CN218449905U - 一种多路电机集成控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多路电机集成控制装置，包括驱动单元、供电单元、第一通信单元、多路风扇电机驱动电路、水泵电机驱动电路和热管理阀电机驱动电路，第一通信单元用于接收风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号，并传输至驱动单元；驱动单元用于根据接收的风扇转速信号，传输电机驱动信号至对应的风扇电机驱动电路，驱动单元用于根据接收的水泵转速信号，传输对应的电机驱动信号至水泵电机驱动电路，驱动单元用于根据接收的阀开度信号，传输对应的电机驱动信号至热管理阀电机驱动电路。可见，本实用新型集成了多路电机驱动电路，可驱动多路电子风扇、水泵和热管理阀，并可根据实际需要配置电机驱动电路。

Description

一种多路电机集成控制装置

技术领域

本实用新型涉及冷却系统技术领域，尤其涉及一种多路电机集成控制装置。

背景技术

现有技术中冷却系统由水泵、热管理阀、至少一台电子风扇、散热芯体总成和温度控制系统等组成，每台电子风扇、水泵和热管理阀均配置独立的电机，电机上均集成有电机控制器。温度控制系统通过热源计算和采集的多个温度信号，计算出所需的风扇转速、水泵转速和热管理阀开度，再发送给对应的电机控制器，电机控制器再向对应的电机发送驱动电流。

目前的冷却系统存在以下的问题：

1.冷却系统往往需要配置多个电子风扇，同时需增加供电分配盒，存在的多个电机控制器使得系统造价成本较为高昂、故障排查难；

2.集成设置的电机和电机控制器，将电机控制器局限在一定空间内，使得电子风扇的功率升级困难、电压升级困难，目前普遍应用电子风扇为12V和24V，目前解决大功率散热时只能堆叠越来越多的风机，增加成本的同时，噪音也随之增加，影响用户体验；

3.集成设置的电机和电机控制器，将电机控制器局限在一定空间内，无法解决500w以上功率电子风扇的电机控制器的热效率问题，必须依赖于进口风机。

基于上述问题使得电子风扇无法在燃油动力领域进行大规模应用，大功率散热的动力系统在应用电子风扇时，成本高昂、NVH性能差。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种多路电机集成控制装置，该控制装置集成了多路电机驱动电路，能够根据实际需要配置电机驱动电路，解耦了电机和电机控制器，满足了实际使用需求，且结构简单、易实现。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种多路电机集成控制装置，包括驱动单元及分别与所述驱动单元电连接的供电单元、第一通信单元、多路风扇电机驱动电路、水泵电机驱动电路和热管理阀电机驱动电路，所述第一通信单元用于接收风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号，并传输至所述驱动单元；所述驱动单元用于根据接收的风扇转速信号，传输对应的电机驱动信号至对应的所述风扇电机驱动电路，所述驱动单元用于根据接收的水泵转速信号，传输对应的电机驱动信号至所述水泵电机驱动电路，所述驱动单元用于根据接收的阀开度信号，传输对应的电机驱动信号至所述热管理阀电机驱动电路。

优选方式为，所述控制装置还包括热管理控制单元，所述热管理控制单元分别与所述驱动单元和所述第一通信单元电连接；所述热管理控制单元用于传输风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号至所述驱动单元。

优选方式为，所述控制装置还包括温度检测单元、压力检测单元和/或液位检测单元，所述温度检测单元、所述压力检测单元和所述液位检测单元分别与所述热管理控制单元电连接；所述热管理控制单元用于根据所述温度检测单元、所述压力检测单元和所述液位检测单元采集的电信号，传输对应的风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号至所述驱动单元。

优选方式为，所述温度检测单元包括至少一个温度传感器。

优选方式为，所述控制装置还包括第二通信单元，所述热管理控制单元通过所述第二通信单元与所述驱动单元电连接。

优选方式为，所述驱动单元包括输入输出端口，所述热管理控制单元通过所述输入输出端口与所述驱动单元电连接。

优选方式为，所述供电单元包括电压转换电路，所述电压转换电路用于将24V转换成5V。

优选方式为，所述第一通信单元和/或所述第二通信单元包括CAN通信电路或Lin通信电路。

优选方式为，所述电压转换电路的输入端连接有第一铜排，所述电压转换电路的输出端经过保险丝连接有第二铜排，所述第一铜排外接24V电源，所述第二铜排输出5V。

优选方式为，每路所述风扇电机驱动电路、所述水泵电机驱动电路和所述热管理阀电机驱动电路均包括逆变桥电路。

采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的多路电机集成控制装置，包括驱动单元及分别与所述驱动单元电连接的供电单元、第一通信单元、多路风扇电机驱动电路、水泵电机驱动电路和热管理阀电机驱动电路，第一通信单元用于接收风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号，并传输至驱动单元；驱动单元用于根据接收的风扇转速信号，传输对应的电机驱动信号至对应的风扇电机驱动电路，驱动单元用于根据接收的水泵转速信号，传输对应的电机驱动信号至水泵电机驱动电路，驱动单元用于根据接收的阀开度信号，传输对应的电机驱动信号至热管理阀电机驱动电路。可见，本实用新型集成了多路电机驱动电路，还可根据实际需要配置电机驱动电路的数量，满足所应用冷却系统的使用需求，降低了成本，解决了现有技术中电机与电机控制器集成设置所存在的技术问题。

