CN110667492A - 一种新能源汽车的车载五合一集成控制器 - Google Patents

一种新能源汽车的车载五合一集成控制器 Download PDF

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黄磊磊
郝义国
邵毅
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Abstract

一种新能源汽车的车载五合一集成控制器，集成了车载充电机OBC模块、高压配电PDU模块、DC/DC降压模块、绝缘监测模块、接触器烧结检测模块五个功能模块于一体，五合一集成控制器内部结构为低压控制层、高压功率层、水冷散热层，5个控制器集成在一个金属壳体类，减少高低压线束的长度，能够提高整车抗电磁干扰能力；减轻了整车质量，降低整车能耗，提高车辆续航里程；控制器的集成有利于提高控制器功能的稳定性，便于后期的程序更新及维护。

Description

一种新能源汽车的车载五合一集成控制器
技术领域
本发明涉及汽车控制器领域，更具体地说，涉及一种新能源汽车的车载五合一集成控制器。
背景技术
随着新能源车的逐渐普及，以及市场的需求，新能源厂商在整车智能化的方面已经取得了长足的进展，这也导致了整车的功能不断增加，整车上各种控制器也在不断增加，导致整车的高压线束、低压线束不断增加，整车质量也在不断增加，对整车轻量化提出了严重挑战；大量的控制器也使得整车的电磁兼容性和可靠性受到影响，控制器的集成化在降低整车质量，提高整车的电磁兼容性和可靠性，降低整车能耗等方面起着突出作用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种新能源汽车的车载五合一集成控制器。
1.一种新能源汽车的车载五合一集成控制器，其特征在于，集成了车载充电机OBC模块、高压配电PDU模块、DC/DC降压模块、绝缘监测模块、接触器烧结检测模块五个功能模块于一体，所述OBC模块、DC/DC降压模块、绝缘监测模块和接触器烧结检测模块都直接与PDU模块相连接，DC/DC降压模块还连接一个低压12V蓄电池，OBC模块连接在整车交流充电口，PDU连接整车直流母线；整车在交流充电时，OBC模块将交流电网220V转换成整车高压直流，通过PDU模块给整车动力电池充电；在整车动力电池可以为整车提供动力源的时候，整车动力电池通过PDU模块将整车高压电输入到DC/DC降压模块，DC/DC降压模块将其转化为低压直流电给低压12V蓄电池充电；在整车动力电池无法为整车提供动力源的时候，OBC模块将220V交流转换为高压直流，经过PDU模块，DC/DC降压模块再将其转换为低压直流，为低压12V蓄电池充电；绝缘监测模块对五合一集成控制器进行绝缘阻值检测，当绝缘阻值大小小于整车高压直流电的电压值*100Ω/V的时候，停止五合一集成控制器的工作，并通过CAN总线向整车网络中发送绝缘报警报文；PDU模块中包含接触器，在PDU模块中的接触器要断开之前，接触器烧结检测模块对接触器进行烧结检测，低压控制层将接触器是否烧结的状态以CAN报文的形式发送到总线上，总线上的控制器采集CAN报文并进行分析。
进一步地，所述五合一集成控制器内部结构顶层为低压控制层、中间为高压功率层、底层为水冷散热层。
进一步地，所述低压控制层为PCB板，负责五合一集成控制器的低压电器，低压通讯，以及高压功率板的控制。
进一步地，所述高压功率层包括IGBT模块、高压保险、以及高压接触器，负责整车的高压配电、整流、DC/DC降压。
进一步地，所述水冷散热层是五合一集成控制器水冷管路的铺设层，为五合一集成控制器提供散热。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：(1)控制器集成减少高低压线束的长度，能够提高整车抗电磁干扰能力；(2)可以减轻整车质量，降低整车能耗，提高车辆续航里程，有利于提高控制器功能的稳定性，便于后期的程序更新及维护。
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是本发明一种新能源汽车的车载五合一集成控制器功能分区图；
图2是本发明一种新能源汽车的车载五合一集成控制器内部结构图。
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。
1.一种新能源汽车的车载五合一集成控制器，集成了OBC模块、高压配电PDU模块、DC/DC降压模块、绝缘监测模块、接触器烧结检测模块五个功能模块于一体；
如图1所示，所述OBC模块、DC/DC降压模块、绝缘监测模块和接触器烧结检测模块都直接与PDU模块相连接，PDU模块连接整车直流母线、DC/DC降压模块与低压12V蓄电池相连接，OBC连接在整车交流充电口；
(1)在整车交流充电的时候，五合一集成控制器与交流充电柜进行硬线与CAN报文交互，交互成功后进行整车交流充电，交流充电过程中，五合一集成控制器的OBC模块将交流电网220V转换成整车高压直流，PDU模块通过内部的高压配电电路将OBC模块转换后的高压直流接到动力电池两端，给整车动力电池充电；
(2)在整车高压上电Ready的情况下，整车动力电池通过PDU模块将整车高压电输入到DC/DC降压模块的高压输入端，DC/DC降压模块再将高压直流转变为低压直流电给低压12V蓄电池充电；
(3)当整车动力电池存在严重故障，无法为整车提供动力源的时候，整车低压12V蓄电池容易馈电，这时可以插上交流充电枪，OBC模块可将220V交流转换为高压直流，PDU模块再将高压直流配送到DC/DC降压模块的输入端，DC/DC降压模块再将其转换为低压直流，为低压12V蓄电池充电，整车动力电池的控制器会把自己的状态如充电允许，充电不允许，放电允许，放电不允许以CAN报文的形式发到总线上，当状态为放电允许时，表明整车动力电池可以为整车提供动力源；
(4)绝缘监测模块对整个五合一集成控制器进行绝缘阻值检测，当绝缘阻值大小小于整车高压直流电的电压值*100Ω/V的时候，停止五合一集成控制器的工作，并通过CAN总线向整车网络中发送绝缘报警报文；
(5)当整车要进行高压下电的时候，PDU模块中的接触器要执行断开动作，接触器烧结检测模块要对接触器进行烧结检测，并将接触器是否烧结的状态以CAN报文的形式发送到总线上，当接触器烧结时，驾驶者应该进行车辆的维修，更换烧结的接触器，防止危险事故的发生。
如图2所示，所述五合一集成控制器内部结构顶层为低压控制层、中层为高压功率层、底层为水冷散热层，其中，OBC模块、PDU模块、DC/DC降压模块属于高压功率层，绝缘监测模块、接触器烧结检测模块属于低压控制层。
所述低压控制层为PCB板，负责五合一集成控制器的低压电器，低压通讯，以及高压功率板的控制。
所述高压功率层包括IGBT模块，高压保险，以及高压接触器，负责整车的高压配电、整流、DC/DC降压。
所述水冷散热层是五合一集成控制器水冷管路的铺设层，为五合一集成控制器提供散热。
所述OBC模块、PDU模块、DC/DC降压模块、绝缘监测模块、接触器烧结检测模块集成在一个铝合金长方体壳内，可以提高其电磁兼容性，减少整车质量，便于整车布置，也有利于冷却系统的集成布置。
五合一集成控制器将控制器的高压连接，低压连接，CAN通讯等集成在一起，有利于提高产品的电气可靠性和网络通讯的可靠性，从而使整车更加安全可靠。
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 (5)

