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CN111907354A - 一种车载电源转换与分配单元集成装置 - Google Patents

一种车载电源转换与分配单元集成装置 Download PDF

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宋开通
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赵欢欢
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Abstract

本发明公开了一种车载电源转换与分配单元集成装置，所述的车载电源包括车载充电器、DC/DC变换器和PDU模块；所述的车载充电器、DC/DC变换器和PDU模块的电路均设置在车载电源转换与分配单元集成装置内，形成电源电路模块。采用上述技术方案，对车载充电器、DC/DC变换器和高压接线盒总成进行集成化设计，共用功率电路、壳体等，满足整车电源转换与分配需求，实现体积减小、功率密度大、可靠性较高、整车布置空间优化等目的；与整车其他关联零部件有效、紧密连接，极大的优化线束分布，缩减整车布置空间需求，节省转接插件和减少线缆损耗、简化生产、装配工序，提高产品合格率；成本降低、安全有效、可靠性高。

Description

一种车载电源转换与分配单元集成装置
技术领域
本发明属于新能源电动汽车充电系统的技术领域。更具体地，本发明涉及一种车载电源转换与分配单元集成装置。
背景技术
新能源汽车技术发展至今，在整车功能配置增加、电源功率需求提升的同时，带来了是零部件体积增大、连接线束错综复杂、成本增加、布置困难等问题，因此，零部件集成化设计越来越受到本领域技术人员的青睐和重视，国内外大多数主机厂和供应商已经逐渐开始研发集成化的车载供电单元。
但是，到目前为止，所有现行的车载供电单元的集成化技术方案还很不成熟，难以适应更加节能、续航能力更加持久、消费者的用车体验进一步提升的迫切需求。
发明内容
本发明提供一种车载电源转换与分配单元集成装置，其目的是缩小电动汽车零部件的整车布置空间，降低零部件自身重量。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的车载电源转换与分配单元集成装置，所述的车载电源包括车载充电器、DC/DC变换器和PDU模块；所述的车载充电器、DC/DC变换器和PDU模块的电路均设置在车载电源转换与分配单元集成装置内，形成电源电路模块。
所述的电源电路模块包括：集成电路模块、AC侧交流输入电气接口、ZC输入/输出电气接口、BAT输入/输出电气接口、A/C电气接口、PTC-1电气接口、PTC-2电气接口、MCU输出电气接口和低压信号电气接口
所述的AC侧交流输入电气接口的一端连接到所述的集成电路模块的输入端，另一端连接到电源电路模块的壳体上。
所述的ZC输入/输出电气接口的一端连接到上述集成PDU模块的输入端，另一端连接到电源电路模块的壳体上。
所述的BAT输入/输出电气接口的一端连接到上述PDU模块的输入/输出端，另一端连接到电池包的壳体上。
所述的A/C电气接口的一端连接到所述的PDU模块的输入端，另一端连接到空调控制器的输出端。
所述的PTC-1电气接口的一端连接到所述的PDU模块的输入端，另一端连接到1挡PTC加热器的输出端。
所述的PTC-2电气接口的一端连接到上述PDU模块的输入端，另一端连接到2挡PTC加热器的输出端。
所述的MCU电气接口的一端连接到所述的PDU模块的输出端，另一端连接到电机控制器的输入端。
所述的低压信号电气接口的一端连接到所述的集成电路模块的信号输入/输出端，另一端连接到总成模块的壳体上。
所述的集成电路模块包括PFC电路、LLC电路、控制电路。
所述的控制电路通过CAN通信与整车关联部件进行实时交互通信；所述的整车关联部件包括VCU、BMS、T-Box和网关。
本发明采用上述技术方案，现有技术中独立的车载充电器、DC/DC变换器和高压接线盒总成进行集成化设计，共用功率电路、壳体等，满足整车电源转换与分配需求，实现体积减小、功率密度大、可靠性较高、整车布置空间优化等目的；与整车其他关联零部件有效、紧密连接，极大的优化线束分布，缩减整车布置空间需求，节省转接插件和减少线缆损耗、简化生产、装配工序，提高产品合格率；成本降低、安全有效、可靠性高，具有良好的市场应用前景。
附图说明
图1为本发明的车载电源转换与分配单元集成装置结构示意图；
图2为本发明的车载电源转换与分配单元集成装置电气原理框图。
图中的标记为：
1、车载充电器模块，2、DC/DC变换器，3、PDU模块。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明涉及的缩略语分别为：
PDU——电源分配单元；
EMI——抗干扰滤波电路；
MCU——微处理器；
PFC——交错并联式有源功率因数校正电路；
LLC——谐振软开关变换电路；
VCU——整车控制器；
BMS——电池管理系统；
T-Box——车联网系统终端；
DSP——数字信号处理器。
A/C——空调控制器；
PTC——正温度系数加热器(实现自动恒温、省电)；
BAT——电池；
DC/DC——直流转换直流的变换器。
如图1、图2所示本发明的结构，为一种车载电源转换与分配单元集成装置，所述的车载电源包括车载充电器1、DC/DC变换器2和PDU模块3。
本发明提供了一种新颖且创新的充电系统集成方案，相较于新能源汽车领域当前主流的分离式车载充电器、DC/DC变换器和高压接线盒总成，主要对车载充电器和DC/DC变换器共用功率电路部分进行集成，同时集成了高压接线盒总成部分。
