CN119527196A - 热管理高压集成控制器和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热管理高压集成控制器和车辆。控制器包括：分线模块，包括高压输入接口、第一和第二高压分线接口，高压输入接口连接至车辆的高压母线，并与第一高压分线接口、第二高压分线接口分别连接，第一高压分线接口连接车辆的第一高压部件；控制模块，包括供电接口、高压控制区、热管理高压接口、低压控制区和低压接口，高压控制区通过供电接口与第二高压分线接口连接，并与热管理高压接口连接，低压控制区通过低压接口连接外部低压电源，并与高压控制区连接，以控制高压控制区驱动热管理高压接口连接的热管理高压部件工作。该控制器可满足车辆多种高压部件的连接需求，并可使热管理整体高压布线更简单。

Description

热管理高压集成控制器和车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种热管理高压集成控制器和车辆。

背景技术

相关技术中，高压分配器是从车辆的动力电池引出高压线，并从车辆后端走线到前部。由于热管理高压部件一般布置在前部，故该技术存在高压布线走向复杂和布线长的问题。并且，上述技术中的热管理高压部件的集成只关注热管理部件本身，无法兼顾车辆其他高压部件的需求。

发明内容

本发明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，本发明的目的在于提出一种热管理高压集成控制器和车辆，以简化热管理部件的高压连接，使热管理整体高压布线更简单，以及满足车辆中除热管理高压部件外其他高压部件的连接需求，使得整个控制器的集成功能更丰富，应用更广泛。

为解决上述技术问题，本发明第一方面实施例提出了一种热管理高压集成控制器，包括：分线模块，包括高压输入接口、第一高压分线接口和第二高压分线接口，所述高压输入接口用以连接至车辆的高压母线，并与所述第一高压分线接口、所述第二高压分线接口分别连接，其中，所述第一高压分线接口用以连接所述车辆的第一高压部件；控制模块，包括供电接口、高压控制区、热管理高压接口、低压控制区，所述高压控制区通过所述供电接口与所述第二高压分线接口连接，并与所述热管理高压接口连接，所述低压控制区与所述高压控制区连接，以控制所述高压控制区驱动所述热管理高压接口连接的第二高压部件工作，其中，所述第二高压部件包括所述车辆的热管理高压部件。

本发明实施例的热管理高压集成控制器，通过控制模块中热管理高压接口的设置，可简化热管理部件的高压连接，使热管理整体高压布线更简单；通过分线模块中第一高压分线接口的设置，可满足车辆中除热管理高压部件外其他高压部件的连接需求，使得整个控制器的集成功能更丰富，应用更广泛。

另外，本发明实施例的热管理高压集成控制器还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，高压控制区设有功率单元、驱动单元、母线电压检测单元和母线电流检测单元；所述功率单元，其输入端与所述供电接口连接，输出端与所述热管理高压接口连接，控制端与所述驱动单元连接；所述驱动单元，与所述低压控制区连接；所述母线电压检测单元和所述母线电流检测单元，与所述供电接口连接，以采集母线电压和母线电流，并与所述低压控制区连接，以将所述母线电压和所述母线电流的数据发送至所述低压控制区。

根据本发明的一个实施例，所述低压控制区设有控制单元、通讯单元、供电转换单元；控制模块还包括低压接口；所述控制单元，与所述驱动单元、所述母线电压检测单元、所述母线电流检测单元、所述通讯单元、所述供电转换单元分别连接；所述通讯单元，用以连接至所述车辆的通信线，以建立所述控制单元与所述车辆的通信线之间的连接；所述供电转换单元，与所述低压接口、所述驱动单元分别连接，用于通过低压接口对所述外部低压电源提供的低压电进行转换，并将转换后的电压供给所述控制单元和所述驱动单元。

