CN103029566A - 电动汽车电机控制器的冷却控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车电机控制器的冷却控制电路，包括：温度采集电路、处理器单元、水泵驱动电路、电扇驱动电路以及水泵回路、电扇回路，温度采集电路采集电机控制器的温度信号，所述处理器单元根据温度采集电路的温度信号分别控制水泵驱动电路或电扇驱动电路的导通，以分别实现水泵回路或电扇回路的导通。实现水泵冷却或电扇冷却的分别控制，降低了由于二者持续工作造成的电动车电量的损耗，节省电量。

Description

电动汽车电机控制器的冷却控制电路

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别涉及电动汽车电机控制器的冷却控制电路。

背景技术

随着全球石油资源的不断消耗引起了石化能源的供应紧张，也造成了全球环境的恶化，为了缓解能源危机和保护环境，电动汽车成为当前汽车发展的主要方向。

随着电动汽车的不断向前发展，大功率的电机和控制器相继问世，这就要求整车的冷却系统必须很好的满足工作需要，同时最大限度的节省电能，电动汽车中电机控制器在急加速、急减速和过载等工况下，温度急剧升高，电机控制器必须有相应的散热结构才能保证功率器件IGBT可靠工作。通常，对于具有水冷结构的电机控制器，通常也带有电扇散热结构，二者同时工作以实现更好的散热，但水泵通常具有较大的功率，持续工作会造成电动车电量的损耗，造成电能损失。

发明内容

本发明提出了一种电动汽车电机控制器的冷却控制电路，实现水泵和电扇的分别控制，降低能耗，节省电量。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种电动汽车电机控制器的冷却控制电路，包括：温度采集电路、处理器单元、水泵驱动电路、电扇驱动电路以及水泵回路、电扇回路，温度采集电路采集电机控制器的温度信号，所述处理器单元根据温度采集电路的温度信号分别控制水泵驱动电路或电扇驱动电路的导通，以分别实现水泵回路或电扇回路的导通。

优选地，所述温度信号对应的温度值高于预定温度时，所述处理器单元控制水泵驱动电路导通，否则，控制电扇驱动电路导通。

优选地，所述温度采集电路包括温度差分输入电路、线性耦合器件以及放大电路，所述温度差分输入电路提供与电机控制器温度所对应的差分电压信号输入至线性耦合器，差分电压信号经线性耦合器及放大电路放大后输入至处理器单元。

优选地，所述温度差分输入电路包括第一桥臂和第二桥臂；

第一桥臂由第一电源、第一电阻和温度传感器依次串接，而后串接第二电阻，第二电阻分别接第二电容、第一双向二极管以及第三电阻的一端，第二电容的另一端接地，第一双向二极管的另一端的正极接地、负极接第一电源，第三电阻的另一端分别接第四电阻和第三电容的一端以及线性耦合器的第一输入端，第四电阻和第三电容的另一端接地；

第二桥臂由第二电源、第五电阻和第六电阻依次串接后接地，第七电阻从第五电阻和第六电阻之间接出后分别接第四电容、第二双向二极管以及第八电阻的一端，第四电容的另一端接地，第二双向二极管的另一端的正极接地、负极接第二电源，第八电阻的另一端分别接第九电阻和第五电容的一端以及线性耦合器的第二输入端，第九电阻和第五电容的另一端接地，第二电容的一端与第四电容的一端之间接有第一电容。

优选地，所述放大电路包括运算放大器，线性耦合器的第一输出端经第十电阻后分别接第六电容和第十二电阻的一端以及运算放大器的第一输入端，第六电容和第十二电阻的另一端接地，线性耦合器的第二输出端经第十一电阻接至运算放大器的第二输入端，运算放大器的第二输入端与其输出端之间并接有第十三电阻和第七电容，运算放大器的输出端经第十四电阻后分别接第七电容和第十五电阻的一端，第七电容的另一端接地，第十五电阻的另一端分别接第十六电阻、第八电容和第三双向二极管的一端以及处理器单元的输入端，第八电容的另一端接地，第十六电阻的另一端接第三电源第三双向二极管的另一端的正极接地，负极接第四电源。

