电机控制系统和车辆的制作方法

本申请涉及电机控制，具体而言，涉及一种电机控制系统和车辆。

背景技术：

1、电动车(ev)或插电式混合动力汽车(phev)的电机控制系统中需要使用具有功率半导体的功率模块将动力电池中的高压直流电转换为三相交流电或者将三相交流电流转换为高压直流电，以实现电机的四象限控制。通常，功率半导体的控制需要具备隔离和放大功能的驱动模块(例如，栅极驱动器)将低压侧信号(例如，由微处理器mcu发出的脉宽调制(pwm)信号)传递到高压侧并提高其电压和带载能力。

2、在现有技术中，电机控制系统的微处理器mcu、逻辑电路、驱动模块的低压侧等均由低压电池供电，驱动模块的高压侧由低压电池经由电压变换器供电。电动车的电机控制系统作为电子电气部件需要符合功能安全，一旦出现故障可以将电机控制在安全状态。目前常见的安全状态有两种，一种是asc(active short circuit)安全控制状态，利用电机控制系统中的功率半导体将电机绕组进行短路；另一种是spo(safety pulse off)安全状态，关闭电机控制系统中的所有功率半导体将电机绕组开路。通常会根据系统安全设计需要实现在低压侧或者高压侧的安全路径，以实现特定工况下的asc安全状态或者spo安全状态，往往需要增加独立的隔离器在高压侧和低压侧之前传递信号，系统成本较高。

技术实现思路

1、为了解决或至少缓解以上问题中的一个或多个，提供了以下技术方案。本申请的实施例提供了一种电机控制系统和车辆，其能够实现多工况下电机的灵活控制，同时减少了独立隔离器的使用。

2、根据本申请的第一方面，提供一种电机控制系统，包括驱动模块、设置在驱动模块的低压侧的低压侧逻辑电路以及设置在驱动模块的高压侧的高压侧逻辑电路，其中，所述低压侧逻辑电路配置成基于所述电机控制系统的运行状态生成模式控制信号；所述驱动模块配置成根据所述模式控制信号进入相应的工作模式，其中，所述工作模式包括低压侧主动短路禁止模式并且所述驱动模块在所述低压侧主动短路禁止模式下在高压侧输出第一使能信号；以及所述高压侧逻辑电路响应于接收到所述第一使能信号而基于电机实时转速向所述驱动模块输出安全控制信号，以将电机控制在相应的安全状态。

3、作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，所述驱动模块包括上、下桥臂驱动电路，并且所述高压侧逻辑电路仅连接至所述上、下桥臂驱动电路之一。

4、作为以上方案的替代或补充，根据本发明一实施例所述电机控制系统还包括：设置在所述驱动模块的低压侧的低压电源，所述低压电源经隔离变换后由所述驱动模块的高压侧的第一输入端向所述驱动模块供电；以及设置在所述驱动模块的高压侧的高压电源，所述高压电源在所述低压电源发生故障时经由所述第一输入端向所述驱动模块供电。

5、作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，所述低压侧逻辑电路配置成在所述电机控制系统的低压侧发生软硬件故障时，向连接至所述高压侧逻辑电路的所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路输出第一模式控制信号，以使其进入所述低压侧主动短路禁止模式；向未连接至所述高压侧逻辑电路的所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路输出第二模式控制信号，以使其进入脉宽调制禁止模式。

6、作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，所述低压侧逻辑电路配置成在向连接至所述高压侧逻辑电路的所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路输出第二模式控制信号以使其进入脉宽调制禁止模式的同时，向未连接至所述高压侧逻辑电路的所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路输出第三模式控制信号以使其进入低压侧主动短路使能模式。

7、作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，在所述脉宽调制禁止模式下，所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路将相应桥臂关断；在所述低压侧主动短路使能模式下，所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路将的相应桥臂短路。

8、作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，所述低压侧逻辑电路配置成在向连接至所述高压侧逻辑电路的所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路输出第三模式控制信号以使其进入低压侧主动短路使能模式的同时，向未连接至所述高压侧逻辑电路的所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路输出第二模式控制信号以使其进入脉宽调制禁止模式。