根据本发明的一个实施例，所述低压控制区还设有稳压单元，所述稳压单元连接在所述供电转换单元与所述控制单元之间，用于对所述供电转换单元转换后的电压进行稳压处理。

根据本发明的一个实施例，所述低压控制区还设有传感器输入单元，所述传感器输入单元与所述控制单元连接，用于检测所述热管理高压集成控制器的温度信息，并将所述温度信息发送至所述控制单元。

根据本发明的一个实施例，所述第一高压分线接口和所述第二高压分线接口与所述高压输入接口之间的连接线上设有高压保险元件。

根据本发明的一个实施例，所述热管理高压集成控制器，还包括：隔离器件，用于实现所述高压控制区与所述低压控制区之间的隔离。

根据本发明的一个实施例，所述热管理高压集成控制器，还包括：壳体，所述高压输入接口、所述第一高压分线接口、所述热管理高压接口和所述低压接口设在所述壳体上。

为解决上述技术问题，本发明第二方面实施例提出了一种车辆，包括：第一高压部件；第二高压部件，包括热管理高压部件；以及上述第一方面实施例所述的热管理高压集成控制器。

另外，本发明实施例的车辆还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一高压部件、所述第二高压部件被布置在所述车辆的相同预定位置，所述预定位置为所述车辆的前部、底盘或后部。

根据本发明的一个实施例，所述热管理高压部件包括压缩机和/或加热器，所述第一高压部件包括前电驱和/或高压风扇。

本发明实施例的车辆，通过上述热管理高压集成控制器的设置，可简化热管理部件的高压连接，使热管理整体高压布线更简单，还可满足车辆中除热管理高压部件外其他高压部件的连接需求，使得整个控制器的集成功能更丰富，应用更广泛。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明实施例的热管理高压集成控制器的结构框图；

图2是本发明第一个实施例的热管理高压集成控制器的结构示意图；

图3是本发明第二个实施例的热管理高压集成控制器的结构示意图；

图4是本发明第三个实施例的热管理高压集成控制器的结构示意图；

图5是本发明第四个实施例的热管理高压集成控制器的结构示意图；

图6是本发明第五个实施例的热管理高压集成控制器的结构示意图；

图7是本发明第六个实施例的热管理高压集成控制器的结构示意图；

图8是本发明一个实施例的热管理高压集成控制器的外观示意图；

图9是本发明实施例的车辆的结构框图。

附图标记：

100、热管理高压集成控制器，200、车辆；

110、分线模块，120、控制模块，130、壳体，210、第一高压部件、220、第二高压部件；

111、高压输入接口，112、第一高压分线接口，113、第二高压分线接口，114、高压保险元件，121、供电接口，122、高压控制区，123、热管理高压接口，124、低压控制区，125、低压接口，126、隔离器件，221、热管理高压部件；

1221、功率单元，1222、驱动单元，1223、母线电压检测单元，1224、母线电流检测单元，1241、控制单元，1242、通讯单元，1243供电转换单元，1244、稳压单元，1245、传感器输入单元。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的热管理高压集成控制器和车辆。

图1是本发明实施例的热管理高压集成控制器的结构框图。

如图1所示，热管理高压集成控制器100包括：分线模块110和控制模块120。分线模块110包括高压输入接口111、第一高压分线接口112和第二高压分线接口113，高压输入接口111用以连接至车辆的高压母线，并与第一高压分线接口112、第二高压分线接口113分别连接，其中，第一高压分线接口112用以连接车辆的第一高压部件(如设置在车辆前部的前电驱、高压风扇等)。控制模块120包括供电接口121、高压控制区122、热管理高压接口123、低压控制区124和低压接口125，高压控制区122通过供电接口121与第二高压分线接口113连接，并与热管理高压接口123连接，低压控制区124通过低压接口125用以连接外部低压电源(如车辆的低压蓄电池)，并与高压控制区122连接，以控制高压控制区122驱动热管理高压接口123连接的第二高压部件工作，第二高压部件包括车辆的热管理高压部件，如设置在车辆前部的压缩机、加热器等。

