CN203902308U - 一种纯电动汽车的整车控制系统及其整车结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种纯电动汽车的整车控制系统及其整车结构，通过在高压电安全管理模块中引入电池高压绝缘检测单元与高压环路互锁单元，以及真空刹车助力模块的设定，大大改善了整车用电及安全性能。在驱动管理系统中植入能量回收单元，在车辆滑行或制动时产生可回收能量，大幅度提升能源利用率，提高整车续航能力。同时整车由后桥驱动，驱动电机与后桥采用电机直插式连接，省去中间传动机构，结构更紧凑；又可减少中间损耗，传动效率更高。可有效增加电池利用率，使整车续航能力更强。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，具体地是涉及一种纯电动汽车的整车控制系统及其整车结构。
背景技术
目前，公知的常见汽车(汽油或柴油)都有很多不足，如发动机工作时噪音问题、尾气污染问题、不可再生能源问题、以及汽车行业未来发展方向问题等都是目前行业公知的问题。然而针对这些公知的问题，很多汽车厂家都积极响应国际国家号召进行改制，取得了一定的成效，将汽车改为纯电动汽车便是其中一种。纯电动汽车是用蓄电池向电机提供能源，由电机输出动力来驱动车辆前进的。相对于内燃机汽车来说，纯电动汽车具有环保、节能的诸多优越性。
但是我们知道纯电动汽车的运行情况非常复杂，在运行过程中难免会出现部件间的相互碰撞、摩擦、挤压，导致高压电路与车辆底盘之间的绝缘性能下降。电源正负极引线将通过绝缘层和底盘构成漏电流回路。当高压电路和底盘之间发生多点绝缘性能下降时，还会导致漏电回路的热积累效应，可能造成车辆的电气火灾。而现有技术中在高压电安全管理方面不够完善，导致整车的安全性能不高。而且车辆在滑行和制动时可产生一定的能量，而现有技术中并没有对该能量有足够的重视，也就没有相应的措施对其进行收集，直接造成了可利用能源的浪费。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种可以改善整车用电机及安全性能，并具有能量回收功能的一种纯电动汽车的整车控制系统及其整车结构。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种纯电动汽车的整车控制系统，包括：中心控制模块和分别与所述中心控制模块连接的BMS电池管理模块、高压电安全管理模块、驱动管理模块，所述中心控制模块用于接收所述BMS电池管理模块、所述高压电安全管理模块、所述驱动管理模块发送的信息并控制其进行相应的动作。
其中所述高压电安全管理模块包括电池高压绝缘检测单元与高压环路互锁单元，所述电池高压绝缘检测单元用于通过检测高压回路内部节点电压的变化来获取绝缘信息，所述高压环路互锁单元用于根据所述绝缘信息判断高压回路是否存在危险，如果存在危险主动切断高压回路。
所述驱动管理模块包括电机驱动单元和能量回收单元，所述电机驱动单元和所述能量回收单元分别与驱动电机和电机控制器连接，所述电机驱动单元在所述电机控制器的控制下驱动所述驱动电机运动，所述能量回收单元将所述驱动电机自转产生的电动势通过所述电机控制器逆变后产生电能，并通过所述BMS电池管理模块为电池充电。
进一步地还包括实时监控模块，所述实时监控模块与各种开关、电池和所述驱动电机连接，实时采集车辆开关信息、电池信息和驱动电机信息；所述实时监控模块与所述BMS电池管理模块、所述高压电安全管理模块和所述驱动管理模块连接，用于将所获取的车辆开关信息、电池信息和驱动电机信息与所述BMS电池管理所模块、所述高压电安全管理模块和所述驱动管理模块内设定的阈值信息进行比对，当比对结果超过阈值设定时发送故障信息给所述中心控制模块，所述中心控制模块控制相应功能模块动作。
