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一种用于新能源汽车的多功能控制器及新能源汽车 Download PDF

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Abstract

一种用于新能源汽车的多功能控制器及新能源汽车，包括电机控制器、DC/DC转换器、车载充电机OBC、正直流母线、负直流母线和配电模块，所述正直流母线和负直流母线分别连接所述电机控制器，所述DC/DC转换器和所述车载充电机OBC；所述正直流母线包括串联在一起的第一母线段、第二母线段和第三母线段。按照本实用新型与现有技术相比具有如下优点：本实用新型中的控制器集成了电机控制器、DC/DC转换器、车载充电机OBC和配电模块，该中集成的控制器可以节省整车及电池包内部空间、减少整车及电池包外部连接器的数量，利于线束走线，并且减少成本。

Description

一种用于新能源汽车的多功能控制器及新能源汽车
技术领域
本实用新型涉及一种用于新能源汽车的多功能控制器及使用该多功能控制器的新能源汽车。
背景技术
随着新能源的发展，电动汽车在国家政策的支持下得到迅猛发展，数量增加快速；而新能源汽车的车载电源主要包括两大部分：车载充电机OBC和DC/DC转换器。DC/DC转换器作为新能源汽车中必不可少的零部件，作用是将高压直流电源转换成低压直流电源为低压蓄电池和低压设备供电。新能源汽车具备交流充电功能的都配置了车载充电机OBC，车载充电机OBC将家用220V交流转换为高压直流电为电动汽车动力电池安全、自动充满电。车载充电机OBC依据电池管理系统(BMS)提供的数据,能动态调节充电电流或电压参数,执行相应的动作,完成充电过程。配电模块主要是合理的为新能源汽车整个高压回路的电源及每个用电器提供控制和保护。电机控制器在电动汽车的功能是根据档位、油门、刹车等指令，将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者将帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中。但是上述电机控制器、DC/DC转换器、车载充电机OBC和配电模块均以独立接线的方式安装在整车及电池包内，走线复杂、装配效率低、占用整车空间大且成本较高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种用于新能源汽车的多功能控制器及新能源汽车。
按照本实用新型提供的用于新能源汽车的多功能控制器采用的主要技术方案为：包括电机控制器、DC/DC转换器、车载充电机OBC、正直流母线、负直流母线和配电模块，所述正直流母线和负直流母线分别连接所述电机控制器，所述DC/DC转换器和所述车载充电机OBC；所述正直流母线包括串联在一起的第一母线段、第二母线段和第三母线段；
所述第一母线段与所述第二母线段之间接有主保险；
所述第二母线段与所述第三母线段之间接有电控接触器；
所述第三母线段的一端与所述电控接触器连接，所述第三母线段的另一端与所述电机控制器连接，所述第一母线段的一端与所述主保险连接，所述第一母线段的另一端为正极连接端；
所述负直流母线的一端与所述电机控制器连接，所述负直流母线的另一端为负极连接端；
所述DC/DC转换器分别与所述第一母线段的一端和所述负直流母线连接；
所述车载充电机OBC分别与所述第一母线段的一端和所述负直流母线连接。
本实用新型提供的用于新能源汽车的多功能控制器还采用如下附属技术方案：
还包括与所述正直流母线并联的预充回路，所述预充回路包括串联在一起的预充电阻和预充接触器，所述预充电阻的一端与所述预充接触器连接，所述预充电阻的另一端与所述第一母线段连接，所述预充接触器的一端与所述预充电阻连接，所述预充接触器的另一端与所述第三母线段连接。
还包括与所述第二母线段和所述负直流母线连接的PTC加热器接口，所述PTC加热器接口与所述第二母线段之间接有PTC接触器和PTC保险。
还包括与所述第二母线段和所述负直流母线连接的压缩机接口，所述压缩机接口与所述第二母线段之间接有压缩机接触器和压缩机保险。
还包括与所述第二母线段和所述负直流母线连接的快充接口，所述快充接口与所述第二母线段之间接有快充接触器。
按照本实用新型提供的新能源汽车采用的主要技术方案为：包括电池包、电机、PTC加热器、压缩机、快充插头、慢充充电口、蓄电池和控制器，所述控制器包括电机控制器、DC/DC转换器、车载充电机OBC、正直流母线、负直流母线和配电模块，所述正直流母线和负直流母线分别连接所述电机控制器，所述DC/DC转换器和所述车载充电机OBC；所述正直流母线包括串联在一起的第一母线段、第二母线段和第三母线段；
所述第一母线段与所述第二母线段之间接有主保险；
所述第二母线段与所述第三母线段之间接有电控接触器；
所述第三母线段的一端与所述电控接触器连接，所述第三母线段的另一端与所述电机控制器连接，所述第一母线段的一端与所述主保险连接，所述第一母线段的另一端为正极连接端；
所述负直流母线的一端与所述电机控制器连接，所述负直流母线的另一端为负极连接端；
所述DC/DC转换器分别与所述第一母线段的一端和所述负直流母线连接；
所述车载充电机OBC分别与所述第一母线段的一端和所述负直流母线连接。
