CN215751976U - 集成控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种集成控制器，所述集成控制器包括：壳体；慢充接口，所述慢充接口设置在所述壳体的侧面；一体式车载电源模块，所述车载电源模块可通过所述慢充接口与外部电网连接；配电单元，所述配电单元与所述车载电源模块连接。本实用新型中，能够通过采用车载电源逆变器与配电单元的组合方式，有效地解决了相关技术中存在的体积大、重量高、效率低以及成本高等技术问题，能够实现高效、经济的快速充电。进一步地，由于本实用新型提出的集成控制器中并未集成MCU和OBC，避免了因电磁兼容等原因导致的故障，为售后阶段减轻了压力。

Description

集成控制器

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种集成控制器。

背景技术

相关技术中，为了可以减少充电过程中产生的热量以及电池压力，通常依赖以较低的速度给设备电池充电的慢充功能进行充电。一般情况下，车载慢充充电机、高低压直流转换控制器等功率回路分别独立，且均由集成控制器进行控制。然而，近年来，随着直流充电技术的普及，越来越多的共享汽车、纯电动出租车等车辆已经不再依赖慢充功能进行充电，而是采用快充的方式进行充电。

但是，相关技术中，基于集成控制器实现效率高、成本低的快速充电技术尚不完善，往往存在着集成控制器体积大、重量高、效率低以及成本高等技术问题。因此，如何通过集成控制器实现高效、经济的快速充电，已成为了重要的研究方向之一

发明内容

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集成控制器，以实现解决现有技术中存在的因集成控制器体积大、重量高、效率低以及成本高等原因，导致无法实现高效、经济的快速充电的技术问题。

为达上述目的，本实用新型第一方面实施例提出了一种集成控制器，包括：壳体；慢充接口，所述慢充接口设置在所述壳体的侧面；一体式车载电源模块，所述车载电源模块可通过所述慢充接口与外部电网连接；配电单元，所述配电单元与所述车载电源模块连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述车载电源模块包括：车载电源逆变器，所述车载电源逆变器分别与所述慢充接口和所述配电单元连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述车载电源模块还包括：车载充电机，所述车载电源逆变器通过所述车载充电机与所述慢充接口连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述配电单元包括：车载电源保险丝，所述车载电源保险丝的第一端与所述车载电源模块的正端连接；配电模块，所述配电模块的第一正端与所述车载电源保险丝的第二端连接，所述配电模块的第一负端与所述车载电源模块的负端连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述集成控制器，还包括：低压信号接口，所述低压信号接口设置在所述壳体的侧面；快充接口，所述快充接口设置在所述壳体的侧面，所述快充接口可与外部高压电池包连接；所述配电模块包括：快充正极继电器，所述快充正极继电器的线圈与所述低压信号接口连接，所述快充正极继电器的触点分别与所述快充接口的正极和所述配电模块的第一正端连接；快充负极继电器，所述快充负极继电器的线圈与所述低压信号接口连接，所述快充负极继电器的触点分别与所述快充接口的负极和所述配电模块的第一负端连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述集成控制器，还包括：电机控制器接口，所述电机控制器接口设置在所述壳体的侧面，所述电机控制器接口的正极与所述配电模块的第一正端连接，所述电机控制器接口的负极与所述配电模块的第一负端连接，所述电机控制器接口可与外部电机控制器连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述集成控制器，还包括：电池接口，所述电池接口设置在所述壳体的侧面，所述电池接口的正极与所述配电模块的第一正端连接，所述电池接口的负极与所述配电模块的第一负端连接，所述电池接口可与外部所述高压电池包连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述集成控制器，还包括：高压器件接口，所述高压器件接口设置在所述壳体的侧面，所述高压器件接口的正极通过高压器件保险丝与所述配电模块的第一正端连接，所述高压器件接口的负极与所述配电模块的第一负端连接，所述高压器件接口可与外部高压器件连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述集成控制器，还包括：高压互锁开关，所述高压互锁开关的第一端通过所述慢充接口与所述低压信号接口连接，所述高压互锁开关的第二端通过所述高压器件接口、所述电池接口、所述电机控制器接口和所述快充接口与所述低压信号接口连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述集成控制器，还包括：低压蓄电池接口，所述低压蓄电池接口设置在所述壳体的侧面，所述车载电源模块可通过所述低压蓄电池接口与外部低压蓄电池连接。

本实用新型第一方面实施例提出了一种集成控制器，能够通过采用车载电源逆变器与配电单元的组合方式，有效地解决了相关技术中存在的体积大、重量高、效率低以及成本高等技术问题，能够实现高效、经济的快速充电。进一步地，由于本实用新型提出的集成控制器中并未集成MCU和OBC，避免了因电磁兼容等原因导致的故障，为售后阶段减轻了压力。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例提供了一种集成控制器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供了另一种集成控制器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供了另一种集成控制器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供了另一种集成控制器的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供了另一种集成控制器的结构示意图。

