一种新能源汽车电控系统

1.本发明涉及新能源技术领域，特别涉及一种新能源汽车电控系统。


背景技术：

2.目前，新能源电池三大类：一种是ncm三元锂电池，另一种是nca三元锂电池，最后一种是磷酸铁锂电池；按电池所用正、负极材料划分包括：锌系列电池，如锌锰电池、锌银电池等；镍系列电池，如镉镍电池、氢镍电池等：铅系列电池，如铅酸电池等；锂离子电池、锂锰电池；二氧化锰系列电池，如锌锰电池、碱锰电池等；空气(氧气)系列电池，如锌空电池等；与锂电池一样，镍氢电池也需要电池管理系统，不过其更注重电池的充放电管理。之所以存在这样的区别，主要是源于镍氢电池具有“记忆效应”，即电池在循环充放电过程中容量会出现衰减，而过度充电或放电，都可能加剧电池的容量损耗；新能源汽车属于技术密集型和资本密集型行业。汽车产业链长，涉及零部件众多，生产工艺复杂，生产设备要求高，项目开发投入较大，模具开发成本较高，汽车生产涉及的不同类别人员技术要求也比较高。
3.传统的新能源汽车电控系统通常内置控制系统、电池管理系统以及驱动电机控制系统，其中控制系统的整车控制器作为电控系统的核心，可作为整车的中央控制结构，然而整个电控系统中关于充电电流方面，传统的充电电流会在整流器发生损坏时使得充电流动发生过大的情况，若是出现大电流的冲击作用，则会导致汽车电控系统的整体使用安全性受到影响，甚至还会发生漏电的情况，影响驾驶员的人身安全。


