CN114312340A - 一种中央控制器及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明属于汽车集成控制技术领域，特别是涉及一种中央控制器及电动汽车。该中央控制器包括控制器壳体、第一集成模块、第二集成模块和控制模块；所述控制器壳体包括分隔板以及被所述分隔板分隔的第一安装空间和第二安装空间，所述第一集成模块安装在所述第一安装空间内，所述第二集成模块和所述控制模块安装在控制器壳体所述第二安装空间内。本发明中，该中央控制器的结构简单，布局紧凑，集成度高，减小了该中央控制器的体积。
Description
技术领域
本发明属于汽车集成控制技术领域，特别是涉及一种中央控制器及汽车。
背景技术
随着电池技术的不断发展，电动汽车在交通工具中占有的比重也越来越高。中央控制器是电动汽车的核心部件，其通常是由电机控制器、整车控制器、整车管理系统以及车载充电机等控制部件组合而成。现有技术中的中央控制器中的各控制部件布置得比较分散，集成度不高，不利于中央控制器的管理，其体积也难以得到控制；另外，现有技术中，中央控制器的冷却系统的布置比较复杂，对中央控制器的冷却效率低。
发明内容
本发明解决了现有技术的中央控制器中各控制部件布置比较分散，集成度不高等技术问题，提供了一种中央控制器及电动汽车。
鉴于以上问题，本发明实施例提供的一种中央控制器包括控制器壳体、第一集成模块、第二集成模块和控制模块；所述控制器壳体包括分隔板以及被所述分隔板分隔的第一安装空间和第二安装空间，所述第一集成模块安装在所述第一安装空间内，所述第二集成模块和所述控制模块安装在所述第二安装空间内。
可选地，所述分隔板上设有用于冷却所述第一集成模块和所述第二集成模块的冷却水道。
可选地，所述控制器壳体还包括安装在所述分隔板背离所述第一安装空间的端面上的密封板，所述第二集成模块和所述控制模块均安装在所述密封板背离所述分隔板的端面上；
所述冷却水道包括设置在所述分隔板与所述密封板之间的下层冷却水道，以及设置在所述分隔板中且位于所述下层冷却水道靠近所述第一集成模块的一侧的上层冷却水道；所述上层冷却水道连通所述下层冷却水道。
可选地，所述分隔板背离所述第一安装空间的端面上设有第一连接面，所述密封板背离所述第二集成模块的端面上设有第二连接面；所述第一连接面上凹陷形成第一开口槽；所述第二连接面上凹陷形成第二开口槽；所述第一连接面与所述第二连接面贴合密封连接，所述下层冷却水道由所述第一开口槽和所述第二开口槽围成。
可选地，所述控制器壳体还包括设置在所述密封板背离所述分隔板的端面上的第一屏蔽隔板；所述第一屏蔽隔板位于所述第二集成模块和所述控制模块之间。
可选地，所述中央控制器还包括蓄电池和高压配电模块；所述分隔板上远离所述第二集成模块的一侧还设有电池容纳空间，所述电池容纳空间与所述控制模块相对设置；所述蓄电池安装在所述电池容纳空间中，所述高压配电模块安装在所述第一安装空间中。
可选地，所述中央控制器还包括插件，以及均与所述高压配电模块连接的直流母线、直流充电口和交流充电口；所述插件安装在所述第一集成模块远离所述分隔板的端面上；所述直流母线、所述直流充电口以及所述交流充电口均安装在所述控制器壳体上。
可选地，所述控制器壳体还包括与所述第一安装空间的第一开口密封连接的第一盖板，以及与所述电池安装空间的第二开口密封连接的第二盖板。
可选地，所述第一集成模块包括控制板、第二屏蔽隔板、IGBT模块以及连接所述IGBT模块的母线电容；所述控制板安装在所述第二屏蔽隔板的上端，所述母线电容和所述IGBT模块安装在所述第二屏蔽隔板的下端；所述IGBT模块和所述母线电容连接所述分隔板。
可选地，所述分隔板上还凹陷形成有用于安装所述IGBT模块的IGBT容纳空间；所述上层冷却水道还包括设置在所述分隔板上且与所述IGBT容纳空间相对设置的冷却腔体。
可选地，所述第一集成模块由整车控制器、电池管理器以及电机控制器集成，所述第二集成模块由车载充电机和高低压转换器集成，所述控制模块由PTC加热控制器和压缩机控制器集成。
