CN206922675U - 新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统和新能源车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统和新能源车，其中，控制系统包括：IPM模块，IPM模块与高压无刷电子风扇中的无刷直流电机相连，IPM模块对新能源车上提供的高压直流电进行转换以供给无刷直流电机；CAN通信模块，CAN通信模块用于接收并转发外部转速控制指令；控制模块，控制模块分别与IPM模块和CAN通信模块相连，控制模块根据外部转速控制指令对IPM模块进行控制以对无刷直流电机进行转速控制。该控制系统通过IPM模块将新能源车提供的高压电供给无刷直流电机，无需DC/DC转换模块，使得新能源车的整车成本较低，整车的质量轻，节能环保性好。

Description

新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统和新能源车

技术领域

本实用新型涉及新能源车领域，具体涉及一种新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统和一种新能源车。

背景技术

目前，对于广泛使用在燃油汽车上的无刷电子风扇中的无刷直流电机，其供电电压一般为12V或24V。当在DM(Dual Mode，双模)或纯电动新能源车上使用该无刷直流电机时，需要在整车上安装一个DC/DC转换模块，将整车电压由200～900V的高压降至12V或24V后，再给无刷直流电机供电。由此，造成新能源车成本比较高，控制系统比较复杂，整车不易布置，整车重量比较重，无法满足新能源车的节约能源需求。

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，本实用新型的第一个目的在于提出一种新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，其对无刷电子风扇中的无刷直流电机进行高压供电，无需DC/DC转换模块，使得新能源车的整车成本较低，整车的质量轻，节能环保性好。

本实用新型的第二个目的在于提出一种新能源车。

为达到上述目的，本实用新型第一方面提出了一种新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，包括：IPM模块，所述IPM模块与所述高压无刷电子风扇中的无刷直流电机相连，所述IPM模块对所述新能源车上提供的高压直流电进行转换以供给所述无刷直流电机；CAN通信模块，所述CAN通信模块用于接收并转发外部转速控制指令；控制模块，所述控制模块分别与所述IPM模块和所述CAN通信模块相连，所述控制模块根据所述外部转速控制指令对所述IPM模块进行控制以对所述无刷直流电机进行转速控制。

根据本实用新型的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，直接通过IPM模块将新能源车提供的高压电供给高压无刷电子风扇中的无刷直流电机，无需DC/DC转换模块，使得新能源车的整车成本较低，整车的质量轻，节能环保性好。

另外，本实用新型上述的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述控制模块包括第一处理器、与所述第一处理器相连的第二处理器，所述第一处理器与所述CAN通信模块相连，所述第一处理器对所述CAN通信模块接收的外部转速控制指令进行识别转换以输出转速控制信号至所述第二处理器，所述第二处理器根据所述转速控制信号对所述IPM模块进行控制。

在一些示例中，所述控制系统，还包括采集模块，所述采集模块分别与所述无刷直流电机和所述第二处理器相连，所述采集模块对所述无刷直流电机的运行参数进行采集，并将所述无刷直流电机的运行参数发送给所述第二处理器，以便所述第二处理器根据所述无刷直流电机的运行参数和所述转速控制信号对所述IPM模块进行控制。

在一些示例中，所述第二处理器将所述无刷直流电机的运行参数发送给所述第一处理器，所述第一处理器通过所述CAN通信模块将所述无刷直流电机的运行参数向外部传输。

在一些示例中，所述控制系统，还包括电源模块，所述电源模块包括第一电压输出端和第二电压输出端，所述第一电压输出端分别与所述第一处理器和所述CAN通信模块相连，所述第二电压输出端分别与所述第二处理器和所述IPM模块相连，所述电源模块通过所述第一电压输出端输出第一电压给所述第一处理器和所述CAN通信模块供电，并通过所述第二电压输出端输出第二电压给所述第二处理器和所述IPM模块供电，其中，所述第一电压小于所述第二电压。

