CN204184209U - 车辆控制系统和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆控制系统，包括：第一电机控制器和与所述第一电机控制器相连的配电箱，其中，所述第一电机控制器和配电箱集成于第一箱体，且所述第一电机控制器和配电箱在所述第一箱体内采用内部叠层结构进行设置；分别与所述配电箱相连的第二电机控制器和DC-DC变换器，其中，所述第二电机控制器和DC-DC变换器集成于第二箱体，且所述第二电机控制器和DC-DC变换器在所述第二箱体内采用平铺结构进行设置。由此，该车辆控制系统采用高度集成的设置结构，降低了车辆控制系统的体积，减少了车辆控制系统的生产成本，提高了箱体空间利用率和功率密度。本实用新型还公开了一种车辆。

Description

车辆控制系统和具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆控制系统和一种具有车辆控制系统的车辆。

背景技术

随着科技的发展，环保节能的电动车正在扮演着取代燃油车的角色，然而，由于电动车在充电技术方面存在着问题，所以，相关技术中提出了混合电动车，其中，混合电动车可通过发动机燃烧燃料来输出动力，还可通过电动发电机输入电能来产生动力，从而混合电动车能够提高燃油的经济性，并减少噪声和废气排放。

在相关的混合电动车中，如图1所示，电机控制器的结构大多是把电机控制器1’单独的放在一个箱体10’里，但是，上述结构设计单一，集成度不高、成本高，整车线束设计不合理，为电气设计带来困难。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种车辆控制系统，该车辆控制系统采用高度集成的结构，降低了车辆控制系统的体积、减少了车辆控制系统的生产成本。

本实用新型的另一个目的在于提出一种车辆。

根据本实用新型一方面提出了一种车辆控制系统，包括：第一电机控制器和与所述第一电机控制器相连的配电箱，其中，所述第一电机控制器和配电箱集成于第一箱体，且所述第一电机控制器和配电箱在所述第一箱体内采用内部叠层结构进行设置；分别与所述配电箱相连的第二电机控制器和DC-DC变换器，其中，所述第二电机控制器和DC-DC变换器集成于第二箱体，且所述第二电机控制器和DC-DC变换器在所述第二箱体内采用平铺结构进行设置。

根据本实用新型提出的车辆控制系统，第一电机控制器和配电箱集成于第一箱体，且第一电机控制器和配电箱在第一箱体内采用内部叠层结构进行设置，第二电机控制器和DC-DC变换器集成于第二箱体，且第二电机控制器和DC-DC变换器在第二箱体内采用平铺结构进行设置。由此，该车辆控制系统采用高度集成的设置结构，降低了车辆控制系统的体积，减少了车辆控制系统的生产成本，提高了箱体空间利用率和功率密度。

根据本实用新型另一方面提出了一种车辆，包括所述的车辆控制系统。

根据本实用新型提出的车辆，车辆控制系统采用高度集成的设置结构，降低了车辆的体积、减少了车辆的生产成本。

附图说明

图1是相关技术中的车辆控制系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的车辆控制系统的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的车辆控制系统的结构示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的车辆控制系统中电机控制器的原理示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例的车辆控制系统中电机控制器的结构示意图；以及

图6是根据本实用新型一个实施例的车辆控制系统中控制单元的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图来描述根据本实用新型实施例提出的车辆控制系统和具有其的车辆。

图2是根据本实用新型实施例的车辆控制系统的结构示意图。如图2所示，该车车辆控制系统包括：第一电机控制器1、第二电机控制器2、配电箱3和DC-DC(directcurrent-direct current，直流-直流)变换器4。

如图2所示，配电箱3与第一电机控制器1相连，第二电机控制器2和DC-DC变换器4分别与配电箱3相连，即言，配电箱3用于向第一电机控制器1、第二电机控制器2和DC-DC变换器4输送直流电，其中，第一电机控制器1和配电箱3集成于第一箱体10，且第一电机控制器1和配电箱3在第一箱体10内采用内部叠层结构进行设置，第二电机控制器2和DC-DC变换器4集成于第二箱体20，且第二电机控制器2和DC-DC变换器4在第二箱体20内采用平铺结构进行设置。

具体来说，在本实用新型实施例的车辆控制系统中，第一电机控制器1与配电箱3采用叠层设计，例如，第一电机控制器1可设置在配电箱3的上方或下方，第二电机控制器2和DC-DC变换器4采用平铺设计，例如，第二电机控制器2可设置在DC-DC变换器4的左方或右方。这样，采用高度集成的设置结构，从而降低了车辆控制系统的体积，减少了车辆控制系统的生产成本，提高了箱体空间利用率和功率密度。