技术实现要素：

4.解决的技术问题：
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种新能源汽车电控系统，通过在传统的汽车电控系统加设预充电单元，让充电电流先经过预充接触器和预充电阻，使充电电流减小，由于汽车上的用电负荷本身有一定的电容，待电路中的电容性负载充满后再接通充电电路，这时充电电流不再经过预充电阻，故该汽车电控系统不会受到大电流的冲击，从而保证整个汽车电控系统的使用安全性，解决了传统汽车电控系统存在的技术问题。
6.技术方案：
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
8.一种新能源汽车电控系统，包括控制模块、电池管理模块以及驱动电机控制模块；
9.其中，所述控制模块包含均与整车控制器实现电路连通的电源电路单元、can通信单元、开关量单元以及a/d采集单元，且控制模块用于采集综合信号，根据驾驶员意图综合分析做出相应判定，监控汽车内各部件控制器的动作，具体的，can是控制器局域网络的简称，是一种能够实现分布式实时控制的串行通信网络，其原理为：与spi和i2c通信不同，can通信没有时钟线，它是一种异步通信，can总线有两根数据线can_h和can_l，can控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平；总线电平分为显性电平和隐性电平，二者必居其一，发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方；上述提及a/d采集单元中的a/d转换
数据大小仅取决于输入电压v0大小，a/d转换精度取决于参考电压v0的稳定性；
10.所述电池管理模块包含高压电管理单元、低压电管理单元以及预充电单元，且高压电管理单元用于对汽车内的总成结构供电，所述低压电管理单元用于对汽车内的辅件供电，所述预充电单元位于汽车电池自带的控制器内置的电容上，且预充电单元用于保证进入控制器内置电容的电流处于危险值以下；
11.所述驱动电机控制模块用于接收整车控制器的指令，进而控制驱动电机的转速与转动方向，并将驱动电机副扭矩产生的交流电进行整流回充动力电池内。
12.在一种可能的实现方式中，所述电源电路单元与车载电源电路连通，所述can通信单元与外置的其他单元电路连通。
13.在一种可能的实现方式中，所述综合信号包含加速踏板信号、制动踏板信号、电池电压信号以及其他信号，且加速踏板信号、制动踏板信号以及电池电压信号均供a/d采集单元采集，该其他信号包含但不限于档位信号、制动信号、车速信号以及充电信号。
14.在一种可能的实现方式中，所述开关量单元包含开关量输入和开关量输出；其中，开关量输入用于采集其他信号；所述开关量输出与继电器盒实现电路连通。
15.在一种可能的实现方式中，所述高压电管理单元包含动力电池管理部件、驱动电机控制部件以及高压调节部件；
16.其中，所述电池管理部件中的动力电池电压为200v～450v；
17.所述驱动电机控制部件内置的电机控制器用于将高压直流电转化为交流电，并与电池管理部件、高压调节部件实现信号交互；
18.所述高压调节部件包含若干高压继电器和高压熔断器，且高压调节部件内置单独的芯片，用于操控高压继电器、高压熔断器以及动力电池之间的电回路。
19.在一种可能的实现方式中，所述汽车内总成结构包含但不限于空调压缩机总成、油泵总成以及气泵总成，具体为空调压缩机总成、油泵总成以及气泵总成，也可包含空调的除霜器总成。
20.在一种可能的实现方式中，所述低压电管理单元包含辅助蓄电池和若干低压电器设备，且低压电管理单元与高压电管理单元之间通过设置dc/dc功率变换器连接；所述辅件包含若干低压电器设备，分别为灯光结构和仪表结构，且低压电管理单元与整车控制器之间实现电路连通。
21.在一种可能的实现方式中，所述预充电单元包含设置于充电电路上的预充接触器和预充电阻；还包括位于预充电单元内的恒流充电模式、恒压充电模式以及恒流充电模式、恒压充电模式的结合；该处预充电单元的预充电操作发生在电池电压较低时，设定此时充电电流在c/10以下；在恒压充电模式下，电流将逐渐下降，下降到c/10以后，判定电池充满停止；为了弥补电池自放电和其它与它相连的负载的消耗而造成的电容量下降的弥补措施，该措施是为了保证在电池和充电设备分离时总是处于充满电的状态。
22.有益效果：
23.本方案中，通过在传统的汽车电控系统加设预充电单元，让充电电流先经过预充接触器和预充电阻，使充电电流减小，由于汽车上的用电负荷本身有一定的电容，若直接接通充电电路，不经过预充电阻，充电电流太大，会造成电路中一些触点出现烧蚀的情况，待电路中的电容性负载充满后再接通充电电路，这时充电电流不再经过预充电阻，故该汽车
电控系统不会受到大电流的冲击，从而保证整个汽车电控系统的使用安全性。
附图说明
24.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
25.图1为本发明的整体系统流程框图。
具体实施方式
26.本技术实施例通过提供一种新能源汽车电控系统，通过在传统的汽车电控系统加设预充电单元，让充电电流先经过预充接触器和预充电阻，使充电电流减小，由于汽车上的用电负荷本身有一定的电容，待电路中的电容性负载充满后再接通充电电路，这时充电电流不再经过预充电阻，故该汽车电控系统不会受到大电流的冲击，从而保证整个汽车电控系统的使用安全性，解决了传统汽车电控系统存在的技术问题。