其中，第一高压部件、第二高压部件可被布置在车辆的相同预定位置，预定位置可为车辆的前部、底盘或后部。第一高压分线接口112的数量可以是一个，也可以是多个，可以按具体的高压部件的需求进行数量配置，例如数量大于等于两个，可以一个接口连接到前电驱，以匹配有前电机需求的车辆，一个接口连接到高压风扇，以匹配有大功率风扇需求的车辆。热管理高压接口123的连接形式和接口数量都可以按实际需求进行多元化配置，例如数量大于等于两个，可以连接两个压缩机，满足双压缩机的系统需求，也可以连接两个加热器，满足高低温水回路双加热器的需求，或者水加热器和空气加热器组合的模式。

具体地，本发明实施例的热管理高压集成控制器100，可设置在车辆的前部，例如前舱中，通过分线模块110中的高压输入接口111与从车辆的动力电池引出的高压线连接，并通过分线模块110中的第二高压分线接口113给控制模块120中的高压控制区122供电，以控制热管理高压接口123连接的热管理高压部件(如压缩机、加热器)工作，可简化热管理高压部件的高压连接，使热管理整体高压布线更简单。并且，当热管理高压接口123的数量为多个时，可实现将热管理的传统热管理高压部件如压缩机、加热器的控制器进行集成，减少了电子元器件的数量，同时不带控制器的机械部分的压缩机和加热器可以实现更灵活的空间布置。

同时，通过分线模块110中第一高压分线接口112(数量可以是一个，也可以是多个)的设置，可满足车辆中除热管理高压部件外其他高压部件(即第一高压部件，如电前驱、高压风扇等)的连接需求，使得整个控制器的集成功能更丰富，应用更广泛，且可以大大减少从整车后端引到前部的高压线束长度和数量，极大降低成本。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，高压控制区122设有功率单元1221、驱动单元1222、母线电压检测单元1223和母线电流检测单元1224。

参见图2，功率单元1221的输入端与供电接口121连接，功率单元1221的输出端与热管理高压接口123连接，功率单元1221的控制端与驱动单元1222连接；驱动单元1222与低压控制区124连接；母线电压检测单元1223和母线电流检测单元1224与供电接口121连接，以采集母线电压和母线电流，并与低压控制区124连接，以将母线电压和母线电流的数据发送至低压控制区124。

其中，功率单元1221可由功率器件IGBT组成，驱动单元1222用于控制功率单元1221中功率器件IGBT的通断，以实现热管理高压接口123连接的热管理高压器件，如压缩机、加热器的回路控制。母线电压检测单元1223和母线电流检测单元1224主要用于监测经第二高压分线接口113后输入给控制模块120的电压和电流，以便于低压控制区124根据该电压、电流进行相关的控制，如过压、欠压、过流保护等。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，低压控制区124设有控制单元1241、通讯单元1242、供电转换单元1243。

参见图3，控制单元1241与驱动单元1222、母线电压检测单元1223、母线电流检测单元1224、通讯单元1242、供电转换单元1243分别连接；通讯单元1242用以连接至车辆的通信线，如控制器局域网(Controller Area Network，CAN)通信线、局域互联网络(LocalInterconnect Network，LIN)通信线等，以建立控制单元1241与车辆的通信线之间的连接；供电转换单元1243与低压接口125、驱动单元1222分别连接，用于对外部低压电源提供的低压电进行转换，并将转换后的电压供给控制单元1241和驱动单元1222。

具体地，控制单元1241可采用微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，主要用于控制驱动单元1222，与通讯单元1242进行信号交互，接收并根据母线电压、母线电流进行相应控制等；供电转换单元1243承接外部低压电源(如24V、12V电源)的输入，并进行电压转换，例如将交流转换为直流，或者将直流电压值进行转换，以为控制单元1241、驱动单元1222供电。需要说明的是，低压接口125不仅可通过低压供电线束连接外部低压电源，以用于低压电源的输入，还可通过信号线束建立通讯单元1242与车辆通信线之间的连接，以用于交互信号的输入。

