CN103661167A - 纯电动汽车及其集成控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纯电动汽车及其集成控制装置，集成控制装置包括集中布置的整车控制器、预充电路和用于电机、电附件控制的集成控制器，集成控制装置上设置有用于集成控制器分别与电机、电附件连接的电机接口、电附件接口，高压直流接口通过预充电路连接集成控制器，所述整车控制器通讯连接所述集成控制器；本发明将不同单独控制器有效的集为一体，高压配电采用铜排连接，不同控制器共用硬件资源，节约了大量的资源，大幅度的降低成本；减少整车外部线束的布置，有效提高整车空间利用率；采用水冷，减少了独立式控制器分散化的风冷装置，减少了控制器体积。
Description
技术领域
本发明涉及一种纯电动汽车及其集成控制装置。
背景技术
节能环保和减少汽车污染是各国政府迫切要解决的重大问题，新能源汽车节能环保的特点，为解决该问题提供了有效方案。新能源汽车通过不断改善电池技术、电机系统技术、智能电附件集成技术得到了迅速发展。
如图1所示，现有新能源纯电动车主要的动力及附件总成和控制器包括：高压配电柜、电机控制器、DCDC、空压机控制器和助力转向控制器等，其中高压配电是收到整车控制器的上电使能指令后，将电池的电压分配给电机控制器、电附件控制器、电除霜、电加热和电空调等高压设备，完成上电。如果收到整车控制器下电指令后，切断高压配电柜里的不同接触器，完成断电。电机控制器主要监控电机状态和整车需求的扭矩，将动力电池的直流电压转换为三相交流电。DCDC主要负责将高压电转化给24V低压电，与蓄电池并联给整车低压系统供电。转向控制器主要根据司机的转向力的需求，将直流电压转换为三相交流电，驱动转向电机。空压机控制器也是将直流高压转化为三相交流电，驱动空压机电机。VCU整车控制器是整车其他控制器的上位机，是整车控制器的协调者，监控整车信息，根据司机的需求控制协调电机运转，满足整车电附件和动力系统需求。
现有新能源纯电动车的主要控制器是每个控制器都是单独控制对应的执行机构，从高压配电的角度出发，现有的技术是将电池高压分配给不同独立控制器，需要大量复杂的高线线束布置，增加整车布置高压线束的难度，将控制器集成起来，就避免这些问题，减低高压线束带来的成本，方便整车布置。其次，现有独立的控制器之间通过can通信网络联系起来，采用分布式的网络控制方式成本高，可靠性和安全性差，集成控制器将不同控制器集成为一体，采用集中控制，充分有效的利用资源。
发明内容
本发明的目的是提供一种纯电动汽车及其集成控制装置，以解决现有独立配置的控制器占用空间资源且安全性、可靠性差的问题。
为实现上述目的，本发明的纯电动汽车的集成控制装置技术方案如下：包括集中布置的整车控制器、预充电路和用于电机、电附件控制的集成控制器，集成控制装置上设置有用于集成控制器分别与电机、电附件连接的电机接口、电附件接口，高压直流接口通过预充电路连接集成控制器，所述整车控制器通讯连接所述集成控制器。
还包括充电支路，高压直流接口通过充电支路连接供电接口，该充电接口还供电输入连接有充电插座充电接口。
所述高压直流接口与所述集成控制器、供电接口之间的高压电气连接采用铜排相连。
所述高压直流接口与预充电路、充电支路之间设有快断器。
还包括用于装置散热的水冷装置。
所述集成控制器为一个芯片。
本发明的纯电动汽车包括电机、电附件，还包括集成控制装置，该集成控制装置包括集中布置的整车控制器、预充电路、充电支路和用于电机、电附件控制的集成控制器，集成控制装置上设置有用于集成控制器分别与电机、电附件连接的电机接口、电附件接口，高压直流接口通过预充电路连接集成控制器，通过充电支路连接供电接口，该充电接口的还供电输入连接有充电插座充电接口，所述整车控制器通讯连接所述集成控制器。
所述高压直流接口与所述集成控制器、充电接口之间的高压电气连接采用铜排相连。
所述高压直流接口与预充电路、充电支路之间设有快断器。
所述集成控制装置还包括用于装置散热的水冷装置。
本发明的纯电动汽车及其集成控制装置，将整车控制器、预充电路、充电支路和用于电机、电附件控制的集成控制器集中布置，具有以下优点：
（1）将不同单独控制器有效的集为一体，集成控制器更加集成化，结构更加紧凑；降低了控制器的成本，节约了大量的资源；单独的控制器之间高压连接采用大量的高压线束，不同控制器之间低压信号连接要采用低压线束，单独控制器必须有单独的电路板和外设资源，这些都造成大量的资源浪费，将高压配电、电机控制器、电附件控制器和整车控制器集成一体，高压配电采用铜排连接，不同控制器共用硬件资源，节约了大量的资源，大幅度的降低成本。
（2）装置简单可靠，信息传输效率更高。电机控制器、电附件控制器和其他附件的高压分配采用铜排连接，相比高压线束连接更加可靠，效率更高。电机控制器和电附件控制器集为一体，与整车控制器的通信变得更加简单快捷可靠，效率也更高。同时采用水冷方式散热，相比分布式控制器的风扇冷却更加高效。
（3）体积更小，结构简单，节约空间。减少整车外部线束的布置，有效提高整车空间利用率；采用水冷，减少了独立式控制器分散化的风冷装置，减少了控制器体积。
附图说明
