CN108227781B - 基于车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用高集成可维护的电机控制装置及控制方法，包括箱体，设于箱体上的OBC模块，水冷基板和控制器上盖，设于水冷基板上的DCDC模块和MCU模块，设于控制器上盖上的PDU模块；DCDC模块与水冷基板固定连接，水冷基板与箱体焊接，OBC模块与箱体固定连接。本发明具有装配、拆卸及维护方便，集成度高，散热效果好和节约成本的特点。

Description

基于车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法

技术领域

本发明涉及汽车电机控制器技术领域，尤其是涉及一种装配、拆卸及维护方便，散热效果好和节约成本的基于车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法。

背景技术

目前，电驱动控制器结构布局基本是独立的电机控制器模块，OBC模块和DCDC模块以及PDU模块均单独封装，导致装配分散，成本增加，占用空间较大且各模块之间的通信布线困难。而汽车前舱部件繁多，空间紧凑，因此要求控制器集成化高并且占体积小。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中，电驱动控制器集成化低，线路排布混乱，不便于装配与维护以及散热效果差的问题，提供了一种装配、拆卸及维护方便，散热效果好和节约成本的基于车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种车用高集成可维护的电机控制装置，包括箱体，设于箱体上的OBC模块，水冷基板和控制器上盖，设于水冷基板上的DCDC模块和MCU模块，设于控制器上盖上的PDU模块；DCDC模块与水冷基板固定连接，水冷基板与箱体焊接，OBC模块与箱体固定连接。

本发明内部集成了MCU模块、OBC模块、DCDC模块和PDU模块，集成度高，体积小，重量轻，同时水冷基板可以灵活的改变其结构形式以实现不同结构及散热需求。本发明具有装配、拆卸及维护方便，散热效果好和节约成本的特点。

作为优选，MCU模块包括IGBT驱动板和电容，箱体内设有电容槽，电容位于箱体内的电容槽中，IGBT驱动板通过螺栓固定在水冷基板上。将IGBT驱动板固定在水冷基板上，避免了传统通过修改箱体结构来实现不同类型IGBT结构的通用和兼容问题，节省了大量的修模改模成本。

作为优选，水冷基板上设有冷却水入口和冷却水出口，冷却水入口处设有开口，IGBT驱动板位于冷却水入口的开口上，IGBT驱动板上设有PIN针。该水冷基板结构，能兼容带PIN针结构的IGBT驱动板以及不带PIN针的IGBT驱动板结构，并且通过调整IGBT驱动板紧固件的螺孔位置，实现大功率的IGBT驱动板结构装配的通用性。

作为优选，控制器上盖上设有接线盒盖，接线盒盖通过螺栓与控制器上盖固定连接，接线盒盖设有开口，PDU模块位于接线盒盖的开口上。PDU模块集中在接线盒盖的开口的范围内，在进行易损件的维护时，打开接线盒盖，便能进行更换，同时在更换过程中弱电部分如控制板驱动板等，将处于上盖覆盖下，并通过结构进行简单隔离，避免接触造成损坏。

作为优选，箱体包括下底面和上底面，OBC模块和水冷基板分别固定安装在箱体的下底面和上底面上。OBC模块是一体式集成，将电气零件及电路板等装配于箱体的反面上，加强OBC模块散热效果。

作为优选，本发明还包括冷却水道，冷却水道由箱体和水冷基板围成。集成模块中，冷却水道用来解决大功率模块的散热问题。

一种车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法，还包括散热控制模块，散热控制模块包括温度传感器、散热器、单片机和存储单元，温度传感器、散热器和存储单元均与单片机电连接；包括如下步骤：

(7-1)电机控制装置温度数据的采集

(7-1-1)当高集成度车用多合一电机控制装置开始工作时，在单片机的控制下，温度传感器在前后两个长度均为L的时间段内每隔时间T1检测1次电机控制装置的温度数据；其中，前后两个时间段分别为时间段A和时间段B，L＝n×T1，则单片机获得温度传感器在时间段A和时间段B内的各n个检测值；

