CN104163117A - 电动汽车及其电控器件集成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动汽车及其电控器件集成装置，电控器件集成装置包括集中布置的主控监测单元、电机控制器组、电附件控制器组、第一预充电路和第二预充电路，车载高压直流接口通过第一预充电路连接电机控制器组，通过第二预充电路连接电附件控制器组，所述主控监测单元分别控制连接第一预充电路和第二预充电路；本发明通过集成设计，结构更加紧凑，布置更加整洁，减少了高低压线束连接及接插件的使用，提高整车运行稳定性；采用独立的预充电路及主接触器，保证在整车动力部分电机控制器发生故障情况下，整车助力转向及低压供电正常，提高整车运行安全性。

Description

电动汽车及其电控器件集成装置
技术领域
本发明涉及电动汽车及其电控器件集成装置。
背景技术
能源和环境是社会发展必须解决的两个重要课题。电动汽车通过节约能源、能源来源多元化，达到优化能源消耗结构，改善环境的效果，具有显著的社会效益和经济效益。新能源电动汽车的电动系统部件主要包括：电机控制器组（驱动电机控制器与发电机控制器）、电附件组（电动助力转向、空气压缩机、DC/DC）等。目前，电动汽车用的电机控制器、电动助力转向控制器、空气压缩机控制器、DC/DC都是独立设计，各部分之间通过高低压线束连接起来。这种应用方式主要存在以下不足：（1）大量的高压配件、线束，占用很大一部分整车空间，降低了整车空间利用率，且给系统散热、整车抗干扰等带来很多问题；（2）各部件需要用高低压线束连接起来，过多的高压接口，降低了系统高压安全性，过多的低压接口，降低了系统可靠性；（3）资源利用率低，增加了系统成本和重量。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车及其电控器件集成装置，以解决现有电动汽车存在的上述问题。
为实现上述目的，本发明的电动汽车的电控器件集成装置包括集中布置的主控监测单元、电机控制器组、电附件控制器组、第一预充电路和第二预充电路，车载高压直流接口通过第一预充电路连接电机控制器组，通过第二预充电路连接电附件控制器组，所述主控监测单元分别控制连接第一预充电路和第二预充电路。
所述车载高压直流接口与所述电机控制器组、电附件控制器组之间的高压电气连接采用铜排相连。
所述电机控制器组包括并联设置的驱动电机控制器和发电机控制器，所述电附件电机控制器组包括并联设置的助力转向电机控制器、空气压缩机控制器和DC/DC。
所述第二预充电路与电附件控制器组之间设置有用于电附件控制器组保护的熔断器。
所述熔断器为一保险盒，该保险盒内设有分别与电附件组内的各电附件相对应的保险丝。
本发明的电动汽车包括整车控制器和电控器件集成装置，所述电控器件集成装置，包括集中布置的主控监测单元、电机控制器组、电附件控制器组、第一预充电路和第二预充电路，车载高压直流接口通过第一预充电路连接电机控制器组，通过第二预充电路连接电附件控制器组，所述主控监测单元分别控制连接第一预充电路和第二预充电路，所述整车控制器控制连接所述主控监测单元。
所述车载高压直流接口与所述电机控制器组、电附件控制器组之间的高压电气连接采用铜排相连。
所述电机控制器组包括并联设置的驱动电机控制器和发电机控制器，所述电附件电机控制器组包括并联设置的助力转向电机控制器、空气压缩机控制器和DC/DC。
所述第二预充电路与电附件控制器组之间设置有用于电附件控制器组保护的熔断器。
所述熔断器为一保险盒，该保险盒内设有分别与电附件组内的各电附件相对应的保险丝。
