相電流信號采樣方法和裝置、電機控制器及電動汽車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信號采集領(lǐng)域，具體而言，涉及一種相電流信號采樣方法和裝置、電機 控制器及電動汽車。
【背景技術(shù)】
[0002] 電動汽車是一種由車載動力電池供電、電機驅(qū)動的綠色環(huán)保交通工具，電動汽車 是汽車工業(yè)的發(fā)展方向，也是當前重點鼓勵和發(fā)展的技術(shù)產(chǎn)品。電動汽車的核心技術(shù)之一 就是電機及電機控制器的技術(shù)，目前電動汽車多采用永磁同步電機作為電機，電機控制器 通過將動力電池的直流電源逆變?yōu)樽冾l交流電，驅(qū)動交流的電機輸出轉(zhuǎn)矩。在數(shù)字化的交 流電機控制中，精確的相電流采集和處理是實現(xiàn)高性能閉環(huán)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，如果沒有準 確的相電流信號，就不能實現(xiàn)高效的閉環(huán)控制。對相電流檢測的時間在電機控制程序的脈 沖寬度調(diào)制(Pulse-Width Modulation，簡稱PWM)中斷周期中，通過霍爾電流傳感器利用霍 爾原理將電流信號經(jīng)過電磁轉(zhuǎn)換為電壓信號，將電壓信號輸入到電機控制器的模擬信號采 集端口，經(jīng)過模擬信號采樣和數(shù)據(jù)處理，將輸入的電壓信號值轉(zhuǎn)換為實際的相電流值，用于 實現(xiàn)電機控制程序的算法以及故障診斷處理等。相關(guān)技術(shù)中，霍爾電流傳感器輸出的電壓 信號僅調(diào)用一次采集轉(zhuǎn)換處理，由于絕緣柵雙極型晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)等功率器件開關(guān)頻率較高，功率器件的開通、關(guān)斷都會影響電流波 形，且低壓采集電路易受到干擾，這些都會導(dǎo)致采集轉(zhuǎn)換后獲取到的用于電機控制算法的 三相電流信號數(shù)據(jù)失真，達不到高精度的閉環(huán)控制的精度要求。
[0003] 針對相關(guān)技術(shù)中相電流信號采樣精度較低的問題，目前尚未提出有效的解決方 案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種相電流信號采樣方法和裝置、電機控制器及電動 汽車，以解決相關(guān)技術(shù)中相電流信號采樣精度較低的問題。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種相電流信號采樣方法。該 方法包括:通過多路模擬信號采集通道采集傳感器的輸出，獲取多個采樣信號，其中，傳感 器用于感應(yīng)電機控制器輸出的相電流，輸出采樣信號；以及根據(jù)多個采樣信號獲取相電流 的采樣結(jié)果。
[0006] 進一步地，傳感器為霍爾電流傳感器，用于感應(yīng)電機控制器輸出的相電流，輸出電 壓信號，通過多路模擬信號采集通道采集傳感器的輸出，獲取多個采樣信號包括:通過多路 模擬信號采集通道采集霍爾電流傳感器的輸出，獲取多個電壓采樣信號，根據(jù)多個采樣信 號獲取相電流的采樣結(jié)果包括:對多個電壓采樣信號進行計算，獲取相電流的采樣結(jié)果。
[0007] 進一步地，傳感器為霍爾電流傳感器，相電流為三相電流，多路模擬信號采集通道 包括三組模擬信號采集通道，通過多路模擬信號采集通道采集傳感器的輸出，獲取多個采 樣信號包括:通過三組模擬信號采集通道分別采集三個霍爾電流傳感器的輸出，獲取三組 電壓采樣信號，其中，三個霍爾電流傳感器用于分別感應(yīng)電機控制器輸出的三相電流，輸出 電壓信號。
[0008] 進一步地，通過三組模擬信號采集通道分別采集三個霍爾電流傳感器的輸出，獲 取三組電壓采樣信號包括:在三組模擬信號采集通道中的每組模擬信號采集通道中分別選 取一個模擬信號采集通道，得到三個模擬信號采集通道;通過三個模擬信號采集通道按照 第一預(yù)設(shè)順序分別采集三個霍爾電流傳感器的輸出，獲取第一預(yù)設(shè)順序電壓采樣信號；以 及通過三個模擬信號采集通道按照第二預(yù)設(shè)順序分別采集三個霍爾電流傳感器的輸出，獲 取第二預(yù)設(shè)順序電壓采樣信號。