(7-1-2)计算时间段A和时间段B内温度传感器获取的检测值的相似度；

(7-1-3)电子控制单元判断位移传感器获取的检测值的相似度大小，当检测值的相似度均大于等于0.9时，则保存位移传感器在时间段A和时间段B内的n个检测值，以备后续调用；当检测值的相似度小于0.9时，则电子控制单元控制获取位移传感器，依次重复步骤(7-1-1)、步骤(7-1-2)和步骤(7-1-3)，直至获取的检测值的相似度大小，大于等于0.9；

(7-2)电机控制装置的散热控制

取步骤(7-1-3)中保存下来的所有温度数据的平均值s；

当单片机得出温度平均值s大于等于65℃时，单片机控制散热控制模块中的散热器开始进行工作，加快装置的散热效果；

当单片机得出温度平均值s小于65℃时，单片机控制散热控制模块中的散热器停止进行工作。

作为优选，步骤(7-1-2)还包括如下步骤：

设定时间段A的每个检测值为x_i，时间段B的每个检测值为y_i，i＝1,2,…,n；

利用公式

计算两个时间段温度传感器获取的检测值的相似度，其中，

为时间段A内温度传感器所有检测值的平均值，

是时间段B内温度传感器所有检测值的平均值。

作为优选，一种车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法，还包括DCDC电源电压检测模块，电源电压检测模块和OBC模块均与单片机电连接，DCDC电源电压检测模块与DCDC模块电连接，OBC模块与DCDC模块电连接；包括如下步骤：

(9-1)DCDC电源电压的检测控制

DCDC电源电压检测模块每隔时间T2，对DCDC模块电压进行一次检测，并传输给单片机，单片机内设有DCDC模块的额定电压值，当DCDC电源电压检测模块检测到DCDC模块的电压，小于额定电压时，单片机控制OBC模块给DCDC模块进行充电。

因此，本发明具有如下有益效果：(1)提高了分布式控制器各大功率模块的散热效果；(2)水冷基板通过搅拌摩擦焊工艺与箱体焊接，减少了基板螺栓安装及打扭矩的工序，同时提高了水道密封的可靠性与耐久性；(3)水冷基板结构，能实现不同结构及类型的IGBT驱动板结构的互换性和兼容性，并同时满足IGBT驱动板的散热需求；(4)装配、拆卸及维护方便。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的一种剖视图；

图3是本发明中的水冷基板的一种结构示意图；

图4是本发明中的水冷基板的一种剖视图；

图5是本发明的一种局部结构示意图；

图6是本发明中的一种原理框图；

图7是本发明的一种流程图。

图中：箱体1、OBC模块2、水冷基板3、控制器上盖4、DCDC模块5、PDU模块6、IGBT驱动板7、电容8、冷却水入口9、冷却水出口10、接线盒盖11、冷却水道12、MCU模块13、PIN针14、散热控制模块15、温度传感器16、散热器17、单片机18、存储单元19、DCDC电源电压检测模块20。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述：

如图1和图2所示的一种车用高集成可维护的电机控制装置，包括箱体1，设于箱体上的OBC模块2，水冷基板3和控制器上盖4，设于水冷基板上的DCDC模块5和MCU模块13，设于控制器上盖上的PDU模块6；DCDC模块与水冷基板固定连接，水冷基板与箱体焊接，OBC模块与箱体固定连接。车用高集成可维护的电机控制装置还包括冷却水道12，冷却水道由箱体和水冷基板围成。水冷基板通过搅拌摩擦焊工艺与箱体焊接。

其中，MCU模块包括IGBT驱动板7和电容8，箱体内设有电容槽，电容位于箱体内的电容槽中，IGBT驱动板通过螺栓固定在水冷基板上。将IGBT驱动板固定在水冷基板上，避免了传统通过修改箱体结构来实现不同类型IGBT结构的通用和兼容问题，节省了大量的修模改模成本。

