一种新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构的制作方法

本技术涉及域控制器领域，特别是涉及一种新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构。

背景技术：

1、当前新能源汽车电机控制器的多合一集成方案，越来越多地应用在电驱动系统中，多合一电驱动系统也成为新能源汽车行业的主流趋势之一。多合一系统是一种复杂的集成体系，它整合了电驱动系统(包括电机、电控、减速器等)和电源控制系统(包括obc、dcdc、pdu等)，还有vcu、bms等。多个子部件在结构上通过共用壳体，来达到物理层面的集成。当前多合一集成方案，每个子部件还是独立控制，只是通过结构设计进行拼装，来实现集成。因此现在控制器多合一集成技术方案只实现了简单的物理集成，各个子部件还是独立开发，独立控制，主要靠结构设计进行拼装集成，其缺点是：

2、(1)多个子部件共用壳体，尺寸大，大壳体模具开发费用、成本和合格率会有比较多的问题；

3、(2)多个子部件是独立供应链，给后期故障维护，bom管理带来不便。

4、因此亟需提供一种新型的新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构来解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构，能够实现对整车模块(vcu)、电池包(bms)、电机驱动(mcu)、dcdc驱动四个子部件的高效管理，是一种域控多合一控制器方案。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构，包括基于四核的主控制板、与主控制板连接的整车控制系统、电池包控制系统、dcdc电源控制系统、电机控制系统；

3、所述整车控制系统通过通信接口与主控制板连接，实现对整车动力域、车身域、底盘域和tbox的信息实时交互；

4、所述电池包控制系统通过继电器、传感器及通讯接口与主控制板连接，负责对电池包和快充进行管理；

5、所述dcdc电源控制系统通过与主控制板的epwm驱动控制信号发送端连接，采用epwm驱动、boost并联交替、llc变换器控制电源砖的高效输出；

6、所述电机控制系统通过与主控制板的epwm控制信号发送端、模拟量检测端口及通讯端口连接，实时控制电机驱动的高效率输出及状态监控。

7、在本实用新型一个较佳实施例中，所述整车控制系统包括动力域单元、车身域单元、底盘域单元和远程通讯单元；所述主控制板设置can通讯接口与动力域单元连接、设置gpio输入输出端口及lin1通讯接口与车身域单元连接、设置can通讯接口与底盘域单元连接、设置以太网端口与远程通讯单元连接。

8、在本实用新型一个较佳实施例中，所述电池包控制系统包括寄存器、液位传感器、电流传感器、电池can通讯、菊花链、高压电池包、主正继电器、主负继电器、预充继电器、快充正继电器、快充负继电器、气压传感器；所述主控制板设置寄存器控制端口与寄存器连接，设置液位检测端口与液位传感器连接，设置电流检测端口与电流传感器连接，设置电池can6通讯端口与电池can通讯连接，设置菊花链端口与菊花链连接，设置高压互锁检测端口与高压电池包连接，设置继电器控制与粘连检测端口分别与主正继电器、主负继电器、预充继电器、快充正继电器、快充负继电器连接，设置气压传感器控制端口与气压传感器连接。

9、在本实用新型一个较佳实施例中，所述dcdc电源控制系统包括依次连接的epwm驱动电路、boost并联交替电路，还包括llc变换器、高压电流采样单元、高压电压采样单元、高压侧信号处理单元、低压电流采样单元、低压电压采样单元、温度采样单元；所述主控制板设置epwm驱动控制信号端口与epwm驱动电路的输入端连接，设置电源功能安全逻辑端口分别与epwm驱动电路的输入端、高压侧信号处理单元的输出端、llc变换器的输出端连接，设置第一模拟量检测端口分别与高压电流采样单元、高压电压采样单元、低压电流采样单元、低压电压采样单元、温度采样单元的输出端连接，设置防反接端口与llc变换器的输出端连接。

10、在本实用新型一个较佳实施例中，所述电机控制系统包括电机、旋变位置传感器、电机温度采样单元、igbt模块全桥电路、三相电流采样单元、功率驱动模块、驱动电源、旋变激励单元、零位检测单元、母线电压采样单元、主动放电模块，驱动电源的输出端连接功率驱动模块，功率驱动模块与igbt模块全桥电路相互连接；所述主控制板设置epwm控制信号端口与功率驱动模块、驱动电源、旋变激励单元的输入端连接，设置驱动功能安全逻辑判断端口与功率驱动模块的输入端连接，设置gpio输入输出端口分别与功率驱动模块的输出端、零位检测单元的输出端连接，设置spi通讯端口与功率驱动模块相互连接，设置第二模拟量检测端口分别与母线电压采样单元的输出端、电机温度采样单元的输出端、三相电流采样单元的输出端、旋变位置传感器的输出端连接。

