CN110733309A - 车辆压缩机控制机构及电动汽车 - Google Patents

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宋万杰
叶斌英
郑绪成
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Abstract

本发明实施例提供一种车辆压缩机控制机构及电动汽车，属于车辆空调技术领域。所述车辆压缩机控制机构包括：压缩机控制器，其设置在散热回路中且连接至空调压缩机，以用于控制所述空调压缩机工作，其中所述散热回路用于冷却电动机。由此，将压缩机控制器设置在车辆的散热回路中，以利用散热回路来对压缩机控制器散热，避免了压缩机控制器过热损伤、以及制冷剂泄漏等情况所导致的压缩机控制器失效的问题，提高了车辆空调系统工作的可靠性。

Description

车辆压缩机控制机构及电动汽车
技术领域
本发明涉及车辆空调技术领域，具体地涉及一种车辆压缩机控制机构及电动汽车。
背景技术
常规高电压纯电动汽车压缩机往往内置控制器包括逆变器和相应控制电路。
但是，在实际的车辆的空调系统中，当存在逆变器功率部分在压缩机刚启动前会有很高的环境温度、或者空调系统冷媒流量较小、或者制冷剂泄漏情况时，其对于压缩机控制电路都是很严重的问题和考验，容易导致出现压缩机控制电路出现过热损伤的现象，而无法正常驱动空调压缩机工作。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种车辆压缩机控制机构及电动汽车，用以至少解决现有技术中的压缩机控制器因过热损损伤所导致的空调系统驱动失效的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种车辆压缩机控制机构，车辆内设置有用于冷却电动机的散热回路，其中所述车辆压缩机控制机构包括：压缩机控制器，其设置在所述散热回路中且连接至空调压缩机，以用于控制所述空调压缩机工作。
可选的，所述散热回路中设置有用于驱动所述电动机的主驱控制器，其特征在于，所述压缩机控制器设置在所述主驱控制器的内部，其中所述主驱控制器配置有第一压缩机接口，以及所述压缩机控制器通过所述第一压缩机接口连接至所述空调压缩机。
可选的，所述散热回路中设置有电源管理单元，所述压缩机控制器设置在所述电源管理单元的内部，其中所述电源管理单元配置有第二压缩机接口，以及所述压缩机控制器通过所述第二压缩机接口连接至所述空调压缩机。
可选的，所述电源管理单元包括DC-DC控制器。
可选的，所述压缩机的三相端子通过三相线束连接至所述第一压缩机接口或所述第二压缩机接口。
可选的，所述压缩机控制器与所述主驱控制器或所述电源管理单元共享硬件设备，其中经共享的所述硬件设备包括以下中的一者或多者：开关电源、功率电容、电磁兼容模块和处理器。
可选的，所述电动机中设置有主驱逆变器，所述压缩机中设置有压缩机驱动逆变器，以及所述主驱逆变器和所述压缩机驱动逆变器连接至所述主驱控制器，所述主驱控制器包括连接开关电源的第一脉冲宽度调制组件和第一栅极驱动电路，所述压缩机控制器包括连接所述开关电源的第二脉冲宽度调制组件和第二栅极驱动电路，其中所述第一栅极驱动电路连接所述主驱逆变器，以及所述第二栅极驱动电路连接所述压缩机驱动逆变器；其中，所述第一脉冲宽度调制组件用于控制输出第一脉冲宽度调制信号至所述第一栅极驱动电路，以及所述第二脉冲宽度调制组件用于控制输出第二脉冲宽度调制信号至所述第二栅极驱动电路。
可选的，所述散热回路中设置有水泵、水箱和散热器，并在所述散热回路的水箱中盛有冷却液。
可选的，所述空调压缩机包含永磁同步电机或三相异步电机。
本发明实施例另一方面提供一种电动汽车，该电动汽车包括：散热回路，用于冷却电动机；以及上述的车辆压缩机控制机构。
通过上述技术方案，将压缩机控制器设置在车辆的散热回路中，以利用散热回路来对压缩机控制器散热，避免了压缩机控制器过热损伤、以及制冷剂泄漏等情况所导致的压缩机控制器失效的问题，提高了车辆空调系统工作的可靠性。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是相关技术中电动汽车的用于冷却电动机的散热回路；