进一步地还包括真空刹车助力模块，与所述中心控制模块连接，所述真空刹车助力模块包括真空助力器、制动主缸和刹车油壶，所述真空助力器由制动控制阀和连接于所述制动控制阀后端的制动气室构成，所述制动控制阀的前端设置有向外伸出的用于与制动踏板连接的助力推杆，所述制动气室的后端设置有向外伸出的制动推杆，所述制动主缸设置于所述制动气室的后端，所述制动推杆与制动主缸的活塞连接，所述刹车油壶连接于所述制动主缸的上端，所述刹车油壶与所述制动主缸的工作腔通过工作腔进油口连通。
进一步地所述高压电安全管理模块还包括碰撞管理单元，所述碰撞管理单元用于检测整车是否发生碰撞，如果发生碰撞发送碰撞信息给所述中心控制模块并同时切断高压回路。
进一步地还包括报警模块，所述报警模块与仪表和/或指示器连接，在所述中心控制模块的控制下通过声和/或光和/或影像的方式发送报警信息提醒驾驶员。
进一步地括烟雾温度检测模块，所述烟雾温度检测模块与所述实时监控模块连接，将烟雾温度的实际测量值实时发送给所述实时监控模块，当所述烟雾温度的实际测量值超过预先设定的阈值时发送故障信息给所述中心控制模块，所述中心控制模块控制相应功能模块动作。
进一步地所述中心控制模块为单片机，所述电机驱动单元为电机驱动器，所述碰撞管理模块为碰撞传感器，所述烟雾温度检测模块为烟雾温度传感器。
进一步地还包括辅助系统通讯模块，所述辅助系统通讯模块通过CAN总线与所述中心控制模块连接。
一种纯电动汽车的整车结构，包括上述所述的纯电动汽车的整车控制系统、驾驶室、底盘、前桥和后桥，所述底盘上安装有电池、DC转换器和驱动电机，所述驾驶室内设有仪表台、电源总开关、换挡器和加速器，所述仪表台上设有电门开关和运行开关，电源总开关与电池联接并控制整车电源的通断，电机控制器和驱动电机由电池直接供电，仪表台由电池经DC转换器变换电压后供电，仪表台的电源通断由电门开关控制。
进一步地所述电池、BMS电池管理模块和高压电安全管理模块安装在所述前桥上，驱动管理模块安装在靠近所述后桥前方大梁内侧，所述驱动电机直插式安装在所述后桥上。
采用上述技术方案，本实用新型至少包括如下有益效果：
(1)本实用新型所述的一种纯电动汽车的整车控制系统，通过在高压电安全管理模块中引入电池高压绝缘检测单元与高压环路互锁单元，以及真空刹车助力模块的设定，大大改善了整车用电及安全性能。在驱动管理系统中植入能量回收单元，在车辆滑行或制动时产生可回收能量，大幅度提升能源利用率，提高整车续航能力。
(2)本实用新型所述的一种纯电动汽车的整车结构，具有较为完善的整车控制系统，乘车安全性能较高。同时整车由后桥驱动，驱动电机与后桥采用电机直插式连接，省去中间传动机构，结构更紧凑；又可减少中间损耗，传动效率更高。可有效增加电池利用率，使整车续航能力更强。
附图说明
图1为一种实施例所述的纯电动汽车的整车控制系统结构图；
图2为一种实施例所述的纯电动汽车的整车结构主视图；
图3为一种实施例所述的纯电动汽车的整车结构俯视图。
其中：1.驾驶室，2.底盘,3.前桥,4.后桥，5.驱动电机，6.驱动管理模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1
如图1所示，为符合本实施例的一种纯电动汽车的整车控制系统，包括：中心控制模块和分别与所述中心控制模块连接的BMS电池管理模块、高压电安全管理模块、驱动管理模块，所述中心控制模块用于接收所述BMS电池管理模块、所述高压电安全管理模块、所述驱动管理模块发送的信息并控制其进行相应的动作。