由于控制装置还包括热管理控制单元，热管理控制单元分别与驱动单元和第一通信单元电连接，热管理控制单元用于传输风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号至所述驱动单元，使本控制装置能够自主进行热管理。

由于控制装置还包括温度检测单元、压力检测单元和/或液位检测单元，温度检测单元、压力检测单元和液位检测单元分别与热管理控制单元电连接；热管理控制单元用于根据温度检测单元、压力检测单元和液位检测单元采集的电信号，传输对应的风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号至驱动单元，使热管理控制单元结合外界温度、压力和液位等进行热管理。

由于控制装置还包括第二通信单元，热管理控制单元通过第二通信单元与驱动单元电连接，热管理控制单元通过通信单元传输信号。

由于驱动单元包括输入输出端口，热管理控制单元通过输入输出端口与驱动单元电连接，使热管理控制单元可输入输出端口传输信号至驱动单元。

由于电压转换电路的输入端连接有第一铜排，电压转换电路的输出端经过保险丝连接有第二铜排，第一铜排外接24V电源，第二铜排输出5V，提高了用电的安全性，并且通过第二铜排可输出多路5V电压。

综上所述，本实用新型相比现有技术具有以下优势：摆脱了空间限制，更高效地实现功率升级、电压升级，比如升级为高电压风机；使电机的布置空间会进一步增大，对电机的耐温等级需求降低，降低了电机的成本；降低了系统成本和维保难度；可以更好地兼顾芯片和电路资源，节约成本的同时，故障处理机制会更加完善和系统化，可实现过流、过压、欠压、过热、堵转等故障反馈功能；还可以根据使用场景的需要，配置热管理控制单元和电机驱动电路的数量。

附图说明

图1是本实用新型中多路电机集成控制装置的原理框图；

图2是实施例中电机驱动电路的电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图2所示，一种多路电机集成控制装置，包括驱动单元及分别与驱动单元电连接的供电单元、第一通信单元、多路风扇电机驱动电路、水泵电机驱动电路和热管理阀电机驱动电路，第一通信单元用于接收风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号，并传输至驱动单元，驱动单元可包括但不限于STM32系列单片机。

驱动单元用于根据接收的风扇转速信号，传输对应的电机驱动信号至对应的风扇电机驱动电路，驱动单元用于根据接收的水泵转速信号，传输对应的电机驱动信号至水泵电机驱动电路，驱动单元用于根据接收的阀开度信号，传输对应的电机驱动信号至热管理阀电机驱动电路。本实用新型集成了多路电机驱动电路，将本实用新型应用于冷却系统后，能够同时驱动多路电子风扇、水泵和热管理阀的电机，降低了成本，释放了空间，令冷却系统的布置更加合理，即本实用新型解决了现有技术中电机和电机控制器集成设置所存在的一些列技术问题。

如图1所示，控制装置还包括热管理控制单元，热管理控制单元可为STM32系列单片机，热管理控制单元分别与驱动单元和第一通信单元电连接，热管理控制单元用于传输风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号至驱动单元。

本实施例中热管理控制单元与驱动单元之间的电连接，具有以下两种方式：一种是在控制装置包括第二通信单元时，热管理控制单元通过第二通信单元与驱动单元电连接；另一种是在驱动单元包括输入输出端口时，比如，驱动单元为STM32系列单片机时，热管理控制单元通过输入输出端口与驱动单元电连接。

一种优选方案，第一通信单元和/或第二通信单元包括CAN通信电路或Lin通信电路，CAN通信电路可包括但不限于TJA1051T/3芯片。CAN通信电路还包括CAN通信接口，实际使用时，可通过CAN总线进行连接，使用非常方便。

如图1所示，控制装置还包括温度检测单元、压力检测单元和/或液位检测单元，温度检测单元、压力检测单元和液位检测单元分别与热管理控制单元电连接；热管理控制单元用于根据温度检测单元、压力检测单元和液位检测单元采集的电信号结合散热需求，传输对应的风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号至驱动单元。具体地，温度检测单元包括至少一个温度传感器，温度传感器设在需要散热的位置处，其中散热需求可通过人机交互单元输入。

本实施例中供电单元包括电压转换电路，电压转换电路用于将24V转换成5V。具体地，电压转换电路的输入端连接有第一铜排，电压转换电路的输出端经过保险丝连接有第二铜排，第一铜排外接24V电源，第二铜排输出5V。另外，电压转换电路可包括但不限于DC-DC芯片LMR14206。

