CN105383303A - 一种大功率电气总成 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大功率电气总成，包括控制单元、电平转换器、三相逆变桥和PDU模块，控制单元通过通讯总线分别连接电平转换器、三相逆变桥和PDU模块，PDU模块、电平转换器和三相逆变桥通过通讯总线互相连接。本发明将原有的分立总成整合在一起，将分立部件各自的控制单元整合，并对连接点进行重新布局，布局难度小，部件之间的连接点少，电流减小，提高了电动汽车的可靠性；各部件不存在重复，降低了成本；将电磁干扰源集中处理，提高电磁兼容能力。

Description

一种大功率电气总成
技术领域
本发明涉及电气总成技术领域，特别是指一种用于电动汽车的大功率电气总成。
背景技术
电动汽车耗能少，污染小的特点，使用范围越来越大，电动汽车使用的电气总成大多采用分立式总成。但是分立式总成具有以下缺点(1)布局难度大，采用分立总成，导致布线多，布局难度较大；(2)分立总成的部件之间的连接点多，且电流都比较大，存在一定的安全隐患，降低了电动汽车的可靠性；(3)安装复杂，部分组件存在重复，提高了成本；(4)分立部件导致电磁干扰源分散，难以集中处理，各部件之间的连接线也会造成更严重的电磁干扰问题，导致解决电磁干扰的成本进一步增加。
发明内容
本发明提出一种大功率电气总成，解决了现有技术中分立总成布局难、连接点多、安装复杂和电磁干扰难以集中处理的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种大功率电气总成，包括控制单元、电平转换器、三相逆变桥和PDU模块，控制单元通过通讯总线分别连接电平转换器、三相逆变桥和PDU模块，PDU模块、电平转换器和三相逆变桥通过通讯总线互相连接。
进一步的，PDU模块包括继电器和保险。
进一步的，PDU模块连接有电池组和BMS控制模块。
进一步的，控制单元用于接收外部控制信号，并根据外部控制信号，分别向PDU模块、电平转换器和三相逆变桥发送控制信号。
进一步的，电平转换器连接外部电网和低压部件。
进一步的，控制单元用于检测外部电网输入，向电平转换器发送控制信号，电平转换器根据PDU模块传输的BMS信息，将外部电网的交流电转换为能够向电池组充电的直流电。
进一步的，控制单元还用于检测启动信号或充电枪插入信号，电平转换器在控制单元的控制下，通过PDU模块，控制电池组输出12V直流电。
进一步的，三相逆变桥连接有三相交流异步电机。
进一步的，控制单元、电平转换器、三相逆变桥和PDU模块的输入端口和输出端口均采用高压带屏蔽端子。
进一步的，控制单元、电平转换器、三相逆变桥和PDU模块集成在铸铝外壳内。
本发明的有益效果在于：将原有的分立总成整合在一起，将分立部件各自的控制单元整合，并对连接点进行重新布局，解决了以下问题：布局难度大，采用分立总成，导致布线多，布局难度较大；分立总成的部件之间的连接点多，且电流都比较大，存在一定的安全隐患，降低了电动汽车的可靠性；安装复杂，部分组件存在重复，提高了成本；分立部件导致电磁干扰源分散，难以集中处理，各部件之间的连接线也会造成更严重的电磁干扰问题，导致解决电磁干扰的成本进一步增加。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种大功率电气总成的原理框图。
图中，1-控制单元；2-PDU模块；3-电平转换器；4-三相逆变桥；5-外部控制信号；6-电池组；7-BMS控制系统；8-外部电网；9-低压部件；10-三相交流异步电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提出了一种大功率电气总成，包括控制单元1、电平转换器3、三相逆变桥4和PDU(PowerDistributionUnit，电源分配单元)模块，控制单元1通过通讯总线分别连接电平转换器3、三相逆变桥4和PDU模块2，PDU模块2、电平转换器3和三相逆变桥4通过通讯总线互相连接。之前的分立总成的各部件各自都连接有控制器，连接比较繁琐，输入输出端子众多，增加了系统故障点，且因电流较大，使用的连接线线径较大，造成安装不便，提高了整车成本。使用分立部件，增加了车辆机舱布局难度，占用了较大的空间。在本发明中，采用一个控制单元1控制电平转换器3、三相逆变桥4和PDU模块2实现电机控制器、车载充电机、DC转换器和功率分配单元电路等功能。同时，本发明具有以下优点：(1)布局难度小，将之前的分立部件各自连接的控制器整合成一个总的控制单元1，节省了布局难度；(2)部件的连接点少，提高了电动汽车的可靠性；(3)安装简单，组成部件不存在重复，降低了成本；(4)将电磁干扰源集中起来进行处理，因连接线的减少降低了电磁干扰问题，降低了解决电磁干扰的成本。
