
一实施例中，IGBT模块511固定安装在壳体1的容置空间中，且，驱动板512与IGBT模块511固定连接。
具体的，驱动板512与IGBT模块511固定连接，IGBT模块511固定安装在壳体1的容置空间中，有效的提高驱动模块5的抗震动性能，防止驱动模块5脱落。
一实施例中，壳体1与IGBT模块511贴合面之间设有石墨烯；壳体1还包括散热水道102，散热水道102与上述贴合面对应。
具体的，在壳体1与IGBT模块511之间设置石墨烯，通过石墨烯良好的导热性能，及时的将热量排出；在壳体1上还设有散热水道102，散热水道102与上述贴合面相对应；在IGBT模块511工作过程中产生热量，影响壳体1内部的电器元件2的工作，本实施例中通过设置散热水道102以及在壳体1与IGBT模块511贴合面之间设置石墨烯，在IGBT模块511产生热量后，通过导热性能良好的石墨烯材料将热量导出到壳体1上，并且通过壳体1上设置的散热水道102带走热量，从而完成对IGBT模块511的散热，进而对壳体1内部进行降温。
一实施例中，供电模块6包括电容601以及EMC板602；电容601固定安装在壳体1的置物空间中。
本实施例中，提供了一种供电模块6的具体实现方式；具体的，在壳体1中固定安装电容601，电容601与壳体1的接触面上，涂抹硅脂，便于电容601的散热；外部的直流通过铜排连接在电容601上，电容601通过铜排给驱动装置5供电。
具体实施过程中，双电机控制器包括壳体1以及电器元件2；壳体1具有容置空间；电器元件2位于壳体1的置物空间中，并且电器元件2包括输入模块3、控制模块4、驱动模块5以及供电模块6；
供电模块6包括电容601以及EMC板602，外部的直流通过铜排连接在电容601上，电容601通过铜排给驱动装置5供直流电，EMC板602保证双电机控制器整体的抗电磁干扰能力；
输入模块3包括第一接插件301以及接口板302；控制模块4包括控制板401；控制板401中包括第一中央处理器以及第二中央处理器；第一中央处理器内置电子差速功能；第二中央处理器内置电子差速功能；驱动模块5包括驱动单元510，驱动单元510具有两个，并且，驱动单元510包括IGBT模块511以及驱动板512。
在使用过程中，外部信号通过第一接插件301与接口板302传递到控制板401中，控制板401对外部信号进行处理，即第一中央处理器以及第二中央处理器对外部信号进行电子差速运算，并且在第一中央处理器计算出第一电子差速信号，第二中央处理器计算出第二电子差速信号后，将第一电子差速信号输入到第二中央处理器进行校核，将第二电子差速信号输入到第一中央处理器进行校核；在校核后再对电子差速结果进行输出，即为第一控制信号，第一控制信号包括第一电子差速信号包括以及第二电子差速信号；
在控制板401与驱动板512之间设置有DSP控制板，控制板401通过DSP控制板将第一控制信号输出到驱动板512；从而实现电子差速结果的板级通信，极大的增加了驱动模块5的实时响应速度，减小了车辆磨胎的现象；
控制板401将第一电子差速信号输出到第一驱动单元，控制板401将第二电子差速信号输出到第二驱动单元，其中第一电子差速信号与第二电子差速信号以SVPWM波的形式输入到驱动板401中，驱动板401对第一电子差速信号与第二电子差速信号进行放大，并将放大后的第一电子差速信号与第二电子差速信号输入到IGBT模块511中，IGBT模块511基于第一电子差速信号与第二电子差速将直流电变换成交流电输出给电机，从而完成整个的控制过程。
在实际操作时，电器元件2内部会产生大量的热量，特别是电容601与IGBT模块511，本实施例中，通过在电容601与壳体1的接触面上涂抹硅脂，便于电容601的散热；通过在IGBT模块511与壳体1的贴合面上设置石墨烯，并且在壳体1上还设有散热水道102，散热水道102与上述贴合面相对应；在IGBT模块511工作过程中产生热量，影响壳体1内部的电器元件2的工作，本实施例中通过设置散热水道102以及在壳体1与IGBT模块511贴合面之间设置石墨烯，在IGBT模块511产生热量后，通过导热性能良好的石墨烯材料将热量导出到壳体1上，并且通过壳体1上设置的散热水道102带走热量，从而完成对IGBT模块511的散热，进而对壳体1内部进行降温。
