CN109515212A - 一种电动汽车功率集成控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车功率集成控制***，包括电机控制器、车载充电机、DC/DC变换器、转向辅助电机控制器、制动辅助电机控制器、信息采集单元和PCB滤波转接板，信息采集单元分别与电机控制器低压控制端、车载充电机低压控制端、DC/DC变换器低压控制端、转向辅助电机控制器低压控制端、制动辅助电机控制器低压控制端相连接，对采集到的信息进行分析，通过CAN通讯将功率集成控制***的信息发送给整车端的VCU或BMS，或接收整车端的指令下达给功率集成控制***中的各控制单元，PCB滤波转接板把信息采集单元外发或接收到的信号进行滤波处理。本发明集成度高、可靠性强、抗扰度高、节省整车布局空间，且由于功能选择性高，所以便于平台化。

Description

一种电动汽车功率集成控制***
技术领域
本发明涉及功率集成控制器技术领域，具体涉及一种电动汽车用功率集成控制***。
背景技术
新能源汽车相对于传统汽车来说具有的零排放、低噪音、多元化等优势，使之脱颖而出，成为汽车工业的发展趋势。
然而，随着新能源汽车的普及，普通电动汽车的电机控制器、车载充电机、DC/DC变换器、转向辅助电机控制器、制动辅助电机控制器呈分散式布置，其经济性、空间布局、电磁干扰等问题越来越引起人们的重视，这种集成度很低的结构布局带来的技术缺陷是：不仅增加了总体结构的复杂性，成本高，占用整车空间较大，且不便于日常维护保养，电动汽车的功率部件越来越呈现出小型化、集成化的技术趋势。
申请号为2016208701860的中国专利公开一种电动汽车功率集成控制器，包括高压配电组件、车载蓄电池充电机、油泵辅助电机控制器和气泵辅助电机控制器，所述集成控制器采用双层一体式结构，所述双层一体式结构包括用于安装所述高压配电组件的高压配电层和用于集成安装所述车载蓄电池充电机、油泵辅助电机控制器和气泵辅助电机控制的三合一集成控制器，高压配电层与所述三合一集成控制器层之间通过高压插件相连接。所述产品接口多、集成度高、防护等级高，但是产品结构的紧凑性、轻便性等仍需要改进。
发明内容
为了解决上述现有电动汽车的功率部件存在的技术缺陷，本发明提供一种功能集成度高、可靠性强、安全性高、抗扰度高的电动汽车功率集成控制***，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明提供一种电动汽车功率集成控制***，包括电机控制器、车载充电机、DC/DC变换器、转向辅助电机控制器、制动辅助电机控制器、信息采集单元和PCB滤波转接板，所述信息采集单元分别与所述电机控制器的低压控制端、所述车载充电机的低压控制端、所述DC/DC变换器的低压控制端、所述转向辅助电机控制器的低压控制端、所述制动辅助电机控制器的低压控制端相连接，对采集到的各控制器单元的状态进行分析，通过CAN通讯向整车端VCU或BMS发送所述功率集成控制***的状态，或接收整车端的指令下达给所述功率集成控制***中的各控制器单元，所述PCB滤波转接板将信息采集单元发送和接收到的信号进行滤波处理。
优选的是，所述车载充电机的交流输入端与外部充电枪连接，直流输出端与动力电池连接，低压控制信号与信息采集单元连接，动力电池经高压配电组件（继电器、熔断器等）分别给所述电机控制器、所述DC/DC变换器、所述转向辅助电机控制器和所述制动辅助电机控制器提供电源。
在上述任一方案中优选的是，所述电机控制器直流输入端与动力电池连接，交流输出端与驱动电机连接，控制驱动电机的运转状态。
在上述任一方案中优选的是，所述转向辅助电机控制器直流输入端与动力电池连接，交流输出端与转向辅助电机连接，控制转向辅助电机的运转状态。
在上述任一方案中优选的是，所述制动辅助电机控制器直流输入端与动力电池连接，交流输出端与制动辅助电机连接，控制制动辅助电机的运转状态。
在上述任一方案中优选的是，所述DC/DC变换器高压直流输入端与动力电池连接，低压直流输出端与24V/12V蓄电池连接，给所述功率集成控制***提供低压直流电源。
在上述任一方案中优选的是，所述PCB滤波转接板一端与信息采集单元连接，另一端与外部VCU/BMS连接。
在上述任一方案中优选的是，所述信息采集单元向外部VCU/BMS发送所述电机控制器、所述车载充电机、所述DC/DC变换器、所述转向辅助电机控制器、所述制动辅助电机控制器的CAN通讯信息，接收外部VCU/BMS的指令下达给所述电机控制器、所述车载充电机、所述DC/DC变换器、所述转向辅助电机控制器、所述制动辅助电机控制器。
