CN104386008B - 一种车载智能配电单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载智能配电单元，属于汽车技术领域，可有效防止电源关断时、风机受到较大冲击电流和电压的影响，延长了风机的使用寿命。该车载智能配电单元，包括：第一负载驱动端，用于驱动风机；一档开关接入端，用于接入来自一档开关的电信号；控制模块，用于当所述一档开关接入端无电信号输入时，逐渐减小第一负载驱动端的输出功率，直至第一负载驱动端的输出功率为零。本发明可用于纯电动、混联、插电式以及并联混合动力等多种新能源车辆。

Description

一种车载智能配电单元

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体地说，涉及一种车载智能配电单元。

背景技术

随着科学技术的发展，环境污染越来越严重，人们也日益重视环境保护问题。因此，新能源车辆得到人们越来越多的关注。新能源车辆是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。

当前绝大多数新能源车辆均采用无刷风机对动力系统进行冷却，其中，共设置有四只风机。每两只风机为一组，两组风机同时对发动机的水箱和中冷、电机和电机控制器进行冷却。

发明人发现，通常采用继电器控制开关进而控制各风机的开启和停止。当车辆停止工作时，电源突然关断，导致继电器控制的开关突然断开。开关断开的瞬间会产生较大冲击电流和电压，容易导致风机内部电机和导线等结构产生烧蚀等故障，影响风机的使用寿命，进而影响车辆的散热效果，影响用户的使用体验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载智能配电单元，可有效防止电源关断时、风机受到较大冲击电流和电压的影响，延长了风机的使用寿命。

本发明提供了一种车载智能配电单元，包括：

第一负载驱动端，用于驱动风机；

一档开关接入端，用于接入来自一档开关的电信号；

控制模块，用于当所述一档开关接入端无电信号输入时，逐渐减小第一负载驱动端的输出功率，直至第一负载驱动端的输出功率为零。

所述的车载智能配电单元还包括第一电源输入端和配电模块；

所述第一电源输入端，用于接入来自常火线的电能，并向所述配电模块和所述控制模块输送电能；

所述配电模块，用于接入来自所述第一电源输入端的电能，并向第一负载驱动端提供电能。

所述的车载智能配电单元还包括：

所述控制模块还用于接收来自所述一档开关接入端的电信号，并根据所述电信号开启所述配电模块。

第一负载驱动端还用于驱动电子水泵。

所述的车载智能配电单元还包括：

第二负载驱动端，用于接入来自所述第一电源输入端的电能并驱动整车控制器。

所述的车载智能配电单元还包括：

总线信号输入端，用于接收来自所述整车控制器的关断信号。

所述第一电源输入端和所述第二负载驱动端之间设置有第一开关模块，所述第一开关模块受所述控制模块的控制；

所述控制模块还用于当接收到来自所述一档开关的电信号时，控制所述第一开关模块开启，使得所述第一电源输入端和所述第二负载驱动端连接；

所述控制模块还用于当接收到来自所述总线信号输入端的关断信号时，控制所述第一开关模块断开，使得所述第一电源输入端和所述第二负载驱动端断开。

所述第一开关模块包括第一电磁继电器和单刀单掷开关，所述第一电磁继电器连接所述控制模块，所述单刀单掷开关的两端分别连接所述第一电源输入端和所述第二负载驱动端；

或所述第一开关模块包括场效应管，所述场效应管的栅极连接所述控制模块，所述场效应管的源极、漏极分别连接所述第一电源输入端和所述第二负载驱动端。

所述控制模块还用于当接收到来自所述总线信号输入端的关断信号时，关闭所述配电模块。

所述的车载智能配电单元还包括：

第三负载驱动端，用于驱动电池管理系统；

第二电源输入端，用于接入来自车载充电器的电能；

第二开关模块，连接所述配电模块、所述第二电源输入端和所述第三负载驱动端，受所述第二电源输入端的控制，用于调整所述第三负载驱动端的电能供给；

当所述第二电源输入端有电能输入时，所述第二开关模块闭合，所述第二电源输入端与所述第三负载驱动端连接，使得所述第二电源输入端为所述第三负载驱动端提供电能；

当所述第二电源输入端无电能输入时，所述第二开关模块断开，所述配电模块与所述第三负载驱动端连接，使得所述配电模块为所述第三负载驱动端提供电能。

所述第二开关模块包括第二电磁继电器和单刀双掷开关，所述第二电磁继电器连接所述第二电源输入端，所述单刀双掷开关的动端连接所述第三负载驱动端，所述单刀双掷开关的不动端分别连接配电模块和所述第二电源输入端。