本发明中，控制器壳体包括分隔板以及被分隔板分隔的第一安装空间和第二安装空间；第一集成模块安装在第一安装空间内，第二集成模块和控制模块安装在第二安装空间内，该中央控制器的结构简单，布局紧凑，集成度高，减小了该中央控制器的体积。
本发明一实施例还提供了一种电动汽车，包括上述的中央控制器。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明一实施例提供的中央控制器的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的中央控制器的部分结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的中央控制器的部分结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的中央控制器的第一集成模块的结构示意图；
图5为本发明一实施例提供的中央控制器的第一壳体的结构示意图；
图6为本发明一实施例提供的中央控制器的第一壳体的仰视图；
图7为本发明一实施例提供的中央控制器的第一壳体的剖视图；
图8为本发明一实施例提供的中央控制器的第二集成模块和控制模块安装在第二壳体中的俯视图；
图9为本发明一实施例提供的中央控制器的第二壳体的结构示意图；
图10为本发明一实施例提供的中央控制器的第二壳体的俯视图；
图11为本发明一实施例提供的中央控制器的控制器壳体的爆炸结构示意图。
说明书中的附图标记如下：
1、控制器壳体；11、第一安装空间；12、第二安装空间；13、分隔板；131、冷却水道；1311、上层冷却水道；13111、冷却腔体；1312、下层冷却水道；132、第一连接面；1321、第一开口槽；133、IGBT容纳空间；14、密封板；141、第二连接面；1411、第二开口槽；15、第一屏蔽隔板；16、进水管；17、出水管；18、电池容纳空间；2、第一集成模块；21、控制板；22、第二屏蔽隔板；23、IGBT模块；24、母线电容；3、第二集成模块；4、控制模块；5、蓄电池；6、高压配电模块；7、插件；8、直流母线；9、直流充电口；10、交流充电口；101、第一盖板；102、第二盖板。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。
在本发明中，为了更好地展示中央控制器的结构及其连接关系，本发明所指的“上”即实际指向车顶的方向(也即图2中所示的中央控制器的上方)；本发明所指的“下”即实际指向车底的方向(也即图2中所示的中央控制器的下方)；。
如图1、图2、图8及图11所示，本发明一实施例提供的一种中央控制器，包括控制器壳体1、第一集成模块2、第二集成模块3和控制模块4；所述控制器壳体1包括分隔板13以及被所述分隔板13分隔的第一安装空间11和第二安装空间12，所述第一集成模块2安装在所述第一安装空间11内，所述第二集成模块3和所述控制模块4安装在所述第二安装空间12内。可选地，如图11所示，所述控制器壳体1由分隔板13分隔为上下两层，所述控制器壳体1的上层设置有开口朝向上方的所述第一安装空间11，所述控制器壳体1的下层设置有开口朝向下方的第二安装空间12，所述第一集成模块2安装在所述控制器壳体1上层的第一安装空间11中，所述第二集成模块3和所述控制模块4安装在所述控制器壳体1下层的第二安装空间12中。本发明中的中央控制器的结构简单，布局紧凑，集成度高，减小了该中央控制器的体积。
