CN213484540U - 一种驱动系统、控制器和新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种驱动系统、控制器和新能源汽车，包括外部电路和内部电路，外部电路包括电源支路，内部电路包含第一充电支路和主驱支路，其中第一充电支路与主驱支路并联，第一充电支路的正极与所述电源支路的正极连接，所述第一充电支路的负极与所述电源支路的负极连接。在本申请中将第一充电支路和主驱支路集成在内部电路中，提高了驱动系统内部电路的集成度，使得内部电路既可以驱动电机运作又可以为电源支路充电，并且无需再单独为充电支路设置配电箱，节省了成本。

Description

一种驱动系统、控制器和新能源汽车

技术领域

本申请涉及电气领域，尤其涉及一种驱动系统、控制器和新能源汽车。

背景技术

随着人们对能源和环保问题的日益关注，新能源电动车的发展逐步加快。

新能源电动车中通常设置有用于驱动的驱动系统。驱动系统中通常会设置有充电支路和主驱支路，充电支路主要用于为驱动系统中的电源充电，主驱支路主要用于驱动电机，目前的驱动系统通常采用分离式结构，将充电支路单独设置，这就导致驱动系统的集成度低，各功能模块功能单一，需要复杂的硬线连接，而为了减少外界对充电支路的影响，通常还需在充电支路外部设置配电箱，导致驱动系统价格高昂，整体尺寸庞大，不利于整车效率及可靠性的提升。

实用新型内容

为了解决上述驱动系统价格高昂的技术问题，本申请提供了一种驱动系统、控制器和新能源汽车。

第一方面，本申请提供了一种驱动系统，包括：外部电路和内部电路，

所述外部电路包含电源支路；

所述内部电路包含第一充电支路；

所述第一充电支路的正极与所述电源支路的正极连接，所述第一充电支路的负极与所述电源支路的负极连接；

所述内部电路还包含与所述第一充电支路并联的主驱支路。

在一种可能的实现方式中，所述内部电路还包括第一开关；

所述第一开关设置在所述第一充电支路的负极与所述电源支路的负极之间的连接线上。

在一种可能的实现方式中，所述内部电路还包括第一熔断器；

所述第一熔断器设置在所述第一充电支路的正极与所述电源支路的正极之间的连接线上。

在一种可能的实现方式中，所述第一充电支路包含第一充电接口和第二开关；

所述第一充电接口的正极与所述第二开关的一端连接，所述第二开关的另一端作为所述第一充电支路的正极；

所述第一充电接口的负极作为所述第一充电支路的负极。

在一种可能的实现方式中，所述主驱支路包括电机驱动器接口和第一预充电回路；

所述第一预充电回路的输入端作为所述主驱支路的正极；

所述第一预充电回路的输出端与所述电机驱动器接口的正极连接；

所述电机驱动器接口的负极作为所述主驱支路的负极。

在一种可能的实现方式中，所述第一预充电回路包括：

第一电阻、第一二极管、第三开关和第四开关；

所述第一电阻的第一端作为所述第一预充电回路的输入端，所述第一电阻的第一端为所述第一电阻的任意一端；

所述第一电阻的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第二端为所述第一电阻中除了第一端之外的另一端；

