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CN207207793U - Phev车用高压集成模块化控制系统 - Google Patents

Phev车用高压集成模块化控制系统 Download PDF

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CN207207793U CN201721069563.1U CN201721069563U CN207207793U CN 207207793 U CN207207793 U CN 207207793U CN 201721069563 U CN201721069563 U CN 201721069563U CN 207207793 U CN207207793 U CN 207207793U
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杨军
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Sichuan New Energy Automotive Co., Ltd.
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Abstract

本实用新型涉及一种PHEV车用高压集成模块化控制系统，属于混合动力汽车的技术领域。本实用新型的控制系统包括高压集成箱体，高压集成箱体内设置有高压电源分配单元、驱动电机控制器、发电机控制器、直流降压转换器和直流交流逆变器；高压电源分配单元的输入端连接至高压集成箱体上的动力电池总负极以及总正极输入接口；高压电源分配单元的输出端分别连接至驱动电机控制器、发电机控制器、直流降压转换器和直流交流逆变器的电源输入端。本实用新型的控制系统能够实现驱动电机、发电机控制的集成化，且能实现PDU、DC/DC和DC/AC的功能，达到了节约空间、降损耗、提高效率、减重及降成本的效果，对整车高压安全防护、电磁干扰防护方面也有明显的改善。

Description

PHEV车用高压集成模块化控制系统
技术领域
本实用新型涉及混合动力汽车的技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种PHEV车用高压集成模块化控制系统。
背景技术
PHEV(Plug-in hybrid electric vehicle)为插电式混合动力汽车的英文缩写。在现有技术中，PHEV车型匹配的高压系统单元通常包括以下部分：独立的驱动电机及其控制器(MCU)、独立的发电机及其控制器(GCU)、DC/DC转换器、车载充电机(OBC)、电动压缩机(A/C COMP)、空调电加热PTC以及DC/AC转换器等高压附件以及整车高压系统电源分配模块(PDU)。现有技术的上述控制系统存在以下问题：
1、PHEV乘用车机舱布置发动机、耦合器、驱动电机及其控制器、发电机及其控制器，还有DC/DC、DC/AC、充电机、电动压缩机、电加热PTC、PDU等高压附件；受空间限制，各部件的布置安装及线束走向十分困难；
2、机舱内的发动机和排气装置温度较高；高压部件和线束的高压安全和防护措施实施困难；
3、高压系统由动力电池进行电源分配，分散的高压部件使高压线束及连接接口增多，增加线路损耗的同时也增加成本；
4、高压系统主要采用液冷形式，分散的高压部件增加了冷却系统管路的长度，管路损耗增加，冷却效率降低。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种PHEV车用高压集成模块化控制系统。
本实用新型采用了以下技术方案：
一种PHEV车用高压集成模块化控制系统，其特征在于：包括设置在前机舱动力耦合装置上方的高压集成箱体，所述高压集成箱体内设置有高压电源分配单元、驱动电机控制器、发电机控制器、直流降压转换器和直流交流逆变器；所述高压电源分配单元的输入端连接至动力电池总负极以及总正极输出接口；所述高压电源分配单元的输出端分别连接至所述驱动电机控制器、发电机控制器、直流降压转换器和直流交流逆变器的电源输入端；而所述驱动电机控制器的输出端分别连接至MCU-GCU通信接口、MCU旋变线接口的以及驱动电机三相电源线接口；所述发电机控制器的输出端分别连接至GCU旋变线接口以及发电机三相电源线接口；所述直流降压转换器的输出端连接至DC/DC直流12V输出接口；所述直流交流逆变器的输出端连接至DC/AC单相三线交流220V输出接口；所述高压电源分配单元的输出端还连接至OBC输出负极以及正极接口、空调压缩机输入电源接口以及PTC输入电源接口；所述高压集成箱体内还设置有冷却系统管路，并且所述高压集成箱体外壳上设置有冷却系统管路的入口和出口。
其中，所述高压电源分配单元的输出端还连接至AC220V电源输出接口以及高压附件配电接口。
其中，所述高压电源分配单元的输出端与直流降压转换器的电源输入端之间设置有高压直流熔断器，所述高压直流熔断器的额定电流为15A。