在一些示例中，所述第一电压为3.3-5V，所述第二电压为12-15V。

在一些示例中，所述IPM模块中还集成有控制电压欠压保护电路、过温保护电路、过流保护电路和短路保护电路中的一种或多种。

在一些示例中，所述第一处理器采用DZ60芯片，所述第二处理器采用TLE9879芯片。

进一步地，本实用新型提出了一种新能源车，其包括上述的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统。

本实用新型的新能源车，采用上述新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，通过IPM模块将新能源车提供的高压电供给高压无刷电子风扇中的无刷直流电机，无需DC/DC转换模块，使得新能源车的整车成本较低，整车的质量轻，节能环保性好。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型第一个实施例的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统的方框图；

图2是根据本实用新型第二个实施例的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统的方框图；

图3是根据本实用新型第三个实施例的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统的方框图；

图4是根据本实用新型第四个实施例的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统的方框图；

图5是根据本实用新型一个示例的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统的机构示意图；以及

图6是根据本实用新型实施例的新能源车的方框图。

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。

下面参考附图描述本实用新型实施例的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统和新能源车。

图1是根据本实用新型一个实施例的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统的方框图。如图1所示，该新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统100包括：IPM模块10、CAN通信模块20和控制模块30。

其中，IPM模块10与高压无刷电子风扇中的无刷直流电机M相连，IPM模块10对新能源车上提供的高压直流电进行转换以供给无刷直流电机M。CAN通信模块20用于接收并转发外部转速控制指令。控制模块30分别与IPM模块10和CAN通信模块20相连，控制模块30根据外部转速控制指令对IPM模块10进行控制以对无刷直流电机M进行转速控制。

可选地，无刷直流电机M可以是永磁同步电机。

在本实用新型的一些实施例中，新能源车上提供的高压直流电的电压取值范围可以是200～900V，如540V高压。

具体地，新能源车启动后，其提供的高压直流电，如540V，通过IPM模块10进行转换后给高压无刷电子风扇中的无刷直流电机M供电。输入外部转速控制指令，通过CAN通信模块20将外部转速控制指令传输至控制模块30，控制模块30可根据外部转速控制指令对IPM模块10进行控制以对无刷直流电机M进行转速控制。

由此，相较于现有技术，该控制系统直接通过IPM模块将新能源车提供的高压电供给高压无刷电子风扇中的无刷直流电机，无需DC/DC转换模块，使得新能源车的整车成本较低，整车的质量轻，节能环保性好。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，控制模块30包括第一处理器31、与第一处理器31相连的第二处理器32，第一处理器31与CAN通信模块20相连，第一处理器31对CAN通信模块20接收的外部转速控制指令进行识别转换以输出转速控制信号至第二处理器32，第二处理器32根据转速控制信号对IPM模块10进行控制。需要说明的是，设置两个处理器，即第一处理器31和第二处理器32，能够保证数据传输的准确性，保证对IPM模块10控制的稳定性。

其中，第一处理器31可以采用DZ60芯片，第二处理器32可以采用TLE9879芯片。

具体地，CAN通信模块20将接收的外部转速控制指令转换成对应的易被DZ60芯片接收的CAN协议信号，DZ60芯片接收CAN协议信号，并将其转换成串口信号(即转速控制信号)输出至TLE9879芯片，TLE9879芯片根据串口信号对IPM模块10进行控制。

在本实用新型的一个示例中，可以在第二处理器32中设置一温度传感器，该温度传感器用于检测第二处理器32的温度，当该温度大于一温度阈值时，第二处理器32可以通过IPM模块10控制无刷直流电机M降低转速。

为实现IPM模块10、CAN通信模块20和控制模块30的用电需求，如图3所示，新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统100还可以包括电源模块40，电源模块40包括第一电压输出端a和第二电压输出端b，第一电压输出端a分别与第一处理器31和CAN通信模块20相连，第二电压输出端b分别与第二处理器32和IPM模块10相连，电源模块40通过第一电压输出端a输出第一电压给第一处理器31和CAN通信模块20供电，并通过第二电压输出端b输出第二电压给第二处理器32和IPM模块10供电，其中，第一电压小于第二电压。