优选地，所述水泵驱动电路由第五电源、第一隔离光耦以及第一开关器件依次串接组成，所述处理器单元的输出驱动第一隔离光耦导通，进而使第一开关器件导通；所述水泵回路由第五电源、水泵及第一开关器件依次串接组成。

优选地，所述电扇驱动电路由第六电源、第二隔离光耦、第二开关器件依次串接组成，所述处理器单元的输出驱动第二隔离光耦导通，进而使第二开关器件导通；所述电扇回路由第六电源、电扇及第二开关器件依次串接组成。

优选地，所述第一开关器件或第二开关器件为MOS器件。

本发明实施例的提供的电动汽车电机控制器的冷却控制电路，由处理器根据温度信号来分别控制水泵驱动电路或电扇驱动电路的导通，来实现水泵冷却或电扇冷却的分别控制，降低了由于二者持续工作造成的电动车电量的损耗，节省电量。

附图说明

图1为根据本发明实施例的电动汽车电机控制的冷却控制电路的结构示意图。

图2为根据本发明实施例电动汽车电机控制的冷却控制电路中温度采集电路的结构示意图。

图3为根据本发明实施例的电动汽车电机控制的冷却控制电路中水泵及电扇驱动电路的结构示意图。

具体实施方式

为使发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参考图1所示，本发明提出了一种电动汽车电机控制器的冷却控制电路，包括：温度采集电路100、处理器单元102、水泵驱动电路106以及电扇驱动电路104，温度采集电路100采集电机控制器的温度信号，所述处理器单元102根据温度采集电路100的温度信号分别控制水泵驱动电路106或电扇驱动电路104的导通，进而分别实现水泵回路110或电扇回路108的导通。

其中，由温度采集电路100得到电机控制器的温度信号，通常地，该温度信号为电压信号，处理器单元102获得该电压信号并进行AD转换（模数转换），通过对该转换后的数据来控制水泵驱动电路或电扇驱动电路的导通，即，是水泵进行冷却还是电扇进行冷却。在一个具体的实施例中，在所述温度信号对应的温度值高于预定温度时，所述处理器单元控制水泵驱动电路导通，否则，控制电扇驱动电路导通。本发明的技术方案实现了水泵冷却或电扇冷却的分别控制，降低了由于二者持续工作造成的电动车电量的损耗，节省电量。

在优选的实施例中，所述温度采集电路包括温度差分输入电路1001、线性耦合器件1002以及放大电路1003，所述温度差分输入电路1001提供电机控制器温度所对应的差分电压信号输入至线性耦合器1002，差分电压信号经线性耦合器1002及放大电路1003放大后输入至处理器单元。也就是说，通过差分信号经过线性耦合器及放大电路的进一步放大，使处理器单元的输入精度得到提高，实现控制的精确性。

此外，在优选的实施例中，水泵驱动电路106以及电扇驱动电路104可以采用由电源、隔离光耦、开关器件和水泵或电扇组成回路，由处理器单元的输出驱动隔离光耦的导通，进而使开关器件导通，使水泵驱动电路或电扇驱动电路处于导通状态。

以下将结合附图2和3对具体的实施例进行详细的描述。

在此实施例中，所述温度差分输入电路包括第一桥臂和第二桥臂，以输入温度的差分信号，所述第一桥臂由第一电源Vout1、第一电阻R1和温度传感器NTC1依次串接，而后串接第二电阻R2，第二电阻R2分别接第二电容C2、第一双向二极管D1以及第三电阻R3的一端，第二电容C2的另一端接地，第一双向二极管D2的另一端的正极接地、负极接第一电源Vout1，第三电阻R3的另一端分别接第四电阻R4和第三电容C3的一端以及线性耦合器1002的第一输入端2，第四电阻R4和第三电容C3的另一端接地。

第二桥臂由第二电源Vout2、第五电阻R5和第六电阻R6依次串接后接地，第七电阻R7从第五电阻R5和第六电阻R6之间接出后分别接第四电容C4、第二双向二极管D2以及第八电阻R8的一端，第四电容C4的另一端接地，第二双向二极管D2的另一端的正极接地、负极接第二电源Vout2，第八电阻R8的另一端分别接第九电阻R9和第五电容C5的一端以及线性耦合器1002的第二输入端3，第九电阻R9和第五电容C5的另一端接地，第二电容C2的一端与第四电容C4的一端之间接有第一电容C1。此实施例中，线性耦合器1002可以为A7804。

