一种车用热管理控制装置、系统及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及热管理技术领域，尤其涉及一种车用热管理控制装置、系统及车辆。


背景技术：

2.目前新能源汽车的热管理系统主要包括制冷系统和冷却系统，制冷系统用于对座舱进行加热或冷却，冷却系统通过冷却液循环散热对电驱动系统进行加热或冷却，冷却系统还能为电驱动系统加热或者冷却，使电驱动系统中的电池和电机工作在对应的工作温度范围内。
3.热管理控制系统涉及的零部件包括电子膨胀阀、水阀、冷却板与电子水泵等。在现有的热管理控制系统中，各个零部件之间独立设计并分开使用，每个零部件都需要有对应的微控制单元(mcu)和驱动电路等，系统中包含的重叠功能的器件较多，导致系统存在硬件冗余的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种车用热管理控制装置、系统及车辆，以解决现有的车用热管理控制系统存在的硬件冗余的技术问题。
5.本实用新型第一方面提供一种车用热管理控制系统，包括微控制单元、can收发器和多个零部件驱动单元；
6.所述微控制单元具有多个传感器信号采集端，所述can收发器的信号端和所述微控制单元的信号端连接，每一所述零部件驱动单元的受控端与所述微控制单元的控制端连接；所述零部件驱动单元用于驱动对应的零部件工作。
7.作为上述方案的改进，其中一个所述零部件驱动单元为制冷剂管道截止阀驱动单元，制冷剂管道截止阀驱动单元的受控端与所述微控制单元的控制端连接；
8.其中一个所述零部件驱动单元为电子膨胀阀驱动单元，电子膨胀阀驱动单元的受控端与所述微控制单元的控制端连接；
9.其中一个所述零部件驱动单元为多通水阀驱动单元，多通水阀驱动单元的受控端与所述微控制单元的控制端连接；
10.其中一个所述零部件驱动单元为水泵驱动单元，水泵驱动单元的受控端与所述微控制单元的控制端连接。
11.作为上述方案的改进，所述微控制单元、所述can收发器和多个所述零部件驱动单元集成在一电路板上。
12.本实用新型第二方面提供一种车用热管理控制系统，包括上级控制器和上述第一方面提供的车用热管理控制装置；
13.所述车用热管理控制装置的can信号端与所述上级控制器的can信号端连接；所述车用热管理控制装置的can信号端还与所述can收发器的信号端连接。
14.作为上述方案的改进，所述上级控制器内置供电开关单元，所述供电开关单元受控于所述上级控制器；
15.所述车用热管理控制装置的受电端通过所述供电开关单元连接电源接口。
16.作为上述方案的改进，所述车用热管理控制装置的can信号端与所述上级控制器的can信号端通过can总线连接。
17.作为上述方案的改进，所述车用热管理控制装置的受电端与所述供电开关单元通过hsd线缆连接。
18.作为上述方案的改进，所述供电开关单元为继电器或高边驱动器。
19.本实用新型第三方面提供一种车辆，所述车辆包括如上述第一方面提供的车用热管理控制装置。
20.与现有技术相比，本实用新型提供的车用热管理装置包括微控制单元、can收发器和多个零部件驱动单元；其中，所述微控制单元具有多个传感器信号采集端，所述can收发器的信号端和所述微控制单元的信号端连接，每一所述零部件驱动单元的受控端与所述微控制单元的控制端连接，通过将零部件驱动单元从零部件中分离，并将微控制单元、can收发器和多个零部件驱动单元集成到一设备中，由同一微控制单元控制多个零部件驱动单元和同一can收发器处理can信号，无需每个零部件都对应设置微控制单元和can收发器，减少了热管理控制系统中的硬件冗余，从而在一定程度上降低了系统设计成本。此外，通过将各零部件的驱动单元集成在一装置中，使得每个零部件的驱动单元无需与对应的上级控制器实行单独的线束连接，能够简化热管理控制系统中管路线束的束缚，优化了系统的装配空间。相应地，本实用新型还提供一种车用热管理控制系统及车辆。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例提供的车用热管理控制装置的结构框图；
22.图2是本实用新型实施例提供的水泵驱动单元集成于热管理控制装置的示意图；