图2A是相关技术中电动汽车的压缩机的连接示意图；
图2B是相关技术中电动汽车的压缩机的结构示意图；
图3是相关技术中电动汽车的电路控制的控制拓扑示意图；
图4是本发明一实施例的车辆压缩机控制机构的结构框图；
图5是图4中的车辆压缩机控制机构在优选实施方式下的结构框图；
图6是图4中的车辆压缩机控制机构在优选实施方式下的结构框图；
图7是应用本发明实施例的电动汽车电路控制的控制拓扑示意图；
图8是本发明实施例一实施例的电动汽车的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
需说明的是，本文中所提及的“相关技术”并不表示其为在本申请的申请日之前所公开的“现有技术”，其也可以是未被公开的并且正在被研发的技术。
如图1，其示出了相关技术中电动汽车的用于冷却电动机的散热回路，其是由散热器、水箱、水泵、车载充电机、DC-DC控制器、电机控制器和电动机所组成的回路，在水箱中盛有冷却液，并通过流体循环将电动机的热量散出，以实现冷却的目的。
如图2A和2B，其示出了相关技术中电动汽车的压缩机，压缩机控制器设置在压缩机内并通过高压线束连接电池。
如图3，其示出了相关技术中电动汽车的电路控制的控制拓扑的示例，其中在空调压缩机控制部分与车辆主驱动部分独立分别设置，并且二者都可以利用MCU控制器及开关电源驱动电动机逆变器或压缩机逆变器，以分别控制车辆电动机和空调压缩机运行。
如图4所示，本发明一实施例的车辆压缩机控制机构10，包括压缩控制器101，该压缩控制器101设置在散热回路20中且连接至空调压缩机30，该空调压缩机30包含永磁同步电机或三相异步电机，并压缩控制器101可以控制空调压缩机30工作。其中，散热回路20可以是如图1所示的利用冷却液循环来实现冷却，还可以是通过其他方式实现降温，且都属于本发明的保护范围内。由此，将压缩控制器设置在散热回路中，利用散热回路的散热作用对压缩机控制器进行冷却，避免了过热损伤的现象，并且相比于将压缩机控制器设置在压缩机中，避免了因空调系统冷媒流量较小和制冷剂泄漏所导致的控制器失效的问题，提高了空调压缩机系统驱动控制的可靠性。
在一些优选实施方式中，如图5所示，压缩控制器101可以是设置在主驱控制器40的内部；主驱控制器40是设置在散热回路中的且用于驱动所述电动机，其也可以参照图1的说明和解释；为了实现压缩控制器与压缩机的连接，可以是在主驱控制器40配置有第一压缩机接口401，以及压缩机控制器101通过第一压缩机接口401连接至空调压缩机30。
在一些优选实施方式中，如图6所示，压缩控制器101可以是设置在电源管理单元50的内部；电源管理单元50是设置在散热回路中的且用于管理动力电池，其也可以参照图1的说明和解释；为了实现压缩控制器与压缩机的连接，可以是电源管理单元50配置有第二压缩机接口501，以及压缩机控制器101通过第二压缩机接口501连接至空调压缩机30。在具体的一方面，该电源管理单元50还可以是DC-DC控制器。
如上所述的，压缩机控制器可以是单独设置在散热回路中、也还可以是设置在散热回路中的其他控制组件中，且都属于本发明的保护范围内。
需说明的是，在图5或图6中的压缩机30与第一压缩机接口401或第二压缩机接口501的连接可以是通过三相线束与三相端子(U、V和W)之间的连接所实现的。由此，将压缩机控制器与压缩机分离，通过三相线速经由压缩机内的压缩机驱动逆变器来实现对压缩机的驱动和控制。
如图3所示，不难得出在相关技术中，针对电动机和压缩机的控制部分的硬件是几乎相同的，其都可以是通过MCU的PWM部分与开关电源的配合以实现对电动机或压缩机的驱动。