在上述任一方案中优选的是，所述信息采集单元为所述电机控制器、车载充电机、DC/DC变换器、转向辅助电机控制器、制动辅助电机控制器提供低压供电电源及控制电平信号。
在上述任一方案中优选的是，所述信息采集单元包括接收单元、计算单元、判断单元、存储单元。
在上述任一方案中优选的是，所述接收单元用于接收所述功率集成控制***中继电器两端的电压、动力电池的输出电流、工作环境温度。
在上述任一方案中优选的是，所述计算单元用于根据接收到的各个继电器两端的电压计算继电器两端的压差，根据接收到的温度传感器信号计算工作环境温度，根据接收到的霍尔传感器的信号计算出线路中实时流过的电流传送给所述判断单元。
在上述任一方案中优选的是，所述判断单元用于根据所述计算单元计算出的继电器两端的电压和接收单元接收到的继电器控制指令判断继电器是吸合还是断开、是否故障，用于根据所述计算单元计算出的工作环境温度判断空间内温度是否达到影响内部电器件的条件，用于根据所述计算单元计算出的线路电流判断是线路中否发生过载、短路等情况。
在上述任一方案中优选的是，所述存储单元用于存储所述接收单元接收到的信息以及所述计算单元的计算结果。
在上述任一方案中优选的是，所述信息采集单元通过双边驱动电路及开关电路控制所述电机控制器、车载充电机、DC/DC变换器、转向辅助电机控制器、制动辅助电机控制器。
在上述任一方案中优选的是，PCB滤波转接板包括滤波电感、滤波电容、接地点。
与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益效果：本发明电动汽车功率集成控制***，通过信息采集单元和PCB滤波转接板实现对内部多个控制器的低压信号的统一控制、统一输出，方便整车进行管理，同时本发明所述电动汽车功率集成控制***的高集成度，使整车布置更简洁，而且，本发明所述电动汽车功率集成控制***具有抗扰度高、可靠性强以及功能性高，便于平台化的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1 为按照本发明的电动汽车功率集成控制***的一优选实施例的结构示意图。
图2 为按照本发明的电动汽车功率集成控制***的如图1所示的信息采集单元的结构功能示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有技术中存在的技术缺陷问题，本发明实施例提供一种集成度高、可靠性强、抗扰度高、节省整车布局空间的电动汽车功率集成控制***，而且由于功能选择性高，所以便于平台化。
实施例 1
一种电动汽车功率集成控制***，包括电机控制器、车载充电机、DC/DC变换器、转向辅助电机控制器、制动辅助电机控制器、信息采集单元和PCB滤波转接板，所述信息采集单元分别与所述电机控制器的低压控制端、所述车载充电机的低压控制端、所述DC/DC变换器的低压控制端、所述转向辅助电机控制器的低压控制端、所述制动辅助电机控制器的低压控制端相连接，对采集到的各控制器单元的状态进行分析，通过CAN通讯向整车端VCU或BMS发送所述功率集成控制***的状态，或接收整车端的指令下达给所述功率集成控制***中的各控制器单元，所述PCB滤波转接板将信息采集单元发送和接收到的信号进行滤波处理。
以下通过图1和图2详细说明本实施例所述的电动汽车功率集成控制***的结构和工作原理。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述车载充电机的交流输入端与外部充电枪连接，直流输出端与动力电池连接，低压控制信号与信息采集单元连接，动力电池经高压配电组件继电器和熔断器分别给所述电机控制器、所述DC/DC变换器、所述转向辅助电机控制器和所述制动辅助电机控制器提供高压动力。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述电机控制器直流输入端与动力电池连接，交流输出端与驱动电机连接，低压控制端与所述信息采集单元连接，控制驱动电机的运转状态。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述转向辅助电机控制器直流输入端与动力电池连接，交流输出端与转向辅助电机连接，低压控制端与信息采集单元连接，控制转向辅助电机的运转状态。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述制动辅助电机控制器直流输入端与动力电池连接，交流输出端与制动辅助电机连接，低压控制端与信息采集单元连接，控制制动辅助电机的运转状态。