在实际操作时，由于外界以及内部的电磁干扰，电器元件2在工作时，会受到这些干扰而引起***可靠性降低，本实施例中，通过在控制板401上设置屏蔽板101，从而减小外部对控制板401的干扰，也减小了控制板401在工作时对其它元器件的电磁干扰；通过设置EMC板602，提高双电机控制器整体的抗电磁干扰能力。
其中，IGBT模块是指由绝缘栅双极型晶体管芯片以及续流二极管芯片通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；
EMC板是指具有电磁屏蔽功能的屏蔽层，其能有效的增加元器件抗电磁干扰能力；
DSP控制板是指具有能够实现数字信号处理技术芯片的电路板。
综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：
1、本发明提供的一种双电机控制器，控制模块与驱动模块集成到双电机控制的壳体中，控制模块基于外部信号输出控制信号，该控制信号通过DSP控制板传输到驱动模块，从而实现对于电机的驱动控制；通过采用控制信号板级通信，大大提高了驱动模块对于控制信号的实时响应速度，从而有效的提升电子差速响应，减少汽车磨胎现象。
2、发明提供的一种双电机控制器，控制板中设有第一中央处理器以及第二中央处理器，第一中央处理器以及第二中央处理器对外部信号进行电子差速运算后对结果进行交换校核，从而增加电子差速运算结果，提升控制模块的可靠度，进而提高双电机控制器整体的可靠性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种双电机控制器，其特征在于，所述双电机控制器包括：
壳体(1)，所述壳体(1)具有容置空间；
电器元件(2)，所述电器元件(2)位于所述壳体(1)的置物空间中，且，所述电器元件(2)包括：
输入模块(3)，所述输入模块(3)传递外部信号；
控制模块(4)，所述控制模块(4)接收所述外部信号，且，所述控制模块(4)基于所述外部信号输出第一控制信号；
驱动模块(5)，所述驱动模块(5)接收所述第一控制信号，且，所述驱动模块(5)能够基于所述第一控制信号控制电机；
供电模块(6)，所述供电模块(6)为所述输入模块(3)、所述控制模块(4)以及所述驱动模块(5)供电；
其中，所述控制模块(4)与所述驱动模块(5)通过DSP控制板进行信号连接。
2.如权利要求1所述的双电机控制器，其特征在于，所述输入模块(3)包括：
第一接插件(301)，所述第一接插件(301)位于所述壳体(1)侧壁；
接口板(302)，所述接口板(302)与所述第一接插件(301)电连接。
3.如权利要求1所述的双电机控制器，其特征在于，所述控制模块(4)包括：
控制板(401)，所述控制板(401)包括：
第一中央处理器，所述第一中央处理器内置电子差速功能；
第二中央处理器，所述第二中央处理器内置电子差速功能。
4.如权利要求3所述的双电机控制器，其特征在于，所述第一中央处理器与所述第二中央处理器进行差速运算，并对运算后的数据进行交换校核。
5.如权利要求3所述的双电机控制器，其特征在于，所述壳体(1)包括：
屏蔽板(101)，所述屏蔽板(101)固定安装于所述壳体(1)的容置空间中，且，所述屏蔽板(101)上还固定安装有所述控制板(401)。
6.如权利要求1所述的双电机控制器，其特征在于，所述驱动模块(5)包括：
驱动单元(510)，所述驱动单元(510)具有两个，且，所述驱动单元(510)包括：
驱动板(512)，所述驱动板(502)接收所述第一控制信号；
所述驱动板(512)放大所述第一控制信号得到第二控制信号；
所述驱动板(512)输出所述第二控制信号；
IGBT模块(511)，所述IGBT模块(511)基于所述第二控制信号控制电机。
7.如权利要求6所述的双电机控制器，其特征在于，所述IGBT模块(511)固定安装在所述壳体(1)的容置空间中，且，所述驱动板(512)与所述IGBT模块(511)固定连接。
8.如权利要求7所述的双电机控制器，其特征在于，所述壳体(1)与所述IGBT模块(511)贴合面之间设有石墨烯；
所述壳体(1)还包括：
散热水道(102)，所述散热水道(102)与所述贴合面对应。
9.如权利要求1所述的双电机控制器，其特征在于，所述供电模块(6)包括：
电容(601)，所述电容(601)固定安装在所述壳体(1)的置物空间中。
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