所述第一二极管的阴极与所述第三开关的第一端连接，所述第三开关的第一端为所述第三开关的任意一端；

所述第三开关的第二端作为所述第一预充电回路的输出端，所述第三开关的第二端为所述第三开关中除第一端之外的另一端；

所述第四开关的一端与所述第一电阻的第一端连接，另一端与所述第三开关的第二端连接。

在一种可能的实现方式中，所述内部电路还包括：与所述第一充电支路并联的储能电源支路；

所述储能电源支路包括第七熔断器、电压转换器和储能电池接口；

所述第七熔断器的一端作为所述储能电源支路的正极；

所述第七熔断器的另一端与所述电压转换器的正极输入端连接；

所述电压转换器的负极输入端作为所述储能电源支路的负极；

所述电压转换器的正极输出端与所述储能电池接口的正极连接；

所述电压转换器的负极输出端与所述储能电池接口的负极连接。

在一种可能的实现方式中，所述内部电路还包括：第二充电支路；

所述第二充电支路包含第二充电接口、第十一开关、第十二开关和第八熔断器；

所述第二充电接口的正极通过串联的所述第十一开关和所述第八熔断器与所述电源支路的正极连接；

所述第二充电接口的负极通过所述第十二开关与所述电源支路的负极连接。

第二方面，本申请实施例还提供了一种控制器，所述控制器包含第一方面任一所述的驱动系统。

第三方面，本申请实施例还提供了一种新能源汽车，所述新能源汽车包含第一方面任一所述的驱动系统。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的一种驱动系统，包括外部电路和内部电路，外部电路包括电源支路，内部电路包含第一充电支路和主驱支路，其中第一充电支路与主驱支路并联，第一充电支路的正极与所述电源支路的正极连接，所述第一充电支路的负极与所述电源支路的负极连接。在本申请中将第一充电支路和主驱支路集成在内部电路中，提高了驱动系统内部电路的集成度，使得内部电路既可以驱动电机运作又可以为电源支路充电，并且无需再单独为充电支路设置配电箱，节省了成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种现有的驱动系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种驱动系统的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种驱动系统的示意图；

图4为一种现有的驱动系统的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种驱动系统的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种驱动系统的示意图；

图7为本申请实施例提供的一种驱动系统的示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

随着人们对能源和环保问题的日益关注，新能源电动车的发展逐步加快，新能源汽车的主电机驱动系统也得到了广泛应用。在驱动系统实际应用过程中，整车厂对驱动系统的成本、功率密度及可靠性要求越来越高。驱动系统主要包含能源供给部分(例如电源支路、充电支路等)和控制部分(例如主驱支路、空调控制支路等)，其中能源供给部分主要用于为控制部分提供能源(例如电能)，控制部分则主要用于利用电源支路提供的电能控制相关的设备。目前市场上的驱动系统大多采用分离式结构，将能源供给部分与控制部分分离，使得驱动系统的集成度低，各功能模块功能单一，需要复杂的硬线连接，导致驱动器价格高昂，整体尺寸庞大，不利于整车效率及可靠性的提升。例如图1所示，现有的驱动系统通常将电源支路和充电支路设置在外部电路，而将主驱支路等控制支路设置在内部电路，而在将驱动系统应用到新能源汽车等装置中的时候，内部电路会集成在新能源汽车的内部，并不外露，而外部电路通常会外露于新能源汽车外部，由于充电支路设置在外部容易受到外部设备和环境的影响，所以为了减少外部设备和环境对充电支路的影响，现有的驱动系统中通常会将充电支路设置在专门的配电箱中，但是这无疑进一步增加了驱动系统的成本。

为了降低驱动系统的成本，本申请实施例提供了一种驱动系统。

图2为本申请实施例提供的一种驱动系统的示意图，参见图2，该驱动系统中包括：内部电路和外部电路两部分，通常外部电路与内部电路分开设置在不同的位置，例如将驱动系统设置在新能源汽车中，内部电路会通常设置在新能源汽车的内部，并不外露，而外部电路则通常会外露于新能源汽车的外部。

其中，外部电路包含电源支路，电源支路主要用于为驱动系统中的控制支路提供电能，例如为主驱支路提供电能。

内部电路中包含第一充电支路，第一充电支路的正极与电源支路的正极连接，第一充电支路的负极与电源支路的负极连接，第一充电支路主要用于为电源支路充电。

内部电路中还包含与第一充电支路并联的主驱支路，电源支路为主驱支路供电，主驱支路主要用于通过电能驱动电机运作。

本实施例提供的一种驱动系统，将除电源支路外的第一充电支路和主驱支路均集成在内部电路中，提高了驱动系统的集成度，使得内部电路既可以驱动电机运作又可以为电源支路充电，并且与现有的将充电支路设置在外部电路中相比，将充电支路集成在内部电路中，无需再单独为充电支路设置配电箱，节省了成本。

现有的驱动系统中，充电支路中通常会设置两个开关例如图4所示的K_b1和K_b2，主驱支路中通常也会设置用于控制上电的开关，例如图4所示的K_b4(当然除了开关外还可以是其他可以控制主驱支路上电的器件)，而为了减少充电支路和驱动支路之间彼此的干扰，通常还会在外部电路和内部电路之间的干路上设置一个开关，例如图4所示的K_b3，其中K_b3主要用于控制主驱支路的上下电，而对充电支路没有影响。

而本申请为了节省驱动系统的成本，在上述实施例的基础上，如图3所示，本申请实施例提供的驱动系统的内部电路中还包括第一开关(例如图3中的K1)，第一开关K1设置在充电支路负极与电源支路负极的连接线(即干路)上。

因为K1设置在第一充电支路与电源支路之间的干路上，所以K1即可以用于控制第一充电支路负极与电源支路负极之间的连通，也可以用于控制主驱支路负极与电源支路负极之间的连通。