本发明的电动汽车及其电控器件集成装置充分利用电机控制器及其电附件内部母排、主接触器、预充电路、预充电容，实现结构共用、电路公共部分共用，结构紧凑，提高了整车空间利用率，降低了系统重量和成本；通过集成设计，结构更加紧凑，布置更加整洁，减少了高低压线束连接及接插件的使用，且便于对整个系统进行电磁屏蔽设计，降低对整车其他电器设备的电磁干扰，提高整车运行稳定性；电附件控制器组与电机控制器组采用独立的预充电路及主接触器，保证在整车动力部分电机控制器发生故障情况下，整车助力转向及低压供电正常，提高整车运行安全性；独立于模块电路的主控监测单元，有效控制监测预充电路、各模块的运行情况及故障信息记录，方便故障分析；熔断器独立设计，在单个模块损坏的情况下不影响其他模块的正常工作；各功能单元模块化设计，可根据整车需求进行匹配安装。
电控器件集成装置将高压配电与控制器集成设计，采用母排进行各部件高压电路之间的连接，母排也降低了线路上的杂散电感，有利于提高控制器抗干扰能力。
附图说明
图1是电控器件集成装置的结构示意图。
具体实施方式
电动汽车包括整车控制器和电控器件集成装置，如图1所示，电控器件集成装置包括电机控制器、发电机控制器、助力转向电机控制器、空气压缩机控制器、DC/DC、主控监测单元、第一预充电路、第二预充电路、熔断器和故障指示灯，第一预充电路为电机控制器和发电机控制器预充电；第二预充电路分别为助力转向电机控制器、空气压缩机控制器和DC/DC预充电。驱动电机控制器和发电机控制器并联设置构成电机控制器组，助力转向电机控制器、空气压缩机控制器和DC/DC并联设置构成电附件电机控制器组，车载高压直流接口通过第一预充电路连接电机控制器组，通过第二预充电路连接电附件控制器组。主控监测单元用以监测、控制预充电路及各模块的运行情况，完成系统上下电控制，并对故障信息记录，方便故障分析。整车控制器控制连接主控监测单元，主控监测单元采样连接电机控制组和电附件控制器组。
第一预充电路和第二预充电路并联输入连接有一个防反接二极管D1，第二预充电路与电附件控制器组之间连接有熔断器，该熔断器为分别与助力转向电机控制器、空气压缩机控制器和DC/DC相对应的保险丝F1、F2、F3，各保险丝设于一独立设置的保险丝盒内；第一预充电电路包括第一预充电阻R1、第一主接触器KM1、第一预充电接触器KM2和第一预充电容C1，第二预充电电路包括第二预充电阻R2、第二主接触器KM3、第一预充电接触器KM4和第二预充电容C2，主控监测单元分别通过控制各主接触器和预充电接触器来控制各预充电路的通断。
电气系统监控器将电机控制器、发电机控制器、助力转向电机控制器、空气压缩机控制器、DC/DC进行集成，采用母排进行各部件高压电路之间的连接，发电机控制器与驱动电机控制器共用一个预充电电路，助力转向电机控制器、空气压缩机控制器、DC/DC共用一个预充电电路。
电控器件集成装置将高压配电与控制器集成设计，采用母排进行各部件高压电路之间的连接，母排如图1中所标铜排，母排主要是指集成控制器内部：高压接口，预充电容C1、C2，接触器KM1、KM2、KM3、KM4，以及电机控制器内部驱动模块IGBT之间的高压电气连接采用铜排相连，铜排形状以使控制器结构更紧凑，布置更合理为原则进行设计，通过采用异形铜排提高了控制器结构紧凑型，也避免了采用高压线直接相连造成控制器内部布置不规整的问题。通过母排也降低了线路上的杂散电感，有利于提高控制器抗干扰能力。
电控器件集成装置高压配电主要分为两部分：1）发电机控制器与驱动电机控制器高压配电；2）助力转向电机控制器、空气压缩机控制器、DC/DC高压配电。发电机控制器与驱动电机控制器高压配电：与发电机控制器和驱动电机控制器的预充电电路结合；助力转向电机控制器与DC/DC高压配电。
电机控制器的高压配电与电附件的高压配电采用独立的主接触器及预充电电路，保证在整车动力部分电机控制器发生故障情况，需要断开电机控制器主接触器KM1时，电附件主接触器KM3保持闭合状态，使整车助力转向及低压供电正常，提高整车运行安全性。
通过在电机控制器预充电路和电附件预充电路中增加防反接二极管，避免系统出现高压电正负接反风险。高压电正负接反，则系统不能完成预充电，故电机控制器的主接触器和电附件的主接触器不能结合，系统不能进行高压上电，提高了系统高压安全性。