具体地，根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，该车辆控制系统还包括：第一接插件101、第二接插件102、第三接插件103、第四接插件104、第五接插件105、第六接插件106、第七接插件107和第八接插件108。

其中，第一电机控制器1通过第一接插件101与第一电机MG1相连，第二电机控制器2通过第二接插件102与第二电机MG2相连，例如，第一接插件101和第二接插件102可为电机接插件；配电箱3通过第三接插件103与动力电池5相连，例如第三接插件102可为第一高压输入接插件，相应地，动力电池5可包括高压输出接插件100；配电箱3通过第四接插件104与压缩机6相连，配电箱3通过第五接插件105与热敏电阻PTC(PositiveTemperature Coefficient，正温度系数)7相连，例如，第四接插件104可为空调接插件，第五接插件105可为PTC接插件；第六接插件106与第七接插件107相连，配电箱3通过第六接插件106分别与第二电机控制器2和DC-DC变换器4相连，即配电箱3通过第六接插件106和第七接插件107与第二电机控制器2相连、配电箱3通过第六接插件106和第七接插件107与DC-DC变换器4相连，例如，第六接插件106可为第一高压输出接插件、第七接插件107可为第二高压输入接插件；第二电机控制器2通过第八接插件108与车载电脑OBC(on-board compute，车载电脑)8相连，例如，第八接插件108可为车载接插件。另外，动力电池5内还可包括19PIN接插件，19PIN接插件可与电池管理系统相连以使电池管理系统对动力电池5进行控制。

其中，第一接插件101、第三接插件103至第六接插件106设置于第一箱体10上，第二接插件102、第七接插件107和第八接插件108设置于第二箱体20上。

也就是说，第一电机控制器1、第二电机控制器2、配电箱3和DC-DC变换器4通过接插件与第一箱体10和第二箱体20之外的设备相连，从而能够减少整车的线束，有利于电气设计，进一步提高电气性能和防护等级。

具体来说，如图3所示，动力电池5可向配电箱3输送电能，配电箱3内可设有配电主线路和多条配电支路，其中，通过配电主线路可将动力电池5输送的电能分配至第一电机控制器1、第二电机控制器2和DC-DC变换器4，通过多条配电支路可将动力电池5输送的电能分配至压缩机6、热敏电阻PTC7和车载电脑OBC8，其中，配电主线路上可连接有预充接触器K1、主接触器K2和预充电阻Rp，在将电能分配至压缩机6和热敏电阻PTC7的配电支路上可设有空调接触器K3和空调保险Fc。另外，配电箱3内还可通过设置在第一箱体10上的接插件与车载充电器相连，配电箱3可通过配电支路将电能分配至车载充电器，并且在将电能分配至车载充电器，配电支路上还可设有车载接触器和车载保险。这样，在动力电池5输出驱动电机的电能和通过车载充电器为外部用电负载充电时，配电箱3管理每个用电负载与为每个用电负载提供电能的电源之间的通断、监测母线电流、管理充电模式，并且，配电箱3中的低压系统可由电池管理器控制，从而实现配电箱3中的高压回路的控制管理，例如，通过控制低压系统中接触器例如预充接触器K1、主接触器K2和空调接触器K3等的导通与关断，可实现配电箱3中的高压回路的控制管理。

另外，需要说明的是，DC-DC变换器4用于将动力电池5提供的高压电转换为低压电。具体的，DC-DC变换器4可将动力电池5的高压直流电通过MOS管和变压器的导通与关断进行转换，得到电压较低的交流电，再通过MOS管同步整流、电感电容滤波后，输出低压的直流电。例如，DC-DC变换器4可输出电压为13.8V的直流电。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，如图4和图5所示，第一电机控制器1和第二电机控制器2均包括：IGBT单元201、电流检测单元202、旋变单元203、驱动单元204和控制单元205。

IGBT单元201用于将直流电转换为交流电，IGBT单元201通过与配电箱3与动力电池5相连以获取直流电，IGBT单元201输出交流电至电机M，即第一电机MG1或第二电机MG2，例如，IGBT单元201可为六个IGBT构成的三相全桥逆变电路；电流检测单元202用于检测电机M的三相电流；旋变单元203用于检测电机M的转子位置；驱动单元204用于驱动IGBT单元201中IGBT的导通与关断以使直流电转换为交流电；控制单元205分别与驱动单元204、电流采样单元202和旋变单元203相连，控制单元205用于输出驱动信号至驱动单元204以对电机M进行控制。

