CN110733358A - 一种集成式电机控制模块和*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种集成式电机控制模块和***，属于新能源电动汽车应用领域。该控制模块包括电池连接端子、换流器、电池管理***和电机控制器，该电池连接端子通过主回路继电器与直流线路连接，该直流线路上并联设有充电机连接端子和换流器直流侧端子，该换流器的交流侧端子用于与电机供电连接，该电池管理***与该主回路继电器控制连接，该电机控制器与该换流器控制连接。该控制***包括上述控制模块、电池和电机。解决了目前电机控制模块和***成本高、控制复杂的问题。

Description

一种集成式电机控制模块和***
技术领域
本发明涉及一种集成式电机控制模块和***，属于新能源电动汽车应用领域。
背景技术
新能源电动汽车已经得到了广泛的应用。目前新能源主流的电池驱动方案是锂离子电池组，锂电池组其中一个关键部件即电池管理***，电池管理***管理着锂电池组的整个生命过程，锂电池组通过电机控制器驱动主电机。目前电机控制器和电池管理***均是由供应商直接提供封装好的总成模块，因此电机控制器和电池管理***目前都是分离设置的。图1所示的即为一种现有的电机控制***结构示意图，其中电池管理***需要配置一个电池高压盒，高压盒内设有充电回路继电器、加热继电器，以控制电池充电与加热等功能；除此之外还需要另外设置一个集成式电机控制器用以放置电机控制器，该集成式电机控制器内还设有放电回路继电器、预充电回路和IGBT换流器，电机控制器负责执行的主回路继电器的开关控制，当电机控制器接收到整车控制器指令后执行主回路继电器的控制。该***架构控制逻辑是这样的，电机控制器根据整车控制器的指令执行预充电功能，放电回路继电器驱动功能，电机驱动；高压盒内的电池管理***控制充电回路继电器，加热继电器，总电压总电流检测，SOC计算等功能。这样，电机控制器需要控制放电回路继电器，电池管理***也要控制充电回路继电器和加热继电器，整个***继电器的控制不够集中，存在一定的冗余。另外，电池管理***和电机控制器的分离设置，浪费了电动汽车电控***的内部空间，增加了成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种集成式电机控制模块以解决目前电机控制模块成本高、控制复杂的问题。本发明还提供了一种集成式电机控制***。
为实现上述目的，本发明提供一种集成式电机控制模块，包括电池连接端子、充电机连接端子、换流器、电池管理***和电机控制器，该电池连接端子通过主回路继电器与直流线路连接，该直流线路上并联该充电机连接端子和该换流器的直流侧端子，该换流器的交流侧端子用于与电机供电连接，该电池管理***与该主回路继电器控制连接，该电机控制器与该换流器控制连接；该集成式电机控制模块还包括至少一个预充电支路，该预充电支路与该主回路继电器并联连接；该预充电支路上串设有预充电阻和预充电继电器，该电池管理***与该预充电继电器控制连接。
本方案将电池管理***集成在集成式电机控制模块内，同时取消了现有的充电回路继电器和放电回路继电器，而在主回路上设置了主回路继电器，电池管理***在接收到整车控制器指令后，通过控制主回路继电器的开关完成对电池的充电控制或放电控制，实现了充放电同一回路设计，精简优化了控制模块中对继电器的控制，同时由于将电池管理***与电机控制器集成在一个电机控制模块内，取消了高压盒，缩减了空间，减少了成本。
另外，根据本发明上述的集成式电机控制模块还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明中，该直流线路上还并联设有可控加热回路连接端子，该电池管理***与该可控加热回路连接端子控制连接。
在本发明中，该集成式电机控制模块还包括壳体，该电池连接端子、该充电机连接端子、该换流器的交流侧端子和该可控加热回路连接端子均设置在该壳体上。
在本发明中，该直流线路上还串设有熔断保护器。
在本发明中，该换流器为IGBT换流器。