1.一种新能源汽车的车载五合一集成控制器，其特征在于，集成了车载充电机OBC模块、高压配电PDU模块、DC/DC降压模块、绝缘监测模块、接触器烧结检测模块五个功能模块于一体，所述OBC模块、DC/DC降压模块、绝缘监测模块和接触器烧结检测模块都直接与PDU模块相连接，DC/DC降压模块还连接一个低压12V蓄电池，OBC模块连接在整车交流充电口，PDU连接整车直流母线；整车在交流充电时，OBC模块将交流电网220V转换成整车高压直流，通过PDU模块给整车动力电池充电；在整车动力电池可以为整车提供动力源的时候，整车动力电池通过PDU模块将整车高压电输入到DC/DC降压模块，DC/DC降压模块将其转化为低压直流电给低压12V蓄电池充电；在整车动力电池无法为整车提供动力源的时候，OBC模块将220V交流转换为高压直流，经过PDU模块，DC/DC降压模块再将其转换为低压直流，为低压12V蓄电池充电；绝缘监测模块对五合一集成控制器进行绝缘阻值检测，当绝缘阻值大小小于整车高压直流电的电压值*100Ω/V的时候，停止五合一集成控制器的工作，并通过CAN总线向整车网络中发送绝缘报警报文；PDU模块中包含接触器，在PDU模块中的接触器要断开之前，接触器烧结检测模块对接触器进行烧结检测，低压控制层将接触器是否烧结的状态以CAN报文的形式发送到总线上，总线上的控制器采集CAN报文并进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的车载五合一集成控制器，其特征在于：所述五合一集成控制器内部结构顶层为低压控制层、中间为高压功率层、底层为水冷散热层。
3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车的车载五合一集成控制器，其特征在于：所述低压控制层为PCB板，负责五合一集成控制器的低压电器，低压通讯，以及高压功率板的控制。
4.根据权利要求2所述的一种新能源汽车的车载五合一集成控制器，其特征在于：所述高压功率层包括IGBT模块、高压保险、以及高压接触器，负责整车的高压配电、整流、DC/DC降压。
5.根据权利要求2所述的一种新能源汽车的车载五合一集成控制器，其特征在于：所述水冷散热层是五合一集成控制器水冷管路的铺设层，为五合一集成控制器提供散热。
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