一種電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車高壓電氣部分主要有電機(jī)控制器、車載直流轉(zhuǎn)換裝置和車載充電裝置，目前電動(dòng)汽車電機(jī)控制器、車載直流轉(zhuǎn)換裝置和車載充電裝置單獨(dú)成為一個(gè)總成，各自具有外殼、散熱系統(tǒng)、控制核心和外置接口，這樣造成車載高壓電氣部分的體積大、部分功能單元重合，系統(tǒng)功率密度低。
[0003]受到車輛空間限制和使用環(huán)境的約束，汽車要求電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有更高的性能，耐受環(huán)境溫度范圍更高，能經(jīng)受高強(qiáng)度的振動(dòng)以及體積小、成本更低等。為滿足以上嚴(yán)格甚至苛刻的要求，車用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)的趨為永磁化、數(shù)字化和集成化。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以其高功率密度、高效率等優(yōu)勢，成為了發(fā)展電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須著重研究的關(guān)鍵技術(shù)之
O
[0004]電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的集成化主要包括兩個(gè)方面:一是指電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)總成或電機(jī)與變速器的集成，電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)向著集成化的方向發(fā)展有利于減小整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和體積，并可以有效地降低系統(tǒng)的制造成本；二是電力電子集成，包括功能集成(包括多逆變+DC/DC轉(zhuǎn)換器+電池管理+整車控制)、物理集成(功率模塊、驅(qū)動(dòng)電路、無源器件、控制電路、傳感器、電源等)、應(yīng)用Trench + FS IGBT等新器件，三是控制集成，在功能集成的基礎(chǔ)上由于單個(gè)電力電子裝置的控制功能有限，占用的I/O資源有限，加之?dāng)?shù)字化技術(shù)的日趨成熟，使得車載電力電子裝置的控制集成成為可能，基于單片集成、混合集成和系統(tǒng)集成技術(shù)達(dá)到高度集成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對以上問題，本實(shí)用新型提出了一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，物理集成和功能集成化高，能大大提高系統(tǒng)的功率密度，降低了系統(tǒng)成本的電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置。
[0006]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]上述的電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置，包括車載電池單元、輸入開關(guān)控制單元、主回路集成單元、電容組單元、電機(jī)功率器件驅(qū)動(dòng)單元、直流轉(zhuǎn)換功率器件驅(qū)動(dòng)單元、信號(hào)檢測單元、保護(hù)功能單元以及集成控制單元；所述輸入開關(guān)控制單元一端電連接所述車載電池單元，另一端電連接所述電容組單元；所述主回路集成單元集成有電機(jī)驅(qū)動(dòng)主回路和直流轉(zhuǎn)換主回路；所述主回路集成單元是將所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)主回路和直流轉(zhuǎn)換主回路集成在同一直流母線上，同時(shí)將發(fā)熱元件集成在同一個(gè)散熱底板上；所述主回路集成單元一端連接電容組單元，另一端連接負(fù)載，同時(shí)還分別與所述電機(jī)功率器件驅(qū)動(dòng)單元和直流轉(zhuǎn)換功率器件驅(qū)動(dòng)單元連接；所述電機(jī)功率器件驅(qū)動(dòng)單元和直流轉(zhuǎn)換功率器件驅(qū)動(dòng)單元均一端連接所述集成控制單元和保護(hù)功能單元，另一端連接所述主回路集成單元；所述信號(hào)檢測單元一端連接負(fù)載，另一端連接所述集成控制單元與保護(hù)功能單元；所述集成控制單元與保護(hù)功能單元集成為一體。
[0008]所述電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置，其中:所述主回路集成單元是通過所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)主回路連接所述電機(jī)功率器件驅(qū)動(dòng)單元。
[0009]所述電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置，其中:所述主回路集成單元是通過所述直流轉(zhuǎn)換主回路連接所述直流轉(zhuǎn)換功率器件驅(qū)動(dòng)單元。
[0010]所述電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置，其中:所述電容組單元是由多個(gè)為所述車載電池單元提供能量補(bǔ)充的電容集成組成。
[0011]所述電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置，其中:所述車載電池單元是由多個(gè)車載電池串接組成。