第一负载驱动端驱动六路风机和两路电子水泵。本发明带来了以下有益效果：在本发明实施例的技术方案中，提供了一种车载智能配电单元。该车辆智能配电单元中的控制模块在一档开关接入端无电信号输入后，通过逐渐减小第一负载驱动端的输出功率的方式，逐渐降低连接第一负载驱动端的风机的运转速度，防止风机受到瞬间的冲击电流和电压的影响，延长了风机的使用寿命，并且保证了车辆的散热效果，提高了用户的使用体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是本发明实施例提供的车载智能配电单元的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的第一开关模块的结构示意图一；

图3是本发明实施例提供的第一开关模块的结构示意图二；

图4是本发明实施例提供的第二开关模块的结构示意图三。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

本实施例提供了一种车载智能配电单元，其中，如图1所示，该车载智能配电单元包括：

第一负载驱动端，用于驱动风机。

一档开关接入端a，用于接入来自一档开关的电信号。

控制模块，用于当所述一档开关接入端a无电信号输入时，逐渐减小第一负载驱动端的输出功率，直至第一负载驱动端的输出功率为零。

一般来说，一档开关接入端所接入的一档开关的电信号标示着该车辆是否处于运行状态。具体的，一档开关有电信号时，意味着此时车辆处于运行状态；一档开关无电信号时，意味着该车辆停止运行。

显然，车辆停止运行后，该车辆内部的各结构的运行也应随之停止。而在本发明实施例中，当该车辆停止运行后，控制模块并不会立即关断第一负载驱动端的输出功率，而是逐渐减小该第一负载驱动端的输出功率，逐渐降低风机的运转速度。直至第一负载驱动端的输出功率为零，此时风机也停止运转。

由此，风机不会受到瞬间的冲击电流和电压，防止了风机内部电极和导线等结构产生烧蚀等故障，延长了风机的使用寿命，并且保证了车辆的散热效果，提高了用户的使用体验。

在本发明实施例的技术方案中，提供了一种车载智能配电单元。该车辆智能配电单元中的控制模块在一档开关接入端无电信号输入后，通过逐渐减小第一负载驱动端的输出功率的方式，逐渐降低连接第一负载驱动端的风机的运转速度，防止风机受到瞬间的冲击电流和电压的影响，延长了风机的使用寿命，并且保证了车辆的散热效果，提高了用户的使用体验。

具体的，减少第一负载驱动端的输出功率可通过减少其输出电流实现。

需要说明的是，一般车辆上不仅装配有一个风机，因此，本发明实施例中包括多个第一负载驱动端，每个第一负载驱动端对应驱动一个风机，例如图1中六个第一负载驱动端b1至b6分别驱动风机1至6。

本发明实施例中，风机的驱动采用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)技术，即利用微处理器(本发明中的控制模块)的数字输出来对模拟电路的风机进行控制。该驱动技术可满足当前市场上所有类型的风机的控制需求。

另外，各风机还可通过对应的第一负载驱动端或该车载智能配电单元的其他端口向控制模块反馈工作情况。

进一步的，如图1所示，该车载智能配电单元还包括第一电源输入端c和配电模块。其中，所述第一电源输入端c，用于接入来自常火线的电能，并向所述配电模块和所述控制模块输送电能；所述配电模块，用于接入来自所述第一电源输入端c的电能，并向第一负载驱动端b1至b6任一提供电能。

