一種電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]相對于傳統(tǒng)的燃油汽車，電動(dòng)汽車具有環(huán)保、節(jié)能和噪音低等無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，在能源危機(jī)和環(huán)境污染的大背景下，電動(dòng)汽車成為世界各國的研究熱點(diǎn)，是下一輪汽車產(chǎn)業(yè)革命的制高點(diǎn)，大力發(fā)展電動(dòng)汽車對于我國在未來汽車產(chǎn)業(yè)占有一席之地具有重要的意義。
[0003]目前，電動(dòng)汽車普及程度還很低，各方面設(shè)計(jì)缺陷大，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，部分廠家推出的充電裝置，價(jià)格昂貴，效率不高。另外，電動(dòng)汽車需要大功率的電機(jī)控制器，將動(dòng)力電池的直流電轉(zhuǎn)化為供給交流電機(jī)用的交流電，控制電機(jī)工作。目前，電動(dòng)汽車的電機(jī)控制器和車載充電機(jī)往往是分散獨(dú)立的，由不同的供應(yīng)商制造，造成整車布置困難，成本高。因此，本發(fā)明對電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，以達(dá)到既能有效地完成對電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的充電工作，又能集成電機(jī)控制器，在結(jié)構(gòu)上減小體積，優(yōu)化整車空間布局。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題和不足，本發(fā)明提供一種電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成方法，基于該集成方法的車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊具有體積小、重量輕，充電過程和電機(jī)控制器工作過程安全可控的特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明提供的一種基于電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)，包括車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊和冷卻管路。所述的車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊，將原來分離的充電機(jī)模塊和電機(jī)控制器模塊進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)，兩者共用功率開關(guān)器件和通信控制模塊。所述的冷卻管路用于為車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊進(jìn)行水冷。
[0006]所述的車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊包括集成電路單元、交流電接插件1、交流電接插件2和直流電連接器。集成電路單元包含充電機(jī)和電機(jī)控制器的控制模塊、整流PFC(功率因數(shù)校正)電路和DC-DC(直流/直流轉(zhuǎn)換)電路。集成電路單元有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。交流電接插件1的一端連接到所述集成電路單元的第一個(gè)輸入端，另一端連接到所述車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊的外殼上，外部和交流電源連接。交流電接插件2的一端連接到所述集成電路單元的第二個(gè)輸入端，另一端連接到所述車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊的外殼上，外部和電機(jī)連接。直流電連接器的一端連接至所述集成電路單元的輸出端，另一端連接至所述車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊的外殼上，外部和動(dòng)力電池連接。
[0007]所述的整流PFC電路包括橋式整流電路和PFC電路。
[0008]所述的DC-DC電路由高頻逆變電路、交流變壓器和橋式整流電路組成。
[0009]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于:
[0010](1)本發(fā)明提供的電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)，是對現(xiàn)有車載充電機(jī)和電機(jī)控制器模塊分離式布置的一種創(chuàng)新性改進(jìn)，安全可靠，易于控制；
[0011](2)本發(fā)明提供的電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)將傳統(tǒng)的分離的充電機(jī)模塊和電機(jī)控制器變換器進(jìn)行集成，滿足對車內(nèi)高壓動(dòng)力電池的充電要求和對電機(jī)的供電和控制要求；
[0012](3)本發(fā)明提供的電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)與車載原有設(shè)備緊密結(jié)合，大大優(yōu)化了整車空間布局，具有良好的市場應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)的整體示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明的電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)的電路拓?fù)湓韴D。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠?qū)嵤┰摲桨浮?br>[0016]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種創(chuàng)新的電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)，包括車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊和冷卻管路。所述的車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊將傳統(tǒng)的分離的充電機(jī)模塊和電機(jī)控制器變換器進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)，兩者共用功率開關(guān)器件和通信控制模塊。本發(fā)明的基于電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)通過冷卻水管路進(jìn)行冷卻，并與相關(guān)控制器通過CAN總線進(jìn)行通信。
[0017]所述的電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊包括:集成電路單元、交流電接插件1、交流電接插件2和直流電連接器。
