CN110562100A - 一种氢燃料电池汽车用集成化hmc系统 - Google Patents

一种氢燃料电池汽车用集成化hmc系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统，包括控制板、集成电路和功率板，所述控制板包括HMC模块、AC模块、PTC控制器，压缩机CCU，且控制板与集成电路之间通过导线电性连接，所述功率板与集成电路之间通过导线相连，功率板上集成有IGBT功率元件，所述IGBT功率元件通过五组导线输出分别连接到冷却风扇、鼓风机、水泵，PTC、压缩机。本发明高度集成的热管理域控制器，有效的减少了线束回路，对线束的轻量化贡献率很高，也减少了整车的ECU零件，降低了热管理系统的生产设计管理成本，非常适合热管理相对复杂的氢燃料电池汽车。

Description

一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统
技术领域
本发明涉及氢能汽车领域，具体涉及一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统。
背景技术
随着燃料电池汽车的发展和网络技术在汽车中的广泛应用，随着汽车对轻量化的要求，电气架构不断演变和发展，高度的集成化必然成为趋势，现有的燃料电池汽车控制系统，集成化程度不够，功能不全，线束回路错综复杂，轻量化程度较为低下，整车的ECU零件较多也较为复杂，动力系统的生产设计管理成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述目前燃料电池汽车控制系统集成化程度不够的技术问题，提供一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统解决上述技术缺陷。
一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统，包括控制板、集成电路和功率板，所述控制板包括HMC模块、AC模块、PTC控制器，压缩机CCU，且控制板与集成电路之间通过导线电性连接，所述功率板与集成电路之间通过导线相连，功率板上集成有IGBT功率元件，所述IGBT功率元件通过五组导线输出分别连接到冷却风扇、鼓风机、水泵，PTC、压缩机。
进一步的，所述HMC模块、AC模块、PTC控制器和压缩机CCU集成为一个集成模块。
进一步的，所述控制板上设置有CPU，CPU用于对HMC模块、AC模块、PTC控制器和压缩机CCU四个零部件的硬件电路进行统一控制。
进一步的，所述控制板上布置继电器和保险丝，且控制板和功率板之间还直接采用插针的方式连接。
进一步的，所述控制板上设置有输入接口，输入接口包括经度纬度海拔输入、车辆朝向输入、空气温度输入、空气湿度输入、大气压力压力输入、压缩机开启信号信号输入、室内温度设定输入、吹脸吹脚模式设定输入和水温输入，且控制板上输出为低压负载。
进一步的，所述控制板上设置有网络连接端口，网络连接端口包括两路can网络连接电路，所述两路can网络连接电路分别为一路CAN_DRV1_H和CAN-DRV1-L，另一路CAN_DRV2_H和CAN_DRV2_L，其中一路可以连接到另外一路整车CAN网路。
进一步的，所述集成电路具体包括温度监测模块、电压监测模块、电流监测模块、驱动电路、数字量采集电路、模拟量采集电路和控制电路。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、该系统集成热管理控制器HMC、空调控制器AC、PTC控制器、压缩机控制器CCU的四合一控制系统，高度集成的热管理域控制器，有效的减少了线束回路，对线束的轻量化贡献率很高，也减少了整车的ECU零件，降低了热管理系统的生产设计管理成本，可以应用于氢燃料电池汽车。
2、该系统以经度纬度海拔输入、车辆朝向输入、空气温度输入、空气湿度输入、大气压力压力输入、压缩机开启信号信号输入、室内温度设定输入、吹脸吹脚等模式设定输入和水温输入等作为输入，输出是低压负载，通过本发明内部低压管理给其分别进行输出控制：冷却风扇、鼓风机、水泵，PTC、压缩机等。
3、该系统热管理控制器HMC、空调控制器AC、PTC控制器、压缩机控制器CCU集成为一个部件，一般热管理控制器HMC、空调控制器AC、PTC控制器、压缩机控制器CCU为独立的四个零部件，并有各自的CPU及其控制电路，本发明根据FCU功能的特点，以FCU为基础将整车热管理控制器HMC、空调控制器AC、PTC控制器、压缩机控制器CCU的软硬件功能进行集成，在该发明中只有一个CPU，并对这4个零部件的硬件电路进行统一集成，功能相同的地方进行共用。
4、该系统可实现对整车冷却风扇控制、鼓风机控制、水泵控制，PTC加热器控制、压缩机控制、整车热管理、燃料电池热管理等功能。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统结构图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统，如图1所示，包括控制板1、集成电路6和功率板7，所述控制板1包括HMC模块2、AC模块3、PTC控制器4，压缩机CCU5，且控制板1与集成电路6之间通过导线电性连接，所述功率板7与集成电路6之间通过导线相连，功率板7上集成有IGBT功率元件8，所述IGBT功率元件8通过五组导线输出分别连接到冷却风扇9、鼓风机10、水泵11，PTC12、压缩机13。
所述HMC模块2、AC模块3、PTC控制器4和压缩机CCU5集成为一个集成模块。