有鉴于此，在本发明一优选实施方式中，还提出了压缩机控制器可以与主驱控制器或电源管理单元共享硬件设备，例如可以是共享开关电源、功率电容、电磁兼容模块和/或处理器等，由此节约了元器件的使用，降低了成本。作为示例，如图7所示，可以是将压缩机控制器与主驱控制器集成在同一MCU中，由此实现基于同一MCU和开关电源实现对汽车电动机和空调压缩机的驱动。其中，电动机中设置有主驱逆变器，压缩机中设置有压缩机驱动逆变器，以及主驱逆变器连接至主驱控制器和压缩机驱动逆变器通过接口连接至主驱控制器；具体的，主驱控制器包括连接开关电源的第一脉冲宽度调制组件和第一栅极驱动电路，压缩机控制器包括连接同一开关电源的第二脉冲宽度调制组件和第二栅极驱动电路，其中第一栅极驱动电路连接主驱逆变器，以及第二栅极驱动电路连接压缩机驱动逆变器；其中，第一脉冲宽度调制组件可以控制输出第一脉冲宽度调制信号至第一栅极驱动电路，以及第二脉冲宽度调制组件可以控制输出第二脉冲宽度调制信号至第二栅极驱动电路，由此实现利用同一MCU和开关电源完成对压缩机和电动机的控制。如图7所示，优选的，压缩机控制器和汽车主驱动电机还可以共享同一功率电容，并且可以理解的是其他的例如EMC模块也可以实现共享，由此降低了汽车压缩机的成本。
如图8所示，本发明实施例一实施例的电动汽车80，包括散热回路20，用于冷却电动机；以及车辆压缩机控制机构10。关于本发明实施例的车辆压缩机控制机构的更多的细节可以参照上文实施例的描述，以及电动汽车配置有该车辆压缩机控制机构之后，也能实现相应的上述的技术效果，故在此便不赘述。需说明的是，本发明实施例尤其适于被应用在电动汽车超过200V的电池供电系统中。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种车辆压缩机控制机构，车辆内设置有用于冷却电动机的散热回路，其中所述车辆压缩机控制机构包括：
压缩机控制器，其设置在所述散热回路中且连接至空调压缩机，以用于控制所述空调压缩机工作。
2.根据权利要求1所述的车辆压缩机控制机构，所述散热回路中设置有用于驱动所述电动机的主驱控制器，其特征在于，所述压缩机控制器设置在所述主驱控制器的内部，其中所述主驱控制器配置有第一压缩机接口，以及所述压缩机控制器通过所述第一压缩机接口连接至所述空调压缩机。
3.根据庞要求1所述的车辆压缩机控制机构，所述散热回路中设置有电源管理单元，其特征在于，所述压缩机控制器设置在所述电源管理单元的内部，其中所述电源管理单元配置有第二压缩机接口，以及所述压缩机控制器通过所述第二压缩机接口连接至所述空调压缩机。
4.根据权利要求3所述的车辆压缩机控制机构，其特征在于，所述电源管理单元包括DC-DC控制器。
5.根据权利要求2或3所述的车辆压缩机控制机构，其特征在于，所述压缩机的三相端子通过三相线束连接至所述第一压缩机接口或所述第二压缩机接口。
6.根据权利要求2或3所述的车辆压缩机控制机构，其特征在于，所述压缩机控制器与所述主驱控制器或所述电源管理单元共享硬件设备，其中经共享的所述硬件设备包括以下中的一者或多者：开关电源、功率电容、电磁兼容模块和处理器。
7.根据权利要求2所述的车辆压缩机控制机构，其特征在于，所述电动机中设置有主驱逆变器，所述压缩机中设置有压缩机驱动逆变器，以及所述主驱逆变器和所述压缩机驱动逆变器连接至所述主驱控制器，
所述主驱控制器包括连接开关电源的第一脉冲宽度调制组件和第一栅极驱动电路，所述压缩机控制器包括连接所述开关电源的第二脉冲宽度调制组件和第二栅极驱动电路，其中所述第一栅极驱动电路连接所述主驱逆变器，以及所述第二栅极驱动电路连接所述压缩机驱动逆变器；
其中，所述第一脉冲宽度调制组件用于控制输出第一脉冲宽度调制信号至所述第一栅极驱动电路，以及所述第二脉冲宽度调制组件用于控制输出第二脉冲宽度调制信号至所述第二栅极驱动电路。
8.根据权利要求1所述的车辆压缩机控制机构，其特征在于，所述散热回路中设置有水泵、水箱和散热器，并在所述散热回路的水箱中盛有冷却液。
9.根据权利要求1所述的车辆压缩机控制机构，其特征在于，所述空调压缩机包含永磁同步电机或三相异步电机。
10.一种电动汽车，其特征在于，该电动汽车包括：
散热回路，用于冷却电动机；以及
权利要求1-9中任一项所述的车辆压缩机控制机构。
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