CN207579565U - 集成驱动电机控制器及新能源汽车驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种集成驱动电机控制器及新能源汽车驱动系统，涉及新能源汽车技术领域。集成驱动电机控制器包括电机控制模块、DC/DC转换器模块以及保险丝继电器模块，电机控制模块用于获取动力电池包提供的高压直流电，将高压直流电转化为驱动电机所需的交流电以控制驱动电机的工作状态，DC/DC转换器模块用于将高压直流电降压，保险丝继电器模块用于为汽车的高压系统提供保护，集成驱动电机控制器，具有基本的驱动电机控制功能、驱动系统保护功能，以及DC/DC输出功能、高压分线盒功能，提供高压保护，集成了上述的多种功能，使汽车前机舱布局简洁，节省高压线束与接插件，简化了设计方案，减少了工作量，降低了生产的成本。

Description

集成驱动电机控制器及新能源汽车驱动系统

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车领域，具体而言，涉及一种集成驱动电机控制器及新能源汽车驱动系统。

背景技术

随着新能源行业的飞速发展，作为电动汽车的核心“三电”系统之一，电机及控制器也得到了较快的发展，驱动电机控制器也由最初的单一控制驱动电机功能朝着多功能、集成化方向发展。

驱动电机控制器经历了几个发展阶段，每个阶段都有自己的特点，总结一下目前市场上驱动电机及控制器的基本方案如下：一种是电机控制器独立采集车辆油门、刹车、档位等信号。电机控制器内部集成正负极接触器、预充接触器、预充电阻等高压元件，通过主控芯片采集接触器前后端电压来判定预充状态，电机控制器与电池管理系统、行车仪表构成了一个高压系统控制及显示系统。该方案的适合于对成本要求苛刻的低速电动汽车。此外还有通过整车控制器采集车辆油门、刹车、档位等信号，通过CAN通讯发送扭矩指令给电机控制器执行。电机控制器内部不需要集成众多高压器件，但需要配置一个高压分线盒，以实现慢充、空调压缩机、PTC加热等高压分线功能。电机控制器与整车控制器、电池管理系统、行车仪表构成了一个高压系统控制及显示系统。该方案的适合于对成本要求相对宽松的高压电动汽车。

目前以上两种方案都有各自的问题，比如第一种适合于低速电动汽车，第二种方案适合于高速电动汽车系统，驱动电机控制器配置能满足系统复杂的高压构架需求，但需要另外配置一个高压分线盒，这对于前机舱尺寸空间异常紧张的A00级以下电动汽车来讲，空间布置及其困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种集成驱动电机控制器及新能源汽车驱动系统，以实现既满足高速电动汽车系统复杂程度需求，又能满足整车前机舱空间布置的功能。

本实用新型是这样实现的：

一种集成驱动电机控制器，所述集成驱动电机控制器应用于新能源汽车，所述新能源汽车包括动力电池包，所述集成驱动电机控制器包括电机控制模块、DC/DC转换器模块以及保险丝继电器模块，所述DC/DC转换器模块与所述保险丝继电器模块连接，所述电机控制模块、DC/DC转换器模块以及保险丝继电器模块均与动力电池包电性连接，所述电机控制模块用于获取动力电池包提供的高压直流电，将高压直流电转化为驱动电机所需的交流电信号以控制所述驱动电机的工作状态，所述DC/DC转换器模块用于将高压直流电信号降压，以为汽车的低压系统供电，所述保险丝继电器模块用于为所述汽车的高压系统提供保护。

进一步地，所述电机控制模块包括电源及功率驱动电路、控制器以及IGBT模组，所述控制器与所述电源及功率驱动电路电连接，所述IGBT模组与所述电源及功率驱动电路电连接，所述IGBT模组用于在所述控制器和所述电源及驱动电路的控制下将获取到的直流电信号转化为交流电信号。

进一步地，所述集成驱动电机控制器通过CAN总线与汽车的整车控制器连接，用于接收整车控制器的指令，并根据所述指令控制所述驱动电机的运转。

进一步地，电机控制模块还包括温度传感器、电流传感器以及电压传感器，所述温度传感器、电流传感器以及电压传感器均与所述控制器电连接，所述电流传感器、电压传感器以及所述温度传感器分别用于采集所述集成驱动电机控制器的电流、电压以及温度信息，并将采集到的信息传输至所述控制器，所述控制器依据所述信息控制所述电源及驱动电路调整电压或电流。

