一种一体化集成电控装置

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:
箱体,所述箱体通过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有多个电控模和继电器模块;
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、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
高压接线盒,安装在所述箱体的正面或背面。
2.如权利要求1所述的一体化集成电控装置,其特征在于,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。
3.如权利要求2所述的一体化集成电控装置,其特征在于,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。
4.如权利要求3所述的一体化集成电控装置,其特征在于,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。
5.如权利要求2、3或4所述的一体化集成电控装置,其特征在于,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。
6.如权利要求5所述的一体化集成电控装置,其特征在于,所述继电器保险集成模块还包括PCB板,用于所述继电器的信号和所述继电器前后端的电压信号检测,所述PCB板安装在所述第一支座上。
7.如权利要求2、3或4所述的一体化集成电控装置,其特征在于,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。
8.如权利要求2、3或4所述的一体化集成电控装置,其特征在于,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。
9.如权利要求8所述的一体化集成电控装置,其特征在于,所述接口板通过安装板安装到所述箱体上。
10.如权利要求1、2、3或4所述的一体化集成电控装置,其特征在于,所述水道盖板内设置有冷却水道。
11.如权利要求1、2、3或4所述的一体化集成电控装置,其特征在于,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。

说明书全文

一种一体化集成电控装置

技术领域

[0001] 本发明涉及新能源汽车驱动技术,特别是一种用于电动汽车电驱动系统的一体化集成电控装置。

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

[0004] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷,提供一种一体化集成电控装置。
[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:
[0006] 箱体,所述箱体通过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
[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
[0009] 高压接线盒,安装在所述箱体的正面或背面。
[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。
[0014] 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还包括PCB板,用于所述继电器的信号和所述继电器前后端的电压信号检测,所述PCB板安装在所述第一支座上。
[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。
[0022] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。

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
[0077] 91高压维修开关
[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。
[0095] 当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
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