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述DC/DC变换器高压直流输入端与动力电池连接，低压直流输出端与24V/12V蓄电池连接，所述DC/DC变换器的低压控制端与信息采集单元连接。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述PCB滤波转接板一端与信息采集单元连接，另一端与外部VCU/BMS连接。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述信息采集单元向外部VCU/BMS发送所述电机控制器、所述车载充电机、所述DC/DC变换器、所述转向辅助电机控制器、所述制动辅助电机控制器的CAN通讯信息，接收外部VCU/BMS的指令下达给所述电机控制器、所述车载充电机、所述DC/DC变换器、所述转向辅助电机控制器、所述制动辅助电机控制器。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述信息采集单元为所述电机控制器、车载充电机、DC/DC变换器、转向辅助电机控制器、制动辅助电机控制器提供低压供电电源及控制电平信号。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述PCB滤波转接板，包括滤波电感、滤波电容、接地点。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述信息采集单元包括接收单元、计算单元、判断单元、存储单元。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述接收单元，用于接收所述功率集成控制***中继电器两端的电压、动力电池的输出电流、工作环境温度。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述计算单元，用于根据接收到的各个继电器两端的电压计算继电器两端的压差，根据接收到的温度传感器信号计算工作环境温度，根据接收到的霍尔传感器的信号计算出线路中实时流过的电流。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述判断单元，用于根据所述计算单元计算出的继电器两端的电压和接收单元接收到的继电器控制指令判断继电器是吸合还是断开、是否故障，用于根据所述计算单元计算出的工作环境温度判断空间内温度是否达到影响内部电器件的条件，用于根据所述计算单元计算出的线路电流判断是线路中否发生过载、短路等情况。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述存储单元，用于存储所述接收单元接收到的信息以及所述计算单元的计算结果。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述信息采集单元通过双边驱动电路及开关电路控制所述电机控制器、车载充电机、DC/DC变换器、转向辅助电机控制器、制动辅助电机控制器。
实施例2
本实施例可以单独形成完整的技术方案，也可以与实施例1相结合形成完整的技术方案，还可以与本发明其他任一实施例进行排列组合形成完整的技术方案。
本发明提出一种电动汽车功率集成控制***，包括电机控制器、大功率蓄电池、转向辅助电机控制器、制动辅助电机控制器、DC/DC变换器、信息采集单元和PCB滤波转接板，所述信息采集单元分别与所述电机控制器的低压控制端、所述车载充电机的低压控制端、所述DC/DC变换器的低压控制端、所述转向辅助电机控制器的低压控制端、所述制动辅助电机控制器的低压控制端相连接，对采集到的各控制器单元的状态进行分析，通过CAN通讯向整车端VCU或BMS发送所述功率集成控制***的状态，或接收整车端的指令下达给所述功率集成控制***中的各控制器单元，所述PCB滤波转接板将信息采集单元发送和接收到的信号进行滤波处理。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，动力电池经高压配电组件继电器和熔断器分别给所述电机控制器、所述DC/DC变换器、所述转向辅助电机控制器和所述制动辅助电机控制器提供高压动力。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述电机控制器直流输入端与动力电池连接，交流输出端与驱动电机连接，低压控制端与所述信息采集单元连接。