作为优选，所述第一集成模块2由整车控制器、电池管理器以及电机控制器集成，所述第二集成模块3由车载充电机和高低压转换器集成，所述控制模块4由PTC(PositiveTemperatureCoefficient)加热控制器和压缩机控制器集成。可以理解地，所述整车控制器是整个汽车的核心控制部件，它采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，并做出相应判断后，控制下层的各部件控制器的动作，驱动整车控制器通过采集司机驾驶信号和车辆状态，进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制和网络管理等功能。而所述电池管理器用于管理汽车内的动力电池，以便所述动力电池输出相应的电流；所述电机控制器可控制汽车上的驱动电机，以便驱动电机输出相应的转速。
进一步地，所述车载充电机具有为汽车动力电池充满电的能力，所述车载充电机依据所述电池管理系统提供的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。而所述高低压转换器可以将高压直流电源转换为低压直流电源，也可以将低压直流电源转换为高压直流电源，从而汽车动力电池可带动汽车驱动电机转动。所述PTC加热控制器和所述压缩机控制器是控制汽车空调制冷和制热的设备。
综上所述，本发明中，所述第一集成模块2集成有所述整车控制器、所述电池管理器以及所述电机控制器，所述第二集成模块3集成有所述车载充电机和所述高低压转换器，所述控制模块4集成有所述PTC加热控制器和压缩机控制器，从而该中央控制器的集成度较高、有效地控制了该中央控制器的体积，同时还减少了该中央控制器内的连接线束或连接铜排的长度，进而降低了该中央控制器的制造成本。
本发明中，所述控制器壳体1包括分隔板13以及被所述分隔板13分隔的第一安装空间11和第二安装空间12，所述第一集成模块2安装在所述第一安装空间11内，所述第二集成模块3和所述控制模块4安装在所述第二安装空间12内。即该中央控制器分为两层布置，所述第一集成模块2安装在所述控制器壳体1的上层，所述第二集成模块3和所述控制模块4安装在所述控制器壳体1的下层，该中央控制器的结构简单，布局紧凑，减小了该中央控制器的体积，进而有利于其在汽车安装的安装。
在一实施例中，如图6、图7和图10所示，所述分隔板13上设有用于冷却所述第一集成模块2、所述第二集成模块3以及所述控制模块4的冷却水道131。可以理解地，所述冷却水道131可以根据实际需求而设计成不同的结构形成；所述冷却水道131可以吸收所述第一集成模块2、所述第二集成模块3以及所述控制模块4工作时释放的热量，从而提高了该中央控制器的使用寿命。
在一实施例中，如图2和图11所示，所述控制器壳体1还包括安装在所述分隔板13背离所述第一安装空间11的端面上的密封板14，所述第二集成模块3和所述控制模块4均安装在所述密封板14背离所述分隔板13的端面上；可以理解地，所述密封板14与所述分隔板13背靠背密封连接，且所述第二集成模块3和所述控制模块4通过所述密封板14安装在所述第二安装空间12内。
所述冷却水道131包括设置在所述分隔板13与所述密封板14之间的下层冷却水道1312，以及设置在所述分隔板13中且位于所述下层冷却水道1312靠近所述第一集成模块2的一侧的上层冷却水道1311；所述上层冷却水道1311连通所述下层冷却水道1312。可以理解地，所述上层冷却水道1311与所述第一集成模块2相对设置，且用于吸收所述第一集成模块2散发的热量；而所述下层冷却水道1312与所述第二集成模块3和所述控制模块4相对设置，且用于吸收所述第二集成模块3和所述控制模块4散发的热量。具体地，所述上层冷却水道1311位于所述分隔板13的靠近所述第一集成模块2的一侧，所述下层冷却水道1312位于所述分隔板13靠近所述第二集成模块3的一侧，也即，将图11中的分隔板13分为上下两层分别设置上层冷却水道1311和下层冷却水道1312时，上层冷却水道1311设置在分隔板13的上层，所述下层冷却水道1312位于所述分隔板13的下层。