27.本技术实施例中的技术方案为解决上述背景技术的问题，总体思路如下：
28.实施例1：
29.本实施例介绍了一种新能源汽车电控系统的具体结构，如图1所示，包括控制模块、电池管理模块以及驱动电机控制模块；
30.其中，所述控制模块包含均与整车控制器实现电路连通的电源电路单元、can通信单元、开关量单元以及a/d采集单元，且控制模块用于采集综合信号，根据驾驶员意图综合分析做出相应判定，监控汽车内各部件控制器的动作；
31.上述的can是控制器局域网络的简称，是一种能够实现分布式实时控制的串行通信网络，其原理为：
32.与spi和i2c通信不同，can通信没有时钟线，它是一种异步通信，can总线有两根数据线can_h和can_l，can控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平；总线电平分为显性电平和隐性电平，二者必居其一，发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。
33.上述提及a/d采集单元中的a/d转换数据大小仅取决于输入电压v0大小，a/d转换精度取决于参考电压v0的稳定性。
34.所述电池管理模块包含高压电管理单元、低压电管理单元以及预充电单元，且高压电管理单元用于对汽车内的总成结构供电，所述低压电管理单元用于对汽车内的辅件供电，所述预充电单元位于汽车电池自带的控制器内置的电容上，且预充电单元用于保证进入控制器内置电容的电流处于危险值以下，所述汽车内总成结构包含但不限于空调压缩机总成、油泵总成以及气泵总成，具体包含了空调压缩机总成、油泵总成以及气泵总成，也可包含空调的除霜器总成；
35.所述驱动电机控制模块用于接收整车控制器的指令，进而控制驱动电机的转速与转动方向，并将驱动电机副扭矩产生的交流电进行整流回充动力电池内；上述提及的整车控制器是整车控制的核心控制器，通过can/lin总线或者硬线，实现对电池系统、电驱系统、热管理系统等的管理，具体包括档位、加速踏板、制动踏板的控制，根据实时的动力电池电量，计算出需要输出的扭矩控制，整车的低压、高压的上下电、能量回收等控制。
36.在一些示例中，所述电源电路单元与车载电源电路连通，所述can通信单元与外置
的其他单元电路连通，该处的其他单元电路可包含外置的总控台结构，方便实时进行观测。
37.在一些示例中，所述综合信号包含加速踏板信号、制动踏板信号、电池电压信号以及其他信号，且加速踏板信号、制动踏板信号以及电池电压信号均供a/d采集单元采集，该其他信号包含但不限于档位信号、制动信号、车速信号以及充电信号；所述开关量单元包含开关量输入和开关量输出，该处的开关量输入具体为：钥匙信号、档位信号、制动信号、车速信号以及充电信号，在经过整车控制器后，从开关量输出至继电器盒；
38.其中，开关量输入用于采集其他信号；
39.所述开关量输出与继电器盒实现电路连通。
40.在一些示例中，所述高压电管理单元包含动力电池管理部件、驱动电机控制部件以及高压调节部件；
41.其中，所述电池管理部件中的动力电池电压为200v～450v，具体可根据实际情况进行选定，该处动力电池电压具体为220v；
42.所述驱动电机控制部件内置的电机控制器用于将高压直流电转化为交流电，并与电池管理部件、高压调节部件实现信号交互；
43.所述高压调节部件包含若干高压继电器和高压熔断器，且高压调节部件内置单独的芯片，用于操控高压继电器、高压熔断器以及动力电池之间的电回路；所述低压电管理单元包含辅助蓄电池和若干低压电器设备，且低压电管理单元与高压电管理单元之间通过设置dc/dc功率变换器连接。
44.通过采用上述技术方案：
45.在传统的汽车电控系统加设预充电单元，让充电电流先经过预充接触器和预充电阻，使充电电流减小，由于汽车上的用电负荷本身有一定的电容，若直接接通充电电路，不经过预充电阻，充电电流太大，会造成电路中一些触点出现烧蚀的情况，待电路中的电容性负载充满后再接通充电电路，这时充电电流不再经过预充电阻，故该汽车电控系统不会受到大电流的冲击，从而保证整个汽车电控系统的使用安全性。
46.实施例2：
47.以实施例1为基础，本实施例介绍了一种新能源汽车电控系统中关于预充电单元的具体结构，如图1所示，所述预充电单元位于汽车电池自带的控制器内置的电容上，且预充电单元用于保证进入控制器内置电容的电流处于危险值以下。
48.在一些示例中，所述预充电单元包含设置于充电电路上的预充接触器和预充电阻。位于预充电单元内的恒流充电模式、恒压充电模式以及恒流充电模式、恒压充电模式可进行结合使用。
49.通过采用上述技术方案：
50.该处预充电单元的预充电操作发生在电池电压较低时，设定此时充电电流在c/10以下；在恒压充电模式下，电流将逐渐下降，下降到c/10以后，判定电池充满停止；为了弥补电池自放电和其它与它相连的负载的消耗而造成的电容量下降的弥补措施，该措施是为了保证在电池和充电设备分离时总是处于充满电的状态，从而保证整体电控系统的使用安全性。
51.最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做
出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