图1是现有纯电动车主要的动力及附件总成和控制器结构示意图；
图2是本发明集成控制装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
纯电动汽车包括电机、电附件、电空调、电加热装置、电除霜装置和集成控制装置，如图2所示，集成控制装置包括集中布置的整车控制器VCU、预充电路、附件配电支路、用于装置散热的水冷装置和用于电机、电附件控制的集成控制器，集成控制装置上设置有用于集成控制器分别与电机、电附件连接的电机接口、电附件接口，高压直流接口通过预充电路连接集成控制器，通过附件充电支路连接附件直接连接空调、电加热、电空调对应的接触器（KM3、KM4和KM5），KM3、KM4和KM5是由整车控制器控制，当整车控制器发送吸合命令时，电空调、电加热、电空调对应的接触器（KM3、KM4和KM5）吸合，实现电空调、电加热和电除霜供电。充电时，充电接触器（KM6）的接触器由充电插座控制，充电插座与集成控制器的充电接口连接后，充电接触器（KM6）吸合，并且充电接触器（KM6）与集成控制器预充电路接触器（KM1）软件上是互锁的，当充电接触器（KM6）吸合后，预充电路接触器（KM1、KM2）断开;实现充电操作。整车控制器VCU通过CAN总线通讯连接集成控制器，实现集成控制器的数据采集和控制命令的发布。高压直流接口与集成控制器、充电接口之间的高压电气连接采用铜排相连。高压直流接口与预充电路、充电支路之间设有快断器。预充电路是由预充接触器KM2串接预充电阻R1构成的串联支路并上接触器KM1构成的，充电支路是由接触器KM1串接熔断器FU1构成的。
如图2所示，本集成控制装置是将高压配电、整车控制器、电机控制器和电附件控制器集为一体，整车控制器VCU主要对整车进行集中控制，监控整车所有零部件的状态，接收司机所给的加速踏板和制动踏板信号，通过判断和计算，输出部件状态和整车需求扭矩，需要大量的外部接口资源，整车控制器单独的处理器和电路板。
随着处理器技术不断革新，处理器的外设资源能满足电机控制器和电附件控制器（DCDC、空压机控制器和转向控制器）需求，驱动电机控制器和电附件控制器采用同一个微处理器，将电机控制器和电附件控制器（DCDC/转向控制器/空压机控制器）有机的结合起来。采用新型32bit数字处理器作为集成控制器的芯片，该芯片具有较快的处理速度和较强的计算能力，该处理器有足够的模拟I/O、数字I/O、PWM接口和CAN通信接口满足整车控制器、电机控制器和电附件控制器需求。集成控制器的芯片所需电压较低，一般为3V或5V，24V蓄电池所供24V电经过集成控制器内部的供电变压器转化为需要的电压。
集成控制装置将高压配件、电机控制器、电附件控制器（DCDC,空压机控制器，助力转向控制器）、快断器集为一体，最大限度有效利用资源，提高动力系统效率，减低控制器成本，最大限度的集成化，完成更多的功能。
Claims (10)
1.纯电动汽车的集成控制装置，其特征在于：包括集中布置的整车控制器、预充电路和用于电机、电附件控制的集成控制器，集成控制装置上设置有用于集成控制器分别与电机、电附件连接的电机接口、电附件接口，高压直流接口通过预充电路连接集成控制器，所述整车控制器通讯连接所述集成控制器。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车的集成控制装置，其特征在于：还包括充电支路，高压直流接口通过充电支路连接供电接口，该充电接口还供电输入连接有充电插座充电接口。
3.根据权利要求2所述的纯电动汽车的集成控制装置，其特征在于：所述高压直流接口与所述集成控制器、供电接口之间的高压电气连接采用铜排相连。
4.根据权利要求2所述的纯电动汽车的集成控制装置，其特征在于：所述高压直流接口与预充电路、充电支路之间设有快断器。
5.根据权利要求1所述的纯电动汽车的集成控制装置，其特征在于：还包括用于装置散热的水冷装置。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的纯电动汽车的集成控制装置，其特征在于：所述集成控制器为一个芯片。
7.纯电动汽车，包括电机、电附件，其特征在于：还包括集成控制装置，该集成控制装置包括集中布置的整车控制器、预充电路、充电支路和用于电机、电附件控制的集成控制器，集成控制装置上设置有用于集成控制器分别与电机、电附件连接的电机接口、电附件接口，高压直流接口通过预充电路连接集成控制器，通过充电支路连接供电接口，该充电接口的还供电输入连接有充电插座充电接口，所述整车控制器通讯连接所述集成控制器。
8.根据权利要求7所述的纯电动汽车，其特征在于：所述高压直流接口与所述集成控制器、充电接口之间的高压电气连接采用铜排相连。
9.根据权利要求7所述的纯电动汽车，其特征在于：所述高压直流接口与预充电路、充电支路之间设有快断器。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的纯电动汽车，其特征在于：所述集成控制装置还包括用于装置散热的水冷装置。
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