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述DC/DC变换器高压直流输入端与动力电池连接，低压直流输出端与24V/12V蓄电池连接，所述DC/DC变换器的低压控制端与信息采集单元连接。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述转向辅助电机控制器直流输入端与动力电池连接，交流输出端与转向辅助电机连接，低压控制端与信息采集单元连接。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述制动辅助电机控制器直流输入端与动力电池连接，交流输出端与制动辅助电机连接，低压控制端与信息采集单元连接。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述PCB滤波转接板一端与信息采集单元连接，另一端与外部VCU/BMS连接。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述信息采集单元向外部VCU/BMS发送所述电机控制器、所述转向辅助电机控制器、所述制动辅助电机控制器的CAN通讯信息，接收外部VCU/BMS的指令下达给所述电机控制器、所述车载充电机、所述DC/DC变换器、所述转向辅助电机控制器、所述制动辅助电机控制器。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述信息采集单元为所述电机控制器、所述DC/DC变换器、转向辅助电机控制器、制动辅助电机控制器提供低压供电电源及控制电平信号。
本实施例所述电动汽车功率集成控制***，所述PCB滤波转接板，包括滤波电感、滤波电容、接地点。
以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定；以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围；在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动汽车功率集成控制***，包括电机控制器、车载充电机、DC/DC变换器、转向辅助电机控制器、制动辅助电机控制器、信息采集单元和PCB滤波转接板，其特征在于，所述信息采集单元分别与所述电机控制器的低压控制端、所述车载充电机的低压控制端、所述DC/DC变换器的低压控制端、所述转向辅助电机控制器的低压控制端、所述制动辅助电机控制器的低压控制端相连接，所述信息采集单元发送、接收的整车端VCU或BMS的信息通过所述PCB滤波转接板滤波。
2.如权利要求1所述的电动汽车功率集成控制***，其特征在于，所述车载充电机的交流输入端与外部充电枪连接，直流输出端与动力电池连接。
3.如权利要求1所述的电动汽车功率集成控制***，其特征在于，所述电机控制器的直流输入端与动力电池连接，交流输出端与驱动电机相连接。
4.如权利要求1所述的电动汽车功率集成控制***，其特征在于，所述转向辅助电机控制器的直流输入端与动力电池连接，交流输出端与转向辅助电机连接。
5.如权利要求1所述的电动汽车功率集成控制***，其特征在于，所述制动辅助电机控制器的直流输入端与动力电池连接，交流输出端与制动辅助电机连接。
6.如权利要求1所述的电动汽车功率集成控制***，其特征在于，所述DC/DC变换器的高压直流输入端与动力电池连接，低压直流输出端与24V/12V蓄电池连接。
7.如权利要求1所述的电动汽车功率集成控制***，其特征在于，所述PCB滤波转接板的一端与信息采集单元连接，另一端与外部VCU/BMS连接。
8.如权利要求1所述的电动汽车功率集成控制***，其特征在于，所述信息采集单元发送所述电机控制器、所述车载充电机、所述DC/DC变换器、所述转向辅助电机控制器、所述制动辅助电机控制器的CAN通讯信息给外部VCU/BMS的CAN通讯，接收外部VCU/BMS的指令下达给所述电机控制器、所述车载充电机、所述DC/DC变换器、所述转向辅助电机控制器、所述制动辅助电机控制器。
9.如权利要求1所述的电动汽车功率集成控制***，其特征在于，所述信息采集单元为所述电机控制器、车载充电机、DC/DC变换器、转向辅助电机控制器、制动辅助电机控制器提供低压供电电源及控制电平信号。
10.如权利要求1所述的电动汽车功率集成控制***，其特征在于，所述信息采集单元包括接收单元、计算单元、判断单元、存储单元。
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