汽車永磁同步電動(dòng)機(jī)的電子控制單元開發(fā)

汽車永磁同步電動(dòng)機(jī)的電子控制單元開發(fā)

為解決傳統(tǒng)燃油汽車導(dǎo)致的石油資源快速損耗和對(duì)環(huán)境產(chǎn)生破壞這一問題，汽車廠家開始將電子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)引進(jìn)到汽車的設(shè)計(jì)中，并對(duì)電力驅(qū)動(dòng)和嵌入式系統(tǒng)控制的安全性進(jìn)行了研究。嵌入式系統(tǒng)包括微控制單元和數(shù)字信號(hào)處理器。

介紹了汽車永磁同步電動(dòng)機(jī)電子控制單元的開發(fā)和設(shè)計(jì)，特別是針對(duì)電力驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力汽車或電動(dòng)汽車。電動(dòng)機(jī)電子控制單元是永磁同步電機(jī)的控制板，主要實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的控制。電機(jī)控制單元的硬件設(shè)計(jì)采用ISO 26262汽車硬件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其硬件中處理模塊包括2個(gè)微控制單元（1個(gè)32位的主控制單元和1個(gè)輔助的8位控制單元）、2個(gè)供電單元（PUS1和PUS2）、1個(gè)可編程邏輯設(shè)備（CPLD）、1個(gè)傳感器和1個(gè)CAN通信模塊。電動(dòng)機(jī)電子控制單元的模塊化軟件結(jié)構(gòu)包括以下3個(gè)部分。①軟件應(yīng)用層（ASW）：對(duì)永磁同步電機(jī)整個(gè)高級(jí)控制算法的開發(fā)；②軟件基礎(chǔ)層（BSW）：基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的車輛系統(tǒng)架構(gòu)，用于簡化低級(jí)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(zhuǎn)換器。其中，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)采用32位的主控制單元，而輔助的8位控制單元用于實(shí)現(xiàn)安全性的要求。

首先，將所設(shè)計(jì)的電機(jī)控制單元進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試的試驗(yàn)臺(tái)包括：完整的ETASHIL仿真器；CAN模塊仿真車輛的通信網(wǎng)絡(luò)；基于FPGA的電機(jī)控制仿真板用于仿真電機(jī)不同需求的信號(hào)；實(shí)時(shí)的電腦用于運(yùn)行軟件模型；12V電機(jī)控制板的電源。然后，將該電動(dòng)機(jī)電子控制單元連接到真實(shí)車輛上進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，其可以成功地實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的控制，滿足車輛的安全性要求且可以在車輛上運(yùn)行。

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

編譯：黃曉峰