其中，所述高压电源分配单元的输出端与直流交流逆变器的电源输入端之间设置有高压直流熔断器，所述高压直流熔断器的额定电流为30A。
其中，所述高压电源分配单元的输出端与OBC输出正极接口之间设置有高压直流熔断器，所述高压直流熔断器的额定电流为20A。
其中，所述高压电源分配单元的输出端与空调压缩机输入电源接口之间设置有高压直流熔断器，所述高压直流熔断器的额定电流为40A。
其中，所述高压电源分配单元的输出端与PTC输入电源接口之间设置有高压直流熔断器，所述高压直流熔断器的额定电流为40A。
其中，所述动力电池总负极以及总正极输入接口设置在所述高压集成箱体的前端面上，所述驱动电机三相电源线接口以及发电机三相电源线接口设置在所述高压集成箱体的前端面上，所述冷却系统管路的入口和出口设置在所述高压集成箱体的前端面上。
其中，所述MCU-GCU通信接口、MCU旋变线接口、GCU旋变线接口以及高压附件配电接口设置在所述高压集成箱体的后端面上。
其中，所述AC220V电源输出接口以及DC/DC直流12V输出接口设置在所述高压集成箱体的侧端面上。
与最接近的现有技术相比，本实用新型的控制系统具有以下有益效果：
①前部高压模块集成度高，具有驱动电机控制、发电机控制、低压蓄电池充电、整车低压负载供电、家用电源输出；以及车载充电机、空调压缩机和加热PTC高压电源分配等功能；
②利于整车布置空间优化；
③满足整车轻量化的目标；
④减少配线和连接器，利于降成本、减损耗；
⑤冷却系统共用水道，提高散热效率，降低故障点，节约成本；
⑥提高电气高压安全性和防护等级；
⑦在电磁干扰方面也有一定的改善作用。
附图说明
图1为实施例1的PHEV车用高压集成模块化控制系统框图；
图2为实施例1的PHEV车用高压集成模块化控制系统的电路图；
图3为实施例1的PHEV车用高压集成模块化控制系统的外部接口前端面示意图；
图4为实施例1的PHEV车用高压集成模块化控制系统的后端面示意图；
图5为实施例1的PHEV车用高压集成模块化控制系统的外部接口侧端面示意图。
上述图中各符号代表的意义如下：
MCU----驱动电机控制器；GCU----发电机控制器；
PDU----高压电源分配单元；
DC/DC----直流降压转换器；DC/AC----直流交流逆变器；
OBC----车载充电机；
A/C COMP----电动空调压缩机；PTC----空调电加热装置；
N-、P+----动力电池总负、总正极输入接口；
N1-、P1+----OBC输出负极接口、正极接口；
X1----MCU-GCU通信接口；X2----MCU旋变线接口；
X3----GCU旋变线接口；X4----AC220V电源输出接口；
X5----高压附件(车载充电机、压缩机、加热PTC)配电接口；
U1、V1、W1----驱动电机三相电源线接口；
U2、V2、W2----发电机三相电源线接口；
12VDC-、12VDC+----DC/DC直流12V输出接口；
L1、PE、N1----DC/AC单相三线交流220V输出接口；
L2、PE、N2----OBC单相三线交流220V输入接口；
COMP+----空调压缩机输入电源接口；PTC+----PTC输入电源接口；
F0----F5----高压直流熔断器；F6----低压直流熔断器；
R1、R2----动力电池放电继电器；R3----预充电继电器；
IN、OUT----冷却系统管路入口和出口。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本实用新型所述的PHEV车用高压集成模块化控制系统做进一步的阐述，以期对本实用新型的技术方案做出更完整和清楚的说明。
实施例1
PHEV车用高压集成模块化控制系统包括设置在前机舱动力耦合装置上方的高压集成箱体。如图1-2所示，高压集成箱体内设置有高压电源分配单元PDU、驱动电机控制器MCU、发电机控制器GCU、直流降压转换器DC/DC和直流交流逆变器DC/AC。高压电源分配单元PDU的输入端连接至动力电池总负极输出接口N-以及总正极输出接口P+。高压电源分配单元PDU的输出端分别连接至驱动电机控制器MCU、发电机控制器GCU、直流降压转换器DC/DC、直流交流逆变器DC/AC的电源输入端，以及OBC输出负极接口N1-(N1-还作为COMP+、PTC+相对应的负极接口)以及正极接口P1+、空调压缩机输入电源接口COMP+以及PTC输入电源接口PTC+。驱动电机控制器MCU的输出端分别连接至MCU-GCU通信接口X1、MCU旋变线接口X2以及驱动电机三相电源线接口U1、V1、W1；发电机控制器GCU的输出端分别连接至GCU旋变线接口X3以及发电机三相电源线接口U2、V2、W2。直流降压转换器DC/DC的输出端连接至DC/DC直流12V输出接口12VDC-、12VDC+。直流交流逆变器DC/AC的输出端连接至DC/AC单相三线交流220V输出接口L1、PE、N1；高压集成箱体内还设置有冷却系统管路，并且所述高压集成箱体外壳上设置有冷却系统管路的入口和出口(图中未示出)。高压电源分配单元的输出端还连接至AC220V电源输出接口以及高压附件配电接口。