9、作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，所述低压侧逻辑电路配置成在所述电机控制系统正常运行时向所述上、下桥臂驱动电路输出第四模式控制信号，以使其进入脉宽调制使能模式。

10、作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，在所述脉宽调制使能模式下，所述上、下桥臂驱动电路根据脉宽调制信号输出功率驱动信号至相应桥臂。

11、作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，所述高压侧逻辑电路配置成：接收由电机转速检测单元采集的转速信息，并根据所述转速信息向所述高压侧逻辑电路连接的所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路的高压侧的第二输入端输出所述安全控制信号。

12、作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的系统中，所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路配置成：在所述转速信息指示电机实时转速大于或等于第一转速阈值的情况下，响应于所述安全控制信号，控制所述电机进入asc安全状态；以及在所述转速信息指示电机实时转速小于第一转速阈值的情况下，响应于所述安全控制信号，控制所述电机进入spo安全状态。

13、根据本申请的第二方面，提供了一种车辆，该车辆包括根据本申请的第一方面所述的电机控制系统中的任意一项。

14、根据本申请的一个或多个实施例的电机控制方案为驱动模块添加了针对高压侧逻辑电路的使能功能以及信号输入功能，该方案通过高、低压侧逻辑电路的结合使用，使得驱动模块能够根据电机控制系统的运行状态和电机实时转速对电机进行相应控制，从而实现了全工况下电机的灵活控制。此外，根据本申请的一个或多个实施例的电机控制系统能够独立地根据电机实时转速切换安全状态，不依赖于外部设备，从而避免了额外的隔离器的使用，节约了硬件成本并降低了系统复杂度。

技术特征：

1.一种电机控制系统，其特征在于，包括驱动模块、设置在驱动模块的低压侧的低压侧逻辑电路以及设置在驱动模块的高压侧的高压侧逻辑电路，其中，

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述驱动模块包括上、下桥臂驱动电路，并且所述高压侧逻辑电路仅连接至所述上、下桥臂驱动电路之一。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电机控制系统还包括：

4.根据权利要求2所述的系统，其中，

5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述低压侧逻辑电路配置成在向连接至所述高压侧逻辑电路的所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路输出第二模式控制信号以使其进入脉宽调制禁止模式的同时，向未连接至所述高压侧逻辑电路的所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路输出第三模式控制信号以使其进入低压侧主动短路使能模式。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，在所述脉宽调制禁止模式下，所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路将相应桥臂关断；在所述低压侧主动短路使能模式下，所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路将相应桥臂短路。

7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述低压侧逻辑电路配置成在向连接至所述高压侧逻辑电路的所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路输出第三模式控制信号以使其进入低压侧主动短路使能模式的同时，向未连接至所述高压侧逻辑电路的所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路输出第二模式控制信号以使其进入脉宽调制禁止模式。

8.根据权利要求2所述的系统，其中，所述低压侧逻辑电路配置成在所述电机控制系统正常运行时向所述上、下桥臂驱动电路输出第四模式控制信号，以使其两者进入脉宽调制使能模式。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，在所述脉宽调制使能模式下，所述上、下桥臂驱动电路根据脉宽调制信号输出功率驱动信号至相应桥臂。

10.根据权利要求2所述的系统，其中，所述高压侧逻辑电路配置成：

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述上桥臂驱动电路或所述下桥臂驱动电路配置成：

12.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-11中任一项所述的电机控制系统。

技术总结本申请涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种电机控制系统和车辆。该电机控制系统包括驱动模块、设置在驱动模块的低压侧的低压侧逻辑电路以及设置在驱动模块的高压侧的高压侧逻辑电路，其中，低压侧逻辑电路配置成基于电机控制系统的运行状态生成模式控制信号，驱动模块配置成根据模式控制信号进入相应的工作模式，其中，工作模式包括低压侧主动短路禁止模式并且驱动模块在低压侧主动短路禁止模式下在高压侧输出第一使能信号，以及高压侧逻辑电路配置成响应于接收到第一使能信号而基于电机实时转速向所述驱动模块输出安全控制信号，以将电机控制在相应的安全状态。技术研发人员：苏谢祖,周同路受保护的技术使用者：蔚来动力科技（合肥）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2