现有驱动系统中，为了实现对充电支路的过流保护和对主驱支路的过流保护，通常会分别在充电支路上和主驱支路上设置熔断器，例如图4所示的Fb1和Fb2。

通常驱动系统在充电状态下时，电源支路为能量输入状态，只有充电支路工作，主驱支路等需要电源支路提供电能的支路不工作，而驱动系统在驱动状态下时，电源支路为能量输出状态，充电支路不工作，主驱支路等需要电源支路提供电能的支路工作。

本申请发现，驱动系统在驱动状态下，主驱支路的功率约占了整个驱动系统总功率的95％以上，这就使得驱动状态下主驱支路的电流与充电状态下充电支路的电流很相近，因此用于对主驱支路进行过流保护的熔断器与用于对第一充电支路进行过流保护的熔断器的参数相当，也就是说主驱支路和第一充电支路可以采用相同型号的熔断器，基于这一原因，本申请的驱动支路与第一充电支路采用同一个熔断器，如图3所示，在一实施例中，本申请提供的驱动系统的内部电路中还设置有第一熔断器F1，第一熔断器F1设置在充电支路正极与电源支路正极的连接线(即干路)上。

因为F1设置在第一充电支路的正极与电源支路的正极之间的干路上，而主驱支路又与第一充电支路并联，所以F1既可以实现对第一充电支路的过流保护，又可以实现对主驱支路的过流保护。

在本实施例中，由于第一充电支路与主驱支路采用同一个熔断器(即图3中的F1)，所以相较于现有的驱动系统中充电支路与主驱支路各自采用一个熔断器(例如图4所示Fb1和Fb2)，本申请减少了熔断器的使用，从而降低了成本。

在上述任一实施例的基础上，本申请提供的第一充电支路包括第一充电接口和第二开关K2，如图3所示，所述第一充电接口的正极与所述第二开关K2的一端连接，所述第二开关K2的另一端作为所述第一充电支路的正极，所述第一充电接口的负极作为所述第一充电支路的负极。

相比于现有驱动系统中充电支路需要设置两个开关(例如图4所示的K_b1和K_b2)，本申请实施例提供的第一充电支路只需设置一个开关K2即可，减少了第一充电接口负极与干路之间的一个开关，从而降低了充电支路的成本。

在一实施例中，本申请提供的主驱支路包括电机驱动器接口和第一预充电回路；所述第一预充电回路的输入端作为所述主驱支路的正极，所述第一预充电回路的输出端与所述电机驱动器接口的正极连接，所述电机驱动器接口的负极作为所述主驱支路的负极。

在一实施例中，所述第一预充电回路可以包括：第一电阻R1、第一二极管D1、第三开关K3和第四开关K4，例如图3所示，所述第一电阻R1的第一端作为所述第一预充电回路的输入端，所述第一电阻R1的第一端为所述第一电阻R1的任意一端；所述第一电阻R1的第二端与所述第一二极管D1的阳极连接，所述第二端为所述第一电阻R1中除了第一端之外的另一端；所述第一二极管D1的阴极与所述第三开关K3的第一端连接，所述第三开关K3的第一端为所述第三开关K3的任意一端；所述第三开关K3的第二端作为所述第一预充电回路的输出端，所述第三开关K3的第二端为所述第三开关中除第一端之外的另一端；所述第四开关K4的一端与所述第一电阻R1的第一端连接，另一端与所述第三开关K3的第二端连接。

当然除了图3所示的预充电回路，还可以采用其他预充电回路。

在本实施例中，在主驱支路中设置预充电回路可以避免大电流冲击，从而起到保护电机驱动器的作用。

在上述任一实施例的基础上，本申请提供的驱动系统的内部电路中还可以包括第二充电支路，如图5所示，第二充电支路包含第二充电接口、第十一开关K11、第十二开关K12和第八熔断器F8。