在放大电路中包括1003中包括运算放大器OP1，线性耦合器1002的第一输出端7经第十电阻R10后分别接第六电容C6和第十二电阻R12的一端以及运算放大器OP的第一输入端10，第六电容C6和第十二电阻R12的另一端接地SGND，线性耦合器1002的第二输出端6经第十一电阻R11接至运算放大器OP的第二输入端9，运算放大器OP的第二输入端9与其输出端8之间并接有第十三电阻R13和第七电容C7，运算放大器OP的输出端8经第十四电阻R14后分别接第七电容C7和第十五电阻R15的一端，第七电容C7的另一端接地SGND，第十五电阻R15的另一端分别接第十六电阻R16、第八电容C8和第三双向二极管D3的一端以及处理器单元102的输入端，第八电容C8的另一端接地，第十六电阻R16的另一端接第三电源Vout3第三双向二极管D3的另一端的正极接地SGND，负极接第四电源Vout4。

在该实施例中，第一桥臂采集热敏电阻的阻值，并与第二桥臂一同向线性耦合器提供差分输入的电压信号，在具体的应用中，该差分输入的电压信号在一定范围内，如小于200mV时，使线性耦合器工作在线性放大区，经过线性耦合器的放大后，输出放大的差分信号，进一步由放大电路进行放大，以提高差分信号输入到处理器单元的输入精度，同时对输入处理器单元的信号进行嵌位保护，其中电阻R13=R12，R11=R10。在一个具体的实施例中，当温度为0℃时，线性耦合器1002的第一输出端7相对于第二输出端6的电位为0mV，放大电路的放大倍数为K=R13/R11，此时表征在处理器单元输入端的电压为：0mV*K=0V；而当温度为100℃时，线性耦合器1002的第一输出端7相对于第二输出端6的电位为35.93mV，此时表征在处理器单元输入端的电压为：35.93mV*K=1.4688184V，这样，通过线性耦合器的线性放大以及放大器的进一步放大，提高了处理器单元输入的精度。

对于处理器单元，将根据处理器单元输入端的温度信号，来控制水泵驱动电路的导通或者电扇驱动电路的导通，具体地，可以根据温度信号对应的温度值是否高于预定温度来确定哪个回路导通，当高于预定温度时，所述处理器单元控制水泵驱动电路导通，否则，控制电扇驱动电路导通。

在该实施例中，处理器单元的两个输出端分别控制电扇和水泵驱动电路的导通状态，从而实现水泵或电扇的工作状态。在一些实施例中，驱动部件可以由隔离光耦和开关器件组成，开关器件例如为MOS器件，其中，电源、隔离光耦、MOS器件依次串接，处理器单元的输出端通过控制隔离光耦的导通，进一步控制MOS器件的导通，从而使开关器件处于导通状态，而电扇或水泵与开关器件串接组成回路，进而可使电扇或水泵处于工作状态。

在具体的实施例中，如图3所示，水泵驱动电路由第五电源、第一隔离光耦、第一开关器件依次串接组成，第一开关器件为NMOS，处理器单元的一个输出端DSP_ctrlA接在第一隔离光耦的一个输入端，第五电源Vout5串接第一隔离光耦T1的输出端后经过第二十一电阻R21后接至第一NMOS器件Q1的基极，第一NMOS器件Q1的发射极接地GND，第一NMOS器件Q1的集电极串联水泵后接至电源端Vout5，组成水泵回路，水泵两端可以并接有与水泵电流方向相反的二极管D5以起到钳位作用，第五电源Vout5端接有正向二极管D4，以保证水泵的正向导通。当电机控制器的温度高于一定温度时，处理器单元的输出端DSP_ctrlA输出一定值，以使第一隔离光耦T1导通，进而在第一NMOS器件Q1的基极具有导通电压，从而第一NMOS器件处于开启状态，这样水泵回路处于导通状态，从而水泵工作进行冷却，

