一种纯电动汽车的整车控制系统及其整车结构

摘要

本发明公开了一种纯电动汽车的整车控制系统及其整车结构，通过在高压电安全管理模块中引入电池高压绝缘检测单元与高压环路互锁单元，以及真空刹车助力模块的设定，大大改善了整车用电及安全性能。在驱动管理系统中植入能量回收单元，在车辆滑行或制动时产生可回收能量，大幅度提升能源利用率，提高整车续航能力。同时整车由后桥驱动，驱动电机与后桥采用电机直插式连接，省去中间传动机构，结构更紧凑；又可减少中间损耗，传动效率更高。可有效增加电池利用率，使整车续航能力更强。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体地是涉及一种纯电动汽车的整车控制系 统及其整车结构。

背景技术

目前，公知的常见汽车(汽油或柴油)都有很多不足，如发动机工作时 噪音问题、尾气污染问题、不可再生能源问题、以及汽车行业未来发展方向 问题等都是目前行业公知的问题。然而针对这些公知的问题，很多汽车厂家 都积极响应国际国家号召进行改制，取得了一定的成效，将汽车改为纯电动 汽车便是其中一种。纯电动汽车是用蓄电池向电机提供能源，由电机输出动 力来驱动车辆前进的。相对于内燃机汽车来说，纯电动汽车具有环保、节能 的诸多优越性。

但是我们知道纯电动汽车的运行情况非常复杂，在运行过程中难免会出 现部件间的相互碰撞、摩擦、挤压，导致高压电路与车辆底盘之间的绝缘性 能下降。电源正负极引线将通过绝缘层和底盘构成漏电流回路。当高压电路 和底盘之间发生多点绝缘性能下降时，还会导致漏电回路的热积累效应，可 能造成车辆的电气火灾。而现有技术中在高压电安全管理方面不够完善，导 致整车的安全性能不高。而且车辆在滑行和制动时可产生一定的能量，而现 有技术中并没有对该能量有足够的重视，也就没有相应的措施对其进行收集， 直接造成了可利用能源的浪费。

发明内容

本发明旨在提供一种可以改善整车用电机及安全性能，并具有能量回收 功能的一种纯电动汽车的整车控制系统及其整车结构。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种纯电动汽车的整车控制系统，包括：中心控制模块和分别与所述中 心控制模块连接的BMS电池管理模块、高压电安全管理模块、驱动管理模块， 所述中心控制模块用于接收所述BMS电池管理模块、所述高压电安全管理模 块、所述驱动管理模块发送的信息并控制其进行相应的动作。

其中所述高压电安全管理模块包括电池高压绝缘检测单元与高压环路互 锁单元，所述电池高压绝缘检测单元用于通过检测高压回路内部节点电压的 变化来获取绝缘信息，所述高压环路互锁单元用于根据所述绝缘信息判断高 压回路是否存在危险，如果存在危险主动切断高压回路。

所述驱动管理模块包括电机驱动单元和能量回收单元，所述电机驱动单 元和所述能量回收单元分别与驱动电机和电机控制器连接，所述电机驱动单 元在所述电机控制器的控制下驱动所述驱动电机运动，所述能量回收单元将 所述驱动电机自转产生的电动势通过所述电机控制器逆变后产生电能，并通 过所述BMS电池管理模块为电池充电。

进一步地还包括实时监控模块，所述实时监控模块与各种开关、电池和 所述驱动电机连接，实时采集车辆开关信息、电池信息和驱动电机信息；所 述实时监控模块与所述BMS电池管理模块、所述高压电安全管理模块和所述 驱动管理模块连接，用于将所获取的车辆开关信息、电池信息和驱动电机信 息与所述BMS电池管理所模块、所述高压电安全管理模块和所述驱动管理模 块内设定的阈值信息进行比对，当比对结果超过阈值设定时发送故障信息给 所述中心控制模块，所述中心控制模块控制相应功能模块动作。

进一步地还包括真空刹车助力模块，与所述中心控制模块连接，所述真 空刹车助力模块包括真空助力器、制动主缸和刹车油壶，所述真空助力器由 制动控制阀和连接于所述制动控制阀后端的制动气室构成，所述制动控制阀 的前端设置有向外伸出的用于与制动踏板连接的助力推杆，所述制动气室的 后端设置有向外伸出的制动推杆，所述制动主缸设置于所述制动气室的后端， 所述制动推杆与制动主缸的活塞连接，所述刹车油壶连接于所述制动主缸的 上端，所述刹车油壶与所述制动主缸的工作腔通过工作腔进油口连通。

