一种一体化集成电控装置 |
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申请号 | CN202211286395.7 | 申请日 | 2022-10-20 | 公开(公告)号 | CN117956733A | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
申请人 | 潍坊佩特来电器有限公司; | 发明人 | 黄锦元; 黄光盛; 刘大伟; 杨龙俊; | ||||
摘要 | 一种一体化集成电控装置,包括: 箱体 ,所述箱体通过 水 道盖板分为上层空间和下层空间;所述箱体的一侧设置有 接口 板,用于 信号 输出;所述箱体的另一侧设置有配电高压 插件 ;所述上层空间内设置多个电控模 块 和继电器模块;所述下层空间内设置有DCAC驱动模块、DCAC控制板、绝缘监测仪、DCDC模块和DCAC三相输出磁环滤波件,所述DCAC驱动模块的三相输出线通过所述DCAC三相输出磁环滤波件连接至所述配电高压插件,所述DCAC驱动模块和DCDC模块分别与所述DCAC控制板连接,所述DCAC控制板与所述接口板连接;以及高压 接线盒 ,安装在所述箱体的 正面 或背面。本 发明 功能拓展性强,走线路径清晰, 密封性 能良好,可靠性好,并具备优良的电磁兼容性能。 | ||||||
权利要求 | 1.一种一体化集成电控装置,其特征在于,包括: |
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说明书全文 | 一种一体化集成电控装置技术领域背景技术[0002] 一体化电控装置(以下简称PEU)为新能源汽车驱动行业发展的趋势,该装置由多个功能模块组成,包括MCU(驱动电机控制器)、DC‑DC(直流变换器)、DC‑AC(逆变模块)、PDU(配电模块)、IDU(绝缘检测模块)等模块件,并可根据车辆需求选配各个模块。 [0003] 现有技术的PEU整体布置为平铺式结构,即箱体为单层结构,各个模块平铺式布置在箱体内,不同模块间通过内部支撑板件等上下层堆叠。DCDC模块、DCAC模块、MCU模块等平铺式布置在箱体上,PDU部分的继电器和保险设计在DCDC模块、DCAC模块、MCU模块上面,通过隔板支持固定箱体上,保险设计在隔板上通过绝缘端子固定,线束无固定走线路径。现有技术的上述结构存在电控模块标准程度低,扩展性差等问题。 发明内容[0005] 为了实现上述目的,本发明提供了一种一体化集成电控装置,其中,包括: [0007] 所述上层空间内设置有多个电控模块和继电器模块; [0008] 所述下层空间内设置有DCAC驱动模块、DCAC控制板、绝缘监测仪、DCDC模块和DCAC三相输出磁环滤波件,所述DCAC驱动模块、DCAC控制板、绝缘监测仪、DCDC模块和DCAC三相输出磁环滤波件分别安装在所述水道盖板上,所述DCAC驱动模块的三相输出线通过所述DCAC三相输出磁环滤波件连接至所述配电高压插件,所述DCAC驱动模块和DCDC模块分别与所述DCAC控制板连接,所述DCAC控制板与所述接口板连接;以及 [0010] 上述的一体化集成电控装置,其中,所述多个电控模块包括MCU模块、继电器控制模块、继电器保险集成模块和高压输入滤波模块,所述继电器模块包括主继电器、充电正继电器和充电负继电器;所述MCU模块、主继电器、充电正继电器、充电负继电器、继电器保险集成模块和高压输入滤波模块分别安装在所述箱体上;所述MCU模块用于逆变作用并驱动主驱电机;所述主继电器、充电正继电器和充电负继电器分别与所述继电器控制模块连接;所述继电器控制模块安装在屏蔽板上并与所述接口板连接;所述继电器保险集成模块分别与所述DCAC驱动模块和DCDC模块连接。 [0011] 上述的一体化集成电控装置,其中,所述MCU模块包括主驱控制板、主驱IGBT件、薄膜电容和高压连接铜排,所述主驱控制板位于所述主驱IGBT件上方,并安装在屏蔽板上,所述薄膜电容位于所述继电器控制模块的下方,所述主驱控制板与所述接口板连接。 [0012] 上述的一体化集成电控装置,其中,所述高压接线盒的直线输入端连接至所述薄膜电容后,经过所述主驱IGBT件转换,输出至所述高压接线盒的电机输出UVW接口。 [0013] 上述的一体化集成电控装置,其中,所述继电器保险集成模块包括第一支座、第二支座、继电器、第一连接铜排和多个保险,所述第一支座和第二支座组装为一基体,多个所述保险安装在所述基体上方,所述第一连接铜排安装在所述第一支座上,所述继电器安装所述基体的槽孔内,并通过所述第一连接铜排实现所述继电器与所述保险的高压连接。 [0015] 上述的一体化集成电控装置,其中,所述高压输入滤波模块为LCLC两级高压滤波件,包括安装支座和设置在所述安装支座上的第一级Y电容、第二级Y电容、第一级磁环、第二级磁环和第二连接铜排,所述第一级Y电容靠近所述第一级磁环设置,所述第二级Y电容靠近所述第二级磁环设置,所述第一级磁环和第二级磁环平行设置。 [0016] 上述的一体化集成电控装置,其中,所述接口板设置有两个输出接口、上层连接接口和下层连接接口。 [0017] 上述的一体化集成电控装置,其中,所述接口板通过安装板安装到所述箱体上。 [0018] 上述的一体化集成电控装置,其中,所述水道盖板内设置有冷却水道。 [0019] 上述的一体化集成电控装置,其中,所述箱体上设置有用于高压线束穿过的多个槽孔,所述下层空间内设置有多个线夹,用于所述高压线束的绑扎固定。 [0020] 本发明的技术效果在于: [0021] 本发明通过优化内部结构布置,整体采用上下层结构布局,并进行模块的分区设计,功能拓展性强,走线路径清晰,密封性能良好,可靠性好,并具备优良的电磁兼容性能。 附图说明[0023] 图1为本发明一实施例的结构示意图; [0024] 图2为本发明一实施例的另一方向结构示意图; [0025] 图3为图1的主视图; [0026] 图4为图1的左视图; [0027] 图5为图1的右视图; [0028] 图6为图1的俯视图; [0029] 图7为图1的仰视图; [0030] 图8为本发明一实施例的箱体结构示意图; [0031] 图9为图8的A‑A剖视图; [0032] 图10为本发明一实施例的继电器保险集成模块结构示意图; [0033] 图11为本发明一实施例的高压输入滤波模块结构示意图; [0034] 图12为图11另一方向结构示意图; [0035] 图13为本发明一实施例的接口板结构示意图。 [0036] 其中,附图标记 [0037] 1箱体 [0038] 11上层空间 [0039] 12下层空间 [0040] 13水道盖板 [0041] 14冷却水道 [0042] 15接口板 [0043] 151安装板 [0044] 152上层连接接口 [0045] 153下层连接接口 [0046] 154输出接口 [0047] 16线夹 [0048] 17槽孔2DCAC驱动模块 [0049] 21DCAC控制板 [0050] 22DCAC三相输出磁环滤波件3DCDC模块 [0051] 4绝缘监测仪5继电器保险集成模块 [0052] 51第一支座 [0053] 52第二支座 [0054] 53PCB板 [0055] 54第一连接铜排 [0056] 55继电器 [0057] 56保险 [0058] 57集成继电器模块连接铜排 [0059] 58辅驱连接铜排负6高压输入滤波模块 [0060] 61安装支座 [0061] 62第一级磁环 [0062] 63第二级磁环 [0063] 64第一级Y电容 [0064] 65第二级Y电容 [0065] 66第二连接铜排 [0066] 7MCU模块 [0067] 71主驱控制板 [0068] 72主驱IGBT件 [0069] 73薄膜电容 [0070] 74高压连接铜排 [0071] 75屏蔽板 [0072] 8主继电器 [0073] 81充电正继电器 [0074] 82充电负继电器 [0075] 83继电器控制模块 [0076] 9高压接线盒 [0078] 92充电正负接口 [0079] 93直流输入正负接口 [0080] 94电机输出UVW接口 [0081] 10配电高压插件 具体实施方式[0082] 下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述: [0083] 本发明主要应用于电动汽车的电驱动系统,可用于驱动主驱电机、转向油泵电机、制动气泵电机,DCDC直流转换为低压供整车供电,整车绝缘性能检测及供整车配电(电加热、电除霜、空调等部件)用电等。 [0084] 参见图1‑图7,图1为本发明一实施例的结构示意图,图2为本发明一实施例的另一方向结构示意图,图3为图1的主视图,图4为图1的左视图,图5为图1的右视图,图6为图1的俯视图,图7为图1的仰视图。