如图2所示，本实施例中每路风扇电机驱动电路、水泵电机驱动电路和热管理阀电机驱动电路和驱动单元之间均串接有逆变桥电路。另外，驱动电路可包括一个或多个STM32系列单片机，每路电机驱动电路的输入端均与单片机电连接，每路电机驱动电路的输出端均与对应的外接驱动电机电连接，各单片机传动FOC、方波或PWM脉冲信号至电机驱动电路。每路电机驱动电路均由供电单元供电，而供电单元可设置有供电接口，在实际使用时，可通过供电接口外接24V电源，使用非常方便。

如图1和图2所示，本实用新型的控制装置包括多路风扇电机驱动电路、水泵电机驱动电路和热管理阀电机驱动电路，使用时，每路风扇电机驱动电路可外接一台电子风扇的驱动电机，水泵电机驱动电路外接水泵的驱动电机，热管理阀电机驱动电路外接热管理阀的驱动电机。

当本实用新型所应用的冷却系统的主控制器，能够计算出电子风扇转速、水泵转速和热管理阀的阀开度时，本实用新型可不设置热管理控制单元，令驱动单元通过第一通信单元与主控制器进行通信，第一通信单元接收到风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号后，再传输至驱动单元，驱动单元再通过各电机驱动电路控制对应的驱动电机，实现了电子风扇、水泵和热管理阀的控制。

当冷却系统的主控制器不能计算电子风扇转速、水泵转速和热管理阀的阀开度时，本实用新型启用或再配置热管理控制单元，由热管理控制单元根据散热需求、温度检测单元、压力检测单元和液位检测单元所采集的电信号，计算出对应的电子风扇转速、水泵转速和热管理阀的阀开度，再通过第二通信单元或通过输入输出端口，传输至驱动单元，驱动单元再通过各电机驱动电路控制对应的驱动电机，实现电子风扇、水泵和热管理阀的控制。

综上，本实用新型相比技术，具有以下优点：

1.本实用新型集成了电机驱动电路，从而摆脱了现有技术中的空间限制，可更高效地实现功率升级、电压升级，比如升级为高电压风机；

2.本实用新型实现了电机和电机驱动电路之间的解耦，令电机的布置空间会进一步增大，对电机的耐温等级需求降低，降低了电机的成本；

3.降低了系统成本和维保难度。

4.更好地兼顾芯片和电路资源，节约成本的同时，故障处理机制会更加完善和系统化，可实现过流、过压、欠压、过热、堵转等故障反馈功能；

5.还可以根据使用场景的需要，配置热管理控制单元、电子风扇、水泵和热管理阀控制。

以上所述本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种多路电机集成控制装置的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多路电机集成控制装置，其特征在于，包括驱动单元及分别与所述驱动单元电连接的供电单元、第一通信单元、多路风扇电机驱动电路、水泵电机驱动电路和热管理阀电机驱动电路，所述第一通信单元用于接收风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号，并传输至所述驱动单元；

所述驱动单元用于根据接收的风扇转速信号，传输对应的电机驱动信号至对应的所述风扇电机驱动电路，

所述驱动单元用于根据接收的水泵转速信号，传输对应的电机驱动信号至所述水泵电机驱动电路，

所述驱动单元用于根据接收的阀开度信号，传输对应的电机驱动信号至所述热管理阀电机驱动电路。

2.根据权利要求1所述的多路电机集成控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括热管理控制单元，所述热管理控制单元分别与所述驱动单元和所述第一通信单元电连接；所述热管理控制单元用于传输风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号至所述驱动单元。

3.根据权利要求2所述的多路电机集成控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括温度检测单元、压力检测单元和/或液位检测单元，所述温度检测单元、所述压力检测单元和所述液位检测单元分别与所述热管理控制单元电连接；

所述热管理控制单元用于根据所述温度检测单元、所述压力检测单元和所述液位检测单元采集的电信号，传输对应的风扇转速信号、水泵转速信号和阀开度信号至所述驱动单元。

4.根据权利要求3所述的多路电机集成控制装置，其特征在于，所述温度检测单元包括至少一个温度传感器。

5.根据权利要求2所述的多路电机集成控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括第二通信单元，所述热管理控制单元通过所述第二通信单元与所述驱动单元电连接。

6.根据权利要求2所述的多路电机集成控制装置，其特征在于，所述驱动单元包括输入输出端口，所述热管理控制单元通过所述输入输出端口与所述驱动单元电连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的多路电机集成控制装置，其特征在于，所述供电单元包括电压转换电路，所述电压转换电路用于将24V转换成5V。

8.根据权利要求5所述的多路电机集成控制装置，其特征在于，所述第一通信单元和/或所述第二通信单元包括CAN通信电路或Lin通信电路。

9.根据权利要求7所述的多路电机集成控制装置，其特征在于，所述电压转换电路的输入端连接有第一铜排，所述电压转换电路的输出端经过保险丝连接有第二铜排，所述第一铜排外接24V电源，所述第二铜排输出5V。

10.根据权利要求1所述的多路电机集成控制装置，其特征在于，每路所述风扇电机驱动电路、所述水泵电机驱动电路和所述热管理阀电机驱动电路均包括逆变桥电路。

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