为了保证第一负载驱动端b1至b6任一在一档开关接入端c无电信号后，还能够输出功率驱动风机运转，因此，第一负载驱动端b1至b6由通过第一电源输入端c接入常火线的电能的配电模块提供电能。为了实现智能配电，第一负载驱动端b1至b6的输出功率由控制模块来控制。

配电模块的开启由控制模块控制，具体的，所述控制模块还用于接收来自所述一档开关接入端c的电信号，并根据所述电信号开启所述配电模块。由此，可减少新能源车辆在不运行时常火线的电能消耗，使得车辆更节能。

一般车辆上除了风机之外，还装配有电子水泵等冷却装置，因此，第一负载驱动端还用于驱动电子水泵。类似的，每一个第一负载驱动端对应驱动一个电子水泵，即每一个负载驱动端对应驱动一个风机或一个电子水泵。如图1所示，在本发明实施例中，第一负载驱动端b1至b6分别驱动风机1至6，第一负载驱动端b7和b8分别驱动电子水泵1和电子水泵2。

进一步的，该智能配电单元还包括可第二负载驱动端d，该第二负载驱动端d用于接入来自所述第一电源输入端c的电能并驱动整车控制器。

另外，该智能配电单元还包括总线信号输入端e，该总线信号输入端e用于接收来自所述整车控制器的关断信号。

为了实现控制模块对第二负载驱动端d的智能控制，具体的，所述第一电源输入端c和所述第二负载驱动端d之间设置有第一开关模块，所述第一开关模块受所述控制模块的控制。

进一步的，所述控制模块还用于当接收到来自所述一档开关的电信号时，控制所述第一开关模块开启，使得所述第一电源输入端c和所述第二负载驱动端d连接，即常火线和整车控制器连接；并且，所述控制模块还用于当接收到来自所述总线信号输入端的关断信号时，控制所述第一开关模块断开，使得所述第一电源输入端c和所述第二负载驱动端d断开，即常火线和整车控制器的连接断开。

具体的，整车控制器在一档开关无电信号输出后，可判定知此时该新能源车辆停止运行。整车控制器在车辆停止运行后，对该新能源车辆各需要配电运行的结构进行检测，当检测到各需要配电运行的结构(例如风机、水泵等)都在控制模块的智能配电作用下顺利停止了运行，整车控制器将向总线信号输入端输出关断信号，指示该车载智能配电单元的控制模块将受其控制且仍在运行的模块关断，其中，包括第一开关模块和配电模块。

因此，所述控制模块还用于当接收到来自所述总线信号输入端e的关断信号时，关闭所述配电模块。

进一步的，第一开关模块的具体实现方式可多种多样，例如，如图2所示，所述第一开关模块可包括第一电磁继电器和单刀单掷开关，所述第一电磁继电器连接所述控制模块，所述单刀单掷开关的两端分别连接所述第一电源输入端c和所述第二负载驱动端d。

显然，当控制模块向所述第一电磁继电器的两端发出带有压差的电信号时，第一电磁继电器工作，开启单刀单掷开关，使得第一电源输入端c和第二负载驱动端d连接；当控制模块停止向所述第一电磁继电器供电时，第一电磁继电器中断工作，断开单刀单掷开关，进而断开第一电源输入端c和第二负载驱动端d的连接。

或者，如图3所示，所述第一开关模块也可包括场效应管，所述场效应管的栅极连接所述控制模块，所述场效应管的源极、漏极分别连接所述第一电源输入端c和所述第二负载驱动端d。

本发明实施例中，优选图3所示的第一开关模块，因为该第一开关模块中选用场效应管，其反应速度、可靠性都较好。但为了保证该设置有场效应管的第一开关模块能够正常使用，如图3所示，该场效应管的栅极和漏极均连接有用于隔离、降噪的电阻。