PDU模块2包括继电器和保险。PDU模块2连接有电池组6和BMS控制模块7。
控制单元1用于接收外部控制信号5，并根据外部控制信号5，分别向PDU模块2、电平转换器3和三相逆变桥4发送控制信号。
电平转换器3连接外部电网8和低压部件9。控制单元1用于检测外部电网8输入，向电平转换器3发送控制信号，电平转换器3根据PDU模块2传输的BMS信息，将外部电网8的交流电转换为能够向电池组6充电的直流电。
控制单元1还用于检测启动信号或充电枪插入信号，电平转换器3在控制单元1的控制下，通过PDU模块2，控制电池组6输出12V直流电。
三相逆变桥4连接有三相交流异步电机10。控制单元1、电平转换器3、三相逆变桥4和PDU模块2的输入端口和输出端口均采用高压带屏蔽端子。控制单元1、电平转换器3、三相逆变桥4和PDU模块2集成在铸铝外壳内。
本发明使用单个辅助电源实现对电动汽车的控制电路、驱动电路等进行供电，避免了现有的分立总成的多辅助电源造成的EMI源分散，难处理的问题。使用叠层母排进行了内部大电流连接，对外输入输出端口全部使用高压带屏蔽端子，能有效减少现有的分立总成多个连接端子造成的EMI泄露。同时因整体使用铸铝外壳，形成了一个完整的屏蔽罩，能有效提高系统的电磁兼容能力。
本发明通过CAN总线与电动汽车的ECU((ElectronicControlUnit)电子控制单元1，又称“行车电脑”、“车载电脑”)及BMS控制模块7等外部设备进行通讯，当PDU模块2收到BMS控制模块7充电指令时，断开PDU模块2中控制三相逆变桥4供电的继电器，保证充电时，电动汽车不会运转。同时吸合PDU模块2中的负极继电器，闭合充电功能输出回路。控制单元1按照BMS控制模块7的指令，通过对电平转换器3的输出侧进行隔离采样，调整电平转换器3输出的电压电流大小。实现充电功能。
当控制单元1收到ECU发出的工作指令，闭合PDU模块2中的负极继电器，闭合DC/DC供电回路。控制单元1对电平转换器3的低压输出进行隔离采样，根据反馈，调整电平转换器3的功率输出，从而实现DC/DC功能。
当控制单元1收到ECU发出的行驶指令，控制PDU中控制三相逆变器供电的继电器及负极继电器吸合，闭合电机控制器供电回路。控制单元1根据ECU指令，采用矢量控制算法，通过调整三相逆变桥4占空比，实现对三相交流异步电机10输出转速计及扭矩的控制。能量回收时，通过三相逆变桥4的控制，调整反馈电流，并通过PDU模块2，输送回电池组6。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大功率电气总成，包括控制单元、电平转换器、三相逆变桥和PDU模块，其特征在于：所述控制单元通过通讯总线分别连接所述电平转换器、三相逆变桥和所述PDU模块，所述PDU模块、电平转换器和所述三相逆变桥通过通讯总线互相连接。
2.根据权利要求1所述的一种大功率电气总成，其特征在于：所述PDU模块包括继电器和保险。
3.根据权利要求2所述的一种大功率电气总成，其特征在于：所述PDU模块连接有电池组和BMS控制模块。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种大功率电气总成，其特征在于：所述控制单元用于接收外部控制信号，并根据外部控制信号，分别向所述PDU模块、电平转换器和三相逆变桥发送控制信号。
5.根据权利要求3任一项所述的一种大功率电气总成，其特征在于：所述电平转换器连接外部电网和低压部件。
6.根据权利要求5所述的一种大功率电气总成，其特征在于：所述控制单元用于检测外部电网输入，向所述电平转换器发送控制信号，所述电平转换器根据所述PDU模块传输的BMS信息，将外部电网的交流电转换为能够向所述电池组充电的直流电。
7.根据权利要求6所述的一种大功率电气总成，其特征在于：所述控制单元还用于检测启动信号或充电枪插入信号，所述电平转换器在所述控制单元的控制下，通过所述PDU模块，控制所述电池组输出12V直流电。
8.根据权利要求6所述的一种大功率电气总成，其特征在于：所述三相逆变桥连接有三相交流异步电机。
9.根据权利要求1所述的一种大功率电气总成，其特征在于：所述控制单元、电平转换器、三相逆变桥和PDU模块的输入端口和输出端口均采用高压带屏蔽端子。
10.根据权利要求9所述的一种大功率电气总成，其特征在于：所述控制单元、电平转换器、三相逆变桥和PDU模块集成在铸铝外壳内。
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