气泵电机和空调压缩机的集成控制系统及新能源汽车的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车领域，特别涉及一种气泵电机和空调压缩机的集成控制系统及新能源汽车。


背景技术：

2.在新能源电机控制器中，尤其是商用车行业线，常规上多采用集成控制器的方式实现，而其中对于气泵电机和空调压缩机的控制是由气泵电机控制器和空调压缩机控制器分别控制的，虽能实现控制整车气泵电机和空调压缩机工作的效果，但因气泵电机和空调压缩机的有效工作时间较短且不连续的特点，使得气泵电机控制器和空调压缩机控制器在整车中的利用率不高，存在资源和成本浪费的情况。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种气泵电机和空调压缩机的集成控制系统及新能源汽车，旨在解决现有通过气泵电机控制器和空调压缩机控制器分别对气泵电机和空调压缩机进行控制时，气泵电机控制器和空调压缩机控制器利用率不高导致存在资源和成本浪费的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种气泵电机和空调压缩机的集成控制系统，包括气泵电机控制器、第一组开关元件和第二组开关元件件；
5.气泵电机控制器的输出端连接有并联的第一组开关元件和第二组开关元件；
6.第一组开关元件，用于连接气泵电机控制器和气泵电机；
7.第二组开关元件，用于连接气泵电机控制器和空调压缩机；
8.气泵电机控制器，用于控制气泵电机和空调压缩机在不同的时间段工作。
9.可选地，还包括油泵电机控制器和牵引电机控制器；
10.油泵电机控制器的输出端与油泵电机连接，牵引电机控制器的输出端与牵引电机连接；
11.牵引电机控制器，用于控制牵引电机工作；
12.油泵电机控制器，用于控制油泵电机工作。
13.可选地，气泵电机控制器内设有第一mcu；
14.第一mcu，用于根据接收到的控制信号在不同时间段对气泵电机和空调压缩机的工作进行控制。
15.可选地，油泵电机控制器内设有第二mcu；
16.第二mcu，用于根据接收到的控制信号对油泵电机的工作进行控制。
17.可选地，牵引电机控制器内设有第三mcu；
18.第三mcu，用于根据接收到的控制信号对牵引电机的工作进行控制。
19.可选地，还包括第一接触器、第一熔断器、第二熔断器和第三熔断器；
20.第一接触器的一端分别通过第一熔断器、第二熔断器、第三熔断器连接至气泵电
机控制器、油泵电机控制器和牵引电机控制器的正端口。
21.可选地，还包括缓冲回路，缓冲回路包括防反接二极管、第二接触器和缓冲电阻；
22.防反接二极管、第二接触器和缓冲电阻依次串联，防反接二极管的负极与第二接触器的一端相连接，第二接触器的另一端与缓冲电阻的一端相连接；
23.缓冲回路的两端并联第一接触器。
24.可选地，气泵电机和空调压缩机的集成控制系统还包括集成控制器，集成控制器内设有第四mcu；
25.第四mcu，用于发送控制信号至第一mcu、第二mcu和第三mcu中，对气泵电机、空调压缩机、油泵电机和牵引电机进行控制。
26.本实施例还提出一种新能源汽车，新能源汽车包括如上的气泵电机和空调压缩机的集成控制系统，气泵电机和空调压缩机的集成控制系统包括气泵电机控制器、第一组开关元件和第二组开关元件；
27.气泵电机控制器的输出端连接有并联的第一组开关元件和第二组开关元件；
28.第一组开关元件，用于连接气泵电机控制器和气泵电机；
29.第二组开关元件，用于连接气泵电机控制器和空调压缩机；
30.气泵电机控制器，用于控制气泵电机和空调压缩机在不同的时间段工作。
31.本实用新型技术方案通过剔除了常规集成控制系统中用于控制空调压缩机的空调压缩机控制器，利用气泵电机和空调压缩机的有效工作时间短且不连续的工作特点，改为通过气泵电机控制器采用同一物理连接，不同时段来传输不同的控制信号，从而达到对整车气泵电机和空调压缩机的工作进行控制的效果，实现整车制造材料的降本。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
33.图1为本实用新型气泵电机和空调压缩机的集成控制系统的示意图；
34.图2为常规的集成控制系统示意图。
35.附图标号说明：
36.标号名称标号名称s1-s6开关元件r1缓冲电阻u1v1w1-u4v4w4三相线m1气泵电机km1-km2接触器m2空调压缩机fu1-fu3熔断器m3油泵电机10缓冲回路m4牵引电机d1防反接二极管