本发明的一体化集成电控装置,包括:箱体1,所述箱体1通过水道盖板13分为上层空间11和下层空间12;所述箱体1的一侧设置有接口板15,用于信号输出;所述箱体1的另一侧设置有配电高压插件10,配电高压插件10为线束连接至内部,配电高压插件10的各个插件分别通过一保险56和辅驱连接铜排负58连接;其中还可以设置一个或多个预留功能的插件;所述上层空间11内设置有多个电控模块和继电器,本实施例中,该多个电控模块可包括MCU(微控制单元)模块7、继电器控制模块83、继电器保险集成模块5、高压输入滤波模块6,继电器模块可包括主继电器8、充电正继电器81和充电负继电器82;所述MCU模块7、主继电器8、充电正继电器81和充电负继电器82、继电器保险集成模块5和高压输入滤波模块6分别安装在所述箱体1上;所述MCU模块7用于逆变作用并驱动主驱电机;所述主继电器8、充电正继电器81和充电负继电器82分别与所述继电器控制模块83连接;所述继电器控制模块83和所述接口板15连接;所述下层空间12内设置有DCAC驱动模块2、DCAC控制板21、绝缘监测仪4、DCDC模块3和DCAC三相输出磁环滤波件22,所述DCAC驱动模块2、DCAC控制板21、绝缘监测仪4、DCDC模块3和DCAC三相输出磁环滤波件22分别安装在所述水道盖板13上,所述DCAC驱动模块2的三相输出线通过所述DCAC三相输出磁环滤波件22连接至所述配电高压插件10,所述DCAC驱动模块2和DCDC模块3分别与所述继电器保险集成模块5及所述DCAC控制板21连接,所述DCAC控制板21与所述接口板15连接;以及高压接线盒9,安装在所述箱体1的正面或背面,优选该高压接线盒9安装在所述箱体1的正面,以方便操作。本发明的上述设置克服了现有技术中水道盖板设置在箱体的底部,DCDC模块、DCAC模块、MCU模块等平铺式布置在箱体上,导致功能拓展、兼容性差,产品的平台化、标准化程度低等问题;同时将保险和继电器集中设置在上层空间11内,简化了安装和连接线束,提高了产品可靠性。 [0085] 其中,所述MCU模块7用于逆变作用并驱动主驱电机,包括主驱控制板71、主驱IGBT件72、薄膜电容73和相应的高压连接铜排74,所述主驱控制板71位于所述主驱IGBT件72上方,并安装固定在屏蔽板75上,所述继电器控制模块83位于所述薄膜电容73的上方并安装固定在屏蔽板75上,所述主驱控制板71与所述接口板15连接。所述高压接线盒9的直线输入端连接至所述薄膜电容73后,经过所述主驱IGBT件72转换,输出至所述高压接线盒9的电机输出UVW接口94,该接口为三相接口。 [0086] 其中,DCAC驱动模块2、DCAC控制板21、绝缘监测仪4、DCDC模块3、DCAC三相输出磁环滤波件22可直接固定在箱体1上,DCAC驱动模块2为水平布置,DCDC模块3位于箱体1的右侧、DCAC驱动模块2的下方,DCAC控制板21在DCDC模块3的左侧,DCAC三相输出线通过磁环滤波件后再连接至外部配电高压插件10。下层空间12的DCAC驱动模块2的输入接口与DCDC模块3的输入接口需分别连接至上层空间11的继电器保险集成模块5相应的保险56和辅驱连接铜排负58,为线束连接。DCAC驱动模块2的输出为线束连接,分别经过DCAC三相输出磁环滤波件22再连接至油泵、气泵接口;DCDC模块3的输出通过DCDC连接铜排连接至其接口。继电器保险集成模块5在箱体1的右侧,高压输入滤波模块6在继电器保险集成模块5的左侧,主驱IGBT件72位于箱体1的左侧。 [0087] 参见图8‑图9,图8为本发明一实施例的箱体1结构示意图,图9为图8的A‑A剖视图。所述箱体1上设置有用于高压线束穿过的多个槽孔17,所述下层空间12内设置有多个线夹 16,用于所述高压线束的绑扎固定。所述水道盖板13内设置有冷却水道14。 [0088] 参见图10,图10为本发明一实施例的继电器保险集成模块5结构示意图。继电器保险集成模块5,用于安装辅驱继电器55、保险56,实现模块化设计,可大大减少线束的连接,利于模块化设计及整机的布局。本实施例中,所述继电器保险集成模块5包括第一支座51、第二支座52、多个继电器55、多个第一连接铜排54和多个保险56,所述第一支座51和第二支座52组装为一基体,多个所述保险56安装在所述基体上方,所述第一连接铜排54安装在所述第一支座51上,所述继电器55分别安装所述基体的相应槽孔内,并通过所述第一连接铜排54实现所述继电器55与所述保险56的高压连接。