其中所述高压电安全管理模块包括电池高压绝缘检测单元与高压环路互锁单元，所述电池高压绝缘检测单元用于通过检测高压回路内部节点电压的变化来获取绝缘信息，所述高压环路互锁单元用于根据所述绝缘信息判断高压回路是否存在危险，如果存在危险主动切断高压回路。其中所述电池高压绝缘检测单元与所述高压环路互锁单元均为电路结构。
所述驱动管理模块包括电机驱动单元和能量回收单元，所述电机驱动单元和所述能量回收单元分别与驱动电机和电机控制器连接，所述电机驱动单元在所述电机控制器的控制下驱动所述驱动电机运动，所述能量回收单元将所述驱动电机自转产生的电动势通过所述电机控制器逆变后产生电能，并通过所述BMS电池管理模块为电池充电。本实施例所述的所述电机驱动单元可以为电机驱动器。
优选地还包括实时监控模块，所述实时监控模块与各种开关、电池和所述驱动电机连接，实时采集车辆开关信息、电池信息和驱动电机信息；所述实时监控模块与所述BMS电池管理模块、所述高压电安全管理模块和所述驱动管理模块连接，用于将所获取的车辆开关信息、电池信息和驱动电机信息与所述BMS电池管理所模块、所述高压电安全管理模块和所述驱动管理模块内设定的阈值信息进行比对，当比对结果超过阈值设定时发送故障信息给所述中心控制模块，所述中心控制模块控制相应功能模块动作。
本实施例所需比对信息可以包括所述驱动电机转速高于限值、所述驱动电机温度高于限值、所述电机控制器温度、绝缘值、SOC值、单体电池电压值、电池温度值等信息。所述限值可以是指整车厂(或零部件厂)规定的值(如所述电机控制器的厂家规定：所述电机控制器温度在大于或者等于65℃时报警，大于或者等于75℃时降功率，大于或者等于85℃时停机)。由于所述阈值的设定为本领域技术人员的常规技术手段，故此处不再赘述。
优选地还包括真空刹车助力模块，与所述中心控制模块连接，所述真空刹车助力模块包括真空助力器、制动主缸和刹车油壶，所述真空助力器由制动控制阀和连接于所述制动控制阀后端的制动气室构成，所述制动控制阀的前端设置有向外伸出的用于与制动踏板连接的助力推杆，所述制动气室的后端设置有向外伸出的制动推杆，所述制动主缸设置于所述制动气室的后端，所述制动推杆与制动主缸的活塞连接，所述刹车油壶连接于所述制动主缸的上端，所述刹车油壶与所述制动主缸的工作腔通过工作腔进油口连通。本领域技术人员应当知晓，上述所述的真空刹车助力模块的具体设定旨在为了可以充分实施本实施例所述的技术方案而做的说明，本领域技术人员完全可以根据实际使用需求使用具有其他结构的真空刹车助力模块。
为了充分保证行车安全，本实施例所述高压电安全管理模块还包括碰撞管理单元，所述碰撞管理单元用于检测整车是否发生碰撞，如果发生碰撞发送碰撞信息给所述中心控制模块并同时切断高压回路，实现电池与外部电路的电隔离。
优选地还包括报警模块，所述报警模块与仪表和/或指示器连接，在所述中心控制模块的控制下通过声和/或光和/或影像的方式发送报警信息提醒驾驶员。让驾驶员注意车辆的异常情况，以便及时处理，避免发生安全事故。
为了使电池与车体实现二次绝缘，在电池箱内安装烟雾温度检测模块，所述烟雾温度检测模块与所述实时监控模块连接，将烟雾温度的实际测量值实时发送给所述实时监控模块，当所述烟雾温度的实际测量值超过预先设定的阈值时发送故障信息给所述中心控制模块，所述中心控制模块控制相应功能模块动作。所述烟雾温度检测模块的设定能保证整车及时对事故作出正确的处理，确保人身和财产安全。
优选地所述中心控制模块为单片机，所述电机驱动单元为电机驱动器，所述碰撞管理模块为碰撞传感器，所述烟雾温度检测模块为烟雾温度传感器。进一步优选地还包括辅助系统通讯模块，所述辅助系统通讯模块通过CAN总线与所述中心控制模块连接。所述中心控制模块可以为单片机也可以为其他控制器，本实施例对此不作限定。所述实时监控模块、所述高压电安全管理模块和所述驱动管理模块均为电路结构，由于本实施例的创新点不在于此，且本领域技术人员应当知晓，故此处不再赘述。本领域技术人员应当知晓，上述所述的技术方案只是为了可以充分说明本实施例的优选实施方案，并非用于对本实施例的限制，任何显而易见的变化和替换均在本实施例的保护范围之内。