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37.本实用新型目的的实现、功能特点及可点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
38.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
40.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
41.本实用新型提出一种气泵电机和空调压缩机的集成控制系统。
42.在本技术一实施例中，如图1所示，气泵电机和空调压缩机的集成控制系统包括：气泵电机控制器、第一组开关元件(即图1中的第一开关元件s1、第二开关元件s2、第三开关元件s3)和第二组开关元件(即图1中的第四开关元件s4、第五开关元件s5和第六开关元件s6)；
43.气泵电机控制器的输出端通过第一三相线u1v1w1分别与第一开关元件s1、第二开关元件s2、第三开关元件s3的第一端相连，第一开关元件s1、第二开关元件s2和第三开关元件s3的第二端通过第一三相线u1v1w1连接至气泵电机m1的输入端；气泵电机控制器的输出端通过第二三相线u2v2w2分别与第四开关元件s4、第五开关元件s5、第六开关元件s6的第一端相连，第四开关元件s4、第五开关元件s5和第六开关元件s6的第二端通过第二三相线u2v2w2连接至空调压缩机m2的输入端，其中第二三相线u2v2w2接在第一三相线u1v1w1上；
44.通过对气泵电机控制器的分时复用，实现利用气泵电机控制器对气泵电机和空调控制器的分时控制。
45.图2为现有实现气泵电机m1和空调压缩机m2的控制系统框图，由图中可知，现有技术中，气泵电机m1的工作由气泵电机控制器控制，而空调压缩机m2由空调压缩机控制器进行控制，这两个设备的控制是由两个独立的控制器实现的，但在实际应用过程中发现，整车的气泵电机m1和空调压缩机m2是间断性工作的，且工作时长较短，导致气泵电机控制器和空调压缩机控制器的使用率不高，存在一定程度上的资源成本浪费。
46.因此，针对上述情况存在的问题，本技术提出了如图1所示的气泵电机和空调压缩机的集成控制系统，将原有的控制系统框图中的空调压缩机控制器进行剔除，采用对气泵电机控制器分时复用的控制策略对整车的气泵电机m1和空调压缩机m2进行控制。例如，在本实施例中，当整车需要控制气泵电机m1工作时，气泵电机控制器或该集成控制系统接收到用于控制气泵电机m1的控制信号后，控制第一开关元件s1、第二开关元件s2和第三开关元件s3闭合(即第一组开关元件闭合)，同时控制第四开关元件s4、第五开关元件s5和第六开关元件s6断开(即第二组开关元件断开)；通过第一开关元件s1、第二开关元件s2和第三
开关元件s3对气泵电机m1进行供电，达到控制气泵电机m1进行工作，同时避免误控制空调压缩机m2的效果。
47.当整车需要气泵电机控制器控制空调压缩机m2时，气泵电机控制器或该集成控制系统在接收到用于控制空调压缩机m2的控制信号后，控制第一开关元件s1、第二开关元件s2和第三开关元件s3断开，同时控制第四开关元件s4、第五开关元件s5和第六开关元件s6闭合，从而将电力通过第四开关元件s4、第五开关元件s5和第六开关元件s6输出至空调压缩机m2中，达到控制空调压缩机m2进行工作，同时避免误控制气泵电机m1的效果。
48.分时复用在本实施例中的具体体现为采用一个气泵电机控制器实现对气泵电机m1和空调压缩机m2在不同时段的控制。即，当整车需要气泵电机m1工作时，气泵电机控制器通过第一组开关元件向气泵电机m1输出气泵电机控制信号，能控制气泵电机m1为整车储气罐打气，保证气罐中的气压在设定的范围内，以用来给刹车、开门等整车功能提供动力气压；当整车需要空调压缩机m2工作时，气泵电机控制器通过第二组开关元件向空调压缩机m2输出空调压缩机控制信号，控制空调压缩机m2工作，保证整车温度设定在温度范围内。
49.需要说明的是，开关元件既可以使用交流接触器实现，也可使用igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)或mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金氧半场效晶体管)等功率半导体实现。
50.具体地，如图1所示的，气泵电机和空调压缩机的集成控制系统还包括油泵电机控制器和牵引电机控制器；