本发明还提供一种集成式电机控制***，该控制***包括集成式电机控制模块、电池和电机，该集成式电机控制模块包括电池连接端子、充电机连接端子、换流器、电池管理***和电机控制器，该电池连接端子通过主回路继电器与直流线路连接，该直流线路上并联该充电机连接端子和该换流器的直流侧端子，该换流器的交流侧端子用于与电机供电连接，该电池管理***与该主回路继电器控制连接，该电机控制器与该换流器控制连接；该集成式电机控制模块还包括至少一个预充电支路，该预充电支路与该主回路继电器并联连接；该预充电支路上串设有预充电阻和预充电继电器，该电池管理***与该预充电继电器控制连接；该电池与该电池连接端子电连接，该电机与该换流器的交流侧端子电连接。
本方案将电池管理***集成在集成式电机控制模块内，同时取消了现有的充电回路继电器和放电回路继电器，而在主回路上设置了主回路继电器，电池管理***在接收到整车控制器指令后，通过控制主回路继电器的开关完成对电池的充电控制或放电控制，实现了充放电同一回路设计，精简优化了控制模块中对继电器的控制，同时由于将电池管理***与电机控制器集成在一个电机控制模块内，取消了高压盒，缩减了空间，减少了成本。
另外，根据本发明上述的集成式电机控制***还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明中，该控制***还包括有用于为电池加热的加热器，该直流线路上还并联设有可控加热回路连接端子，该加热器与该可控加热回路连接端子通过加热回路电连接，该电池管理***与该可控加热回路连接端子控制连接。
在本发明中，该集成式电机控制模块还包括至少一个预充电支路，该集成式电机控制模块还包括壳体，该电池连接端子、该充电机连接端子、该换流器的交流侧端子和该可控加热回路连接端子均设置在该壳体上。
在本发明中，该直流线路上还串设有熔断保护器。
在本发明中，该换流器为IGBT换流器。
附图说明
图1为一种现有的电机控制***的结构示意图；
图2为本发明的一种集成式电机控制***实施例的结构示意图；
图3为本发明的一种集成式电机控制模块的结构示意图；
其中，A是电池高压盒，B为集成式电机控制器，C为集成式电机控制模块，1为电池，2为电池管理***，3为电机控制器，4为换流器，5为加热器，6为预充电阻，7为充电机，8为电流传感器，9为熔断保护器，S1为充电回路继电器，S2为放电回路继电器，S3为加热回路继电器，S4为预充电继电器，S5为主回路继电器，P1为电池连接端子，P2为充电机连接端子。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明的集成式电机控制***实施例一：
如图2所示为本发明的一种集成式电机控制***实施例的结构示意图，该集成式电机控制***包括电池、加热器和集成式电机控制模块，其中加热器用于为电池加热。集成式电机控制模块包括电池连接端子、电池管理***、电机控制器和IGBT换流器。电池连接端子通过主回路继电器、熔断保护器和电流传感器与一直流线路连接，该直流线路上并联设有充电机连接端子、换流器直流侧端子和加热回路连接端子，加热回路连接端子通过加热回路继电器与加热器电连接，该集成式电机控制模块还包括有与其中一个主回路继电器并联的预充电支路，该预充电支路上串设有电阻和预充电继电器，IGBT换流器的交流侧端子用于与电机供电连接，电池管理***分别与主回路继电器、加热回路继电器和预充电继电器控制连接，电池管理***还与电流传感器采样控制连接，电机控制器通过PWM信号控制IGBT换流器的输出电压以控制电机的运转，电池与电池连接端子电连接，电机与该换流器的交流侧端子电连接。
该控制***在需要为电机供电时，整车控制器命令电池管理***闭合主回路继电器，此时电池通过换流器为电机放电；而在需要为电池充电时，首先需要将充电机与充电机连接端子连接，然后整车控制器命令电池管理***闭合主回路继电器，同时电机控制器控制换流器闭锁，则充电机通过充电机连接端子为电池供电。
