CN205686396U - 一种适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器，该控制器包括给控制器供电的电源模块、用于采集汽车真空罐气压的气压传感器、模拟量采集模块、主控芯片和用于驱动真空泵控制开关的功率驱动模块，所述主控芯片通过模拟量采集模块与气压传感器连接，所述主控芯片与功率驱动模块连接。本实用新型可以实现真空泵的智能化控制，并实时检测气压传感器是否存在故障，同时采用集成化设计，安装方便，可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源纯电动领域，尤其是涉及一种适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器。
背景技术
面对日趋严重的能源短缺与环境恶化问题，新型车辆的开发利用愈来愈受到各国政府的高度重视，在这种背景下，清洁无污染、零排放的纯电动物流车成为当今最有发展前途的运输工具之一。传统汽车的真空泵使用发动机作为真空源，而纯电动车由于无发动机，车辆无法获取持续真空源，导致无法使用真空泵进行辅助制动。
为解决前述问题，目前的做法是采用继电器等部件搭建真空泵控制系统，当检测到真空储气罐气压低于设定阀值时，报警开关输出开关信号，并通过延迟继电器给真空泵持续供电一段时间(通过延迟继电器设定)，在供电期间内，真空泵持续工作，然后延迟继电器断开，真空泵停止工作，持续循环。这种方式具有以下缺点：
1、由于报警开关安装工作环境恶劣，对报警开关的性能提出了较高的要求，若使用一般器件，故障率高，而质量好的报警开关，成本较高；
2、因为无法知道整车气压情况，采用粗糙的时间控制方式，导致真空泵工作时间过长，且大部分时间在做无用功，浪费能源；
3、零部件较多，安装繁杂。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器，为无发动机的纯电动汽车解决无法利用真空进行辅助制动的问题，同时根据新能源汽车真空助力系统的特点，设计控制器模块，提高新能源汽车运行可靠性。
本实用新型的实用新型目的通过以下技术方案来实现：
一种适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器，其特征在于，该控制器包括给控制器供电的电源模块、用于采集汽车真空罐气压的气压传感器、模拟量采集模块、主控芯片和用于驱动真空泵控制开关的功率驱动模块，所述主控芯片通过模拟量采集模块与气压传感器连接，所述主控芯片与功率驱动模块连接。
作为进一步的技术方案，该控制器还包括与汽车CAN网络实时通信的CAN模块，该CAN模块与主控芯片连接。
作为进一步的技术方案，所述电源模块包括将第一电压转化成第二电压的第一电路和将第二电压转换成第三电压的第二电路。
作为进一步的技术方案，所述气压传感器设置在汽车真空罐中。
作为进一步的技术方案，所述第一电路采用GM7130芯片，该芯片的输入和输出侧设置有滤波电容，同时还设置有共模电感和TVS管。
作为进一步的技术方案，所述第二电路采用GM660芯片，其输入输出端设有滤波器。
作为进一步的技术方案，所述电源包括三端稳压器TL431，该稳压器直接从汽车电池取电并对外供电。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、实现真空泵的智能化控制，实时检测车辆气压，根据车辆气压控制真空泵启停，提高了真空泵打气效率；
2、检测气压传感器是否存在故障，并将故障发送给整车控制器，提高整车运行的安全性；
3、集成化设计，安装方便，可靠性高。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
本实用新型提供一种适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器，该控制器包括给控制器供电的电源模块、用于采集汽车真空罐气压的气压传感器、模拟量采集模块、主控芯片和用于驱动真空泵控制开关的功率驱动模块，主控芯片通过模拟量采集模块与气压传感器连接，主控芯片与功率驱动模块连接。另外，控制器还设置与汽车CAN网络实时通信的CAN模块，该CAN模块与主控芯片连接。以下对各模块进行详细说明：
电源模块：由于纯电动货车的电源为24V(即第一电压)，而控制器内部芯片的工作电压为5V(即第二电压)或3.3V(即第三电压)，因此电源模块应包括24V转5V和5V转3.3V两个电路，除此之外，控制器还要为气压传感器提供5V电源，以保证AD转换器的参考电平和模拟量输入信号的参考电平一致。
为保证电压输出的稳定性及良好的抗干扰能力，24V转5V的电路采用GM7130芯片，GM7130是一款输出能力为3A的开关电源芯片。采用合理的元器件配置可使GM7130在7～40V直流输入电压下输出精度为±4％的5V电压。另外，电源模块必须要求通过静电放电、传导发射、辐射发射等测试。因此，在GM7130的输入输出侧要设置良好的旁路与滤波电路，其滤波电容耐压为50V，以保证承受38V的静电放电测试。对共模电流要采用共模电感进行抑制，增加TVS管吸收浪涌电流。