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。

需要说明的是，相关技术中，新能源汽车上搭载的高压附件和配电单元有多种组合方式，主要包括以下两种组合方式：车载充电机(On Board Charger，简称OBC)与车载电源逆变器；OBC、车载电源逆变器、配电单元与电机控制器(Micro Controller Unit，简称MCU)。

然而，前述两种方式存在占用空间大、成本高等劣势，不利于整车设计成本目标的达成。此外，前述第二种组合方式还存在因电磁兼容等原因极易导致整车故障率极高的问题，为售后阶段带来严重的困扰。

由此，本实用新型提出了一种集成控制器，能够有效地解决了相关技术中存在的技术问题。

下面参考附图描述本实用新型实施例的集成控制器。

图1是本实用新型公开的一个实施例的集成控制器的结构示意图。

如图1所示，本实施例中的集成控制器2000，包括：壳体100、慢充接口200、一体式车载电源模块300和配电单元400。

需要说明的是，本实用新型中，可以预先根据当前项目的需求以及后期可能的拓展需求，确定用以连接不同用电设备的连接器种类。其中，部分连接有相同用电设备的连接器，可以布设于壳体1的不同侧面，也可以于壳体1上设置多个连接出口。

举例而言，如图2所示，可以将多种连接器布设于壳体100的四周，例如，分别处于不同的侧面或同一侧面的不同位置的多个连接交流充电插座的OBC接口；又例如，分别处于壳体100同一侧面的不同位置且摆放角度也不同的连接动力电池包的连接器。

其中，慢充接口200，设置在壳体100的侧面，慢充接口200的出线方式为铜排出线或线束出线。

以图3为例，于壳体100的不同侧面，分别设置有2个连接方式不同的连接电机控制器的MCU连接器的出口，其中，一个是以铜排的方式与电机控制器形成整体连接，另一个以线束的方式与电机控制器连接。

需要说明的是，在特定的项目中，功能相同的连接器接口会选择其中之一，其余的接口采用盲堵或不开口的方式密封。

其中，一体式车载电源模块300，可以为高度集成的电源模块，此种情况下，一体式车载电源模块300可以通过慢充接口200与外部电网连接。也就是说，本实施例中，集成控制器通过采用高度集成的一体式车载电源模块，减小了集成控制器所占用的空间。

需要说明的是，本实用新型对于车载电源模块300的具体选型不作限定，可以根据实际情况进行设定，例如，可以采用额定功率为2.5KW、峰值为3KW的车载电源模块。

其中，配电单元400，与一体式车载电源模块300连接。

需要说明的是，本实用新型中，配电单元400，如图4所示，可以根据不同车型的需求，于内部搭载不同功率的车载逆变器模块，而连接外部车载设备的接口在不改变安装界面尺寸的前提下，可用软导线代替铜排实现内部线路连接，以应对不同功率配置的电气线路，能够有效地降低设计成本。

由此，本实用新型提出了一种集成控制器，能够通过采用车载电源逆变器与配电单元的组合方式，有效地解决了相关技术中存在的体积大、重量高、效率低以及成本高等技术问题，能够实现高效、经济的快速充电。进一步地，由于本实用新型提出的集成控制器中并未集成MCU和OBC，避免了因电磁兼容等原因导致的故障，为售后阶段减轻了压力。

在一些实施例中，如图5所示，车载电源模块300，包括：车载电源逆变器310和车载充电机320。

其中，车载电源逆变器310，分别与慢充接口200和配电单元400连接。

其中，车载电源逆变器310通过车载充电机320与慢充接口200连接。

在一些实施例中，如图5所示，配电单元400，包括：车载电源保险丝410和配电模块420。

其中，车载电源保险丝410的第一端411与车载电源模块300的正端301连接。

其中，配电模块420的第一正端421与车载电源保险丝410的第二端412连接，配电模块420的第一负端422与车载电源模块300的负端302连接。

在一些实施例中，如图5所示，集成控制器2000，还包括：低压信号接口500、快充接口600、电机控制器接口700、电池接口800、高压器件接口900、高压互锁开关1000和低压蓄电池接口1100。

