CN208188667U - 一种纯电动汽车的二合一主控板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纯电动汽车的二合一主控板，其整合了整车控制系统和电机控制系统，将分别负责整车控制和电机控制的整车控制芯片和电机控制芯片集中在一张PCB板上；所述整车控制芯片和电机控制芯片通过设于PCB板内部的CAN通讯电路进行信息交互；所述整车控制芯片一路通过对外的动力CAN通信接口与BMS、充电机、仪表设备进行通讯，另一路通过车身CAN通信接口与ABS、EPS、ESP进行通讯。本实用新型极大的节约了空间和成本，提高了控制器的工作效率，提高了整车的电磁兼容性和可靠性，减小了重量和体积。

Description

一种纯电动汽车的二合一主控板

技术领域

本实用新型涉及纯电动汽车整车控制技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车的二合一主控板。

背景技术

目前，湖南大学开发的整车控制器将整车控制器和电机控制器集成到一起，将交流电机的转矩控制直接当作电机的变频调速技术，选用了DSP 芯片作为电机控制芯片，设计档位、踏板位置、油门踏板、输入控制、通信等检测模块，最终实现了电机控制器和整车控制器的集成。但是该种设计方法使得芯片的负荷较大，长时间处于高负荷状态，会缩短芯片寿命，同时这种设计架构下的控制软件开发周期较长，代码较复杂，不利于产品的产业化发展。

在现有纯电动汽车架构中，普遍将整车控制系统和电机控制系统单独布置，使得制造成本增加，同时整车控制系统和电机控制系统之间通讯线束较多，结构上布置困难且易出现故障。

发明内容

本实用新型为了完善现有控制技术的不足，提供了一种纯电动汽车的二合一主控板。其相当于整车控制系统和电机控制系统的集合，极大的节约了空间和成本，提高了控制器的工作效率，提高了整车的电磁兼容性和可靠性，减小了重量和体积。

为解决现有技术中存在的问题，采用的具体技术方案是：

一种纯电动汽车的二合一主控板，其整合了整车控制系统和电机控制系统，将分别负责整车控制和电机控制的整车控制芯片和电机控制芯片集中在一张PCB（（PrintedCircuit Board））板上；所述整车控制芯片和电机控制芯片通过设于PCB板内部的CAN通讯电路进行信息交互；所述整车控制芯片一路通过对外的动力CAN通信接口与BMS、充电机、仪表设备进行通讯，另一路通过车身CAN通信接口与ABS、EPS、ESP进行通讯。

优选的方案，所述电机控制系统采用的是DSP芯片；所述整车控制系统采用的是NXP公司32位的SPC5744P芯片。

进一步优选的方案，所述主控板上还设有变压器、IGBT驱动电路、供电电路、开关量输入电路、旋变信号采集电路、模拟量输入电路、功率驱动电路、CAN通讯电路、电流传感器供电电路。

更进一步优选的方案，所述主控板上还设有旋变芯片、电压检测芯片、IGBT驱动电路，所述电机控制芯片通过各端口与旋变芯片、电压检测芯片、IGBT（（Insulated GateBipolar Transistor））驱动电路进行信息传递。

所述IGBT驱动电路通过设于主控板上的变压器为其提供交流电流。

所述整车控制芯片和电机控制芯片通过62芯连接器采集外部接口电路上的输入信号同时输出各种控制命令信号，通过5个单独的接口电路驱动IGBT（Insulated GateBipolar Transistor），对内有10路功率驱动接口控制接触器工作，通过1路集成电路分别采集5个电流传感器的电流信号。

主控板的独立电路均具有保护电路和故障检测信号控制电路，每一路的检测信号都传送至主控制芯片。

通过采用上述方案，本实用新型的一种纯电动汽车的二合一主控板与现有技术相比，其技术效果在于：

本发明结合了纯电动汽车两大核心控制系统的VCU和MCU，提高了整车集成化程度，减小了控制器的体积和质量，节省了控制器在车内的占用空间，同时节约了成本。且提高了控制器的工作效率，提高了整车的电磁兼容性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型一种纯电动汽车的二合一主控板的原理图；

图2为本实用新型一种纯电动汽车的二合一主控板的三维视图；

图中表示为：

1、二合一主控板；2、电机控制芯片（DSP）；3、整车控制芯片（SPC5744P）；4、车身CAN；5、ABS；6、EPS；7、ESP；8、动力CAN ； 9、BMS；10、充电机；11、仪表。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