本发明中，第一集成模块2安装在第一安装空间11内，所述第二集成模块3和所述控制模块4通过所述密封板14安装在所述第二安装空间12内，从而该中央控制器的结构简单，安装方便；另外，所述第一冷却水道131和所述第二冷却水道131可吸收所述中央控制器(包括第一集成模块2、第二集成模块3和控制模块4)运行时散发的热量，从而提高了该中央控制器的使用寿命。
在一实施例中，如图6和图10所示，所述分隔板13背离所述第一安装空间11的端面上设有第一连接面132，所述密封板14背离所述第二集成模块3的端面上设有第二连接面141；所述第一连接面132上凹陷形成第一开口槽1321；所述第二连接面141上凹陷形成第二开口槽1411；所述第一连接面132与所述第二连接面141贴合密封连接，所述下层冷却水道1312由所述第一开口槽1321和所述第二开口槽1411围成。可以理解地，所述第一连接面132设置在第一开口槽1321的边缘，且所述第二连接面141设置在所述第二开口槽1411的边缘；以便于将所述第一连接面132与所述第二连接面141之间密封连接。
具体地，所述上层冷却水道1311设置在所述分隔板13的上层，且为内部冷却水道；所述分隔板13的下方凹陷形成有第一开口槽1321，所述密封板14的上方凹陷形成有第二开口槽1411；当所述分隔板13与所述密封板14通过所述第一连接面132和所述第二连接面141实现连接之后，所述下层冷却水道1312由相互连通所述第一开口槽1321和所述第二开口槽1411形成(第一连接面132和第二连接面141密封连接)，且实现了冷却液在所述下层冷却水道1312内流通而不会发生泄露。本发明中，所述第一冷却水道131和所述第二冷却水道131的结构和加工工艺简单，降低了该中央控制器的制造成本。
在一实施例中，如图3和图7所示，所述控制器壳体1上设置有进水管16和出水管17，所述进水管16连通所述下层冷却水道1312，所述出水管17连通所述上层冷却水道1311。具体地，外界冷却液依次通过所述下层冷却水道1312，从而在所述下层冷却水道1312中吸收所述第二集成模块3和所述控制模块4释放的热量之后，流入所述上层冷却水道1311，并在所述上层冷却水道1311中吸收所述第一集成模块2释放的热量之后，从所述出水管17流出。
在一实施例中，如图8至图10所示，所述控制器壳体1还包括设置在所述密封板14背离所述分隔板13的端面上的第一屏蔽隔板15；所述第一屏蔽隔板15位于所述第二集成模块3和所述控制模块4之间。可以理解地，所述第一屏蔽隔板15可以将所述第二集成模块3和所述控制模块4分隔开，降低了所述第二集成模块3和所述控制模块4之间的磁干扰；延长了该中央控制器的使用寿命。
进一步地，如图5和图9所示，所述密封板14上可以根据所述第二集成模块3以及所述控制模块4的形状，设置用于固定所述第二集成模块3和所述控制模块4的固定部。且所述控制三相铜排1还可以包括安装在所述分隔板13上的侧板，所述分隔板13和安装在所述分隔板13上层的侧板之间围成所述第一安装空间11。本发明中，所述控制器壳体1的结构简单、安装方便。
在一实施例中，如图3和图5所示，所述中央控制器还包括蓄电池5和高压配电模块6；所述分隔板13上远离所述第二集成模块3的一侧还设有电池容纳空间18，所述电池容纳空间18与所述控制模块4相对设置；所述蓄电池5安装在所述电池容纳空间18中，所述高压配电模块6安装在所述第一安装空间11中。可以理解地，所述蓄电池5可用于对汽车车灯、仪表盘、显示屏等用电器件供电，所述高压配电模块6可用于所述第一集成模块2、所述第二集成模块3以及所述控制模块4的电压转换、断电保护等。
在一实施例中，如图1和图2所示，所述中央控制器还包括插件7，以及均与所述高压配电模块6连接的直流母线8、直流充电口9和交流充电口10；所述插件7安装在所述第一集成模块2远离所述分隔板13的端面上；所述直流母线8、所述直流充电口9以及所述交流充电口10均安装在所述控制器壳体1上。可以理解地，汽车动力电池通过所述直流母线8连接所述高压配电模块6，所述高压配电模块6连接汽车的驱动电机，从而汽车动力电池通过该中央控制器驱动电机转动，电机的转动再带动汽车车轮的转动，进而实现了汽车转动的效果；外界交流充电器通过所述交流充电口10、所述高压配电模块6给汽车动力电池交流充电，而外界直流充电器依次通过所述直流充电口9、所述高压配电模块6给汽车动力电池直流充电。