5V转3.3V的电路设计采用线性电源GM6605-3.3。考虑该芯片PWM斩波控制的开关电源，输出级为工作主频为40MHz的MCU，输入输出级都对隔离与滤波有较高要求，因此，在输入输出级使用滤波器。
在对外提供的5V电源时(主要为气压传感器提供电源)，使用汽车级三端稳压器TL431从24V电源平面取电输出。
功率驱动模块：功率驱动模块主要是对继电器的驱动，即控制真空泵开闭的继电器。此处采用4通道智能功率开关芯片TLE6220GP。该芯片可同时驱动4路继电器，4路并行驱动能力为1A，单路输出能力为3A，具有过温、过压和短路故障保护功能，故障信息通过SPI总线进行传输。
模拟量采集模块：模拟输入信号来自于气压传感器。电压范围在0～5V之间。这类信号滤波后，为增加驱动能力，一般用电压跟随器送到MCU的AD口进行A/D转换。
CAN模块：采用S12XEP100，由于S12XEP100片内集成了两个CAN210B总线控制器模块，所以VCU的CAN通信模块不需要添加片外CAN控制器、电路设计较为简单。
本实用新型的控制原理为：
真空泵控制采用飞思卡尔的9S12XEP100作为主控芯片，内部电源模块将整车24v电压转化为5V及3.3V电压，给芯片内部器件及气压传感器供电。气压传感器放置于真空罐中，实时采集整车气压，并将获得的气压对应的电压发送给模拟量采集模块，主控芯片实时获取整车气压状态。当整车气压低于设定值(-60kap)时，通过功率驱动模块闭合继电器，给真空泵提供5V电源，真空泵开始工作。当整车气压高于设定值(-80kpa)时，通过高端驱动模块断开继电器，真空泵停止工作。
同时，主控芯片还具有自检功能，当气压传感器输入的电压信号异常(小于0.2v或大于4.5V时)，即认为电源模块异常或者电源线信号线线路存在异常。
本控制器的CAN模块，用来与整车CAN网络实时通信，将整车气压及控制器故障状态发送给整车控制器，为整车控制提供故障判断及处理依据，提高新能源汽车运行的安全性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器，其特征在于，该控制器包括给控制器供电的电源模块、用于采集汽车真空罐气压的气压传感器、模拟量采集模块、主控芯片和用于驱动真空泵控制开关的功率驱动模块，所述主控芯片通过模拟量采集模块与气压传感器连接，所述主控芯片与功率驱动模块连接。
2.根据权利要求1所述的适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器，其特征在于，该控制器还包括与汽车CAN网络实时通信的CAN模块，该CAN模块与主控芯片连接。
3.根据权利要求1所述的适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器，其特征在于，所述电源模块包括将第一电压转化成第二电压的第一电路和将第二电压转换成第三电压的第二电路。
4.根据权利要求1所述的适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器，其特征在于，所述气压传感器设置在汽车真空罐中。
5.根据权利要求3所述的适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器，其特征在于，所述第一电路采用GM7130芯片，该芯片的输入和输出侧设置有滤波电容，同时还设置有共模电感和TVS管。
6.根据权利要求3所述的适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器，其特征在于，所述第二电路采用GM660芯片，其输入输出端设有滤波器。
7.根据权利要求3所述的适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器，其特征在于，所述电源包括三端稳压器TL431，该稳压器直接从汽车电池取电并对外供电。
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| CN105946835A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-09-21 | 成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司 | 一种适用于纯电动汽车的电动真空泵控制器及控制方法 |
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| CN108248388A (zh) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 智能自导向胶轮低地板汽车列车的低压配电系统 |
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