其中，低压信号接口500，设置在壳体100的侧面。

其中，快充接口600，设置在壳体100的侧面，快充接口600可与外部高压电池包连接。

进一步地，配电模块420，还包括：快充正极继电器423和快充正极继电器424。

其中，快充正极继电器423的线圈与低压信号接口500连接，快充正极继电器423的触点分别与快充接口600的正极601和配电模块420的第一正端421连接。

其中，快充负极继电器424的线圈与低压信号接口500连接，快充负极继电器424的触点分别与快充接口600的负极602和配电模块420的第一负端422连接。

此种情况下，本实用新型中，配电单元通过冗余结构设计，具有适配多种电气设备参数的能力，能匹配不同配置的新能源车辆，可以适配多种总布置架构，提供多种出线选择方式，避免了大量功能类似的定制化的配电单元的开发，平台化应用范围更广，有助于降低整车的开发费用及缩短整车的开发周期，能带来较大的经济效率。

其中，电机控制器接口700设置在壳体100的侧面，电机控制器接口700的正极701与配电模块420的第一正端421连接，电机控制器接口700的负极702与配电模块420的第一负端422连接，电机控制器接口700可与外部电机控制器连接。

其中，电池接口800设置在壳体100的侧面，电池接口800的正极801与配电模块420的第一正端421连接，电池接口800的负极802与配电模块420的第一负端422连接，电池接口800可与外部高压电池包连接。

其中，高压器件接口900设置在壳体100的侧面，高压器件接口900的正极901通过高压器件保险丝与配电模块420的第一正端421连接，高压器件接口900的负极902与配电模块420的第一负端422连接，高压器件接口900可与外部高压器件连接。

需要说明的是，与高压器件接口900的正极901和配电模块420的第一正端421连接的高压器件保险丝，可以为不同规格的保险丝，可以根据实际情况进行选取。

其中，高压互锁开关1000的第一端1001通过慢充接口200与低压信号接口500连接，高压互锁开关1000的第二端1002通过高压器件接口900、电池接口800、电机控制器接口700和快充接口600与低压信号接口500连接。

需要说明的是，本实用新型中，各接口可通过铜排或线束的方式与外部设备连接，且同一功能的接口可设置在壳体的不同侧面或同一侧面的不同位置。

其中，低压蓄电池接口1100，设置在壳体100的侧面，车载电源模块300可通过低压蓄电池接口1100与外部低压蓄电池连接。

综上所述，配电单元400可以将来自与高压电池包连接的HV电池包接口的高压直流电逆变成低压直流电通过配电单元接线原理经过低压蓄电池接口给车载低压蓄电池充电。高压电池包的电能通过HV电池接口输入，并通过配电单元将电能输送给各车载用电设备。同时，配电单元400也可以将来自电网的电能通过快充接口充入高压电池包。同时，车载电源逆变器可以独立检测各个连接器的互锁通断情况，当高压连接器接触不好或者断开、集成控制器的上盖被打开，能及时检测并及时通过控制器局域网络(Controller AreaNetwork，简称CAN)总线上报至整车控制器(Vehicle control unit，简称VCU)，从而实现断开高压电路，防止触电危险。

集成的一体式车载电源模块300可以独立检测快充继电器的粘连状态，控制继电器的吸合和断开，并及时上报整车控制器。其中，集成控制器2000与整车的信号连接通过低压信号接口500实现。

进一步地，针对配电单元400，同一个保险丝位置可以预留两个及以上安装尺寸，当连接到配电单元400的用电设备功率不同时，配电单元400上可以采用不同规格的保险丝，而配电单元400的结构无需进行任何更改。当不需要配置快速充电功能时，配电单元400上的快充正极继电器、快充负极继电器及相关铜排可以进行移除，同样，集成控制器2000的结构无需进行任何更改，不影响其余接线排布。

进一步地，壳体100外侧可以根据当前项目的需求及后期可能的拓展需求，布置多种连接不同用电设备的连接器，其中有些连接相同用电设备的连接器在壳体100的不同侧面或位置设置了多个连接出口。

进一步地，配电单元400可根据不同车型的需求内部搭载不同功率的车载电源逆变器，而连接外部车载设备的接口在不改变安装界面尺寸的前提下，可用软导线代替铜排实现内部线路连接，以应对不同功率配置的电气线路，降低设计成本。

此种情况下，本实用新型提出的集成控制器2000，仅需运用配电单元和车载电源模块，即可实现整车电源输送和分配的任务。进一步地，在不改变结构和模具状态的情况下，可以适配不同电气配置的车型，用电设备的数量或功率的改变只需通过增加/减少配电单元上的连接器、保险丝、继电器的数量或改变保险丝的规格即可实现。进一步地，本实用新型提出的集成控制器2000采用了同一种功能的连接接口有多种备用方案，且分布在配电单元壳体的各个不同侧面或同一侧面的不同位置。进一步地，本实用新型提出的集成控制器2000的连接接口采用了一种以铜排出线的连接方式，该铜排可以和匹配的电气设备实现内部连接，将两者整合成一个模块，从而实现更优的设计成本。