51.油泵电机控制器的输出端通过第三三相线u3v3w3与油泵电机m3连接，牵引电机控制器的输出端通过第四三相线u4v4w4与牵引电机m4连接；牵引电机控制器，用于控制牵引电机m4工作；油泵电机控制器，用于控制油泵电机m3工作。
52.关于牵引电机m4和油泵电机m3的控制，因为牵引电机m4和油泵电机m3相对于气泵电机m1和空调压缩机m2，其有效工作时间较长且呈连续性，因此牵引电机m4和油泵电机m3的控制系统依旧由牵引电机控制器和油泵电机控制器分别控制，避免整车在行驶过程中，因控制中断导致的交通安全事故。
53.进一步的，气泵电机控制器内设有第一mcu(microcontroller unit，微控制单元)、油泵电机控制器内设有第二mcu、牵引电机控制器设有内第三mcu；
54.气泵电机控制器中的第一mcu、油泵电机控制器中的第二mcu和牵引电机控制器中的第三mcu都是用于在接收到控制信号时，输出控制信号和电力对相连接的设备进行工作控制和供电。
55.进一步的，气泵电机和空调压缩机的集成控制系统还包括第一接触器km1、第一熔断器fu1、第二熔断器fu2和第三熔断器fu3；
56.第一接触器km1的一端分别通过第一熔断器fu1、第二熔断器fu2、第三熔断器fu3连接至气泵电机控制器、油泵电机控制器和牵引电机控制器的正端口。
57.其中，第一接触器km1为整个集成控制系统的控制开关，通过第一接触器km1控制集成控制系统的运行状态。
58.而第一熔断器fu1、第二熔断器fu2和第三熔断器fu3分别接在气泵电机控制器、油泵电机控制器和牵引电机控制器的正端口，是用于对集成控制系统的电路提高过流保护，因为当电路发生短路时，电路中流经的电流值会远超过控制器的额定电流，进而造成控制
器的损坏，因此为了避免控制器损坏导致的整车无法正常运行的情况，在控制器正端口接入熔断器，能够在电路短路时，对电路进行切断，达到保护控制器的效果。
59.进一步的，气泵电机和空调压缩机的集成控制还包括缓冲回路10，缓冲回路10包括防反接二极管d1、第二接触器km2和缓冲电阻r1；
60.防反接二极管d1、第二接触器km2和缓冲电阻r1依次串联，防反接二极管d1的负极与第二接触器km2的一端相连接，第二接触器km2的另一端与缓冲电阻r1的一端相连接；缓冲回路10的两端并联第一接触器km1。
61.且气泵电机控制器、油泵电机控制器和牵引电机控制器内还设有第一母线电容、第二母线电容和第三母线电容；
62.第一母线、第二母线电容和第三母线电容分别接在气泵电机控制器、油泵电机控制器和牵引电机控制器的正端口上。
63.并联在第一接触器km1两端，由防反接二极管d1、第二接触器km2和缓冲电阻r1组成的缓冲回路10是为后端的牵引电机控制器、油泵电机控制器和气泵电机控制器中的母线电容进行缓冲上电，避免冲击电流对控制器造成的损坏。
64.具体地，如图1所示的，气泵电机和空调压缩机的集成控制系统还包括集成控制器，集成控制器内设有第四mcu；
65.第四mcu，用于发送控制信号至第一mcu、第二mcu和第三mcu中，对气泵电机m1、空调压缩机m2、油泵电机m3和牵引电机m4进行控制。
66.在本实施例中，以气泵电机m1的控制为例，整车的气泵电机m1中的气泵传感器会对气泵中的气压进行检测，并将检测到的气压信号发送至第四mcu，当第四mcu判断当前气泵中的气压较低时，第四mcu对气泵电机控制器中的第一mcu进行控制，使得气泵电机控制器能够基于此时整车气泵需要进行放气的需求，控制气泵电机m1进入工作状态，从而操控气泵进行放气。
67.其中，集成控制器的p端与第一接触器km1的另一端相连，p端还与高压电池的正极相连，集成控制器的n端分别与气泵电机控制器、油泵电机控制器和牵引电机控制器的负端口相连接，n端还与高压电池的负极相连。
68.本技术还提出一种新能源汽车，新能源汽车包括如上的气泵电机和空调压缩机的集成控制系统，气泵电机和空调压缩机的集成控制系统包括气泵电机控制器、第一组开关元件和第二组开关元件；
69.气泵电机控制器的输出端连接有并联的第一组开关元件和第二组开关元件；
70.所述第一组开关元件，用于连接所述气泵电机控制器和气泵电机m1；
71.所述第二组开关元件，用于连接所述气泵电机控制器和空调压缩机m2；
72.气泵电机控制器，用于控制气泵电机m1和空调压缩机m2在不同的时间段工作。
73.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。