也就是说，动力电池5输送的直流电VDD经配电箱3配送给IGBT单元201，IGBT单元201将直流电逆变为交流电后输出交流电至电机M以使电机旋转，这样，控制单元205通过旋变单元203获取电机M的转子位置，并通过电流检测单元202获取电机M的三相电流，控制单元205还可通过驱动单元204获取母线电压以对母线电压进行控制和处理，例如，母线电压为输入到IGBT单元201的直流电压，由此，控制单元205可根据转子位置、三相电流和母线电压输出PWM信号，驱动单元204根据PWM信号驱动IGBT单元201中IGBT导通与关断，以对电机M进行闭环控制，并驱动电机M精准地运行。优选地，控制单元205可根据最新的电机控制理论和最新的电压空间矢量控制算法对电机M进行闭环控制。

具体来说，控制单元205可包括为DSP(digital signal processing，数字信号处理)子单元、模拟通道采样子单元、模数转换子单元、旋变解码子单元、CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网)通讯子单元和备用电源子单元。如图6所示，基于上述子单元，控制单元205可采集外围信号、开关量、模拟量等，例如，可通过模拟通道子单元获取三相电流和母线电压、通过旋变解码子单元计算转子位置，同时，控制单元205还可通过CAN通讯子单元和整车信息接口9与外界进行CAN通讯以获取整车信息，这样，控制单元205可通过DSP子单元对获取的三相电流、母线电压、转子位置和整车信息进行处理和计算，以计算出PWM信号所需占空比，并输出PWM信号至驱动单元204，驱动单元204驱动IGBT单元201中IGBT导通与关断，以调整IGBT单元201输出的三相电流，从而对电机M进行控制。

另外，控制单元205还可在IGBT单元201中IGBT桥臂发生短路或断路时，向驱动单元输出保护信号以对IGBT进行保护。并且，控制单元205还以串口通讯方式与旋变单元203进行通信。换言之，控制单元205还可设有串行接口，控制单元205可通过串行接口与旋变单元203相连。由此，采用串口通讯，可减小响应时间，例如响应时间仅为10us。另外，控制单元205还可包括62PIN接插件，62PIN接插件可通过线束与整车信息接口9相连以使控制单元205获取整车信息。即言，控制单元205中的CAN通讯子单元可通过62PIN接插件与整车信息接口9相连。

根据本实用新型的一个具体示例，电流检测单元202可为霍尔电流传感器，旋变单元203可为旋转变压器。

另外，根据本实用新型的一个实施例，驱动单元204可包括开关电源、高压采样子单元、驱动电路。具体来说，可通过驱动单元204的开关电源提供IGBT的门极所需的驱动电压以及保护、采样等电路的工作电压，并通过驱动单元204的驱动电路驱动IGBT的导通与关断以实现直流电到交流电的转换。例如，开关电源可为一路输入多路输出的单端反激式开关电源。另外，高压采样子单元用于采集母线电压，以将母线电压发送至控制单元205。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，如图5所示，第一电机控制器1和第二电机控制器2均包括：集成电容206、泄放电阻Rx和泄放单元207。

其中，集成电容206连接在配电箱3与IGBT单元201之间；泄放电阻Rx连接在配电箱3与集成电容206之间；泄放单元207分别与控制单元205和配电箱3相连。

具体地，集成电容206可包括第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，第一电容C1并联在泄放电阻Rx的两端，第二电容C2的一端与第一电容C1的一端相连，第三电容C3的一端接地，第三电容C3的另一端与第一电容C1的另一端相连。

另外，需要说明的是，在配电箱3停止向第一电机控制器1和第二电机控制器2输送电能后，即在高压断电后，通过泄放电阻Rx可将母线电压在120s内降低至60V。或者，控制单元205的主动泄放子单元可控制泄放单元207工作，通过泄放单元207可将母线电压在5秒内放电到60V以下。

另外，根据本实用新型的另一个实施例，第一电机控制器1和第二电机控制器2均可包括散热器。其中，散热器用于对IGBT单元201进行散热，散热器可为柱状散热器，散热器的水道可为U型结构，从而，简化了水道设计，有利于散热和防漏水。具体地，如图6所示，驱动单元204的温度采样子单元可采集IGBT单元201中的IGBT的温度，并将采集到的温度发送至控制单元205，控制单元205根据采集到的温度对散热器进行控制。