所述控制板1上设置有CPU，CPU用于对HMC模块2、AC模块3、PTC控制器4和压缩机CCU5四个零部件的硬件电路进行统一集成控制。
所述控制板1上布置继电器和保险丝，且控制板1和功率板7之间还可以直接采用插针的方式连接。
所述控制板1上设置有输入接口，输入接口包括经度纬度海拔输入、车辆朝向输入、空气温度输入、空气湿度输入、大气压力压力输入、压缩机开启信号信号输入、室内温度设定输入、吹脸吹脚模式设定输入和水温输入，且控制板1上输出为低压负载。
所述控制板1上设置有网络连接端口，网络连接端口包括两路can网络连接电路，所述两路can网络连接电路分别为一路CAN_DRV1_H(can高，接整车can网络)和CAN-DRV1-L(can低，接整车can网络)，另一路CAN_DRV2_H(CAN高)和CAN_DRV2_L(CAN低)，其中一路可以连接到另外一路整车CAN网路。
所述集成电路6具体包括温度监测模块、电压监测模块、电流监测模块、驱动电路、数字量采集电路、模拟量采集电路和控制电路。
该系统输入为经度纬度海拔输入、车辆朝向输入、空气温度输入、空气湿度输入、大气压力压力输入、压缩机开启信号信号输入、室内温度设定输入、吹脸吹脚等模式设定输入和水温输入等，输出是低压负载，通过本系统内部低压管理给其分别进行输出控制：即冷却风扇9、鼓风机10、水泵11，PTC12、压缩机13等。
本发明集成热管理控制器HMC、空调控制器AC、PTC控制器、压缩机控制器CCU的四合一控制系统，高度集成的热管理域控制器，有效的减少了线束回路，对线束的轻量化贡献率很高，也减少了整车的ECU零件，降低了热管理系统的生产设计管理成本，可以应用于氢燃料电池汽车。以经度纬度海拔输入、车辆朝向输入、空气温度输入、空气湿度输入、大气压力压力输入、压缩机开启信号信号输入、室内温度设定输入、吹脸吹脚等模式设定输入和水温输入等作为输入，输出是低压负载，通过本发明内部低压管理给其分别进行输出控制：冷却风扇、鼓风机、水泵，PTC、压缩机等。热管理控制器HMC、空调控制器AC、PTC控制器、压缩机控制器CCU集成为一个部件，一般热管理控制器HMC、空调控制器AC、PTC控制器、压缩机控制器CCU为独立的四个零部件，并有各自的CPU及其控制电路，本发明根据FCU功能的特点，以FCU为基础将整车热管理控制器HMC、空调控制器AC、PTC控制器、压缩机控制器CCU的软硬件功能进行集成，在该发明中只有一个CPU，并对这4个零部件的硬件电路进行统一集成，功能相同的地方进行共用。本发明可实现对整车冷却风扇控制、鼓风机控制、水泵控制，PTC加热器控制、压缩机控制、整车热管理、燃料电池热管理等功能。本发明高度集成的热管理域控制器，有效的减少了线束回路，对线束的轻量化贡献率很高，也减少了整车的ECU零件，降低了热管理系统的生产设计管理成本，非常适合热管理相对复杂的氢燃料电池汽车。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统，其特征在于，包括控制板(1)、集成电路(6)和功率板(7)，所述控制板(1)包括HMC模块(2)、AC模块(3)、PTC控制器(4)，压缩机CCU(5)，且控制板(1)与集成电路(6)之间通过导线电性连接，所述功率板(7)与集成电路(6)之间通过导线相连，功率板(7)上集成有IGBT功率元件(8)，所述IGBT功率元件(8)通过五组导线输出分别连接到冷却风扇(9)、鼓风机(10)、水泵(11)，PTC(12)、压缩机(13)。
2.如权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统，其特征在于，所述HMC模块(2)、AC模块(3)、PTC控制器(4)和压缩机CCU(5)集成为一个集成模块。
3.如权利要求2所述的一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统，其特征在于，所述控制板(1)上设置有CPU，CPU用于对HMC模块(2)、AC模块(3)、PTC控制器(4)和压缩机CCU(5)四个零部件的硬件电路进行统一控制。
4.如权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统，其特征在于，所述控制板(1)上布置继电器和保险丝，且控制板(1)和功率板(7)之间还直接采用插针的方式连接。
5.如权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统，其特征在于，所述控制板(1)上设置有输入接口，输入接口包括经度纬度海拔输入、车辆朝向输入、空气温度输入、空气湿度输入、大气压力压力输入、压缩机开启信号信号输入、室内温度设定输入、吹脸吹脚模式设定输入和水温输入，且控制板(1)上输出为低压负载。
6.如权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统，其特征在于，所述控制板(1)上设置有网络连接端口，网络连接端口包括两路can网络连接电路，所述两路can网络连接电路分别为一路CAN_DRV1_H和CAN-DRV1-L，另一路CAN_DRV2_H和CAN_DRV2_L，其中一路可以连接到另外一路整车CAN网路。
7.如权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车用集成化HMC系统，其特征在于，所述集成电路(6)具体包括温度监测模块、电压监测模块、电流监测模块、驱动电路、数字量采集电路、模拟量采集电路和控制电路。
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