进一步地，所述电机控制模块还包括滤波电容，所述滤波电容与所述IGBT模组连接，用于平滑所述IGBT模组输出的交流电信号。

进一步地，所述集成驱动电机控制器包括母线端口，所述集成驱动电机控制器包括母线端口，所述电机控制模块、DC/DC转换器模块以及保险丝继电器模块分别与所述母线端口电连接，所述母线端口用于与动力电池包电性连接以获取动力电池包提供的高压直流电信号。

进一步地，所述集成驱动电机控制器还包括散热模块，所述散热模块包括水冷散热板，所述水冷散热板包括动力泵以及冷却液管道，所述动力泵与所述电机控制模块电连接，用于在所述电机控制模块的控制下驱动冷却液管道内的冷却液进行散热，所述冷却液管道还与冷却液接口连接，所述冷却液接口用于将冷却液导入所述水冷散热板。

进一步地，所述集成驱动电机控制器包括母低压信号接口，所述DC/DC转换器模块与所述低压信号接口连接以输出降压后的电信号为低压系统供电。

所述新能源汽车还包括副电池，所述DC/DC转换器模块还通过外部低压线束与副电池连接，以为所述副电池充电。

一种新能源汽车驱动系统，所述新能源汽车驱动系统包括动力电池包、驱动电机以及集成驱动电机控制器，所述集成驱动电机控制器与所述动力电池包连接，所述驱动电机与所述集成驱动电机控制器连接，所述集成驱动电机控制器应用于新能源汽车，所述新能源汽车包括动力电池包，所述集成驱动电机控制器包括电机控制模块、DC/DC转换器模块以及保险丝继电器模块，所述DC/DC转换器模块与所述保险丝继电器模块连接，所述电机控制模块、DC/DC转换器模块以及保险丝继电器模块均与动力电池包电性连接，所述电机控制模块用于获取动力电池包提供的高压直流电，将所述高压直流电转化为驱动电机所需的交流电信号以控制所述驱动电机的工作状态，所述DC/DC转换器模块用于将高压直流电信号降压，以为汽车的低压系统供电，所述保险丝继电器模块用于为所述汽车的高压系统提供保护。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种集成驱动电机控制器及新能源汽车驱动系统，所述集成驱动电机控制器应用于新能源汽车，所述新能源汽车包括动力电池包，所述集成驱动电机控制器包括电机控制模块、DC/DC转换器模块以及保险丝继电器模块，所述DC/DC转换器模块与所述保险丝继电器模块连接，所述电机控制模块、DC/DC转换器模块以及保险丝继电器模块均与动力电池包电性连接，所述电机控制模块用于获取动力电池包提供的高压直流电，将所述高压直流电转化为驱动电机所需的交流电信号以控制所述驱动电机的工作状态，所述DC/DC转换器模块用于将高压直流电信号降压，以为汽车的低压系统供电，所述保险丝继电器模块用于为所述汽车的高压系统提供保护，本实用新型提供的集成驱动电机控制器，具有基本的驱动电机控制功能，还具有驱动系统保护功能，以及DC/DC输出功能，还具有高压分线盒功能，提供高压保护，集成了上述的多种功能，使汽车前机舱布局简洁，节省高压线束与接插件，简化了设计方案，减少了工作量，降低了生产的成本。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型所提供的一种新能源汽车驱动系统示意图。

图2示出了集成驱动电机控制器示意图。

图3示出了电机控制模块的示意图。

图4示出了散热模块的示意图。

图标：100-新能源汽车驱动系统；110-动力电池包；120-驱动电机；200-集成驱动电机控制器；210-电机控制模块；211-电源及功率驱动电路；212-控制器；213-IGBT模组；214-温度传感器；215-电流传感器；216-电压传感器；217-滤波单元；220-DC/DC转换器模块；230-散热模块；231-水冷散热板；2311-动力泵；2312-冷却液管道；2313-冷却液接口；240-保险丝继电器模块；251-母线端口；252-高压输出接口；253-低压信号接口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

请参阅图1，本实施例提供了新能源汽车驱动系统100，新能源汽车驱动系统100包括动力电池包110、驱动电机120以及集成驱动电机控制器200，所述集成驱动电机控制器200与所述动力电池包110连接，所述驱动电机120与所述集成驱动电机控制器200连接，所述集成驱动电机控制器200用于从所述动力电池包110获取电能，并控制驱动所述驱动电机120的运转。

第二实施例

请参阅图2，本实施例提供了一种集成驱动电机控制器200，集成驱动电机控制器200应用于新能源汽车驱动系统100，所述新能源汽车驱动系统100包括动力电池包110以及驱动电机120，所述集成驱动电机控制器200用于将动力电池包110提供的电能传输至驱动电机120，以控制驱动电机120的运转。