23.图3是本实用新型实施例提供的车用热管理控制系统的结构框图；
24.图4是本实用新型实施例提供的车用热管理控制系统与现有的车用热管理控制系统的架构对比图。
具体实施方式
25.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。
26.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
27.电动汽车中的热管理系统可包括压缩机、水泵、冷凝器、节流装置、换热器、蒸发器
以及阀门等能够调节热管理系统中所需冷量、热量和水流的执行部件。在本技术中，将能够调节热管理系统中所需冷量、热量和水流量的执行部件称为“零部件”。
28.热管理系统在工作时，需要通过上级控制器控制各零部件的协调工作，保证各种工况下电池和乘员舱均在合适的温度区间范围内。在现有技术中，热管理系统中每个零部件都需要有对应的mcu、电源芯片和can收发器等，导致多个零部件间存在功能相同的芯片，从而导致了硬件冗余。另一方面，每个零部件的驱动电路均需与对应的上级控制器进行单独的线束连接，由于零部件分散安装在汽车中的各个位置，这样会增加系统中线束的束缚。
29.有鉴于此，本实用新型实施例提供一种车用热管理控制装置，以实现对热管理零部件的电控集成。
30.具体的，参见图1，其是本实施例提供的热管理控制装置的结构框图。本实施例的热管理控制装置1包括微控制单元11、can收发器13和多个零部件驱动单元12；所述can收发器13用于与车辆can总线连接，并能够通过can总线接收来自上级控制器的零部件工作请求信号。
31.所述微控制单元11具有多个传感器信号采集端，所述can收发器13的信号端和所述微控制单元11的信号端连接，每一所述零部件驱动单元12的受控端与所述微控制单元11的控制端连接；所述零部件驱动单元12用于驱动对应的零部件工作。
32.其中，所述微控制单元11具有传感器信号采集端，能够采集热管理控制系统中的传感器信号。示例性的，采集的传感器信号可以为制冷剂温度传感器、冷却液温度传感器和冷却液水壶液位传感器等传感器信号。
33.其中，所述微控制单元11与各个零部件驱动单元12连接，用于接收上级命令，控制零部件驱动单元12驱动对应的零部件工作。
34.在本实施例中，将零部件的驱动单元12与零部件分离，零部件只包含电机，再将这些零部件驱动单元共同集成在热管理控制装置1中，从而实现各个零部件的电控集成。热管理控制装置1可安装于车辆的一位置上，如前舱。这样，上级控制器只需与热管理控制装置1通过一根总线连接，热管理控制装置1的各个零部件驱动单元12分别与对应的零部件电连接，上级控制器可以向热管理控制装置统一发送控制指令，从而通过该热管理控制装置1进一步驱动相关零部件进行工作，从而实现热管理控制系统的功能。
35.可以理解的是，在现有技术中，各个零部件都需要有自己的mcu、can收发器和电源芯片等这类功能相同的器件，本实施例通过将微控制单元11、can收发器13和多个零部件驱动单元12集成到一设备中，由同一微控制单元控制多个零部件驱动单元和同一can收发器处理can信号，无需每个零部件都对应设置微控制单元和can收发器，节省了很多重复的芯片/器件，从而减少了热管理控制系统中的硬件冗余，同时也可以省去每个子零件软件开发，协议栈购买和测试的重复设计。此外，通过将各零部件的驱动单元集成在一装置中，使得每个零部件的驱动单元无需与对应的上级控制器实行单独的线束连接，能够简化热管理控制系统中管路线束的束缚，优化了系统的装配空间。
36.在一种可选的实施方式中，其中一个所述零部件驱动单元12为制冷剂管道截止阀驱动单元，制冷剂管道截止阀驱动单元的受控端与所述微控制单元11的控制端连接；
37.其中一个所述零部件驱动单元12为电子膨胀阀驱动单元，电子膨胀阀驱动单元的受控端与所述微控制单元11的控制端连接；
38.其中一个所述零部件驱动单元12为多通水阀驱动单元，多通水阀驱动单元的受控端与所述微控制单元11的控制端连接；
39.其中一个所述零部件驱动单元12为水泵驱动单元，水泵驱动单元的受控端与所述微控制单元11的控制端连接。