高压电源分配单元PDU的输出端与直流降压转换器DC/DC的电源输入端之间设置有高压直流熔断器F1，所述高压直流熔断器的额定电流为15A。高压电源分配单元PDU的输出端与直流交流逆变器DC/AC的电源输入端之间设置有高压直流熔断器F2，所述高压直流熔断器的额定电流为30A。高压电源分配单元PDU的输出端与OBC输出正极接口之间设置有高压直流熔断器F3，所述高压直流熔断器的额定电流为20A。高压电源分配单元PDU的输出端与空调压缩机输入电源接口之间设置有高压直流熔断器F4，所述高压直流熔断器的额定电流为40A。高压电源分配单元PDU的输出端与PTC输入电源接口之间设置有高压直流熔断器F5，所述高压直流熔断器的额定电流为40A。而车载充电机、驱动电机、发电机、空调PTC以及电动空调压缩机等设置在高压集成箱体之外。如图3-5所示，所述动力电池总负极以及总正极输出接口N-、P+设置在高压集成箱体的前端面上，驱动电机三相电源线接口U1、V1、W1以及发电机三相电源线接口U2、V2、W2设置在高压集成箱体的前端面上，冷却系统管路的入口IN和出口OUT设置在高压集成箱体的前端面上。MCU-GCU通信接口X1、MCU旋变线接口X2、GCU旋变线接口X3以及高压附件配电接口X5设置在所述高压集成箱体的后端面上。所述AC220V电源输出接口X4以及DC/DC直流12V输出接口12VDC-、12VDC设置在高压集成箱体的侧端面上。
本实施例的高压集成模块化控制系统主要应用在PHEV(插电式混合动力)乘用车型上。实现驱动电机、发电机控制的集成化，还能实现PDU、DC/DC和DC/AC的功能。实现节约空间、降损耗、提高效率、减重及降成本的效果。对整车高压安全防护、电磁干扰防护方面也有明显的改善，符合整车零部件集成化设计的理念。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PHEV车用高压集成模块化控制系统，其特征在于：包括设置在前机舱动力耦合装置上方的高压集成箱体，所述高压集成箱体内设置有高压电源分配单元、驱动电机控制器、发电机控制器、直流降压转换器和直流交流逆变器；所述高压电源分配单元的输入端连接至动力电池总负极以及总正极输出接口；所述高压电源分配单元的输出端分别连接至所述驱动电机控制器、发电机控制器、直流降压转换器和直流交流逆变器的电源输入端；而所述驱动电机控制器的输出端分别连接至MCU-GCU通信接口、MCU旋变线接口的以及驱动电机三相电源线接口；所述发电机控制器的输出端分别连接至GCU旋变线接口以及发电机三相电源线接口；所述直流降压转换器的输出端连接至DC/DC直流12V输出接口；所述直流交流逆变器的输出端连接至DC/AC单相三线交流220V输出接口；所述高压电源分配单元的输出端还连接至OBC输出负极以及正极接口、空调压缩机输入电源接口以及PTC输入电源接口；所述高压集成箱体内还设置有冷却系统管路，并且所述高压集成箱体外壳上设置有冷却系统管路的入口和出口。
2.根据权利要求1所述的PHEV车用高压集成模块化控制系统，其特征在于：所述高压电源分配单元的输出端还连接至AC220V电源输出接口以及高压附件配电接口。
3.根据权利要求1所述的PHEV车用高压集成模块化控制系统，其特征在于：所述高压电源分配单元的输出端与直流降压转换器的电源输入端之间设置有高压直流熔断器，所述高压直流熔断器的额定电流为15A。
4.根据权利要求1所述的PHEV车用高压集成模块化控制系统，其特征在于：所述高压电源分配单元的输出端与直流交流逆变器的电源输入端之间设置有高压直流熔断器，所述高压直流熔断器的额定电流为30A。
5.根据权利要求1所述的PHEV车用高压集成模块化控制系统，其特征在于：所述高压电源分配单元的输出端与OBC输出正极接口之间设置有高压直流熔断器，所述高压直流熔断器的额定电流为20A。
6.根据权利要求1所述的PHEV车用高压集成模块化控制系统，其特征在于：所述高压电源分配单元的输出端与空调压缩机输入电源接口之间设置有高压直流熔断器，所述高压直流熔断器的额定电流为40A。
7.根据权利要求1所述的PHEV车用高压集成模块化控制系统，其特征在于：所述高压电源分配单元的输出端与PTC输入电源接口之间设置有高压直流熔断器，所述高压直流熔断器的额定电流为40A。
8.根据权利要求1所述的PHEV车用高压集成模块化控制系统，其特征在于：所述动力电池总负极以及总正极输入接口设置在所述高压集成箱体的前端面上，所述驱动电机三相电源线接口以及发电机三相电源线接口设置在所述高压集成箱体的前端面上，所述冷却系统管路的入口和出口设置在所述高压集成箱体的前端面上。
9.根据权利要求2所述的PHEV车用高压集成模块化控制系统，其特征在于：所述MCU-GCU通信接口、MCU旋变线接口、GCU旋变线接口以及高压附件配电接口设置在所述高压集成箱体的后端面上。
10.根据权利要求2所述的PHEV车用高压集成模块化控制系统，其特征在于：所述AC220V电源输出接口以及DC/DC直流12V输出接口设置在所述高压集成箱体的侧端面上。
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