集成驱动电机控制器200包括电机控制模块210、DC/DC转换器模块220、散热模块230以及保险丝继电器模块240以及多个接口，例如母线端口251、高压输出接口252和低压信号接口253。

其中，所述母线端口251用于与动力电池包110电连接，用于接入动力电池包110提供的高压直流电。所述DC/DC转换器模块220还与所述保险丝继电器模块240连接，所述电机控制模块210、DC/DC转换器模块220以及保险丝继电器模块240分别与所述母线端口251电连接，以获取动力电池包110提供的高压直流电，所述DC/DC转换器模块220和电机控制模块210分别与低压信号接口253连接，用于输出降压后的直流信号，所述保险丝继电器模块240与高压输出接口252连接，用于输出高压信号。

请参阅图3，电机控制模块210包括电源及功率驱动电路211、控制器212以及IGBT模组213，温度传感器214、电流传感器215以及电压传感器216；所述控制器212与所述电源及功率驱动电路211电连接，所述IGBT模组213与所述电源及功率驱动电路211电连接，所述IGBT模组213用于在所述控制器212和所述电源及功率驱动电路211的控制下将获取到的直流电信号转化为交流电信号。以实现驱动电机120的四象限控制。所述温度传感器214、电流传感器215以及电压传感器216均与所述控制器212电连接，所述温度传感器214用于用于检测控制器212的温度，并将检测到的温度信息传输至所述控制器212，所述电流传感器215和所述电压传感器216分别用于测量所述集成驱动电机控制器200内部的电流和电压，并将检测到的信息发送至所述控制器212，控制器212根据所述温度、电流、电压等信息调整输出至驱动电机120的电压或电流的大小，配合相应的算法实现转矩、转速、温度等控制与保护。

于本实施例中，所述控制器212还通过CAN总线与汽车的整车控制器连接，用于接收整车控制器的指令，并根据所述指令控制所述驱动电机120的运转。

于本实施例中，所述电机控制模块210还包括滤波单元217，所述滤波单元217与所述IGBT模组213连接，用于平滑所述IGBT模组213输出的交流电信号。在本实施例中，所述滤波单元217可以是滤波电容，但不限于此，还可以是其余的具有相同或相似功能的组件。

请参阅图4，散热模块230用于对电机控制模块210和DC/DC转换器模块220散热，于本实施例中，散热模块230采用水冷散热，通过冷却液在管道内循环带走热量。所述散热模块230包括水冷散热板231，所述水冷散热板231包括动力泵2311以及冷却液管道2312，所述动力泵2311与所述电机控制模块210电连接，用于在所述电机控制模块210的控制下驱动冷却液管道2312内的冷却液进行散热，所述冷却液管道2312还与冷却液接口2313连接，所述冷却液接口2313用于将冷却液导入所述水冷散热板231。当所述温度传感器214检测到温度高于预设值时，例如80°，电机控制模块210的控制器212控制所述动力泵2311加大功率，进行散热。

DC/DC转换器模块220与低压信号接口253连接，用于将动力电池包110提供的电信号进行电压变换，例如进行降压以供所述新能源汽车的低压系统使用。在本实用新型的部分其余实施例中，所述新能源汽车还包括副电池，所述DC/DC转换器模块220还可以通过外部低压线束与副电池连接，以为所述副电池充电。

所述保险丝继电器模块240用于为所述新能源汽车的高压系统提供供电保护，动力电池包110提供的高压电能通过保险丝继电器模块240经高压输出接口252与新能源汽车的高压系统电连接，例如车载充电机、空调压缩机、PTC加热模块等。当系统内的电压值高于预设值时，保险丝继电器模块240会关断电路。