另外，由于所述第一集成模块2集成有所述整车控制器、所述电池管理器以及所述电机控制器，从而所述插件7集成有所述整车控制器与汽车连接的接口、所述电池管理器与汽车动力电池连接的接口、以及所述电机控制器与电机连接的接口。本发明中，所述中央控制器的上层还集成有所述直流母线8、所述直流充电口9、所述交流充电口10以及所述插件7，从而进一步提升了该中央控制器的集成度和适用性。
在一实施例中，如图1所示，所述控制器壳体1还包括与所述第一安装空间11的第一开口密封连接的第一盖板101，以及与所述电池容纳空间18的第二开口密封连接的第二盖板102。具体地，所述分隔板13上设有多根螺纹柱，所述第一盖板101通过螺钉与所述螺纹柱的螺纹连接在所述第一侧板上，从而将所述第一集成模块2和所述高压配电模块6密封安装在所述第一安装空间11中；且所述第二盖板102通过螺钉与所述螺纹柱的螺纹连接在控制器壳体1上，从而将所述蓄电池5密封安装在所述电池容纳空间1中。本发明中，将所述蓄电池5单独安装在所述电池5的电池安装空间中，有利于日后对所述蓄电池5的维修，将所述高压配电模块6和所述第一集成模块2安装在所述第一安装空间11中，从而减小了所述第一集成模块2和所述高压配电模块6之间连接的铜排的长度，降低了该中央控制器的制造成本。
在一实施例中，如图4所示，所述第一集成模块2包括控制板21、第二屏蔽隔板22、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块以及连接所述IGBT模块23的母线电容24；所述控制板21安装在所述第二屏蔽隔板22的上端，所述母线电容24和所述IGBT模块安装在所述第二屏蔽隔板22的下端；所述IGBT模块和所述母线电容24连接所述分隔板13。可以理解地，所述第一集成模块2也由第二屏蔽隔板22分为上下两层，第二屏蔽隔板22上方布置有所述控制板21，第二屏蔽隔板22下方布置有所述母线电容24和所述IBGT模块，由于所述母线电容24和所述IBGT模块均为发热元件，因此将其布置在第二屏蔽隔板22下方，使其靠近分隔板13上的上层冷却水道1311，有利于所述母线电容24和所述IBGT模块与所述上层冷却水道1311中的冷却液充分接触，从而提升了所述第一集成模块2的散热效率，进而提升了该中央控制器的使用寿命。
作为优选，所述中央控制器还包括安装在所述分隔板13上的三相铜排，所述三相铜排靠近所述IBGT模块设置且连接所述IBGT模块。可以理解地，所述三线铜排与所述IBGT模块连接，可有效地减少与所述IBGT模块连接的三相铜排的长度，节约了材料，降低了该中央控制器的制造成本。
在一实施例中，如图5所示，所述分隔板13上还凹陷形成有用于安装所述IGBT模块23的IGBT容纳空间133；所述上层冷却水道1311还包括设置在所述分隔板13上且与所述IGBT容纳空间133相对设置的冷却腔体13111。可以理解地，所述冷却腔体13111设置在所述分隔板13上，且位于所述下层冷却水道1312的上方；由于所述IGBT模块23的发热量很大，在与所述IGBT模块23相对的位置单独设置有所述冷却腔体13111，可以使得所述冷却腔体13111中的冷却液可吸收所述IGBT模块23释放的热量，提升了该中央控制器的使用寿命。进一步地，所述上层冷却给水道可以仅包括连通下层冷却水道1312的所述冷却腔体13111(IGBT模块23为第一集成模块2中的主要发热元件)；可理解地，所述上层冷却水道1311还可以由所述冷却腔体13111和冷却支路组成；所述冷却支路围绕所述第一集成模块2、所述高压配电模块6设置，且连通所述冷却腔体13111。