由此，本实用新型提出的集成控制器，具有内部结构设计简洁、体积和重量更小，有利于新能源汽车的轻量化的特点，更加有助于提升整车的续航里程，具有很好的成本优势，特别地，适用于共享汽车和纯电动出租车等公共出行领域中的车辆时具有更加突出的效果；且集成控制器结构简单、紧凑，便于维护，轻量化的。

进一步地，本实用新型提出的集成控制器，有利于适应各种电气设备配置的车型，扩大了产品的应用范围和利用效率，加快了整车开发周期、降低了整车开发费用、增强了整车的价格竞争优势。同时，可以根据不同的电器配置选用相应的连接器、继电器、保险丝，而产品本身结构不用作更改，扩大了产品的应用范围和利用效率、加快的整车开发周期、降低了整车开发费用、增强了整车的价格竞争优势。

进一步地，本实用新型提出的集成控制器具有多种出线方式，可以适配多种整车总布置方式，使线束布置更便捷、线束走向更合理、应用平台范围更广、开发利用价值更高，为整车的价格竞争带来更多优势。

进一步地，本实用新型提出的集成控制器提供了铜排连接式、线束连接式等多种用电器件间的连接方式，方便整车布置方案多样化、一体化及最优化得以实现。

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。

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。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。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 (10)

1.一种集成控制器，其特征在于，包括：

壳体；

慢充接口，所述慢充接口设置在所述壳体的侧面；

一体式车载电源模块，所述车载电源模块可通过所述慢充接口与外部电网连接；

配电单元，所述配电单元与所述车载电源模块连接。

2.根据权利要求1所述的集成控制器，其特征在于，所述车载电源模块包括：

车载电源逆变器，所述车载电源逆变器分别与所述慢充接口和所述配电单元连接。

3.根据权利要求2所述的集成控制器，其特征在于，所述车载电源模块还包括：

车载充电机，所述车载电源逆变器通过所述车载充电机与所述慢充接口连接。

4.根据权利要求1所述的集成控制器，其特征在于，所述配电单元包括：

车载电源保险丝，所述车载电源保险丝的第一端与所述车载电源模块的正端连接；

配电模块，所述配电模块的第一正端与所述车载电源保险丝的第二端连接，所述配电模块的第一负端与所述车载电源模块的负端连接。

5.根据权利要求4所述的集成控制器，其特征在于，还包括：

低压信号接口，所述低压信号接口设置在所述壳体的侧面；

快充接口，所述快充接口设置在所述壳体的侧面，所述快充接口可与外部高压电池包连接；

所述配电模块包括：

快充正极继电器，所述快充正极继电器的线圈与所述低压信号接口连接，所述快充正极继电器的触点分别与所述快充接口的正极和所述配电模块的第一正端连接；

快充负极继电器，所述快充负极继电器的线圈与所述低压信号接口连接，所述快充负极继电器的触点分别与所述快充接口的负极和所述配电模块的第一负端连接。

6.根据权利要求5所述的集成控制器，其特征在于，还包括：

电机控制器接口，所述电机控制器接口设置在所述壳体的侧面，所述电机控制器接口的正极与所述配电模块的第一正端连接，所述电机控制器接口的负极与所述配电模块的第一负端连接，所述电机控制器接口可与外部电机控制器连接。

7.根据权利要求6所述的集成控制器，其特征在于，还包括：

电池接口，所述电池接口设置在所述壳体的侧面，所述电池接口的正极与所述配电模块的第一正端连接，所述电池接口的负极与所述配电模块的第一负端连接，所述电池接口可与外部所述高压电池包连接。

8.根据权利要求7所述的集成控制器，其特征在于，还包括：

高压器件接口，所述高压器件接口设置在所述壳体的侧面，所述高压器件接口的正极通过高压器件保险丝与所述配电模块的第一正端连接，所述高压器件接口的负极与所述配电模块的第一负端连接，所述高压器件接口可与外部高压器件连接。

9.根据权利要求8所述的集成控制器，其特征在于，还包括：

高压互锁开关，所述高压互锁开关的第一端通过所述慢充接口与所述低压信号接口连接，所述高压互锁开关的第二端通过所述高压器件接口、所述电池接口、所述电机控制器接口和所述快充接口与所述低压信号接口连接。

10.根据权利要求1所述的集成控制器，其特征在于，还包括：

低压蓄电池接口，所述低压蓄电池接口设置在所述壳体的侧面，所述车载电源模块可通过所述低压蓄电池接口与外部低压蓄电池连接。

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