如图3和图4所示，水冷基板上设有冷却水入口9和冷却水出口10，冷却水入口处设有开口，IGBT驱动板位于冷却水入口的开口上，IGBT驱动板上设有PIN针14。该水冷基板结构，能兼容带PIN针结构的IGBT驱动板以及不带PIN针的IGBT驱动板结构，并且通过调整IGBT驱动板紧固件的螺孔位置，实现大功率的IGBT驱动板结构装配的通用性。

如图5所示，控制器上盖上设有接线盒盖11，接线盒盖通过螺栓与控制器上盖固定连接，接线盒盖设有开口，PDU模块位于接线盒盖的开口上。PDU模块集中在接线盒盖的开口的范围内，在进行易损件的维护时，打开接线盒盖，便能进行更换，同时在更换过程中弱电部分如控制板驱动板等，将处于上盖覆盖下，并通过结构进行简单隔离，避免接触造成损坏。

另外，箱体包括下底面和上底面，OBC模块和水冷基板分别固定安装在箱体的下底面和上底面上。OBC模块是一体式集成，将电气零件及电路板等装配于箱体的反面上，加强OBC模块散热效果。

如图6所示，车用高集成可维护的电机控制装置还包括散热控制模块15、DCDC电源电压检测模块20，散热控制模块包括温度传感器16、散热器17、单片机18和存储单元19，温度传感器、散热器和存储单元均与单片机电连接，电源电压检测模块和OBC模块均与单片机电连接，DCDC电源电压检测模块与DCDC模块电连接，OBC模块与DCDC模块电连接。

如图7所示的一种车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法，包括如下步骤：

步骤100，电机控制装置温度数据的采集

步骤110，当车用高集成可维护的电机控制装置开始工作时，在单片机的控制下，温度传感器在前后两个长度均为1分钟的时间段内每隔时间1秒检测1次电机控制装置的温度数据；其中，前后两个时间段分别为时间段A和时间段B，则单片机获得温度传感器在时间段A和时间段B内的各60个检测值；

步骤120，设定时间段A的每个检测值为x_i，时间段B的每个检测值为y_i，i＝1,2,…,n；

利用公式

计算两个时间段温度传感器获取的检测值的相似度，其中，

为时间段A内温度传感器所有检测值的平均值，

是时间段B内温度传感器所有检测值的平均值；

步骤130，单片机判断温度传感器获取的检测值的相似度大小，当检测值的相似度均大于等于0.9时，则保存温度传感器在时间段A和时间段B内的60个检测值至存储单元内，以备后续调用；当检测值的相似度小于0.9时，则单片机控制温度传感器，依次重复步骤110、步骤120和步骤130，直至获取的检测值的相似度大小，大于等于0.9。

步骤200，电机控制装置的散热控制

取步骤130中存下来的所有温度数据的平均值s；

当单片机得出温度平均值s大于等于65℃时，单片机控制散热控制模块中的散热器开始进行工作，加快装置的散热效果；

当单片机得出温度平均值s小于65℃时，单片机控制散热控制模块中的散热器停止进行工作。

步骤300，DCDC电源电压的检测控制

DCDC电源电压检测模块每隔时间1分钟，对DCDC模块电压进行一次检测，并传输给单片机，单片机内设有DCDC模块的额定电压值，当DCDC电源电压检测模块检测到DCDC模块的电压，小于额定电压时，单片机控制OBC模块给DCDC模块进行充电。