具体地，冷却液在所述下层冷却水道1312中吸收第二集成模块3和所述控制模块4释放的热量之后，流入所述冷却腔体13111，冷却液在所述冷却腔体13111中吸收所述IGBT模块23释放的热量之后，至所述出水管流出。本发明中，该中央控制器的各冷却水道131的结构简单，制造方便，且散热效率高。
本发明另一实施例还提供了一种汽车，包括上述的中央控制器。
以上仅为本发明较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种中央控制器，其特征在于，包括控制器壳体、第一集成模块、第二集成模块和控制模块；
所述控制器壳体包括分隔板以及被所述分隔板分隔的第一安装空间和第二安装空间，所述第一集成模块安装在所述第一安装空间内，所述第二集成模块和所述控制模块安装在所述第二安装空间内。
2.根据权利要求1所述的中央控制器，其特征在于，所述分隔板上设有用于冷却所述第一集成模块、所述第二集成模块以及所述控制模块的冷却水道。
3.根据权利要求2所述的中央控制器，其特征在于，所述控制器壳体还包括安装在所述分隔板背离所述第一安装空间的端面上的密封板，所述第二集成模块和所述控制模块均安装在所述密封板背离所述分隔板的端面上；
所述冷却水道包括设置在所述分隔板与所述密封板之间的下层冷却水道，以及设置在所述分隔板中且位于所述下层冷却水道靠近所述第一集成模块的一侧的上层冷却水道；所述上层冷却水道连通所述下层冷却水道。
4.根据权利要求3所述的中央控制器，其特征在于，所述分隔板背离所述第一安装空间的端面上设有第一连接面，所述密封板背离所述第二集成模块的端面上设有第二连接面；所述第一连接面上凹陷形成第一开口槽；所述第二连接面上凹陷形成第二开口槽；所述第一连接面与所述第二连接面贴合密封连接，所述下层冷却水道由所述第一开口槽和所述第二开口槽围成。
5.根据权利要求3所述的中央控制器，其特征在于，所述控制器壳体还包括设置在所述密封板背离所述分隔板的端面上的第一屏蔽隔板；所述第一屏蔽隔板位于所述第二集成模块和所述控制模块之间。
6.根据权利要求1所述的中央控制器，其特征在于，所述中央控制器还包括蓄电池和高压配电模块；所述分隔板上远离所述第二集成模块的一侧还设有电池容纳空间，所述电池容纳空间与所述控制模块相对设置；所述蓄电池安装在所述电池容纳空间中，所述高压配电模块安装在所述第一安装空间中。
7.根据权利要求6所述的中央控制器，其特征在于，所述中央控制器还包括插件，以及均与所述高压配电模块连接的直流母线、直流充电口和交流充电口；所述插件安装在所述第一集成模块远离所述分隔板的端面上；所述直流母线、所述直流充电口以及所述交流充电口均安装在所述控制器壳体上。
8.根据权利要求6所述的中央控制器，其特征在于，所述控制器壳体还包括与所述第一安装空间的第一开口密封连接的第一盖板，以及与所述电池容纳空间的第二开口密封连接的第二盖板。
9.根据权利要求3所述的中央控制器，其特征在于，所述第一集成模块包括控制板、第二屏蔽隔板、IGBT模块以及连接所述IGBT模块的母线电容；所述控制板安装在所述第二屏蔽隔板的上端，所述母线电容和所述IGBT模块安装在所述第二屏蔽隔板的下端；所述IGBT模块和所述母线电容连接所述分隔板。
10.根据权利要求9所述的中央控制器，其特征在于，所述分隔板上还凹陷形成有用于安装所述IGBT模块的IGBT容纳空间；所述上层冷却水道还包括设置在所述分隔板上且与所述IGBT容纳空间相对设置的冷却腔体。
11.根据权利要求1所述的中央控制器，其特征在于，所述第一集成模块由整车控制器、电池管理器以及电机控制器集成，所述第二集成模块由车载充电机和高低压转换器集成，所述控制模块由PTC加热控制器和压缩机控制器集成。
12.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至11任意一项所述的中央控制器。
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