在上述实施例中，由于使用主回路继电器代替现有的充电回路继电器和放电回路继电器，实现了充放电同一回路设计，这样既节省了继电器的使用又取消了高压盒，减少了成本，缩减了整个***的空间，这样就能够腾出更多的空间用以安放电池，增加电池***的能量密度。同时由于使用电池管理***同时控制加热回路继电器、预充电继电器和主回路继电器，优化了整个***的控制策略。
本发明的集成式电机控制模块实施例一：
如图3为本发明一种集成式电机控制模块最简结构示意图，在实际应用中，其具体实施例和上文所述集成式电机控制***实施例中的集成式电机控制模块相同，在此不予赘述。
上述实施例中在集成式电机控制模块的直流回路的正负母线上均设置了主回路继电器、加热回路继电器，实际应用中可根据需要单独在正母线或负母线上设置相应的继电器，这种改进方案也应当落入本发明的保护范围内。
上述实施例在形成产品时，可以根据散热要求以及强弱电安全保护将各部分位置进行针对性设置，同时考虑到装配的方便，在上述改进思想指导下的方案也应当落入本发明的保护范围内。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种集成式电机控制模块，其特征在于，包括电池连接端子、充电机连接端子、换流器、电池管理***和电机控制器，所述电池连接端子通过主回路继电器与直流线路连接，所述直流线路上并联所述充电机连接端子和所述换流器的直流侧端子，所述换流器的交流侧端子用于与电机供电连接，所述电池管理***与所述主回路继电器控制连接，所述电机控制器与所述换流器控制连接；
该集成式电机控制模块还包括至少一个预充电支路，所述预充电支路与所述主回路继电器并联连接；所述预充电支路上串设有预充电阻和预充电继电器，所述电池管理***与所述预充电继电器控制连接。
2.根据权利要求1所述的集成式电机控制模块，其特征在于，所述直流线路上还并联设有可控加热回路连接端子，所述电池管理***与所述可控加热回路连接端子控制连接。
3.根据权利要求2所述的集成式电机控制模块，其特征在于，该集成式电机控制模块还包括壳体，所述电池连接端子、所述充电机连接端子、所述换流器的交流侧端子和所述可控加热回路连接端子均设置在所述壳体上。
4.根据权利要求1所述的集成式电机控制模块，其特征在于，所述直流线路上还串设有熔断保护器。
5.根据权利要求1所述的集成式电机控制模块，其特征在于，所述换流器为IGBT换流器。
6.一种集成式电机控制***，其特征在于，该集成式电机控制***包括集成式电机控制模块、电池和电机，所述集成式电机控制模块包括电池连接端子、充电机连接端子、换流器、电池管理***和电机控制器，所述电池连接端子通过主回路继电器与直流线路连接，所述直流线路上并联所述充电机连接端子和所述换流器的直流侧端子，所述换流器的交流侧端子用于与电机供电连接，所述电池管理***与所述主回路继电器控制连接，所述电机控制器与所述换流器控制连接；
所述集成式电机控制模块还包括至少一个预充电支路，所述预充电支路与所述主回路继电器并联连接；所述预充电支路上串设有预充电阻和预充电继电器，所述电池管理***与所述预充电继电器控制连接；
所述电池与所述电池连接端子电连接，所述电机与所述换流器的交流侧端子电连接。
7.根据权利要求6所述的集成式电机控制***，其特征在于，该控制***还包括有用于为电池加热的加热器，所述直流线路上还并联设有可控加热回路连接端子，所述加热器与所述可控加热回路连接端子通过加热回路电连接，所述电池管理***与所述可控加热回路连接端子控制连接。
8.根据权利要求7所述的集成式电机控制***，其特征在于，所述集成式电机控制模块还包括壳体，所述电池连接端子、所述充电机连接端子、所述换流器的交流侧端子和所述可控加热回路连接端子均设置在所述壳体上。
9.根据权利要求6所述的集成式电机控制***，其特征在于，所述直流线路上还串设有熔断保护器。
10.根据权利要求6所述的集成式电机控制***，其特征在于，所述换流器为IGBT换流器。
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