可选地，第一电压可以为3.3-5V，如5V；第二电压可以为12-15V，如15V。

在本实用新型的一些实施例中，如图4所示，新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统100还可以包括采集模块50。其中，采集模块50分别与无刷直流电机M和第二处理器32相连，采集模块50对无刷直流电机M的运行参数进行采集，并将无刷直流电机M的运行参数发送给第二处理器32，以便第二处理器32根据无刷直流电机M的运行参数和转速控制信号对IPM模块10进行控制。

其中，无刷直流电机M的运行参数可以包括无刷直流电机M的三相中的任一相电流、任两相电流或三相电流。

进一步地，第二处理器32将无刷直流电机M的运行参数发送给第一处理器31，第一处理器31通过CAN通信模块20将无刷直流电机M的运行参数向外部传输。

具体地，第二处理器32，如TLE9879芯片，可以根据外部的转速需求，经过SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)的控制方式输出对应的开环占空比到IPM模块10，在U、V、W三相输出相应的斩波电压，接上无刷直流电机M后，采集模块50开始采集无刷直流电机M的运行参数，如三相电流，TLE9879根据无刷直流电机M的三相电流，判断无刷直流电机M转子位置，进而计算出无刷直流电机M的实际转速，将采集的三相电流与外部转速控制指令对应的三相电流进行对比，实际转速与外部转速控制指令对应的转速进行对比，通过电流-转速双闭环控制即可实现对无刷直流电机M转速的精确控制。

其中，通过SVPWM进行实时调制，可以减少无刷直流电机M的绕组电流波形的谐波成分，使无刷直流电机M转矩脉动降低，旋转磁场更趋向于圆形，提高了直流母线电压的利用率，且更易于实现数字化。

在本实用新型的一些示例中，如图5所示，IPM模块10可以采用PS22A78-E芯片，其内集成有功率开关器件IGBT管和门极驱动电路，以及控制电压欠压保护电路、过温保护电路、过流保护电路和短路保护电路中的一种或多种。

具体地，对于控制电压欠压保护电路，由于IPM模块10使用第一电压，如15V电压供电，如果供电电压低于一定值，如12.5V,且时间超过一定时间，如10ms，则此时IPM模块10开启欠压保护，封锁IGBT管的门极驱动电路，以使无刷直流电机M停转，并通过第二处理器32输出相应故障信号至第一处理器31。

对于过温保护电路，可以在靠近IPM模块10中的集成IGBT管的芯片的绝缘基板上安装了一温度传感器，当温度传感器检测到基板的温度超过一定温度时，IPM模块10开启过温保护，封锁IGBT管的门极驱动电路，以使无刷直流电机M停转，并通过第二处理器32输出相应故障信号至第一处理器31。

对于过流保护电路，如果流过IGBT管的电流值超过电流阈值，且时间超过一定时间，如10ms，则IPM模块10开启过流保护，封锁IGBT管的门极驱动电路，以使无刷直流电机M停转，并通过第二处理器32输出相应故障信号至第一处理器31。需要说明的是，为了避免发生过大的di/dt，IPM模块10可采用两级关断模式，即过流保护和短路保护操作。

对于短路保护，如果负载发生短路或控制系统故障导致短路，流过IGBT管的电流超过短路保护电流，则IPM模块10开启短路保护，封锁IGBT管的门极驱动电路，以使无刷直流电机M停转，并通过第二处理器32输出相应故障信号至第一处理器31。跟过流保护一样，为避免发生过大的di/dt，IPM模块10可采用两级关断模式。为缩短过流保护的电流检测和故障动作间的响应时间，IPM模块10可使用RTC(Real Time Clock，实时时钟)电路对电流进行实时控制，使响应时间小于100ns，从而有效抑制了电流和功率峰值，提高了保护效果。

