[发明专利]一种电动汽车电机驱动系统集成装置

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车驱动系统技术领域，尤其涉及一种电动汽车电机驱动系统集成装置。

背景技术

电动汽车高压电气部分主要有电机控制器、车载直流转换装置和车载充电装置，目前电动汽车电机控制器、车载直流转换装置和车载充电装置单独成为一个总成，各自具有外壳、散热系统、控制核心和外置接口，这样造成车载高压电气部分的体积大、部分功能单元重合，系统功率密度低。

受到车辆空间限制和使用环境的约束，汽车要求电机驱动系统有更高的性能，耐受环境温度范围更高,能经受高强度的振动以及体积小、成本更低等。为满足以上严格甚至苛刻的要求，车用电机驱动系统技术的趋为永磁化、数字化和集成化。电机驱动系统以其高功率密度、高效率等优势，成为了发展电动汽车电驱动系统必须着重研究的关键技术之一。

电机驱动系统的集成化主要包括两个方面:一是指电机与发动机总成或电机与变速器的集成，电机驱动技术向着集成化的方向发展有利于减小整个系统的质量和体积，并可以有效地降低系统的制造成本；二是电力电子集成，包括功能集成(包括多逆变+DC/DC转换器+电池管理+整车控制)、物理集成(功率模块、驱动电路、无源器件、控制电路、传感器、电源等)、应用Trench + FS IGBT等新器件，三是控制集成，在功能集成的基础上由于单个电力电子装置的控制功能有限，占用的I/O资源有限，加之数字化技术的日趋成熟，使得车载电力电子装置的控制集成成为可能，基于单片集成、混合集成和系统集成技术达到高度集成。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种结构设计简单、合理，物理集成和功能集成化高，能大大提高系统的功率密度，降低了系统成本的电动汽车电机驱动系统集成装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

上述的电动汽车电机驱动系统集成装置，包括车载电池单元、输入开关控制单元、主回路集成单元、电容组单元、电机功率器件驱动单元、直流转换功率器件驱动单元、信号检测单元、保护功能单元以及集成控制单元；所述车载电池单元一端连接于所述输入开关控制单元，为高低压电器提供能量，同时吸收电机的制动回馈能量；所述输入开关控制单元一端电连接所述电容组单元，其用于在所述集成装置上电后对系统进行自检，若自检正常，所述集成控制单元发出控制指令使得所述输入开关控制单元闭合，所述主回路集成单元得电，否则所述输入开关控制单元一直断开；所述主回路集成单元集成有电机驱动主回路和直流转换主回路；所述主回路集成单元是将所述电机驱动主回路和直流转换主回路集成在同一直流母线上，同时将发热元件集成在同一个散热底板上；所述主回路集成单元一端连接电容组单元，另一端连接负载，同时还分别与所述电机功率器件驱动单元和直流转换功率器件驱动单元连接；所述电机功率器件驱动单元和直流转换功率器件驱动单元均一端连接所述集成控制单元和保护功能单元，另一端连接所述主回路集成单元；所述信号检测单元一端连接负载，另一端连接所述集成控制单元与保护功能单元；所述集成控制单元与保护功能单元集成为一体。

所述电动汽车电机驱动系统集成装置，其中：所述主回路集成单元是通过所述电机驱动主回路连接所述电机功率器件驱动单元；所述主回路集成单元是通过所述直流转换主回路连接所述直流转换功率器件驱动单元。

所述电动汽车电机驱动系统集成装置，其中：所述电机功率器件驱动单元是将所述集成控制单元输出的电机功率器件的6路PWM波形功率放大和电压放大，同时提供相互独立抗干扰性强的脉冲作为MOSFET的开通和关断信号；所述电机功率器件驱动单元还具有检测MOSFET短路故障的功能。

所述电动汽车电机驱动系统集成装置，其中：所述直流转换功率器件驱动单元是将所述集成控制单元输出的电机功率器件的2路PWM波形功率放大和电压放大，同时提供相互独立抗干扰性强的脉冲作为MOSFET的开通和关断信号；所述直流转换功率器件驱动单元还具有检测MOSFET短路故障的功能。

所述电动汽车电机驱动系统集成装置，其中：所述集成控制单元用于系统开机前的状态检测以及自诊断、为驱动单元提供PWM信号、调节脉冲的宽度、电压以及电流分析、模式转换、实现双闭环控制和电机矢量控制算法。

所述电动汽车电机驱动系统集成装置，其中：该电容组单元是由多个为所述车载电池单元提供能量补充的电容集成组成，其是并联于所述车载电池单元两端，其采用集成方式将所述电机驱动主回路的母线电容和所述直流转换主回路输入侧的电容集成在一起。