显然，上述两种第一开关模块的实现方式仅为列举说明，第一开关模块的实现方式可根据实习需要进行选择、设定，本发明实施例对此不进行限制。

进一步的，该车载智能配电单元还包括：

第三负载驱动端f，用于驱动电池管理系统。

第二电源输入端g，用于接入来自车载充电器的电能。

第二开关模块，连接所述配电模块、所述第二电源输入端g和所述第三负载驱动端f，受所述第二电源输入端g的控制，用于调整所述第三负载驱动端f的电能供给。

具体的，当所述第二电源输入端g有电能输入时，所述第二开关模块闭合，所述第二电源输入端g与所述第三负载驱动端f连接，使得所述第二电源输入端g为所述第三负载驱动端f提供电能；当所述第二电源输入端g无电能输入时，所述第二开关模块断开，所述配电模块与所述第三负载驱动端f连接，使得所述配电模块为所述第三负载驱动端f提供电能。

显然，第二开关模块的实现方式也可多种多样。例如，如图4所示，所述第二开关模块包括第二电磁继电器和单刀双掷开关，所述第二电磁继电器连接所述第二电源输入端g，即连接车载充电器，具体的，为分别连接车载充电器的高电平端和低电平端。所述单刀双掷开关的动端连接所述第三负载驱动端，所述单刀双掷开关的不动端分别连接配电模块和所述第二电源输入端。

为了使得该车载智能配电单元能够适用于多种新能源车辆，前文中提及，该车载智能配电单元的第一负载驱动端b1至b8可驱动六路风机1至6和两路电子水泵1至2。

具体的，针对全电动的新能源车辆，可利用风机5来对电机系统和发电机系统(含控制器)进行冷却，可利用电子水泵来对电机系统和发电机系统(含控制器)的冷却水路系统进行控制。

具体的，针对并联混合动力的新能源车辆，可利用风机1至4对发动机进行冷却，风机3和4对发动机冷却的同时还可对电机系统和发电机系统(含控制器)进行冷却；可利用电子水泵1对电机系统和发电机系统(含控制器)的冷却水路系统进行控制。

具体的，针对混联、插电式的新能源车辆，可利用风机1至4对发动机进行冷却，风机3和4对发动机冷却的同时还可对电机系统和发电机系统(不含控制器)进行冷却；可利用电子水泵1对电机系统和发电机系统(不含控制器)的冷却水路系统进行控制，利用电子水泵2对电机控制器和发电机控制器的冷却水录系统控制。

需要说明的是，上述三种风机和水泵的具体驱动方法中，余出来未参与工作的风机或水泵可作为预留备用，即若是正在工作的某一风机或水泵无法正常工作，控制模块收到反馈后可通过第一负载驱动端驱动对应的、预留备用的风机或水泵参与工作，保证了该新能源车辆的正常工作。

进一步的，该车载智能配电单元还包括第四负载驱动端h，该第四负载驱动端h连接该车载智能配电单元的配电模块，并非某一确定端口，而是该车载智能配电单元所包含的除前文提及的第一至第三负载驱动端之外的负载驱动端口的总称。在本发明实施例中，该第四负载驱动端h包含多个实际的功率输出端口，可同时驱动多个负载。例如该第四负载驱动端h可包括一档电输出端、常火备用输出端、等多个输出端，同时还可包括有为驱动电机控制器、发电机控制器、辅助电源系统、数据采集单元、车载双向直流变换器、电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)、发动机尾气后处理系统等其它负载提供低压配电的端口。其中，一档电输出端是为用户提供的外接驱动端口，可作为车辆开关的输入端，如跷板开关和档位开关，还可以根据用户需要来变化，如在受电弓式的纯电动车型里，还可用来为单向充电机的低压电源端供电；辅助电源系统可为该新能源车辆的助力转向电机、打气空压机以及24V电池等负载提供能源。

需要说明的是，该第四负载驱动端h包括什么实际功率输出端口、包括多少个实际功率输出端口都可根据该新能源车辆的实际需要进行设定，本发明实施例对此不进行限定。

另外，与第一负载驱动端类似的，还可利用第四负载驱动端h作为其供电的负载的状态反馈端口。

显然，该第四负载驱动端h的存在，丰富了该车载智能配电单元的工作环境，提高了该车辆智能配电单元的适用范围。

另外，本发明实施例中，还可在每一负载驱动端口设置有发光二极管等结构，用于向用户指示该端口是否正常工作，便于用户对该车载智能配电单元的使用与维护。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种车载智能配电单元，其特征在于，包括：