进一步地所述高压电安全管理模块还包括碰撞管理单元，所述碰撞管理 单元用于检测整车是否发生碰撞，如果发生碰撞发送碰撞信息给所述中心控 制模块并同时切断高压回路。

进一步地还包括报警模块，所述报警模块与仪表和/或指示器连接，在所 述中心控制模块的控制下通过声和/或光和/或影像的方式发送报警信息提醒 驾驶员。

进一步地括烟雾温度检测模块，所述烟雾温度检测模块与所述实时监控 模块连接，将烟雾温度的实际测量值实时发送给所述实时监控模块，当所述 烟雾温度的实际测量值超过预先设定的阈值时发送故障信息给所述中心控制 模块，所述中心控制模块控制相应功能模块动作。

进一步地所述中心控制模块为单片机，所述电机驱动单元为电机驱动器， 所述碰撞管理模块为碰撞传感器，所述烟雾温度检测模块为烟雾温度传感器。

进一步地还包括辅助系统通讯模块，所述辅助系统通讯模块通过CAN总 线与所述中心控制模块连接。

一种纯电动汽车的整车结构，包括上述所述的纯电动汽车的整车控制系 统、驾驶室、底盘、前桥和后桥，所述底盘上安装有电池、DC转换器和驱动 电机，所述驾驶室内设有仪表台、电源总开关、换挡器和加速器，所述仪表 台上设有电门开关和运行开关，电源总开关与电池联接并控制整车电源的通 断，电机控制器和驱动电机由电池直接供电，仪表台由电池经DC转换器变换 电压后供电，仪表台的电源通断由电门开关控制。

进一步地所述电池、BMS电池管理模块和高压电安全管理模块安装在所述 前桥上，驱动管理模块安装在靠近所述后桥前方大梁内侧，所述驱动电机直 插式安装在所述后桥上。

采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：

(1)本发明所述的一种纯电动汽车的整车控制系统，通过在高压电安全 管理模块中引入电池高压绝缘检测单元与高压环路互锁单元，以及真空刹车 助力模块的设定，大大改善了整车用电及安全性能。在驱动管理系统中植入 能量回收单元，在车辆滑行或制动时产生可回收能量，大幅度提升能源利用 率，提高整车续航能力。

(2)本发明所述的一种纯电动汽车的整车结构，具有较为完善的整车控 制系统，乘车安全性能较高。同时整车由后桥驱动，驱动电机与后桥采用电 机直插式连接，省去中间传动机构，结构更紧凑；又可减少中间损耗，传动 效率更高。可有效增加电池利用率，使整车续航能力更强。

附图说明

图1为一种实施例所述的纯电动汽车的整车控制系统结构图；

图2为一种实施例所述的纯电动汽车的整车结构主视图；

图3为一种实施例所述的纯电动汽车的整车结构俯视图。

其中：1.驾驶室，2.底盘,3.前桥,4.后桥，5.驱动电机，6.驱动 管理模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1

如图1所示，为符合本实施例的一种纯电动汽车的整车控制系统，包括： 中心控制模块和分别与所述中心控制模块连接的BMS电池管理模块、高压电 安全管理模块、驱动管理模块，所述中心控制模块用于接收所述BMS电池管 理模块、所述高压电安全管理模块、所述驱动管理模块发送的信息并控制其 进行相应的动作。

其中所述高压电安全管理模块包括电池高压绝缘检测单元与高压环路互 锁单元，所述电池高压绝缘检测单元用于通过检测高压回路内部节点电压的 变化来获取绝缘信息，所述高压环路互锁单元用于根据所述绝缘信息判断高 压回路是否存在危险，如果存在危险主动切断高压回路。其中所述电池高压 绝缘检测单元与所述高压环路互锁单元均为电路结构。

所述驱动管理模块包括电机驱动单元和能量回收单元，所述电机驱动单 元和所述能量回收单元分别与驱动电机和电机控制器连接，所述电机驱动单 元在所述电机控制器的控制下驱动所述驱动电机运动，所述能量回收单元将 所述驱动电机自转产生的电动势通过所述电机控制器逆变后产生电能，并通 过所述BMS电池管理模块为电池充电。本实施例所述的所述电机驱动单元可 以为电机驱动器。

优选地还包括实时监控模块，所述实时监控模块与各种开关、电池和所 述驱动电机连接，实时采集车辆开关信息、电池信息和驱动电机信息；所述 实时监控模块与所述BMS电池管理模块、所述高压电安全管理模块和所述驱 动管理模块连接，用于将所获取的车辆开关信息、电池信息和驱动电机信息 与所述BMS电池管理所模块、所述高压电安全管理模块和所述驱动管理模块 内设定的阈值信息进行比对，当比对结果超过阈值设定时发送故障信息给所 述中心控制模块，所述中心控制模块控制相应功能模块动作。

本实施例所需比对信息可以包括所述驱动电机转速高于限值、所述驱动 电机温度高于限值、所述电机控制器温度、绝缘值、SOC值、单体电池电压值、 电池温度值等信息。所述限值可以是指整车厂(或零部件厂)规定的值(如 所述电机控制器的厂家规定：所述电机控制器温度在大于或者等于65℃时报 警，大于或者等于75℃时降功率，大于或者等于85℃时停机)。由于所述阈 值的设定为本领域技术人员的常规技术手段，故此处不再赘述。