为了克服现有技术的缺陷，实现缩小电动汽车零部件的整车布置空间、降低零部件自身重量的发明目的，需要通过对整车独立的车载充电器、DC/DC变换器和高压接线盒总成进行集成优化设计，实现体积减小、功率密度大、可靠性较高、整车布置空间优化等目的，本发明采取的技术方案为：
如图2所示，本发明的车载电源转换与分配单元集成装置，其中，所述的车载充电器1、DC/DC变换器2和PDU模块3的电路均设置在车载电源转换与分配单元集成装置内，形成电源电路模块。
高压系统集成化的设计大大缩减了整车零部件的体积和质量、提供更合理的布置、更轻的整车质量，更大的车辆内部空间等，让新能源汽车更加节能，续航能力更加持久，进一步提升消费者的用车体验。本发明基于该集成方案的车载充电器、DC/DC变换器和高压接线盒总成，具有成本低、体积小、功率密度大、可靠性高、节省转接插件和减少线缆损耗、简化生产装配工序和提高产品合格率等特点。
本发明主要包括车载充电器、DC/DC变换器和高压接线盒总成集成的电源电路模块、PDU模块等；所述的电源电路模块包括：集成电路模块、AC侧交流输入电气接口、ZC输入/输出电气接口、BAT输入/输出电气接口、A/C电气接口、PTC-1电气接口、PTC-2电气接口、MCU输出电气接口和低压信号电气接口。
所述的AC侧交流输入电气接口的一端连接到所述的集成电路模块的输入端，另一端连接到电源电路模块的壳体上。
所述的ZC输入/输出电气接口的一端连接到上述集成PDU模块的输入端，另一端连接到电源电路模块的壳体上。
所述的BAT输入/输出电气接口的一端连接到上述PDU模块的输入/输出端，另一端连接到电池包的壳体上。
所述的A/C电气接口的一端连接到所述的PDU模块3的输入端，另一端连接到空调控制的输出端。
所述的PTC-1电气接口的一端连接到所述的PDU模块3的输入端，另一端连接到1挡PTC加热器的输出端。
所述的PTC-2电气接口的一端连接到上述PDU模块的输入端，另一端连接到2挡PTC加热器的输出端。
所述的MCU电气接口的一端连接到所述的PDU模块3的输出端，另一端连接到电机控制器的输入端。
所述的低压信号电气接口的一端连接到所述的集成电路模块的信号输入/输出端，另一端连接到总成模块的壳体上。
所述的集成电路模块包括PFC电路、LLC电路、控制电路。所述的集成电路模块，是将分离式车载充电器、DC/DC变换器和高压接线盒总成的功率电路和通信/控制电路进行优化，实现功率器件、控制模块及电源分配的功能集成。
所述的控制电路通过CAN通信协议与整车关联部件进行实时交互通信；所述的整车关联部件包括VCU、BMS、T-Box和网关。
所述的控制电路包括能够实现数字信号处理技术(DSP)的控制芯片及其他系统电路。
本发明结构通过液体冷却模块进行冷却。
本发明的优点包括：
将主流独立的车载充电器、DC/DC变换器和高压接线盒总成进行集成化设计，共用功率电路、壳体等，满足整车电源转换与分配需求，实现体积减小、功率密度大、可靠性较高、整车布置空间优化等目的；
与整车其他关联零部件有效、紧密连接，极大的优化线束分布，缩减整车布置空间需求，节省转接插件和减少线缆损耗、简化生产装配工序和提高产品合格率等优点；
成本降低、安全有效，可靠性高，生产和装配简便，具有良好的市场应用前景。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载电源转换与分配单元集成装置，所述的车载电源包括车载充电器(1)、DC/DC变换器(2)和PDU模块(3)，其特征在于：所述的车载充电器(1)、DC/DC变换器(2)和PDU模块(3)的电路均设置在车载电源转换与分配单元集成装置内，形成电源电路模块。
2.按照权利要求1所述的车载电源转换与分配单元集成装置，其特征在于：所述的电源电路模块包括：集成电路模块、AC侧交流输入电气接口、ZC输入/输出电气接口、BAT输入/输出电气接口、A/C电气接口、PTC-1电气接口、PTC-2电气接口、MCU输出电气接口、低压信号电气接口。
3.按照权利要求2所述的车载电源转换与分配单元集成装置，其特征在于：所述的AC侧交流输入电气接口的一端连接到所述的集成电路模块的输入端，另一端连接到电源电路模块的壳体上。
4.按照权利要求2所述的车载电源转换与分配单元集成装置，其特征在于：所述的ZC输入/输出电气接口的一端连接到上述集成PDU模块的输入端，另一端连接到电源电路模块的壳体上。
5.按照权利要求2所述的车载电源转换与分配单元集成装置，其特征在于：所述的BAT输入/输出电气接口的一端连接到上述PDU模块的输入/输出端，另一端连接到电池包的壳体上。
6.按照权利要求2所述的车载电源转换与分配单元集成装置，其特征在于：所述的A/C电气接口的一端连接到所述的PDU模块(3)的输入端，另一端连接到空调控制器的输出端。
7.按照权利要求2所述的车载电源转换与分配单元集成装置，其特征在于：所述的PTC-1电气接口的一端连接到所述的PDU模块(3)的输入端，另一端连接到1挡PTC加热器的输出端。
8.按照权利要求2所述的车载电源转换与分配单元集成装置，其特征在于：所述的PTC-2电气接口的一端连接到上述PDU模块的输入端，另一端连接到2挡PTC加热器的输出端。
9.按照权利要求2所述的车载电源转换与分配单元集成装置，其特征在于：所述的MCU电气接口的一端连接到所述的PDU模块(3)的输出端，另一端连接到电机控制器的输入端。
10.按照权利要求2所述的车载电源转换与分配单元集成装置，其特征在于：所述的低压信号电气接口的一端连接到所述的集成电路模块的信号输入/输出端，另一端连接到总成模块的壳体上。
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