应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种基于车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法，其特征是，车用高集成可维护的电机控制装置包括箱体(1)，设于箱体上的OBC模块(2)，水冷基板(3)和控制器上盖(4)，设于水冷基板上的DCDC模块(5)和MCU模块(13)，设于控制器上盖上的PDU模块(6)和散热控制模块(15)；散热控制模块包括温度传感器(16)、散热器(17)、单片机(18)和存储单元(19)；温度传感器、散热器和存储单元均与单片机电连接；DCDC模块与水冷基板固定连接，水冷基板与箱体焊接，OBC模块与箱体固定连接；包括如下步骤：

(1-1)电机控制装置温度数据的采集

(1-1-1)当车用高集成可维护的电机控制装置开始工作时，在单片机的控制下，温度传感器在前后两个长度均为L的时间段内每隔时间T1检测1次电机控制装置的温度数据；其中，前后两个时间段分别为时间段A和时间段B，L＝n×T1，则单片机获得温度传感器在时间段A和时间段B内的各n个检测值；

(1-1-2)计算时间段A和时间段B内温度传感器获取的检测值的相似度；

(1-1-3)单片机判断温度传感器获取的检测值的相似度大小，当检测值的相似度均大于等于0.9时，则保存温度传感器在时间段A和时间段B内的n个检测值至存储单元内，以备后续调用；当检测值的相似度小于0.9时，则单片机控制温度传感器，依次重复步骤(1-1-1)、步骤(1-1-2)和步骤(1-1-3)，直至获取的检测值的相似度大小，大于等于0.9；

(1-2)电机控制装置的散热控制

取步骤(1-1-3)中保存下来的所有温度数据的平均值s；

当单片机得出温度平均值s大于等于65℃时，单片机控制散热控制模块中的散热器开始进行工作，加快装置的散热效果；

当单片机得出温度平均值s小于65℃时，单片机控制散热控制模块中的散热器停止进行工作。

2.根据权利要求1所述的基于车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法，其特征是，MCU模块包括IGBT驱动板(7)和电容(8)，箱体内设有电容槽，电容位于箱体内的电容槽中，IGBT驱动板通过螺栓固定在水冷基板上。

3.根据权利要求2所述的基于车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法，其特征是，水冷基板上设有冷却水入口(9)和冷却水出口(10)，冷却水入口处设有开口，IGBT驱动板位于冷却水入口的开口上，IGBT驱动板上设有PIN针(14)。

4.根据权利要求1所述的基于车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法，其特征是，控制器上盖上设有接线盒盖(11)，接线盒盖通过螺栓与控制器上盖固定连接，接线盒盖设有开口，PDU模块位于接线盒盖的开口上。

5.根据权利要求1所述的基于车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法，其特征是，箱体包括下底面和上底面，OBC模块和水冷基板分别固定安装在箱体的下底面和上底面上。

6.根据权利要求1所述的基于车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法，其特征是，车用高集成可维护的电机控制装置还包括冷却水道(12)，冷却水道由箱体和水冷基板围成。

7.根据权利要求1所述的基于车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法，其特征是，步骤(1-1-2)的具体步骤如下：

设定时间段A的每个检测值为x_i，时间段B的每个检测值为y_i，i＝1,2,…,n；

利用公式

计算两个时间段温度传感器获取的检测值的相似度，其中，

为时间段A内温度传感器所有检测值的平均值，

是时间段B内温度传感器所有检测值的平均值。

8.根据权利要求1所述的基于车用高集成可维护的电机控制装置的控制方法，其特征是，车用高集成可维护的电机控制装置还包括DCDC电源电压检测模块(20)，电源电压检测模块和OBC模块均与单片机电连接，DCDC电源电压检测模块与DCDC模块电连接，OBC模块与DCDC模块电连接；还包括如下步骤：

(8-1)DCDC电源电压的检测控制

DCDC电源电压检测模块每隔时间T2，对DCDC模块电压进行一次检测，并传输给单片机，单片机内设有DCDC模块的额定电压值，当DCDC电源电压检测模块检测到DCDC模块的电压，小于额定电压时，单片机控制OBC模块给DCDC模块进行充电。

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