本实施例所述的一种纯电动汽车的整车控制系统，通过在高压电安全管理模块中引入电池高压绝缘检测单元与高压环路互锁单元，以及真空刹车助力模块的设定，大大改善了整车用电及安全性能。在驱动管理系统中植入能量回收单元，在车辆滑行或制动时产生可回收能量，大幅度提升能源利用率，提高整车续航能力。
实施例2
如图2和图3所示，为符合本实施例的一种纯电动汽车的整车结构，包括实施例1所述的纯电动汽车的整车控制系统、驾驶室1、底盘2、前桥3和后桥4，所述底盘2上安装有电池、DC转换器和驱动电机5，所述驾驶室1内设有仪表台、电源总开关、换挡器和加速器，所述仪表台上设有电门开关和运行开关，电源总开关与电池联接并控制整车电源的通断，电机控制器和驱动电机5由电池直接供电，仪表台由电池经所述DC转换器变换电压后供电，仪表台的电源通断由电门开关控制。由于所述驾驶室1和仪表台以及各种开关的设定和安装均为本领域技术人员的常用技术手段，此处不再赘述。
优选地所述电池、BMS电池管理模块和高压电安全管理模块安装在所述前桥3上，驱动管理模块6安装在靠近所述后桥4前方大梁内侧，所述驱动电机5直插式安装在所述后桥4上。由于其他结构为本领域技术人员的常规设定，本实施例对此不再赘述。
本实施例所述的一种纯电动汽车的整车结构，具有较为完善的整车控制系统，乘车安全性能较高。同时整车由后桥4驱动，驱动电机5与后桥4采用电机直插式连接，省去中间传动机构，结构更紧凑；又可减少中间损耗，传动效率更高。可有效增加电池利用率，使整车续航能力更强。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型创造的实施范围。凡依本实用新型创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种纯电动汽车的整车控制系统，其特征在于，包括：中心控制模块和分别与所述中心控制模块连接的BMS电池管理模块、高压电安全管理模块、驱动管理模块，所述中心控制模块用于接收所述BMS电池管理模块、所述高压电安全管理模块、所述驱动管理模块发送的信息并控制其进行相应的动作；
其中所述高压电安全管理模块包括电池高压绝缘检测单元与高压环路互锁单元，所述电池高压绝缘检测单元用于通过检测高压回路内部节点电压的变化来获取绝缘信息，所述高压环路互锁单元用于根据所述绝缘信息判断高压回路是否存在危险，如果存在危险主动切断高压回路；
所述驱动管理模块包括电机驱动单元和能量回收单元，所述电机驱动单元和所述能量回收单元分别与驱动电机和电机控制器连接，所述电机驱动单元在所述电机控制器的控制下驱动所述驱动电机运动，所述能量回收单元将所述驱动电机自转产生的电动势通过所述电机控制器逆变后产生电能，并通过所述BMS电池管理模块为电池充电。
2.如权利要求1所述的纯电动汽车的整车控制系统，其特征在于：还包括实时监控模块，所述实时监控模块与各种开关、电池和所述驱动电机连接，实时采集车辆开关信息、电池信息和驱动电机信息；所述实时监控模块与所述BMS电池管理模块、所述高压电安全管理模块和所述驱动管理模块连接，用于将所获取的车辆开关信息、电池信息和驱动电机信息与所述BMS电池管理所模块、所述高压电安全管理模块和所述驱动管理模块内设定的阈值信息进行比对，当比对结果超过阈值设定时发送故障信息给所述中心控制模块，所述中心控制模块控制相应功能模块动作。