技术特征：
1.一种新能源汽车电控系统，其特征在于，包括控制模块、电池管理模块以及驱动电机控制模块；其中，所述控制模块包含均与整车控制器实现电路连通的电源电路单元、can通信单元、开关量单元以及a/d采集单元，且控制模块用于采集综合信号，根据驾驶员意图综合分析做出相应判定，监控汽车内各部件控制器的动作；所述电池管理模块包含高压电管理单元、低压电管理单元以及预充电单元，且高压电管理单元用于对汽车内的总成结构供电，所述低压电管理单元用于对汽车内的辅件供电，所述预充电单元位于汽车电池自带的控制器内置的电容上，且预充电单元用于保证进入控制器内置电容的电流处于危险值以下；所述驱动电机控制模块用于接收整车控制器的指令，进而控制驱动电机的转速与转动方向，并将驱动电机副扭矩产生的交流电进行整流回充动力电池内。2.如权利要求1所述的一种新能源汽车电控系统，其特征在于：所述电源电路单元与车载电源电路连通，所述can通信单元与外置的其他单元电路连通。3.如权利要求1所述的一种新能源汽车电控系统，其特征在于：所述综合信号包含加速踏板信号、制动踏板信号、电池电压信号以及其他信号，且加速踏板信号、制动踏板信号以及电池电压信号均供a/d采集单元采集，该其他信号包含但不限于档位信号、制动信号、车速信号以及充电信号。4.如权利要求3所述的一种新能源汽车电控系统，其特征在于：所述开关量单元包含开关量输入和开关量输出；其中，开关量输入用于采集其他信号；所述开关量输出与继电器盒实现电路连通。5.如权利要求1所述的一种新能源汽车电控系统，其特征在于：所述高压电管理单元包含动力电池管理部件、驱动电机控制部件以及高压调节部件；其中，所述电池管理部件中的动力电池电压为200v～450v；所述驱动电机控制部件内置的电机控制器用于将高压直流电转化为交流电，并与电池管理部件、高压调节部件实现信号交互；所述高压调节部件包含若干高压继电器和高压熔断器，且高压调节部件内置单独的芯片，用于操控高压继电器、高压熔断器以及动力电池之间的电回路。6.如权利要求1所述的一种新能源汽车电控系统，其特征在于：所述汽车内总成结构包含但不限于空调压缩机总成、油泵总成以及气泵总成。7.如权利要求1所述的一种新能源汽车电控系统，其特征在于：所述低压电管理单元包含辅助蓄电池和若干低压电器设备，且低压电管理单元与高压电管理单元之间通过设置dc/dc功率变换器连接。8.如权利要求7所述的一种新能源汽车电控系统，其特征在于：所述辅件包含若干低压电器设备，分别为灯光结构和仪表结构，且低压电管理单元与整车控制器之间实现电路连通。9.如权利要求1所述的一种新能源汽车电控系统，其特征在于：所述预充电单元包含设置于充电电路上的预充接触器和预充电阻。10.如权利要求9所述的一种新能源汽车电控系统，其特征在于：还包括位于预充电单
元内的恒流充电模式、恒压充电模式以及恒流充电模式、恒压充电模式的结合。

技术总结
本发明公开了一种新能源汽车电控系统，涉及新能源技术领域，包括控制模块、电池管理模块以及驱动电机控制模块；其中，控制模块包含均与整车控制器实现电路连通的电源电路单元、CAN通信单元、开关量单元以及A/D采集单元，且控制模块用于采集综合信号，根据驾驶员意图综合分析做出相应判定，监控汽车内各部件控制器的动作；其技术要点为：在传统的汽车电控系统加设预充电单元，让充电电流先经过预充接触器和预充电阻，使充电电流减小，由于汽车上的用电负荷本身有一定的电容，待电路中的电容性负载充满后再接通充电电路，这时充电电流不再经过预充电阻，故该汽车电控系统不会受到大电流的冲击，从而保证整个汽车电控系统的使用安全性。性。性。


技术研发人员：敖亚 李英 罗道坚
受保护的技术使用者：贵州轻工职业技术学院
技术研发日：2023.02.28
技术公布日：2023/6/27