在本发明的一些实施例中，如图4所示，低压控制区124还设有稳压单元1244，稳压单元1244连接在供电转换单元1243与控制单元1241之间，用于对供电转换单元1243转换后的电压进行稳压处理。

其中，稳压单元1244可采用低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)，供电转换单元1243承接外部低压电源的输入，通过LDO转为控制单元1241需要的电压。

在本发明的一些实施例中，如图5所示，低压控制区124还设有传感器输入单元1245，传感器输入单元1245与控制单元1241连接，用于将检测到的数据，如热管理高压集成控制器100的温度信息，发送至控制单元1241。

具体地，热管理高压集成控制器100中的电器元件可布设在印制电路板(PrintedCircuit Board，PCB)板上，传感器输入单元1245可将检测到的PCB板本身的温度信号，并输入至控制单元1241，以便控制单元1241进行过温保护。

在本发明的一些实施例中，如图6所示，第一高压分线接口112和第二高压分线接口113与高压输入接口111之间的连接线上设有高压保险元件114。

其中，高压保险元件114可以是保险丝，用于提高分线模块110进行高压供电的可靠性。参见图6，高压保险元件114可以设置在高压输入接口111与各高压分线接口的正极连接线上。

在本发明的一些实施例中，如图7所示，控制模块120还包括：隔离器件126，用于实现高压控制区122与低压控制区124之间的隔离。

其中，隔离器件126可用于实现高压控制区122与低压控制区124供电回路的隔离，也可实现高压控制区122与低压控制区124之间通信信号的隔离，具体形式可不限。

在本发明的一些实施例中，如图7、图8所示，热管理高压集成控制器100还包括：壳体130，高压输入接口111、第一高压分线接口112、热管理高压接口123和低压接口125设在壳体130上，以方便外接线。参见图7，分线模块110和控制模块120中的其他器件可设在壳体130中，以方便安装在车辆中。

具体地，参见图8，为方便辨认、连线等，设在壳体130上的高压输入接口111、第一高压分线接口112、热管理高压接口123和低压接口125可采用不同的尺寸，并可设置在不同的位置。热管理高压集成控制器100的外形结构不限于图8中所示的立方体，还可以是圆柱体、异形结构等，可以根据布置需求而定。输入和输出端接口的排布结构和接口数量也可以根据不同的需求和结构来灵活适配，壳体130内部整个电路的布置可以根据具体的空间结构和接口位置来设计。热管理高压集成控制器100可以单独布置在车辆前部的横梁、副车架或者车身上，也可以集成到压缩机或加热器的机械结构部分。其中，热管理高压集成控制器100和压缩机、加热器等高压部件做物理上的解耦，可以实现更灵活的布置和组合。

另外，需要说明的是，图1-图7示出的是热管理高压集成控制器100的电气原理示意图，其具体的物理结构不限制，可以左右分布，也可以上下分层布置，还可以异形结构布置。分线模块110中高压输入接口111与第一高压分线接口112和第二高压分线接口113之间的连接线，可以根据实际物理空间来排布，连接线可采用铜导线。

图9是本发明实施例的车辆的结构框图。

如图9所示，车辆200包括：第一高压部件210、第二高压部件220和热管理高压集成控制器100。第二高压部件220包括热管理高压部件221，第一高压部件210、热管理高压部件221可被布置在车辆200的相同预定位置，如均可设置在车辆200的前部(也可称为前舱)。当然，为方便布线，热管理高压集成控制器100也可设置在车辆200的前部。

