[實用新型]一種基于SiC器件的電動汽車控制器

有效

• 申請號: 201620051586.9
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN205334150U
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 王後;黃守道;羅德榮;帥智康;花為;張恒興;吳虹
• 申請（專利權）人: 揚州市新港電機有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 翁斌

技術領域

本實用新型涉及一種電動汽車控制器，特別是涉及一種基于SiC器件的電 動汽車控制器，屬于電動汽車動力系統技術領域。

背景技術

目前，電動汽車以其節能、少污染成為各國竟相發展的方向。電動汽車的 價格比內燃機汽車高，在開發初期，電動汽車的投入大、費用支出多，但是電 動汽車的維修保養費用低，隨著使用年限的延長，其使用費用會逐漸降低，甚 至會低于內燃機汽車使用成本，其中高密度、高效率、寬調速的車輛牽引電機 及其控制系統，既是電動汽車的心臟又是電動汽車研制的關鍵技術之一，更是 提高電動汽車的驅動性能、行駛里程及可靠性的根本保證。

現代生活中，電能代替汽油來驅動汽車的電動汽車越來越普遍，電能屬于 二次能源，其來源多種多樣，用在汽車上驅動汽車可以做到真正的無排放。但 是現有的電動汽車一般沒有變速箱，只是通過改變電機的電壓或者電流進行變 速，電機最大輸出功率時，電機轉速與車速的速比固定不變，也就是在最大輸 出功率下。電機通過控制器傳遞的信號控制電機的啟動、停止和轉速。以電作 為動力或動力輔助的汽車系統不論是純電動，還是混合動力，電動驅動及控制 是其核心內容，除提高電池能量密度和壽命，降低成本外，提高電動汽車控制 器的可靠性是目前很急迫的任務。控制器是實現電池的直流電供電與電機的交 流電用電變換、實現電機的驅動運行的關鍵部件，屬于電動車核心功率部件， 要求其能夠持續可靠的運行。

在當今的電力系統中，整流器與逆變器起著極為重要的作用，而在整流器 與逆變器內部，基于Si的絕緣柵雙極晶體管是目前普遍采用的元件，與Si相比， SiC的擊穿電場更高是Si的十倍，SiC的耐熱性能也更強，耐熱溫度超過600℃， 基于SiC的結型場效管JFET和MOS場效晶體管MOSFET通態電阻值較小，即 使在300℃左右的高溫下也可實現高速開關，可見，如果能將SiC應用在逆變器 上可以實現逆變器的小型輕量和高效化，還可以降低逆變器的成本。

SiC作為一種具有廣闊發展潛力的寬禁帶新型半導體材料，具有大禁帶寬 度、高擊穿電場、高飽和電子漂移速率、高熱導率和高鍵合能等優異的物理特 性，SiC電力電子器件在減小通態損耗和開關損耗、提高系統效率的同時也使器 件在高溫、高功率、高壓、高頻、高濕度以及抗輻射等等惡劣環境中的應用更 為可靠，這也是傳統的Si基器件無法實現的，高壓碳化硅(SiC)器件能夠承受 高于600V或更高的電壓。

因此，基于SiC器件的電動汽車控制器日益受到重視。

實用新型內容

本實用新型的主要目的是為了解決目前現有技術中電動汽車控制器存在的 問題，提供一種基于SiC器件的電動汽車控制器。

本實用新型的目的可以通過采用如下技術方案達到：

一種基于SiC器件的電動汽車控制器，包括信號輸入模塊、補償控制模塊 和單片機，所述信號輸入模塊的輸出端與所述補償控制模塊的輸入端相連，所 述補償控制模塊與所述單片機電連接；所述電動汽車控制器還包括脈寬調制模 塊、可編程邏輯模塊、智能功率模塊、光電隔離模塊、電動機和場效應管；所 述單片機的輸出端分別與所述脈寬調制模塊的輸入端、所述可編程邏輯模塊的 輸入端相連，所述可編程邏輯模塊的輸出端與所述光電隔離模塊的輸入端相連， 所述光電隔離模塊的輸出端與所述智能功率模塊的輸入端相連，所述智能功率 模塊與所述電動機電連接；所述場效應管為碳化硅SiC金屬-氧化層-半導體-場 效晶體管，所述場效應管的漏極D與所述電動機電連接，所述場效應管的源極 S接地，所述場效應管的柵極G與所述脈寬調制模塊電連接，所述場效應管工 作在線性工作區域。

進一步的，所述場效應管與所述補償控制模塊之間設有一電壓采集模塊， 所述場效應管與所述電壓采集模塊電連接，所述電壓采集模塊的輸出端與所述 補償控制模塊的輸入端相連。

進一步的，所述場效應管用于接收所述脈寬調制模塊輸出的方波，所述脈 寬調制模塊輸出的方波使所述場效應管變成一個電子模擬開關，通過調整所述 場效應管的開關占空比時間，讓所述場效應管工作在線性工作區域。

進一步的，所述補償控制模塊還與一顯示驅動模塊連接，所述顯示驅動模 塊的輸出端與所述補償控制模塊的輸入端相連，所述顯示驅動模塊與一顯示器 相連，用于顯示電機轉速以及其他參數。