本实用新型提供的新能源汽车还采用如下附属技术方案：
所述电池包的正极接所述正极连接端，所述电池包的负极接所述负极连接端。
所述电池包包括电池模组、接在所述电池模组正极的手动维护开关、接在所述电池模组负极的负级接触器，所述手动维护开关的一端与所述电池模组的正极连接，所述手动维护开关的另一端接所述正极连接端，所述负级接触器一端与所述电池模组的负极连接，所述负级接触器的另一端接所述负极连接端。
所述电机控制器与所述电机连接，所述PTC加热器接口与所述PTC加热器连接，所述压缩机接口与所述压缩机连接，所述快充接口与所述快充插头连接，所述车载充电机OBC与所述慢充充电口连接，所述DC/DC转换器与所述蓄电池连接。
按照本实用新型提供的用于新能源汽车的多功能控制器与现有技术相比具有如下优点：本控制器集成了电机控制器、DC/DC转换器、车载充电机OBC和配电模块，该中集成的控制器可以节省整车及电池包内部空间、减少整车及电池包外部连接器的数量，利于线束走线，并且减少成本。
按照本实用新型提供的新能源汽车与现有技术相比具有如下优点：本实用新型中的控制器集成了电机控制器、DC/DC转换器、车载充电机OBC和配电模块，该中集成的控制器可以节省整车及电池包内部空间、减少整车及电池包外部连接器的数量，利于线束走线，并且减少成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1是本实用新型中多功能控制器的电路原理图。
图2是本实用新型中采用多功能控制器的新能源汽车的电路原理图。
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，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
参见图1和图2，按照本实用新型提供的用于新能源汽车的多功能控制器实施例，包括电机控制器1、DC/DC转换器2、车载充电机OBC3、正直流母线、负直流母线5和配电模块，所述正直流母线和负直流母线5分别连接所述电机控制器1，所述DC/DC转换器2和所述车载充电机OBC3；所述正直流母线包括串联在一起的第一母线段41、第二母线段42和第三母线段43；所述第一母线段41与所述第二母线段42之间接有主保险6；所述第二母线段42与所述第三母线段43之间接有电控接触器7；所述第三母线段43的一端与所述电控接触器7连接，所述第三母线段43的另一端与所述电机控制器1连接，所述第一母线段41的一端与所述主保险6连接，所述第一母线段41的另一端为正极连接端44；所述负直流母线5的一端与所述电机控制器1连接，所述负直流母线5的另一端为负极连接端51；所述DC/DC转换器2分别与所述第一母线段41的一端和所述负直流母线5连接；所述车载充电机OBC3分别与所述第一母线段41的一端和所述负直流母线5连接。本控制器集成了电机控制器1、DC/DC转换器2、车载充电机OBC3和配电模块，该中集成的控制器可以节省整车及电池包13内部空间、减少整车及电池包13外部连接器的数量，利于线束走线，并且减少成本。
参见图1和图2，根据本实用新型上述的实施例，还包括与所述正直流母线并联的预充回路，所述预充回路包括串联在一起的预充电阻8和预充接触器9，所述预充电阻8的一端与所述预充接触器9连接，所述预充电阻8的另一端与所述第一母线段41连接，所述预充接触器9的一端与所述预充电阻8连接，所述预充接触器9的另一端与所述第三母线段43连接。预充回路设计可以避免短路电流过大对电机控制器1造成的冲击，提高本实用新型安全性及可靠性。
参见图1和图2，根据本实用新型上述的实施例，还包括与所述第二母线段42和所述负直流母线5连接的PTC加热器接口10，所述PTC加热器接口10与所述第二母线段42之间接有PTC接触器101和PTC保险102。PTC加热器接口10用于接新能源汽车上的PTC加热器15。
参见图1和图2，根据本实用新型上述的实施例，还包括与所述第二母线段42和所述负直流母线5连接的压缩机接口11，所述压缩机接口11与所述第二母线段42之间接有压缩机接触器111和压缩机保险112。压缩机接口11用于接新能源汽车上的压缩机16。
参见图1和图2，根据本实用新型上述的实施例，还包括与所述第二母线段42和所述负直流母线5连接的快充接口12，所述快充接口12与所述第二母线段42之间接有快充接触器121。快充接口12用于接新能源汽车上的快充插头17。
参见图1和图2，按照本实用新型提供的新能源汽车，包括电池包13、电机14、PTC加热器15、压缩机16、快充插头17、慢充充电口18、蓄电池19和控制器，上述电池包13、电机14、PTC加热器15、压缩机16、快充插头17、慢充充电口18、蓄电池19均为现有技术中较为成熟的技术此处不再赘述，本实施例中的控制器为上述实施例中所述的用于新能源汽车的多功能控制器。本实用新型中的控制器集成了电机控制器1、DC/DC转换器2、车载充电机OBC3和配电模块，该中集成的控制器可以节省整车及电池包13内部空间、减少整车及电池包13外部连接器的数量，利于线束走线，并且减少成本。