第一负载驱动端，用于驱动风机；

一档开关接入端，用于接入来自一档开关的电信号；

控制模块，用于当所述一档开关接入端无电信号输入时，逐渐减小第一负载驱动端的输出功率，直至第一负载驱动端的输出功率为零。

2.根据权利要求1所述的车载智能配电单元，其特征在于，还包括第一电源输入端和配电模块；

所述第一电源输入端，用于接入来自常火线的电能，并向所述配电模块和所述控制模块输送电能；

所述配电模块，用于接入来自所述第一电源输入端的电能，并向第一负载驱动端提供电能。

3.根据权利要求2所述的车载智能配电单元，其特征在于，还包括：

所述控制模块还用于接收来自所述一档开关接入端的电信号，并根据所述电信号开启所述配电模块。

4.根据权利要求1所述的车载智能配电单元，其特征在于，

第一负载驱动端还用于驱动电子水泵。

5.根据权利要求2所述的车载智能配电单元，其特征在于，还包括：

第二负载驱动端，用于接入来自所述第一电源输入端的电能并驱动整车控制器。

6.根据权利要求5所述的车载智能配电单元，其特征在于，还包括：

总线信号输入端，用于接收来自所述整车控制器的关断信号。

7.根据权利要求6所述的车载智能配电单元，其特征在于，

所述第一电源输入端和所述第二负载驱动端之间设置有第一开关模块，所述第一开关模块受所述控制模块的控制；

所述控制模块还用于当接收到来自所述一档开关的电信号时，控制所述第一开关模块开启，使得所述第一电源输入端和所述第二负载驱动端连接；

所述控制模块还用于当接收到来自所述总线信号输入端的关断信号时，控制所述第一开关模块断开，使得所述第一电源输入端和所述第二负载驱动端断开。

8.根据权利要求7所述的车载智能配电单元，其特征在于，

所述第一开关模块包括第一电磁继电器和单刀单掷开关，所述第一电磁继电器连接所述控制模块，所述单刀单掷开关的两端分别连接所述第一电源输入端和所述第二负载驱动端；

或所述第一开关模块包括场效应管，所述场效应管的栅极连接所述控制模块，所述场效应管的源极、漏极分别连接所述第一电源输入端和所述第二负载驱动端。

9.根据权利要求6所述的车载智能配电单元，其特征在于，

所述控制模块还用于当接收到来自所述总线信号输入端的关断信号时，关闭所述配电模块。

10.根据权利要求7所述的车载智能配电单元，其特征在于，还包括：

第三负载驱动端，用于驱动电池管理系统；

第二电源输入端，用于接入来自车载充电器的电能；

第二开关模块，连接所述配电模块、所述第二电源输入端和所述第三负载驱动端，受所述第二电源输入端的控制，用于调整所述第三负载驱动端的电能供给；

当所述第二电源输入端有电能输入时，所述第二开关模块闭合，所述第二电源输入端与所述第三负载驱动端连接，使得所述第二电源输入端为所述第三负载驱动端提供电能；

当所述第二电源输入端无电能输入时，所述第二开关模块断开，所述配电模块与所述第三负载驱动端连接，使得所述配电模块为所述第三负载驱动端提供电能。

11.根据权利要求10所述的车载智能配电单元，其特征在于，

所述第二开关模块包括第二电磁继电器和单刀双掷开关，所述第二电磁继电器连接所述第二电源输入端，所述单刀双掷开关的动端连接所述第三负载驱动端，所述单刀双掷开关的不动端分别连接配电模块和所述第二电源输入端。

12.根据权利要求4所述的车载智能配电单元，其特征在于，

第一负载驱动端驱动六路风机和两路电子水泵。