部分第一连接铜排54为继电器保险集成模块5的输入铜排,其中一第一连接铜排54连接至部分继电器55的输入端,其中另一第一连接铜排54连接至其余继电器55的输入端:各个继电器55的输出端分别通过一第一连接铜排54与相应的保险56连接。其中,所述继电器保险集成模块5还包括PCB板53,用于所述继电器 55的信号和所述继电器55前后端的电压信号检测,所述PCB板53安装在所述第一支座51上。 该继电器保险集成模块5可大大减少线束的连接,利于模块化设计及整机的布局。 [0089] 参见图11及图12,图11为本发明一实施例的高压输入滤波模块6结构示意图,图12为图11另一方向结构示意图。本实施例的所述高压输入滤波模块6为LCLC两级高压滤波件,包括安装支座61和设置在所述安装支座61上的第一级Y电容64、第二级Y电容65、第一级磁环62、第二级磁环63和第二连接铜排66,所述第一级Y电容64靠近所述第一级磁环62设置,所述第二级Y电容65靠近所述第二级磁环63设置,所述第一级磁环62和第二级磁环63平行设置,形成LCLC两级高压滤波件,磁环与Y电容间的间隙小,产品整体滤波效果优,并具备优良的电磁兼容性能,避免了现有技术中通过引线连接至输入前端的Y电容的布置及连接线束长等对产品的电磁兼容性能的影响。 [0090] 参见图13,图13为本发明一实施例的接口板15结构示意图。所述接口板15设置有两个输出接口154、上层连接接口152和下层连接接口153,有利于上层及下层信号线的连接。所述接口板15通过安装板151安装到所述箱体1上,即接口板15先安装在安装板151上,再安装到箱体1的侧面,两个插件共用一个接口板15。 [0091] 本发明高压接线盒9的直流输入正负接口93的其中一路为充电功能,经过充电正继电器81和充电负继电器82后,连接至充电正负接口92;另一路为主驱及辅驱功能,直流输入正负接口93经过高压输入滤波模块6后,分为两路:一路经过主继电器8后连接至MCU模块7的薄膜电容73,经过主驱IGBT件72驱动后至电机输出UVW接口94,另一路经过继电器保险集成模块5,然后连接至各配电及DCAC驱动模块2和DCDC模块3的输入接口。上层部件的主驱信号和继电器55信号通过接口板15输出,下层部件(DCAC驱动模块2、DCDC模块3)的信号通过接口板15输出。 [0092] 本实施例中,正极输入连接关系如下:直流输入正负接口93的正接口‑高压维修开关91‑分两路:一路为充电正继电器81‑保险56‑充电正负接口92的正接口;另一路经高压输入滤波模块6后又分两路:一路连接至集成继电器模块连接铜排57;另一路经主继电器8‑薄膜电容73。负极输入连接关系如下:直流输入正负接口93的负接口‑分两路:一路经充电负继电器82‑充电正负接口92的负接口;另一路经经高压输入滤波模块6后分两路:一路连接至辅驱连接铜排负58;另一路连接至薄膜电容73。输入正负连接至薄膜电容73后,经过主驱IGBT件72转换,输出至电机输出UVW接口94。 [0093] 低压及信号连接关系如下:继电器55的检测信号和控制信号均连接至继电器控制模块83;充电正继电器81和充电负继电器82的控制信号连接至继电器控制模块83;电流传感器信号连接至主驱控制板71;主驱控制板71信号连接至接口板15;继电器控制模块83信号连接至接口板15;DCAC驱动模块2信号连接至DCAC控制板21;DCDC模块3信号连接至DCAC控制板21;DCAC控制板21信号连接至接口板15。 [0094] 本发明的水道盖板13在箱体1的中间位置,分隔为上下层结构,冷却水道14在箱体1的中间,水道盖板13与箱体1为分离部件,DCAC驱动模块2、DCDC模块3设置在下层空间12,固定在水道盖板13上;MCU模块7设置在上层空间11,固定在箱体1上;当需求不同规格的DCAC模块、DCDC模块3时,仅需要更换与之匹配的水道盖板13,可保证产品的平台化与标准化;采用继电器保险集成模块5可大大减少线束的连接,利于模块化设计及整机的布局;通过设置高压输入滤波模块6、DCAC三相输出磁环滤波件22,可提升产品的滤波效果与EMC(电磁兼容)性能;接口板15固定于安装板151上,再安装到箱体1上,可保证两个输出接口154连接处的密封性(此结构亦适用于包装两个以上插件的密封性),插件共用一个接口板15,降低了对箱体侧面安装面的要求,可减少插件连接并降低成本,避免了易出现密封不良的问题。 |