优选地还包括真空刹车助力模块，与所述中心控制模块连接，所述真空 刹车助力模块包括真空助力器、制动主缸和刹车油壶，所述真空助力器由制 动控制阀和连接于所述制动控制阀后端的制动气室构成，所述制动控制阀的 前端设置有向外伸出的用于与制动踏板连接的助力推杆，所述制动气室的后 端设置有向外伸出的制动推杆，所述制动主缸设置于所述制动气室的后端， 所述制动推杆与制动主缸的活塞连接，所述刹车油壶连接于所述制动主缸的 上端，所述刹车油壶与所述制动主缸的工作腔通过工作腔进油口连通。本领 域技术人员应当知晓，上述所述的真空刹车助力模块的具体设定旨在为了可 以充分实施本实施例所述的技术方案而做的说明，本领域技术人员完全可以 根据实际使用需求使用具有其他结构的真空刹车助力模块。

为了充分保证行车安全，本实施例所述高压电安全管理模块还包括碰撞 管理单元，所述碰撞管理单元用于检测整车是否发生碰撞，如果发生碰撞发 送碰撞信息给所述中心控制模块并同时切断高压回路，实现电池与外部电路 的电隔离。

优选地还包括报警模块，所述报警模块与仪表和/或指示器连接，在所述 中心控制模块的控制下通过声和/或光和/或影像的方式发送报警信息提醒驾 驶员。让驾驶员注意车辆的异常情况，以便及时处理，避免发生安全事故。

为了使电池与车体实现二次绝缘，在电池箱内安装烟雾温度检测模块， 所述烟雾温度检测模块与所述实时监控模块连接，将烟雾温度的实际测量值 实时发送给所述实时监控模块，当所述烟雾温度的实际测量值超过预先设定 的阈值时发送故障信息给所述中心控制模块，所述中心控制模块控制相应功 能模块动作。所述烟雾温度检测模块的设定能保证整车及时对事故作出正确 的处理，确保人身和财产安全。

优选地所述中心控制模块为单片机，所述电机驱动单元为电机驱动器， 所述碰撞管理模块为碰撞传感器，所述烟雾温度检测模块为烟雾温度传感器。 进一步优选地还包括辅助系统通讯模块，所述辅助系统通讯模块通过CAN总 线与所述中心控制模块连接。所述中心控制模块可以为单片机也可以为其他 控制器，本实施例对此不作限定。所述实时监控模块、所述高压电安全管理 模块和所述驱动管理模块均为电路结构，由于本实施例的创新点不在于此， 且本领域技术人员应当知晓，故此处不再赘述。本领域技术人员应当知晓， 上述所述的技术方案只是为了可以充分说明本实施例的优选实施方案，并非 用于对本实施例的限制，任何显而易见的变化和替换均在本实施例的保护范 围之内。

本实施例所述的一种纯电动汽车的整车控制系统，通过在高压电安全管理 模块中引入电池高压绝缘检测单元与高压环路互锁单元，以及真空刹车助力 模块的设定，大大改善了整车用电及安全性能。在驱动管理系统中植入能量 回收单元，在车辆滑行或制动时产生可回收能量，大幅度提升能源利用率， 提高整车续航能力。

实施例2

如图2和图3所示，为符合本实施例的一种纯电动汽车的整车结构，包 括实施例1所述的纯电动汽车的整车控制系统、驾驶室1、底盘2、前桥3和 后桥4，所述底盘2上安装有电池、DC转换器和驱动电机5，所述驾驶室1内 设有仪表台、电源总开关、换挡器和加速器，所述仪表台上设有电门开关和 运行开关，电源总开关与电池联接并控制整车电源的通断，电机控制器和驱 动电机5由电池直接供电，仪表台由电池经所述DC转换器变换电压后供电， 仪表台的电源通断由电门开关控制。由于所述驾驶室1和仪表台以及各种开 关的设定和安装均为本领域技术人员的常用技术手段，此处不再赘述。

优选地所述电池、BMS电池管理模块和高压电安全管理模块安装在所述前 桥3上，驱动管理模块6安装在靠近所述后桥4前方大梁内侧，所述驱动电 机5直插式安装在所述后桥4上。由于其他结构为本领域技术人员的常规设 定，本实施例对此不再赘述。

本实施例所述的一种纯电动汽车的整车结构，具有较为完善的整车控制系 统，乘车安全性能较高。同时整车由后桥4驱动，驱动电机5与后桥4采用 电机直插式连接，省去中间传动机构，结构更紧凑；又可减少中间损耗，传 动效率更高。可有效增加电池利用率，使整车续航能力更强。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较 佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申 请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。