3.如权利要求2所述的纯电动汽车的整车控制系统，其特征在于：还包括真空刹车助力模块，与所述中心控制模块连接，所述真空刹车助力模块包括真空助力器、制动主缸和刹车油壶，所述真空助力器由制动控制阀和连接于所述制动控制阀后端的制动气室构成，所述制动控制阀的前端设置有向外伸出的用于与制动踏板连接的助力推杆，所述制动气室的后端设置有向外伸出的制动推杆，所述制动主缸设置于所述制动气室的后端，所述制动推杆与制动主缸的活塞连接，所述刹车油壶连接于所述制动主缸的上端，所述刹车油壶与所述制动主缸的工作腔通过工作腔进油口连通。
4.如权利要求2或3所述的纯电动汽车的整车控制系统，其特征在于：所述高压电安全管理模块还包括碰撞管理单元，所述碰撞管理单元用于检测整车是否发生碰撞，如果发生碰撞发送碰撞信息给所述中心控制模块并同时切断高压回路。
5.如权利要求4所述的纯电动汽车的整车控制系统，其特征在于：还包括报警模块，所述报警模块与仪表和/或指示器连接，在所述中心控制模块的控制下通过声和/或光和/或影像的方式发送报警信息提醒驾驶员。
6.如权利要求5所述的纯电动汽车的整车控制系统，其特征在于：还包括烟雾温度检测模块，所述烟雾温度检测模块与所述实时监控模块连接，将烟雾温度的实际测量值实时发送给所述实时监控模块，当所述烟雾温度的实际测量值超过预先设定的阈值时发送故障信息给所述中心控制模块，所述中心控制模块控制相应功能模块动作。
7.如权利要求5或6所述的纯电动汽车的整车控制系统，其特征在于：所述中心控制模块为单片机，所述电机驱动单元为电机驱动器，所述碰撞管理模块为碰撞传感器，所述烟雾温度检测模块为烟雾温度传感器。
8.如权利要求7所述的纯电动汽车的整车控制系统，其特征在于：还包括辅助系统通讯模块，所述辅助系统通讯模块通过CAN总线与所述中心控制模块连接。
9.一种纯电动汽车的整车结构，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的纯电动汽车的整车控制系统、驾驶室、底盘、前桥和后桥，所述底盘上安装有电池、DC转换器和驱动电机，所述驾驶室内设有仪表台、电源总开关、换挡器和加速器，所述仪表台上设有电门开关和运行开关，电源总开关与电池联接并控制整车电源的通断，电机控制器和驱动电机由电池直接供电，仪表台由电池经DC转换器变换电压后供电，仪表台的电源通断由电门开关控制。
10.如权利要求9所述的纯电动汽车的整车结构，其特征在于：所述电池、BMS电池管理模块和高压电安全管理模块安装在所述前桥后方大梁内侧，驱动管理模块安装在靠近所述后桥前方大梁内侧，所述驱动电机直插式安装在所述后桥上。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160114 Address after: 300000, No. 1, No. 6, Jiahe incubator, HNA West Road, Ninghe modern industry zone, Tianjin, 1001 Patentee after: TIANJIN JINGDA SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 215125 Jiangwan village, car town, Suzhou, Jiangsu, Wuzhong District Patentee before: Suzhou Jingda Sanitation Equipment Co., Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20141029 Termination date: 20160611 |