需要说明的是，当IPM模块10发生欠压、过温、过流、短路中任一故障时，其故障输出信号持续时间可以设置为1.5～2ms，如1.8ms。该时间内IPM模块10会封锁门极驱动，关断IPM模块10；当故障输出信号持续时间结束后，IPM模块10可以自动复位，门极驱动通道开放。其中，对于短路故障，可以将故障输出信号的持续时间设置较长一些，如2ms。

举例而言，IPM模块10通过检测或采集电流、电阻两端的电压来判断发生短路时，经过检测IPM模块10引脚Csc上的RC所计算的时间(即t＝RC)后，IPM模块10进入到保护状态，切断门极驱动输出，故障信号输出引脚电压Vfo会被拉低，同时将故障信号通过TLE9879芯片输出至DZ60芯片，以告知DZ60芯片发生短路故障。

综上，本实用新型实施例的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，通过IPM模块将新能源车提供的高压电供给高压无刷电子风扇中的无刷直流电机，无需DC/DC转换模块，使得新能源车的整车成本较低，整车的质量轻，节能环保性好。另外，还能够实现对无刷直流电机转速的精准控制。

进一步地，本实用新型提出了一种新能源车。

图6是根据本实用新型实施例的新能源车的方框图。如图6所示，该新能源车1000包括本实用新型上述实施例的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统100。

本实用新型的新能源车，采用上述新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，通过IPM模块将新能源车提供的高压电供给高压无刷电子风扇中的无刷直流电机，无需DC/DC转换模块，使得新能源车的整车成本较低，整车的质量轻，节能环保性好。

另外，根据本实用新型实施例的新能源车的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

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 (9)

1.一种新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，其特征在于，包括：

IPM模块，所述IPM模块与所述高压无刷电子风扇中的无刷直流电机相连，所述IPM模块对所述新能源车上提供的高压直流电进行转换以供给所述无刷直流电机；

CAN通信模块，所述CAN通信模块用于接收并转发外部转速控制指令；

控制模块，所述控制模块分别与所述IPM模块和所述CAN通信模块相连，所述控制模块根据所述外部转速控制指令对所述IPM模块进行控制以对所述无刷直流电机进行转速控制。

2.如权利要求1所述的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，其特征在于，所述控制模块包括第一处理器、与所述第一处理器相连的第二处理器，所述第一处理器与所述CAN通信模块相连，所述第一处理器对所述CAN通信模块接收的外部转速控制指令进行识别转换以输出转速控制信号至所述第二处理器，所述第二处理器根据所述转速控制信号对所述IPM模块进行控制。

3.如权利要求2所述的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，其特征在于，还包括采集模块，所述采集模块分别与所述无刷直流电机和所述第二处理器相连，所述采集模块对所述无刷直流电机的运行参数进行采集，并将所述无刷直流电机的运行参数发送给所述第二处理器，以便所述第二处理器根据所述无刷直流电机的运行参数和所述转速控制信号对所述IPM模块进行控制。

4.如权利要求3所述的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，其特征在于，所述第二处理器将所述无刷直流电机的运行参数发送给所述第一处理器，所述第一处理器通过所述CAN通信模块将所述无刷直流电机的运行参数向外部传输。

5.如权利要求2所述的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块包括第一电压输出端和第二电压输出端，所述第一电压输出端分别与所述第一处理器和所述CAN通信模块相连，所述第二电压输出端分别与所述第二处理器和所述IPM模块相连，所述电源模块通过所述第一电压输出端输出第一电压给所述第一处理器和所述CAN通信模块供电，并通过所述第二电压输出端输出第二电压给所述第二处理器和所述IPM模块供电，其中，所述第一电压小于所述第二电压。

6.如权利要求5所述的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，其特征在于，所述第一电压为3.3-5V，所述第二电压为12-15V。

7.如权利要求1-6中任一项所述的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，其特征在于，所述IPM模块中还集成有控制电压欠压保护电路、过温保护电路、过流保护电路和短路保护电路中的一种或多种。

8.如权利要求2所述的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统，其特征在于，所述第一处理器采用DZ60芯片，所述第二处理器采用TLE9879芯片。

9.一种新能源车，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的新能源车中高压无刷电子风扇的控制系统。