可选地，第一高压部件210、第二高压部件220还可被布置在车辆200的底盘、后部等。

在本发明的一些实施例中，热管理高压部件221包括但不限于压缩机、加热器，第一高压部件210包括但不限于前电驱、高压风扇。

本发明实施例的车辆200，通过上述热管理高压集成控制器100的设置，可简化热管理高压部件221的高压连接，使热管理整体高压布线更简单，还可满足车辆200中除热管理高压部件221外其他高压部件的连接需求，使得整个控制器的集成功能更丰富，应用更广泛。

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发明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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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。在本发明的描述中，“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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种热管理高压集成控制器，其特征在于，包括：

分线模块，包括高压输入接口、第一高压分线接口和第二高压分线接口，所述高压输入接口用以连接至车辆的高压母线，并与所述第一高压分线接口、所述第二高压分线接口分别连接，其中，所述第一高压分线接口用以连接所述车辆的第一高压部件；

控制模块，包括供电接口、高压控制区、热管理高压接口、低压控制区，所述高压控制区通过所述供电接口与所述第二高压分线接口连接，并与所述热管理高压接口连接，所述低压控制区与所述高压控制区连接，以控制所述高压控制区驱动所述热管理高压接口连接的第二高压部件工作，其中，所述第二高压部件包括所述车辆的热管理高压部件。

2.根据权利要求1所述的热管理高压集成控制器，其特征在于，高压控制区设有功率单元、驱动单元、母线电压检测单元和母线电流检测单元；

所述功率单元，其输入端与所述供电接口连接，输出端与所述热管理高压接口连接，控制端与所述驱动单元连接；

所述驱动单元，与所述低压控制区连接；

所述母线电压检测单元和所述母线电流检测单元，与所述供电接口连接，以采集母线电压和母线电流，并与所述低压控制区连接，以将所述母线电压和所述母线电流的数据发送至所述低压控制区。

3.根据权利要求2所述的热管理高压集成控制器，其特征在于，所述低压控制区设有控制单元、通讯单元、供电转换单元；所述控制模块还包括低压接口；

所述控制单元，与所述驱动单元、所述母线电压检测单元、所述母线电流检测单元、所述通讯单元、所述供电转换单元分别连接；

所述通讯单元，用以连接至所述车辆的通信线，以建立所述控制单元与所述车辆的通信线之间的连接；

所述供电转换单元，与所述低压接口、所述驱动单元分别连接，用于经由低压接口对外部低压电源提供的低压电进行转换，并将转换后的电压供给所述控制单元和所述驱动单元。

4.根据权利要求3所述的热管理高压集成控制器，其特征在于，所述低压控制区还设有稳压单元，所述稳压单元连接在所述供电转换单元与所述控制单元之间，用于对所述供电转换单元转换后的电压进行稳压处理。

5.根据权利要求3所述的热管理高压集成控制器，其特征在于，所述低压控制区还设有传感器输入单元，所述传感器输入单元与所述控制单元连接，用于检测所述热管理高压集成控制器的温度信息，并将所述温度信息发送至所述控制单元。

6.根据权利要求1所述的热管理高压集成控制器，其特征在于，所述第一高压分线接口和所述第二高压分线接口与所述高压输入接口之间的连接线上设有高压保险元件。

7.根据权利要求1所述的热管理高压集成控制器，其特征在于，还包括：

隔离器件，用于实现所述高压控制区与所述低压控制区之间的隔离。

8.根据权利要求1所述的热管理高压集成控制器，其特征在于，还包括：壳体，所述高压输入接口、所述第一高压分线接口、所述热管理高压接口和所述低压接口设在所述壳体上。

9.一种车辆，其特征在于，包括：

第一高压部件；

第二高压部件，包括热管理高压部件；以及

根据权利要求1-8中任一项所述的热管理高压集成控制器。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述第一高压部件、所述第二高压部件被布置在所述车辆的相同预定位置，所述预定位置为所述车辆的前部、底盘或后部。

11.根据权利要求9或10所述的车辆，其特征在于，所述热管理高压部件包括压缩机和/或加热器，所述第一高压部件包括前电驱和/或高压风扇。