11、进一步的，所述控制主板还设置用于连接油泵的lin2通讯接口，采集油泵的油温信号至第二模拟量检测端口。

12、在本实用新型一个较佳实施例中，所述控制主板还设置快充口正负极温度采样端口，用于采集新能源汽车直流快充接口的正负极温度信号。

13、在本实用新型一个较佳实施例中，所述控制主板还设置有与快充电桩连接的唤醒电池包和电源端口、快充can5通讯接口。

14、进一步的，所述控制主板采用四核tc389域控芯片。

15、本实用新型的有益效果是：本实用新型是一种深度集成的多合一硬件拓扑，将新能源汽车多个子部件的控制功能集成到一个高性能控制芯片上，对比物理集成的多合一形式，这种深度集成的硬件拓扑方案，可以将整个控制器的结构尺寸进一步缩小，集成度会更高，系统的bom成本也可以进一步优化。

技术特征：

1.一种新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构，其特征在于，包括基于四核的主控制板、与主控制板连接的整车控制系统、电池包控制系统、dcdc电源控制系统、电机控制系统；

2.根据权利要求1所述的新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构，其特征在于，所述整车控制系统包括动力域单元、车身域单元、底盘域单元和远程通讯单元；所述主控制板设置can通讯接口与动力域单元连接、设置gpio输入输出端口及lin1通讯接口与车身域单元连接、设置can通讯接口与底盘域单元连接、设置以太网端口与远程通讯单元连接。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构，其特征在于，所述电池包控制系统包括寄存器、液位传感器、电流传感器、电池can通讯、菊花链、高压电池包、主正继电器、主负继电器、预充继电器、快充正继电器、快充负继电器、气压传感器；所述主控制板设置寄存器控制端口与寄存器连接，设置液位检测端口与液位传感器连接，设置电流检测端口与电流传感器连接，设置电池can6通讯端口与电池can通讯连接，设置菊花链端口与菊花链连接，设置高压互锁检测端口与高压电池包连接，设置继电器控制与粘连检测端口分别与主正继电器、主负继电器、预充继电器、快充正继电器、快充负继电器连接，设置气压传感器控制端口与气压传感器连接。

4.根据权利要求1所述的新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构，其特征在于，所述dcdc电源控制系统包括依次连接的epwm驱动电路、boost并联交替电路、llc变换器，还包括高压电流采样单元、高压电压采样单元、高压侧信号处理单元、低压电流采样单元、低压电压采样单元、温度采样单元；所述主控制板设置epwm驱动控制信号端口与epwm驱动电路的输入端连接，设置电源功能安全逻辑端口分别与epwm驱动电路的输入端、高压侧信号处理单元的输出端、llc变换器的输出端连接，设置第一模拟量检测端口分别与高压电流采样单元、高压电压采样单元、低压电流采样单元、低压电压采样单元、温度采样单元的输出端连接，设置防反接端口与llc变换器的输出端连接。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构，其特征在于，所述电机控制系统包括电机、旋变位置传感器、电机温度采样单元、igbt模块全桥电路、三相电流采样单元、功率驱动模块、驱动电源、旋变激励单元、零位检测单元、母线电压采样单元、主动放电模块，驱动电源的输出端连接功率驱动模块，功率驱动模块与igbt模块全桥电路相互连接；所述主控制板设置epwm控制信号端口与功率驱动模块、驱动电源、旋变激励单元的输入端连接，设置驱动功能安全逻辑判断端口与功率驱动模块的输入端连接，设置gpio输入输出端口分别与功率驱动模块的输出端、零位检测单元的输出端连接，设置spi通讯端口与功率驱动模块相互连接，设置第二模拟量检测端口分别与母线电压采样单元的输出端、电机温度采样单元的输出端、三相电流采样单元的输出端、旋变位置传感器的输出端连接。

6.根据权利要求1所述的新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构，其特征在于，所述主控制板还设置用于连接油泵的lin2通讯接口，采集油泵的油温信号至第二模拟量检测端口。

7.根据权利要求1所述的新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构，其特征在于，所述主控制板还设置快充口正负极温度采样端口，用于采集新能源汽车直流快充接口的正负极温度信号。

8.根据权利要求1所述的新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构，其特征在于，所述主控制板还设置有与快充电桩连接的唤醒电池包和电源端口、快充can5通讯接口。

9.根据权利要求1至8任一项所述的新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构，其特征在于，所述主控制板采用四核tc389域控芯片。

技术总结本技术公开了一种新能源汽车电机控制器的多合一硬件拓扑结构，包括基于四核的主控制板、与主控制板连接的整车控制系统、电池包控制系统、DCDC电源控制系统、电机控制系统；所述整车控制系统通过通信接口与主控制板连接；所述电池包控制系统通过继电器、传感器及通讯接口与主控制板连接；所述DCDC电源控制系统通过与主控制板的EPWM驱动控制信号发送端连接，采用EPWM驱动、BOOST并联交替、LLC变换器控制电源砖的高效输出；所述电机控制系统通过与主控制板的EPWM控制信号发送端、模拟量检测端口及通讯端口连接。本技术是一种深度集成的多合一硬件拓扑，真正将多个子部件的控制功能集成到一个高性能控制芯片上。技术研发人员：刘蕾,王伟康受保护的技术使用者：合肥巨一动力系统有限公司技术研发日：20231229技术公布日：2024/7/15