综上，根据本实用新型提出的车辆控制系统，第一电机控制器和配电箱集成于第一箱体，且第一电机控制器和配电箱在第一箱体内采用内部叠层结构进行设置，第二电机控制器和DC-DC变换器集成于第二箱体，且第二电机控制器和DC-DC变换器在第二箱体内采用平铺结构进行设置。由此，该车辆控制系统采用高度集成的设置结构，降低了车辆控制系统的体积，减少了车辆控制系统的生产成本，提高了箱体空间利用率和功率密度。并且，第一电机控制器、第二电机控制器、配电箱和DC-DC变换器通过接插件与外部设备相连，从而能够减少整车的线束，有利于电气设计，进一步提高电气性能和防护等级。

本实用新型还提出了一种车辆，包括上述的车辆控制系统。

根据本实用新型提出的车辆，车辆控制系统采用高度集成的设置结构，降低了车辆的体积、减少了车辆的生产成本，并且能够减少整车的线束，有利于电气设计，进一步提高电气性能和防护等级。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种车辆控制系统，其特征在于，包括：

第一电机控制器和与所述第一电机控制器相连的配电箱，其中，所述第一电机控制器和配电箱集成于第一箱体，且所述第一电机控制器和配电箱在所述第一箱体内采用内部叠层结构进行设置；以及

分别与所述配电箱相连的第二电机控制器和DC-DC变换器，其中，所述第二电机控制器和DC-DC变换器集成于第二箱体，且所述第二电机控制器和DC-DC变换器在所述第二箱体内采用平铺结构进行设置。

2.如权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，还包括：

第一接插件和第二接插件，其中，所述第一电机控制器通过所述第一接插件与第一电机相连，所述第二电机控制器通过所述第二接插件与第二电机相连；

第三接插件，其中，所述配电箱通过所述第三接插件与动力电池相连；

第四接插件和第五接插件，其中，所述配电箱通过所述第四接插件与压缩机相连，所述配电箱通过所述第五接插件与热敏电阻PTC相连；

第六接插件和与第六接插件相连的第七接插件，其中，所述配电箱通过所述第六接插件分别与所述第二电机控制器和DC-DC变换器相连；以及

第八接插件，其中，所述第二电机控制器通过所述第八接插件与车载电脑OBC相连。

3.如权利要求2所述的车辆控制系统，其特征在于，其中，所述第一接插件、所述第三接插件至所述第六接插件设置于所述第一箱体上，所述第二接插件、所述第七接插件和所述第八接插件设置于所述第二箱体上。

4.如权利要求2所述的车辆控制系统，其特征在于，所述第一电机控制器和所述第二电机控制器均包括：

将直流电转换为交流电的IGBT单元，其中，所述IGBT单元通过与所述配电箱与所述动力电池相连以获取所述直流电，所述IGBT单元输出所述交流电至所述电机；

用于检测所述电机的三相电流的电流检测单元；

用于检测所述电机的转子位置的旋变单元；

用于驱动所述IGBT单元中IGBT的导通与关断的驱动单元；以及

控制单元，所述控制单元分别与所述驱动单元、所述电流采样单元和所述旋变单元相连，所述控制单元用于输出驱动信号至所述驱动单元。

5.如权利要求4所述的车辆控制系统，其特征在于，所述第一电机控制器和所述第二电机控制器均包括：

集成电容，所述集成电容连接在所述配电箱与所述IGBT单元之间；

泄放电阻，所述泄放电阻连接在所述配电箱与所述集成电容之间；以及

泄放单元，所述泄放单元分别与所述控制单元和所述配电箱相连。

6.如权利要求4所述的车辆控制系统，其特征在于，所述第一电机控制器和所述第二电机控制器均包括：

用于对所述IGBT单元进行散热的散热器，所述散热器为柱状散热器，所述散热器的水道为U型结构。

7.如权利要求5所述的车辆控制系统，其特征在于，所述集成电容包括：

第一电容，所述第一电容并联在所述泄放电阻的两端；

第二电容，所述第二电容的一端与所述第一电容的一端相连，所述第二电容的另一端接地；以及

第三电容，所述第三电容的一端接地，所述第三电容的另一端与所述第一电容的另一端相连。

8.一种车辆，其特征在于，包括：

如权利要求1-7任一项所述的车辆控制系统。