[0012]所述電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置，其中:所述電容組單元是并聯(lián)于所述車載電池單元兩端；所述車載電池單元的兩端分別并聯(lián)有開關(guān)Ql和Q2的串聯(lián)體、開關(guān)Q3和Q4的串聯(lián)體、開關(guān)Q5和Q6的串聯(lián)體以及開關(guān)Q7和Q8的串聯(lián)體；電動(dòng)機(jī)的三相線分別連接于所述開關(guān)Ql和Q2之間、開關(guān)Q3和Q4之間以及開關(guān)Q5和Q6之間；所述開關(guān)Q7與Q8之間的連接點(diǎn)串接有電感L，所述電感L 一端并聯(lián)有所述直流轉(zhuǎn)換主回路的輸出電容組Ckl~Ckn并通過所述輸出電容組Ckl~ Ckn與負(fù)載相連。
[0013]具體優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在:
[0014]I)將電機(jī)驅(qū)動(dòng)主回路和直流轉(zhuǎn)換主回路集成在一起，這樣省掉了直流轉(zhuǎn)換功率器件驅(qū)動(dòng)單元的電池測母線電容和電池與開關(guān)管連接的母排，不僅降低了成本，減小了體積，更重要的是減小了回路的雜散電感和回路的寄生電感，提高了整體性能；
[0015]2)電機(jī)功率器件驅(qū)動(dòng)單元與直流轉(zhuǎn)換功率器件驅(qū)動(dòng)單元的核心控制器集成(集成控制單元)，共用一個(gè)控制器，電機(jī)功率器件驅(qū)動(dòng)單元與直流轉(zhuǎn)換功率器件驅(qū)動(dòng)單元與整車之間的數(shù)據(jù)傳輸只需要通過一個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)來完成，這樣充分利用了控制器的資源，同時(shí)提高了系統(tǒng)的可靠性；
[0016]3)電機(jī)功率器件驅(qū)動(dòng)單元與直流轉(zhuǎn)換功率器件驅(qū)動(dòng)單元的散熱以及機(jī)械件的集成，由于直流轉(zhuǎn)換功率器件驅(qū)動(dòng)單元的效率已超過94%，將直流轉(zhuǎn)換功率器件驅(qū)動(dòng)單元和電機(jī)功率器件驅(qū)動(dòng)單元的功率器件集成在同一散熱器上，同時(shí)兩者共用一個(gè)外殼，極大的提高系統(tǒng)的功率密度和壽命。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)主回路和直流轉(zhuǎn)換主回路集成后的電路原理圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)主回路的電路原理圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置的直流轉(zhuǎn)換主回路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1至4所示，本實(shí)用新型電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成裝置，包括車載電池單元1、輸入開關(guān)控制單元2、主回路集成單元3、電容組單元4、電機(jī)功率器件驅(qū)動(dòng)單元5、直流轉(zhuǎn)換功率器件驅(qū)動(dòng)單元6、信號(hào)檢測單元7、保護(hù)功能單元8以及集成控制單元9。
[0022]該車載電池單元I 一端連接于該輸入開關(guān)控制單元2，為電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、車載電器等高低壓電器提供能量，同時(shí)吸收電機(jī)的制動(dòng)回饋能量；其中，該車載電池單元I是由多個(gè)車載電池串接而成。
[0023]該輸入開關(guān)控制單元2 —端電連接車載電池單元I，另一端電連接電容組單元4 ；其中，該輸入開關(guān)控制單元2用于當(dāng)主回路電源供電后，系統(tǒng)進(jìn)行自檢，狀態(tài)檢測正常后開關(guān)閉合，故障時(shí)斷開開關(guān)。
[0024]該主回路集成單元3集成有電機(jī)驅(qū)動(dòng)主回路31和直流轉(zhuǎn)換主回路32，該主回路集成單元3是將電機(jī)驅(qū)動(dòng)主回路31以及直流轉(zhuǎn)換主回路32集成同一直流母線上，同時(shí)將發(fā)熱元件集成在同一個(gè)散熱底板上；其中，該主回路集成單元3 —端連接電容組單元4，另一端連接負(fù)載10，同時(shí)還分別與電機(jī)功率器件驅(qū)動(dòng)單元5和直流轉(zhuǎn)換功率器件驅(qū)動(dòng)單元6連接。
[0025]其中，如圖2-4所示，該電容組單元4是并聯(lián)于車載電池單元I兩端，該車載電池單元I的兩端分別并聯(lián)有開關(guān)Q1、Q2的串聯(lián)體、開關(guān)Q3、Q4的串聯(lián)體、開關(guān)Q5、Q6的串聯(lián)體以及開關(guān)Q7、Q8的串聯(lián)體。電動(dòng)機(jī)的三相線分別連接于開關(guān)Ql和Q2之間、開關(guān)Q3和Q4之間以及開關(guān)Q5和Q6之間；電感L 一端串接于開關(guān)Q7與Q8的連接點(diǎn)，電感L另一端又與直流轉(zhuǎn)換主回路32的電容組Ckl~ Ckn并聯(lián)在一起，該輸出電容組Ckl~ Ckn的另一端與負(fù)載相連(這里的負(fù)載指的是除了電機(jī)以外的車上其余的車載電器)。
[0026]該電容組單元4是由多個(gè)為車載電池單元I提供能量補(bǔ)充的電容集成組成，采用集成方式使電機(jī)驅(qū)動(dòng)主回路31以及直流轉(zhuǎn)換主回路32共用電容組單元4。
[0027]該電機(jī)功率器件驅(qū)動(dòng)單元5 —端連接集成控制單元9，另一端連接主回路集成單元3的電機(jī)驅(qū)動(dòng)主回路31，用于將集成控制單元9輸出的電機(jī)功率器件的6路Pff