该实施例中电扇驱动电路具有与水泵驱动回路相同的结构，处理器单元的一个输出端DSP_ctrlB接在第二隔离光耦T2的一个输入端，第六电源串接第二隔离光耦T2的输出端后经过第二十二电阻R22后接至第二NMOS器件Q2的基极，第二NMOS器件Q2的发射极接地GND，第二NMOS器件Q2的集电极串联电扇后接至电源端，组成电扇回路，电扇两端可以并接与电扇电流方向相反的二极管D6以起到钳位作用，此实施例中，电扇驱动电路与水泵驱动电路共用电源。同理，当电机控制器的温度低于一定温度时，处理器单元的输出端DSP_ctrlB输出一定值，使电扇驱动电路处于导通状态，进而电扇回路导通，电扇工作进行冷却，从而实现了水泵与电扇的分时控制，节约电能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电动汽车电机控制器的冷却控制电路，其特征在于，包括：温度采集电路、处理器单元、水泵驱动电路、电扇驱动电路以及水泵回路、电扇回路，温度采集电路采集电机控制器的温度信号，所述处理器单元根据温度采集电路的温度信号分别控制水泵驱动电路或电扇驱动电路的导通，以分别实现水泵回路或电扇回路的导通。

2.根据权利要求1所述的冷却控制电路，其特征在于，所述温度信号对应的温度值高于预定温度时，所述处理器单元控制水泵驱动电路导通，否则，控制电扇驱动电路导通。

3.根据权利要求1所述的冷却控制电路，其特征在于，所述温度采集电路包括温度差分输入电路、线性耦合器件以及放大电路，所述温度差分输入电路提供与电机控制器温度所对应的差分电压信号输入至线性耦合器，差分电压信号经线性耦合器及放大电路放大后输入至处理器单元。

4.根据权利要求3所述的冷却控制电路，其特征在于，所述温度差分输入电路包括第一桥臂和第二桥臂；

第一桥臂由第一电源、第一电阻和温度传感器依次串接，而后串接第二电阻，第二电阻分别接第二电容、第一双向二极管以及第三电阻的一端，第二电容的另一端接地，第一双向二极管的另一端的正极接地、负极接第一电源，第三电阻的另一端分别接第四电阻和第三电容的一端以及线性耦合器的第一输入端，第四电阻和第三电容的另一端接地；

第二桥臂由第二电源、第五电阻和第六电阻依次串接后接地，第七电阻从第五电阻和第六电阻之间接出后分别接第四电容、第二双向二极管以及第八电阻的一端，第四电容的另一端接地，第二双向二极管的另一端的正极接地、负极接第二电源，第八电阻的另一端分别接第九电阻和第五电容的一端以及线性耦合器的第二输入端，第九电阻和第五电容的另一端接地，第二电容的一端与第四电容的一端之间接有第一电容。

5.根据权利要求3所述的冷却控制电路，其特征在于，所述放大电路包括运算放大器，线性耦合器的第一输出端经第十电阻后分别接第六电容和第十二电阻的一端以及运算放大器的第一输入端，第六电容和第十二电阻的另一端接地，线性耦合器的第二输出端经第十一电阻接至运算放大器的第二输入端，运算放大器的第二输入端与其输出端之间并接有第十三电阻和第七电容，运算放大器的输出端经第十四电阻后分别接第七电容和第十五电阻的一端，第七电容的另一端接地，第十五电阻的另一端分别接第十六电阻、第八电容和第三双向二极管的一端以及处理器单元的输入端，第八电容的另一端接地，第十六电阻的另一端接第三电源第三双向二极管的另一端的正极接地，负极接第四电源。

6.根据权利要求1所述的冷却控制电路，其特征在于，所述水泵驱动电路由第五电源、第一隔离光耦以及第一开关器件依次串接组成，所述处理器单元的输出驱动第一隔离光耦导通，进而使第一开关器件导通；所述水泵回路由第五电源、水泵及第一开关器件依次串接组成。

7.根据权利要求1所述的冷却控制电路，其特征在于，所述电扇驱动电路由第六电源、第二隔离光耦、第二开关器件依次串接组成，所述处理器单元的输出驱动第二隔离光耦导通，进而使第二开关器件导通；所述电扇回路由第六电源、电扇及第二开关器件依次串接组成。

8.根据权利要求6或7所述的冷却控制电路，其特征在于，所述第一开关器件或第二开关器件为MOS器件。

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