参见图1和图2，根据本实用新型上述的实施例，所述电池包13的正极接所述正极连接端44，所述电池包13的负极接所述负极连接端51。所述电池包13包括电池模组131、接在所述电池模组131正极的手动维护开关132、接在所述电池模组131负极的负级接触器，所述手动维护开关132的一端与所述电池模组131的正极连接，所述手动维护开关132的另一端接所述正极连接端44，所述负级接触器一端与所述电池模组131的负极连接，所述负级接触器的另一端接所述负极连接端51。
参见图1和图2，根据本实用新型上述的实施例，所述电机控制器1与所述电机14连接，所述PTC加热器接口10与所述PTC加热器15连接，所述压缩机接口11与所述压缩机16连接，所述快充接口12与所述快充插头17连接，所述车载充电机OBC3与所述慢充充电口18连接，所述DC/DC转换器2与所述蓄电池19连接。具体使用时，电机控制器1的高压输入端接电池包13的正负极，高压输出端接电机14，当高压上电时，先是电池包13内的负极接触器133闭合，然后预充接触器9闭合进行预充，预充完成后电控接触器7闭合，预充接触器9断开，高压电源接入，电机控制器1具备高压工作的条件，给新能源汽车的电机14提供高压三相电，驱动电机14转动；
DC/DC转换器2的高压输入端为电池包13正负极，低压输出端接低压蓄电池19，当高压上电时，先是电池包13内的负极接触器133闭合，然后预充接触器9闭合进行预充，预充完成后电控接触器7闭合，预充接触器9断开，高压电源接入，DCDC开始工作，将高压直流电转变为低压12V电源为蓄电池19进行充电，为整车低压用电器供电；
车载充电机OBC3的交流输入端接慢充充电口18为车外交流220V电源，高压直流输出端为电池包13正负极，当将交流充电枪插入慢充充电口18进行交流充电时，先是电池包13内的负极接触器133闭合，充电机14自检没问题时，开始工作，将220V交流电转换为直流电给电池包13进行充电。
本实用新型中配电模块负责对电动汽车整车电流充放电管理与分配，对电动汽车上各设备电流调渡，监管，提供隔离与保护各设备用电安全，对电路断路保护；对电池包13也有充放电保护与监控，具有对电池包13与设备的电流、电压、控制与测检数据的通信，具有对电路通断，切换电路控制，在充电时可断开其它设备电路，避免充电时造成其它设备的损坏。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于新能源汽车的多功能控制器，其特征在于：包括电机控制器、DC/DC转换器、车载充电机OBC、正直流母线、负直流母线和配电模块，所述正直流母线和负直流母线分别连接所述电机控制器，所述DC/DC转换器和所述车载充电机OBC；所述正直流母线包括串联在一起的第一母线段、第二母线段和第三母线段；
所述第一母线段与所述第二母线段之间接有主保险；
所述第二母线段与所述第三母线段之间接有电控接触器；
所述第三母线段的一端与所述电控接触器连接，所述第三母线段的另一端与所述电机控制器连接，所述第一母线段的一端与所述主保险连接，所述第一母线段的另一端为正极连接端；
所述负直流母线的一端与所述电机控制器连接，所述负直流母线的另一端为负极连接端；
所述DC/DC转换器分别与所述第一母线段的一端和所述负直流母线连接；
所述车载充电机OBC分别与所述第一母线段的一端和所述负直流母线连接。
2.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的多功能控制器，其特征在于：还包括与所述正直流母线并联的预充回路，所述预充回路包括串联在一起的预充电阻和预充接触器，所述预充电阻的一端与所述预充接触器连接，所述预充电阻的另一端与所述第一母线段连接，所述预充接触器的一端与所述预充电阻连接，所述预充接触器的另一端与所述第三母线段连接。
3.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的多功能控制器，其特征在于：还包括与所述第二母线段和所述负直流母线连接的PTC加热器接口，所述PTC加热器接口与所述第二母线段之间接有PTC接触器和PTC保险。
4.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的多功能控制器，其特征在于：还包括与所述第二母线段和所述负直流母线连接的压缩机接口，所述压缩机接口与所述第二母线段之间接有压缩机接触器和压缩机保险。
5.根据权利要求4所述的用于新能源汽车的多功能控制器，其特征在于：还包括与所述第二母线段和所述负直流母线连接的快充接口，所述快充接口与所述第二母线段之间接有快充接触器。
6.一种新能源汽车，包括电池包、电机、PTC加热器、压缩机、快充插头、慢充充电口、蓄电池和控制器，其特征在于：所述控制器为上述权利要求1-5任一项所述的用于新能源汽车的多功能控制器。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车，其特征在于：所述电池包的正极接所述正极连接端，所述电池包的负极接所述负极连接端。
8.根据权利要求7所述的新能源汽车，其特征在于：所述电池包包括电池模组、接在所述电池模组正极的手动维护开关、接在所述电池模组负极的负级接触器，所述手动维护开关的一端与所述电池模组的正极连接，所述手动维护开关的另一端接所述正极连接端，所述负级接触器一端与所述电池模组的负极连接，所述负级接触器的另一端接所述负极连接端。
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