电控器件集成装置上电原理：
主控监测单元接收整车控制器的上电指令，控制电机控制器组预充电接触器KM2闭合，通过预充电阻R1、预充电接触器KM2对预充电容C1进行预充电，主控监测单元实时检测预充电容电压，当电机控制器组预充电容电压达到系统设定值时，预充电完成，闭合电机控制器组主接触器KM1，断开预充电接触器KM2，完成电机控制器组的高压供电，然后进行电附件控制器组上电，预充电接触器KM4闭合，通过预充电阻R2、预充电接触器KM4对预充电容C2进行预充电，同样，当主控监测单元检测电附件控制器组预充电容C2达到设定值时，预充电完成，闭合电附件控制器组主接触器KM3，断开电附件预充电接触器KM4，完成电附件控制器组高压供电。
电控器件集成装置下电原理：
主控监测单元接收整车控制器的下电指令或系统出现严重故障需要下电，首先断开电附件控制器组使能信号，助力转向电机控制器、空气压缩机电机控制器和DC/DC停止工作，然后断开电附件控制器组主接触器KM3，电附件高压供电电路断开后，发电机控制器与驱动电机控制器停止工作，并断开电机控制器组主接触器KM1，整个下电过程中保证系统不带载切断高压。上述电机控制器组主接触器KM1即为第一主接触器，电附件控制器组主接触器KM3即为第二主接触器，电机控制器组预充电接触器KM2即为第一预充电接触器，电附件控制器组预充电接触器KM4即为第二预充电接触器。

Claims (10)

1.电动汽车的电控器件集成装置，其特征在于：包括集中布置的主控监测单元、电机控制器组、电附件控制器组、第一预充电路和第二预充电路，车载高压直流接口通过第一预充电路连接电机控制器组，通过第二预充电路连接电附件控制器组，所述主控监测单元分别控制连接第一预充电路和第二预充电路。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的电控器件集成装置，其特征在于：所述车载高压直流接口与所述电机控制器组、电附件控制器组之间的高压电气连接采用铜排相连。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车的电控器件集成装置，其特征在于：所述电机控制器组包括并联设置的驱动电机控制器和发电机控制器，所述电附件电机控制器组包括并联设置的助力转向电机控制器、空气压缩机控制器和DC/DC。
4.根据权利要求3所述的电动汽车的电控器件集成装置，其特征在于：所述第二预充电路与电附件控制器组之间设置有用于电附件控制器组保护的熔断器。
5.根据权利要求4所述的电动汽车的电控器件集成装置，其特征在于：所述熔断器为一保险盒，该保险盒内设有分别与电附件组内的各电附件相对应的保险丝。
6.电动汽车，包括整车控制器和电控器件集成装置，其特征在于：所述电控器件集成装置，包括集中布置的主控监测单元、电机控制器组、电附件控制器组、第一预充电路和第二预充电路，车载高压直流接口通过第一预充电路连接电机控制器组，通过第二预充电路连接电附件控制器组，所述主控监测单元分别控制连接第一预充电路和第二预充电路，所述整车控制器控制连接所述主控监测单元。
7.根据权利要求6所述的电动汽车，其特征在于：所述车载高压直流接口与所述电机控制器组、电附件控制器组之间的高压电气连接采用铜排相连。
8.根据权利要求6或7所述的电动汽车，其特征在于：所述电机控制器组包括并联设置的驱动电机控制器和发电机控制器，所述电附件电机控制器组包括并联设置的助力转向电机控制器、空气压缩机控制器和DC/DC。
9.根据权利要求8所述的电动汽车，其特征在于：所述第二预充电路与电附件控制器组之间设置有用于电附件控制器组保护的熔断器。
10.根据权利要求9所述的电动汽车，其特征在于：所述熔断器为一保险盒，该保险盒内设有分别与电附件组内的各电附件相对应的保险丝。
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