[0018]集成電路單元，包含充電和電機(jī)控制器控制模塊、整流PFC電路和DC-DC電路;所述的集成電路單元，將原來分離的充電機(jī)模塊和電機(jī)控制器模塊進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)，兩者共用功率開關(guān)器件和通信控制模塊。集成電路單元有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。其中，整流PFC電路包括橋式整流電路和PFC電路。DC-DC電路由高頻逆變電路、交流變壓器和橋式整流電路組成。集成電路單元中包括車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成的復(fù)雜可編程邏輯器和單片機(jī)。
[0019]交流電接插件1，其一端連接到集成電路單元的第一個(gè)輸入端，一端連接到車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊外殼上，外部和交流電源連接。
[0020]交流電接插件2，其一端連接到集成電路單元的第二個(gè)輸入端，一端連接到車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊外殼上，外部和電機(jī)連接。
[0021]直流電連接器，其一端連接至所述集成電路單元輸出端，另一端連接至車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊外殼上，外部和動(dòng)力電池連接。
[0022]所述的冷卻管路包含有兩個(gè)接口，即入水口和出水口，兩個(gè)接口分別連接進(jìn)出水管。進(jìn)水管的另一端連接至冷卻水栗，出水口的另一端連接至水箱。水栗、進(jìn)水管、模塊殼體、出水管和水箱組成冷卻循環(huán)，保證了集成模塊的良好的散熱效果。
[0023]車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊的控制方法為通過CAN總線、整車控制器及電池管理體系(BMS)通信。
[0024]圖2是電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)的電路拓?fù)湓韴D。交流電接插件1即為圖2中的AC輸入接插件，交流電接插件2即為圖2中的電機(jī)接插件，直流電連接器即為圖2中的動(dòng)力電池接插件。集成電路單元中設(shè)置有三個(gè)開關(guān)K1、K2和K3，以實(shí)現(xiàn)車載充電機(jī)模式和電機(jī)控制器模式的轉(zhuǎn)換。當(dāng)開關(guān)Κ1接AC輸入，開關(guān)Κ2斷開，開關(guān)Κ3閉合時(shí)，該結(jié)構(gòu)工作為車載充電機(jī)模式，交流電輸入經(jīng)橋式整流為直流電，經(jīng)PM0S管Q1、Q2、Q3和Q4組成的全橋高頻逆變電路逆變?yōu)楦哳l交流電，經(jīng)交流變壓器T變壓，經(jīng)橋式整流為直流電，接動(dòng)力電池充電。當(dāng)開關(guān)K1接動(dòng)力電池，開關(guān)K2閉合，開關(guān)K3斷開時(shí)，該結(jié)構(gòu)工作為電機(jī)控制器模式，動(dòng)力電池提供直流電，經(jīng)PM0S管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6組成的橋式高頻逆變電路逆變?yōu)槎嘟涣麟?，提供給電機(jī)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊和冷卻管路;所述的車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊，將充電機(jī)模塊和電機(jī)控制器模塊進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)，兩者共用功率開關(guān)器件和通信控制模塊;所述的冷卻管路用于為車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊進(jìn)行水冷； 所述的車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊包括集成電路單元、交流電接插件1、交流電接插件2和直流電連接器;集成電路單元包含充電機(jī)和電機(jī)控制器的控制模塊、整流PFC電路和DC-DC電路，其中，PFC表示功率因數(shù)校正，DC-DC表示直流/直流轉(zhuǎn)換;集成電路單元有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端;交流電接插件1的一端連接到所述集成電路單元的第一個(gè)輸入端，另一端連接到所述車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊的外殼上，外部和交流電源連接；交流電接插件2的一端連接到所述集成電路單元的第二個(gè)輸入端，另一端連接到所述車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊的外殼上，外部和電機(jī)連接;直流電連接器的一端連接至所述集成電路單元的輸出端，另一端連接至所述車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊的外殼上，外部和動(dòng)力電池連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的整流PFC電路包括橋式整流電路和PFC電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的DC-DC電路由高頻逆變電路、交流變壓器和橋式整流電路組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的集成電路單元中設(shè)置有三個(gè)開關(guān)K1、K2和K3，以實(shí)現(xiàn)車載充電機(jī)模式和電機(jī)控制器模式的轉(zhuǎn)換;在車載充電機(jī)模式，交流電輸入經(jīng)橋式整流為直流電，經(jīng)高頻逆變電路逆變?yōu)楦哳l交流電，經(jīng)交流變壓器變壓，經(jīng)橋式整流為直流電，接動(dòng)力電池充電；在電機(jī)控制器模式，動(dòng)力電池提供直流電，經(jīng)橋式高頻逆變電路逆變?yōu)槿嘟涣麟?，提供給電機(jī)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于電動(dòng)汽車車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成結(jié)構(gòu)，屬于電動(dòng)汽車控制技術(shù)領(lǐng)域。該結(jié)構(gòu)包括車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊和冷卻管路。車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊，將原來分離的充電機(jī)模塊和電機(jī)控制器模塊進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)，兩者共用功率開關(guān)器件和通信控制模塊。冷卻管路為車載充電機(jī)和電機(jī)控制器集成模塊進(jìn)行水冷。本發(fā)明將車載充電機(jī)模塊和電機(jī)控制器模塊集成電路設(shè)計(jì)為一個(gè)集成模塊，安全可靠，易于控制，滿足了對車內(nèi)高壓動(dòng)力電池充電和電機(jī)控制的要求，大大節(jié)省了電動(dòng)汽車的整車空間結(jié)構(gòu)，因此具有良好的市場應(yīng)用前景。
【IPC分類】B60L15/00, B60L11/18
【公開號】CN105438003
【申請?zhí)枴緾N201610015303
【發(fā)明人】楊世春, 許璐璐, 楊海圣, 馬少東, 徐健
【申請人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2016年1月11日