为使得纯电动汽车在结构布局上更加紧凑，从而节约出更多的车内空间，同时使得电控系统集成化程度越来越高、稳定性越来越强，本发明纯电动汽车二合一主控板上结合了整车控制系统和电机控制系统，其原理图如图1所示，其将分别负责整车控制和电机控制的两个芯片集中在了一个PCB（Printed Circuit Board）板上。其中整车控制芯片3采用了NXP公司32位的SPC5744P芯片，电机控制芯片2采用了DSP芯片。二合一主控板1上分别分布着变压器、IGBT驱动电路、供电电路、开关量输入电路、旋变信号采集电路、模拟量输入电路、功率驱动电路、CAN通讯电路（内部和外部）、电流传感器供电电路等。

二合一主控板1工作时，两个主控制芯片2和3通过62芯连接器采集外部接口电路上的输入信号同时输出各种控制命令信号，通过5个单独的接口电路驱动IGBT（InsulatedGate Bipolar Transistor），对内有10路功率驱动接口控制接触器工作，通过1路集成电路分别采集5个电流传感器的电流信号。

本发明纯电动汽车二合一主控板改变了传统的单芯片布局方式，将整车控制芯片3和电机控制芯片2集中在了一块PCB上，通过PCB板上的内部CAN（Controller AreaNetwork）通讯电路，整车控制芯片3与电机控制芯片2进行信息交互，同时保证通讯可靠、抗干扰性能良好;

该纯电动汽车二合一主控板上1的整车控制芯片3通过对外的动力CAN8的通信接口与BMS9（Battery Management System）、充电机10、仪表11等设备组成动力CAN进行通讯，另外一路通过车身CAN4与ABS5（Antilock Brake System）、EPS6（Electric PowerSteering）、ESP7（Electronic Stability Program）等进行通讯。该纯电动汽车二合一主控板1上的电机控制芯片2通过各端口与同在PCB板上的旋变芯片、电压检测芯片、IGBT驱动电路等进行信息传递；该纯电动汽车二合一主控板1上通过自制的变压器提供给IGBT驱动电路的交流电流，同时该变压器尺寸较小，便于布置在主控板上。

该新型纯电动汽车用二合一主控板的独立电路均具有保护电路和故障检测信号控制电路，每一路的检测信号都传送至主控制芯片，经过控制程序的分析调试，保障控制器的安全运行。

该种二合一发明创新方式结合了纯电动汽车两大核心控制系统的VCU和MCU，提高了整车集成化程度，从而减小了控制器的体积和质量，节省了控制器在车内的占用空间，同时节约了成本。

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的保护范围，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、均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种纯电动汽车的二合一主控板，其特征在于，其整合了整车控制系统和电机控制系统，将分别负责整车控制和电机控制的整车控制芯片和电机控制芯片集中在一张PCB板上；所述整车控制芯片和电机控制芯片通过设于PCB板内部的CAN通讯电路进行信息交互；所述整车控制芯片一路通过对外的动力CAN通信接口与BMS、充电机、仪表设备进行通讯，另一路通过车身CAN通信接口与ABS、EPS、ESP进行通讯。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车的二合一主控板，其特征在于，所述电机控制系统采用的是DSP芯片。

3.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车的二合一主控板，其特征在于，所述整车控制系统采用的是SPC5744P芯片。

4.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车的二合一主控板，其特征在于，所述主控板上还设有变压器、IGBT驱动电路、供电电路、开关量输入电路、旋变信号采集电路、模拟量输入电路、功率驱动电路、CAN通讯电路、电流传感器供电电路。

5.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车的二合一主控板，其特征在于，所述主控板上还设有旋变芯片、电压检测芯片、IGBT驱动电路，所述电机控制芯片通过各端口与旋变芯片、电压检测芯片、IGBT驱动电路进行信息传递。

6.根据权利要求5所述的一种纯电动汽车的二合一主控板，其特征在于，所述IGBT驱动电路通过设于主控板上的变压器为其提供交流电流。

7.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车的二合一主控板，其特征在于，所述整车控制芯片和电机控制芯片通过62芯连接器采集外部接口电路上的输入信号，同时输出各种控制命令信号。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种纯电动汽车的二合一主控板，其特征在于，所述主控板的独立电路均具有保护电路和故障检测信号控制电路，每一路的检测信号都传送至主控制芯片。