综上所述本实用新型提供了一种集成驱动电机控制器及新能源汽车驱动系统，所述集成驱动电机控制器应用于新能源汽车，所述新能源汽车包括动力电池包，所述集成驱动电机控制器包括电机控制模块、DC/DC转换器模块以及保险丝继电器模块，所述DC/DC转换器模块与所述保险丝继电器模块连接，所述电机控制模块、DC/DC转换器模块以及保险丝继电器模块均与动力电池包电性连接，所述电机控制模块用于获取动力电池包提供的高压直流电，将所述高压直流电转化为驱动电机所需的交流电信号以控制所述驱动电机的工作状态，所述DC/DC转换器模块用于将高压直流电信号降压，以为汽车的低压系统供电，所述保险丝继电器模块用于为所述汽车的高压系统提供保护，本实用新型提供的集成驱动电机控制器，具有基本的驱动电机控制功能，还具有驱动系统保护功能，以及DC/DC输出功能，还具有高压分线盒功能，提供高压保护，集成了上述的多种功能，使汽车前机舱布局简洁，节省高压线束与接插件，简化了设计方案，减少了工作量，降低了生产的成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集成驱动电机控制器(200)，其特征在于，所述集成驱动电机控制器(200)应用于新能源汽车，所述新能源汽车包括动力电池包(110)，所述集成驱动电机控制器(200)包括电机控制模块(210)、DC/DC转换器模块(220)以及保险丝继电器模块(240)，所述DC/DC转换器模块(220)与所述保险丝继电器模块(240)连接，所述电机控制模块(210)、DC/DC转换器模块(220)以及保险丝继电器模块(240)均与动力电池包(110)电性连接，所述电机控制模块(210)用于获取动力电池包(110)提供的高压直流电，将所述高压直流电转化为驱动电机(120)所需的交流电信号以控制所述驱动电机(120)的工作状态，所述DC/DC转换器模块(220)用于将高压直流电信号降压，以为汽车的低压系统供电，所述保险丝继电器模块(240)用于为汽车的高压系统提供保护。

2.如权利要求1所述的集成驱动电机控制器(200)，其特征在于，所述电机控制模块(210)包括电源及功率驱动电路(211)、控制器(212)以及IGBT模组(213)，所述控制器(212)与所述电源及功率驱动电路(211)电连接，所述IGBT模组(213)与所述电源及功率驱动电路(211)电连接，所述IGBT模组(213)用于在所述控制器(212)和所述电源及功率驱动电路(211)的控制下将获取到的直流电信号转化为交流电信号。

3.如权利要求2所述的集成驱动电机控制器(200)，其特征在于，所述集成驱动电机控制器(200)通过CAN总线与汽车的整车控制器连接，用于接收整车控制器的指令，并根据所述指令控制所述驱动电机(120)的运转。

4.如权利要求3所述的集成驱动电机控制器(200)，其特征在于，电机控制模块(210)还包括温度传感器(214)、电流传感器(215)以及电压传感器(216)，所述温度传感器(214)、电流传感器(215)以及电压传感器(216)均与所述控制器(212)电连接，所述电流传感器(215)、电压传感器(216)以及所述温度传感器(214)分别用于采集所述集成驱动电机控制器(200)的电流、电压以及温度信息，并将采集到的信息传输至所述控制器(212)，所述控制器(212)依据所述信息控制所述电源及功率驱动电路(211)调整电压或电流。

5.如权利要求3所述的集成驱动电机控制器(200)，其特征在于，所述电机控制模块(210)还包括滤波电容，所述滤波电容与所述IGBT模组(213)连接，用于平滑所述IGBT模组(213)输出的交流电信号。

6.如权利要求1所述的集成驱动电机控制器(200)，其特征在于，所述集成驱动电机控制器(200)包括母线端口(251)，所述电机控制模块(210)、DC/DC转换器模块(220)以及保险丝继电器模块(240)分别与所述母线端口(251)电连接，所述母线端口(251)用于与动力电池包(110)电性连接以获取动力电池包(110)提供的高压直流电信号。

7.如权利要求1所述的集成驱动电机控制器(200)，其特征在于，所述集成驱动电机控制器(200)还包括散热模块(230)，所述散热模块(230)包括水冷散热板(231)，所述水冷散热板(231)包括动力泵(2311)以及冷却液管道(2312)，所述动力泵(2311)与所述电机控制模块(210)电连接，用于在所述电机控制模块(210)的控制下驱动冷却液管道(2312)内的冷却液进行散热，所述冷却液管道(2312)还与冷却液接口(2313)连接，所述冷却液接口(2313)用于将冷却液导入所述水冷散热板(231)。

8.如权利要求1所述的集成驱动电机控制器(200)，其特征在于，所述集成驱动电机控制器(200)包括母低压信号接口(253)，所述DC/DC转换器模块(220)与所述低压信号接口(253)连接以输出降压后的电信号为低压系统供电。

9.如权利要求1所述的集成驱动电机控制器(200)，其特征在于，所述新能源汽车还包括副电池，所述DC/DC转换器模块(220)还通过外部低压线束与副电池连接，以为所述副电池充电。

10.一种新能源汽车驱动系统(100)，其特征在于，所述新能源汽车驱动系统(100)包括动力电池包(110)、驱动电机(120)以及如权利要求1-9任意一项所述的集成驱动电机控制器(200)，所述集成驱动电机控制器(200)与所述动力电池包(110)连接，所述驱动电机(120)与所述集成驱动电机控制器(200)连接，所述集成驱动电机控制器(200)用于从所述动力电池包(110)获取电信号，并控制驱动所述驱动电机(120)。