汽車永磁同步電動機的電子控制單元開發

汽車永磁同步電動機的電子控制單元開發

為解決傳統燃油汽車導致的石油資源快速損耗和對環境產生破壞這一問題，汽車廠家開始將電子驅動系統引進到汽車的設計中，并對電力驅動和嵌入式系統控制的安全性進行了研究。嵌入式系統包括微控制單元和數字信號處理器。

介紹了汽車永磁同步電動機電子控制單元的開發和設計，特別是針對電力驅動的混合動力汽車或電動汽車。電動機電子控制單元是永磁同步電機的控制板，主要實現電機轉矩和轉速的控制。電機控制單元的硬件設計采用ISO 26262汽車硬件的設計標準，其硬件中處理模塊包括2個微控制單元（1個32位的主控制單元和1個輔助的8位控制單元）、2個供電單元（PUS1和PUS2）、1個可編程邏輯設備（CPLD）、1個傳感器和1個CAN通信模塊。電動機電子控制單元的模塊化軟件結構包括以下3個部分。①軟件應用層（ASW）：對永磁同步電機整個高級控制算法的開發；②軟件基礎層（BSW）：基于實時操作系統的車輛系統架構，用于簡化低級處理器的需求；③硬件抽象層（HAL）：用于連接ASW需求和BSW的功能，如同兩者之間的轉換器。其中，實時操作系統采用32位的主控制單元，而輔助的8位控制單元用于實現安全性的要求。

首先，將所設計的電機控制單元進行測試。測試的試驗臺包括：完整的ETASHIL仿真器；CAN模塊仿真車輛的通信網絡；基于FPGA的電機控制仿真板用于仿真電機不同需求的信號；實時的電腦用于運行軟件模型；12V電機控制板的電源。然后，將該電動機電子控制單元連接到真實車輛上進行測試，結果表明，其可以成功地實現電機轉矩和轉速的控制，滿足車輛的安全性要求且可以在車輛上運行。

Soner,Burak et al.2015 9th International Conference on Electrical and Electronics Engineering.

編譯：黃曉峰