所述第二充电接口的正极通过串联的所述第十一开关K11和所述第八熔断器F8与所述电源支路的正极连接。

所述第二充电接口的负极通过所述第十二开关K12与所述电源支路的负极连接。

在本实施例中，设置两条充电支路可以加快充电速率。

在上述任一实施例的基础上，本申请提供的一种驱动系统的内部电路中还可以包括储能电源支路，如图6所示，储能电源支路与所述第一充电支路并联；

所述储能电源支路包括第七熔断器F7、电压转换器和储能电池接口；

所述第七熔断器F7的一端作为所述储能电源支路的正极；

所述第七熔断器F7的另一端与所述电压转换器的正极输入端连接；

所述电压转换器的负极输入端作为所述储能电源支路的负极；

所述电压转换器的正极输出端与所述储能电池接口的正极连接；

所述电压转换器的负极输出端与所述储能电池接口的负极连接。

在一实施例中，电压转换器为降压型电压转换器，储能电池接口连接的为低压电压(例如24V)。

本实施例中，通过设置储能电池支路可以为储能电池充电，进一步可以利用储能电池为外部设备供电。

在上述任一实施例的基础上，如图7所示，本申请提供的电源支路可以包含电池、第十五开关K15和第十六开关K16，其中电池可以为高压电池，例如550V电池。

如图7所示，所述第十五开关K15的一端作为所述电源支路的正极。

所述第十五开关K15的另一端与所述高压电池的正极连接。

所述第十六开关K16的一端与所述高压电池的负极连接。

所述第十六开关K16的另一端作为所述电源支路的负极。

所述第十五开关K15与所述第十六开关16为联动开关，即K15和K16同时关闭和开启。

在上述任一实施例的基础上，本申请提供的一种驱动系统的内部电路还可以包括：与所述第一充电支路并联的空调支路。

如图7所示，所述空调支路包含第六开关K6、第二熔断器F2和空调器接口。

所述第二熔断器F2的一端作为所述空调支路的正极。

所述第二熔断器F2的另一端通过所述第六开关与所述空调器接口的正极连接。

所述空调器接口的负极作为所述空调支路的负极。

在本实施例中，通过设置空调支路可以是驱动系统实现对外接空调的驱动。

在上述任一实施例的基础上，本申请提供的一种驱动系统的内部电路还可以包括：与所述第一充电支路并联的加热器支路。

如图7所示，所述加热器支路包含第七开关K7、第三熔断器F3和加热器接口。

所述第三熔断器F3的一端作为所述加热器支路的正极。

所述第三熔断器F3的另一端通过所述第七开关K7与所述加热器接口的正极连接。

所述加热器接口的负极作为所述加热器支路的负极。

在本实施例中，设置加热器支路可以驱动系统实现对加热器的驱动。

在上述任一实施例的基础上，本申请提供的一种驱动系统的内部电路还可以包括：与所述第一充电支路并联的除霜机支路。

如图7所示，所述除霜机支路包含第八开关K8、第四熔断器F4和除霜机接口。

所述第四熔断器F4的一端作为所述除霜机支路的正极。

所述第四熔断器F4的另一端通过所述第八开关K8与所述除霜机接口的正极连接。

所述除霜机接口的负极作为所述除霜机支路的负极。

在本实施例中，设置除霜机支路可以是驱动系统实现对除霜机的驱动。

在上述任一实施例的基础上，本申请提供的一种驱动系统的内部电路还可以包括：汽车操纵支路。

如图7所示，所述汽车操纵支路包含第二预充电回路、第五熔断器F5、第六熔断器F6、油泵接口和气泵接口。

所述第二预充电回路的输入端作为所述汽车操作支路的正极。

所述第二预充电回路的输出端通过所述第五熔断器F5与所述油泵接口的正极连接。

所述第二预充电回路的输出端通过所述第六熔断器与所述气泵接口的正极连接。

所述油泵接口的负极与所述气泵接口的负极连接。

所述气泵接口的负极作为所述汽车操作支路的负极。

在一实施例中，如图7所示，所述第二预充电回路可以包括：

第二电阻R2、第二二极管D2、第九开关K9和第十开关K10。

所述第二电阻R2的第一端作为所述第二预充电回路的输入端，所述第二电阻的第一端为所述第二电阻的任意一端。

所述第二电阻R2的第二端与所述第二二极管D2的阳极连接，所述第二端为所述第二电阻R2中除了第一端之外的另一端。

所述第二二极管的阴极与所述第九开关K9的第一端连接，所述第九开关K9的第一端为所述第九开关K9的任意一端。

所述第九开关K9的第二端作为所述第二预充电回路的输出端，所述第九开关K9的第二端为所述第九开关K9中除第一端之外的另一端。

所述第十开关K10的一端与所述第二电阻R2的第一端连接，另一端与所述第九开关K9的第二端连接。

在本实施例中，设置汽车操纵支路可以使驱动系统实现对汽车操纵系统的驱动。

在上述任一实施例的基础上，本申请提供的一种驱动系统的内部电路还可以包括：电池加热支路。

如图7所示，所述电池加热支路包括电池加热器接口、第十三开关K13和第十四开关K14。

所述电池加热器接口的正极通过所述第十三开关K13与所述电源支路的正极连接。

所述电池加热器接口的负极通过所述第十四开关K14与所述电源支路的负极连接。

在本实施例中，通过设置电池加热器支路可以是驱动系统实现对电池加热器的驱动，进一步是电池加热器对电源支路中的电池加热。

上述任一实施例中的开关均可以为电控制开关，例如继电器等。

在本申请另一实施例中，还提供了一种控制器，该控制器包含上述任一实施例所述的驱动系统。

在本申请另一实施例中，还提供了一种新能源汽车，该新能源汽车包含上述任一实施例所述的驱动系统。

下面以图7所述的驱动系统为例，对驱动系统的工作状态进行描述：

当驱动系统为充电状态下时，K15、K16、K11、K12、K1和K2均闭合，K13、K14、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K13、K14均断开。