40.在本实用新型实施例中，所述热管理控制装置1集成有包括制冷剂管道截止阀驱动单元、电子膨胀阀驱动单元、多通水阀驱动单元和水泵驱动单元等零部件驱动单元。其中，制冷剂管道截止阀驱动单元用于调节制冷剂管道截止阀的开断；电子膨胀阀驱动单元用于驱动电子膨胀阀电机对电子膨胀阀的开度进行调节；多通水阀驱动单元用于驱动多通水阀电机对多通水阀各个阀口与阀口所相连的管道的通断状态进行调节；水泵驱动单元用于驱动电子水泵电机对流经电子水泵的冷却液的流速进行调节。
41.示例性的，制冷剂管道截止阀驱动单元可以为制冷剂截止阀高低边驱动芯片；电子膨胀阀驱动单元可以为电子膨胀阀步进电机驱动芯片，其包含了直流驱动电路；多通水阀驱动单元可以为多通水阀有刷电机驱动芯片，其包含了h桥驱动和检测电路；水泵驱动单元可以为电子水泵无刷电机驱动芯片，其包含了三相逆变桥驱动电路。
42.参见图2，图2示例性给出了热管理控制装置集成有水泵驱动单元的示意图。其中，虚线框部分为水泵驱动单元，包含前置驱动单元和三相逆变桥驱动电路。水泵驱动单元的一端与微控制单元mcu连接，另一端连接至水泵电机，以受控于微控制单元mcu驱动水泵进行工作。在本实施例中，将零部件驱动单元集成在热管理控制装置，能将分散设置的零部件驱动单元合并在一起，使得每个零部件的驱动单元无需与对应的上级控制器实行单独的线束连接，减少了总线束长度。
43.在一种可选的实施方式中，所述微控制单元11、所述can收发器13和多个所述零部件驱动单元12集成在一电路板上。
44.相应地，本实用新型实施例还提供一种车用热管理控制系统，参见图3，本实施例的车用热管理控制系统包括上级控制器2和上述实施例提供的车用热管理控制装置1；所述车用热管理控制装置1的can信号端与所述上级控制器2的can信号端连接；所述车用热管理控制装置的can信号端还与所述can收发器的信号端连接。
45.在本实用新型实施例中，所述上级控制器2可以为区域控制器，空调控制器或整车控制器，具体不对此进行限定。
46.在本实用新型实施例中，所述热管理控制装置1的can信号端与所述上级控制器2的can信号端连接，以与上级控制器2通过can进行网络总线通讯。热管理系统工作时，由上级控制器2根据热管理控制需求，发送包含阀的开度位置、水泵转速、温度信号和截止阀开关信号等信号给所述热管理控制装置1，所述热管理控制装置1根据接收到的请求信号，控制对应的零部件驱动单元驱动12零部件工作，并由热管理控制装置1反馈各零部件的工作状态，同时零部件的诊断信号也通过网络信号发送给上级控制器。
47.在一种实施方式中，所述车用热管理控制装置1的can信号端与所述上级控制器2的can信号端通过can总线连接。
48.在一种可选的实施方式中，所述上级控制器内置供电开关单元，所述供电开关单元受控于所述上级控制器2；所述车用热管理控制装置1的受电端通过所述供电开关单元连接电源接口。
49.在本实用新型实施例中，由上级控制器2通过供电开关单元对热管理控制装置1供电，可以减少对热管理控制装置1的电源芯片的设计成本。在一些实施方式中，所述供电开关单元为继电器或高边驱动器。
50.在一种实施方式中，所述车用热管理控制装置1的受电端与所述供电开关单元通过hsd线缆连接。
51.示例性的，参见图4，图4给出了本实施例的车用热管理控制系统与现有的车用热管理控制系统的架构对比图。图4中，图(a)为本实施例的车用热管理控制系统的架构图，图(a)中编号1～15分别表示各个零部件的编号，图(b)为现有的车用热管理控制系统的架构图，可以看出，现有的热管理控制系统的每个零部件都需要有自己的mcu、lin通信单元、driver驱动单元、can收发器(图中未画出)和电源模块等，这会造成零部件有些功能设计上的冗余；而采用本实施例的车用热管理控制系统，由热管理控制装置集成各零部件的驱动单元，以集中控制、驱动和诊断热管理零部件，零部件只包括电机，且采用同一微控制单元控制零部件驱动电路和同一can收发器处理can信号，能够在一定程度上减少器件成本。
52.相应地，本实用新型实施例还提供一种车辆，所述车辆包括如上述实施例提供的车用热管理控制系统。
53.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。