[0009] 進一步地，通過多路模擬信號采集通道采集傳感器的輸出包括:在PWM中斷周期內(nèi) 的預(yù)設(shè)采樣時刻開始采集傳感器的輸出，其中，預(yù)設(shè)采樣時刻為PWM中斷周期內(nèi)的以下時 亥IJ: ，其中，T為PWM中斷周期的時長，t為由獲取多個采樣信號到獲取相電流的時長。
[0010] 進一步地，傳感器為霍爾電流傳感器，通過多路模擬信號采集通道采集傳感器的 輸出，獲取多個采樣信號包括:通過第一模擬信號采集通道對霍爾電流傳感器的輸出進行 兩次采集，獲取第一電壓采樣信號和第二電壓采樣信號；以及通過第二模擬信號采集通道 對霍爾電流傳感器的輸出進行兩次采集，獲取第三電壓采樣信號和第四電壓采樣信號，根 據(jù)多個采樣信號獲取相電流的采樣結(jié)果包括:對第一電壓采樣信號、第二電壓采樣信號、第 三電壓采樣信號和第四電壓采樣信號進行排序;去掉第一電壓采樣信號、第二電壓采樣信 號、第三電壓采樣信號和第四電壓采樣信號中的最大值和最小值，得到兩個電壓采樣信號 中間值;對兩個電壓采樣信號中間值取平均值，得到電壓采樣信號平均值；以及將電壓采樣 信號平均值轉(zhuǎn)換為電流值，獲取相電流的采樣結(jié)果。
[0011] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種相電流信號采樣裝置。該 裝置包括:傳感器，套裝在電機控制器的輸出電纜上，用于感應(yīng)電機控制器輸出的相電流， 輸出采樣信號;采樣芯片，通過多路模擬信號采集通道與傳感器的輸出相連接，用于采集傳 感器的輸出并獲取多個采樣信號；以及控制芯片，與采樣芯片相連接，用于根據(jù)多個采樣信 號獲取相電流的采樣結(jié)果。
[0012] 進一步地，傳感器為霍爾電流傳感器。
[0013] 進一步地，電機控制器的輸出電纜包括第一相電流電纜、第二相電流電纜和第三 相電流電纜，多路模擬信號采集通道包括第一組模擬信號采集通道、第二組模擬信號采集 通道和第三組模擬信號采集通道，霍爾電流傳感器包括:第一霍爾電流傳感器，套裝在第一 相電流電纜上，通過第一組模擬信號采集通道與控制芯片相連接，用于感應(yīng)電機控制器輸 出的第一相電流，輸出第一電壓信號;第二霍爾電流傳感器，套裝在第二相電流電纜上，通 過第二組模擬信號采集通道與控制芯片相連接，用于感應(yīng)電機控制器輸出的第二相電流， 輸出第二電壓信號；以及第三霍爾電流傳感器，套裝在第三相電流電纜上，通過第三組模擬 信號采集通道與控制芯片相連接，用于感應(yīng)電機控制器輸出的第三相電流，輸出第三電壓 信號。
[0014] 進一步地，采樣芯片包括:多個模擬信號采集接口，通過多路模擬信號采集通道與 傳感器的輸出相連接，用于采集傳感器輸出的采樣信號，其中，多個模擬信號采集接口與多 路模擬信號采集通道一一對應(yīng)。
[0015] 進一步地，傳感器為霍爾電流傳感器，用于感應(yīng)相電流輸出電壓信號，多路模擬信 號采集通道包括第一路模擬信號采集通道和第二路模擬信號采集通道，多個模擬信號采集 接口包括:第一模擬信號采集接口，通過第一路模擬信號采集通道與霍爾電流傳感器的輸 出相連接，用于采集霍爾電流傳感器輸出的電壓信號獲取第一電壓采樣信號；以及第二模 擬信號采集接口，通過第二路模擬信號采集通道與霍爾電流傳感器的輸出相連接，用于采 集霍爾電流傳感器輸出的電壓信號獲取第二電壓采樣信號。
[0016] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電機控制器。該電機控制 器包括:采樣芯片，通過多路模擬信號采集通道與傳感器的輸出相連接，用于采集傳感器的 輸出并獲取多個采樣信號，其中，傳感器用于感應(yīng)電機控制器輸出的相電流并輸出采樣信 號；以及控制芯片，與采樣芯片相連接，用于根據(jù)多個采樣信號獲取相電流的采樣結(jié)果。
[0017] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電動汽車。該電動汽車包 括本發(fā)明的相電流信號采樣裝置或者電機控制器。
[0018] 本發(fā)明通過多路模擬信號采集通道采集傳感器的輸出，獲取多個采樣信號，其中， 傳感器用于感應(yīng)電機控