当驱动系统为驱动状态下时，根据其驱动的设备不同闭合不同的开关，例如若驱动空调器，则闭合K6，若驱动除霜机则闭合K8等等，但是K11、K12和K2在驱动状态下时断开，并且K1、K15和K16是保持闭合的。

通过上述描述可知在驱动系统开启的状态下K1是始终保持闭合的，起在驱动系统中主要的作用除了连通电路外，还有电流保护的作用，因为K1通常为继电器，而继电器在大电流下只能维持闭合很短的时间，然后会断开，而K1断开后第一充电支路、空调支路等与第一充电支路并联的支路均不能再工作，从而避免了这些支路受到大电流冲击。

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。而且，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。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种驱动系统，其特征在于，包括：外部电路和内部电路，

所述外部电路包含电源支路；

所述内部电路包含第一充电支路；

所述第一充电支路的正极与所述电源支路的正极连接，所述第一充电支路的负极与所述电源支路的负极连接；

所述内部电路还包含与所述第一充电支路并联的主驱支路。

2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述内部电路还包括第一开关；

所述第一开关设置在所述第一充电支路的负极与所述电源支路的负极之间的连接线上。

3.根据权利要求2所述的驱动系统，其特征在于，所述内部电路还包括第一熔断器；

所述第一熔断器设置在所述第一充电支路的正极与所述电源支路的正极之间的连接线上。

4.根据权利要求3所述的驱动系统，其特征在于，所述第一充电支路包含第一充电接口和第二开关；

所述第一充电接口的正极与所述第二开关的一端连接，所述第二开关的另一端作为所述第一充电支路的正极；

所述第一充电接口的负极作为所述第一充电支路的负极。

5.根据权利要求3所述的驱动系统，其特征在于，所述主驱支路包括电机驱动器接口和第一预充电回路；

所述第一预充电回路的输入端作为所述主驱支路的正极；

所述第一预充电回路的输出端与所述电机驱动器接口的正极连接；

所述电机驱动器接口的负极作为所述主驱支路的负极。

6.根据权利要求5所述的驱动系统，其特征在于，所述第一预充电回路包括：

第一电阻、第一二极管、第三开关和第四开关；

所述第一电阻的第一端作为所述第一预充电回路的输入端，所述第一电阻的第一端为所述第一电阻的任意一端；

所述第一电阻的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第二端为所述第一电阻中除了第一端之外的另一端；

所述第一二极管的阴极与所述第三开关的第一端连接，所述第三开关的第一端为所述第三开关的任意一端；

所述第三开关的第二端作为所述第一预充电回路的输出端，所述第三开关的第二端为所述第三开关中除第一端之外的另一端；

所述第四开关的一端与所述第一电阻的第一端连接，另一端与所述第三开关的第二端连接。

7.根据权利要求2所述的驱动系统，其特征在于，所述内部电路还包括：与所述第一充电支路并联的储能电源支路；

所述储能电源支路包括第七熔断器、电压转换器和储能电池接口；

所述第七熔断器的一端作为所述储能电源支路的正极；

所述第七熔断器的另一端与所述电压转换器的正极输入端连接；

所述电压转换器的负极输入端作为所述储能电源支路的负极；

所述电压转换器的正极输出端与所述储能电池接口的正极连接；

所述电压转换器的负极输出端与所述储能电池接口的负极连接。

8.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述内部电路还包括：第二充电支路；

所述第二充电支路包含第二充电接口、第十一开关、第十二开关和第八熔断器；

所述第二充电接口的正极通过串联的所述第十一开关和所述第八熔断器与所述电源支路的正极连接；

所述第二充电接口的负极通过所述第十二开关与所述电源支路的负极连接。

9.一种控制器，其特征在于，所述控制器包含权利要求1-8任一所述的驱动系统。

10.一种新能源汽车，其特征在于，所述新能源汽车包含权利要求1-8任一所述的驱动系统。

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