一种纯电动汽车用空调域控制系统的制作方法

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车用空调域控制系统。

背景技术：

与常规的汽车即燃油汽车相比，电动汽车是用电源代替了常规汽车燃油发动机的动力系统，从而致使用在常规车型上由发动机驱动的空调系统的压缩机以及通过发动机散热系统来取暖的暖风系统不能再使用在电动汽车上。在电动汽车中动力源是电源，所以把空调系统中的压缩机更换成电动压缩机，暖风系统中的水暖式暖风由电加热器ptc取代。由于电动空调系统的电动压缩机及暖风电加热器均消耗电动汽车的电能，如果空调系统消耗电能过大则会导致新能源汽车的行驶里程减小。

纯电动汽车与传统汽车在系统构成上存在着明显的差别，纯电动汽车没有发动机作为空调压缩机的动力源，也没有发动机余热可以利用以达到取暖、除霜的效果。目前市场上纯电动车制冷系统主要采用电动压缩机制冷，暖风系统主要有ptc电加热器、热泵等技术方案。以电动压缩机制冷、ptc电加热器方案来说，其控制器有空调控制器、ptc控制器、压缩机控制器，各个控制器功能单一且部分硬件功能重合，硬件成本较高。。

技术实现要素：

发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种纯电动汽车用空调域控制系统，从空调系统层面，提出集成化硬件和域控技术，可有效地降低硬件成本，满足整车成本管控目标，同时该架构支持模块化、标准化、平台化开发。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种纯电动汽车用空调域控制系统，包括：绝缘栅双极型晶体管模块（00）、隔离驱动模块（11）、高压电流测量模块（12）、电源分配管理模块（33）、数字信号控制模块（44）、can网络模块（55）、lin网络模块（66）、模拟信号输入模块（77）、单片机模块（22）、空调面板输入模块（88）、驱动模块（99）、处理模块（23）；所述绝缘栅双极型晶体管模块（00）的一端分别与隔离驱动模块（11）和高压电流测量模块（12）的一端连接；所述隔离驱动模块（11）和高压电流测量模块（12）的另一端与单片机模块（22）连接；所述电源分配管理模块（33）、数字信号控制模块（44）、can网络模块（55）、lin网络模块（66）、模拟信号输入模块（77）的一端分别与单片机模块（22）的一端连接；所述单片机模块（22）的另一端分别与空调面板输入模块（88）、驱动模块（99）、处理模块（23）的一端连接。

进一步的，还包括高压输入接口模块（111）、高压输出接口模块（222）；所述高压输入接口模块（111）的一端与绝缘栅双极型晶体管模块（00）的一端连接，所述高压输出接口模块（222）的一端与绝缘栅双极型晶体管模块（00）的另一端连接，用于为ptc电加热器提供高压电源。

进一步的，还包括控制器低压输入接口模块（333），用于与电源分配管理模块（33）、数字信号控制模块（44）、can网络模块（55）、lin网络模块（66）、模拟信号输入模块（77）的另一端连接。

进一步的，还包括空调面板输入接口模块（444），用于与空调面板输入模块（88）的另一端连接。

进一步的，所述空调面板输入模块（88）包括按键开关信号输入模块，用于检测按键的信号。

进一步的，还包括外部驱动接口模块（555），用于与驱动模块（99）连接。

进一步的，所述驱动模块（99）包括混合动力协同驱动hsd、限滑差速器lsd和脉冲宽度调制pwm。

进一步的，所述处理模块（23）包括硬件处理模块、刷写模块，用于监控单片机模块（22）的运行状态。

进一步的，所述处理模块（23）还包括此存储模块，用于存储单片机模块（22）的故障信息。

进一步的，所述数字信号控制模块（44）用于检测按键开关信号以及脉冲宽度调制pwm的输入/输出信号。

与现有技术相比，本发明在单个电子控制单元（ecu）上集成上述功能的控制，可减少了信号延迟，消除了过多的布线，并节省了相当大的重量，硬件成本得到降低，同时，随着未来几年芯片处理能力的提升，域控制器计算平台将释放足够的运算能力来适配更多新功能，同时可有效地降低硬件成本，满足整车成本管控目标。

附图说明

图1是实施例一提供的一种纯电动汽车用空调域控制系统示意图；

其中，00.绝缘栅双极型晶体管模块；11.隔离驱动模块；12.高压电流测量模块；22.单片机模块；23.处理模块；33.电源分配管理模块；44.数字信号控制模块；55.can网络模块；66.lin网络模块；77.模拟信号输入模块；88.空调面板输入模块、99.驱动模块；111.高压输入接口模块；222.高压输出接口模块；333.控制器低压输入接口模块；444.空调面板输入接口模块；555.外部驱动接口模块。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种纯电动汽车用空调域控制系统。

实施例一

本实施例提供一种纯电动汽车用空调域控制系统，如图1所示，包括：绝缘栅双极型晶体管模块（00）、隔离驱动模块（11）、高压电流测量模块（12）、电源分配管理模块（33）、数字信号控制模块（44）、can网络模块（55）、lin网络模块（66）、模拟信号输入模块（77）、单片机模块（22）、空调面板输入模块（88）、驱动模块（99）、处理模块（23）；所述绝缘栅双极型晶体管模块（00）的一端分别与隔离驱动模块（11）和高压电流测量模块（12）的一端连接；所述隔离驱动模块（11）和高压电流测量模块（12）的另一端与单片机模块（22）连接；所述电源分配管理模块（33）、数字信号控制模块（44）、can网络模块（55）、lin网络模块（66）、模拟信号输入模块（77）的一端分别与单片机模块（22）的一端连接；所述单片机模块（22）的另一端分别与空调面板输入模块（88）、驱动模块（99）、处理模块（23）的一端连接。

在本实施例中，还包括高压输入接口模块（111）、高压输出接口模块（222）；所述高压输入接口模块（111）的一端与绝缘栅双极型晶体管模块（00）的一端连接，所述高压输出接口模块（222）的一端与绝缘栅双极型晶体管模块（00）的另一端连接，用于为ptc电加热器提供高压电源。

在本实施例中，还包括控制器低压输入接口模块（333），用于与电源分配管理模块（33）、数字信号控制模块（44）、can网络模块（55）、lin网络模块（66）、模拟信号输入模块（77）的另一端连接。

在本实施例中，还包括空调面板输入接口模块（444），用于与空调面板输入模块（88）的另一端连接。

在本实施例中，空调面板输入模块（88）包括按键开关信号输入模块，用于检测按键的信号。

在本实施例中，还包括外部驱动接口模块（555），用于与驱动模块（99）连接。

在本实施例中，驱动模块（99）包括混合动力协同驱动hsd、限滑差速器lsd和脉冲宽度调制pwm。

在本实施例中，处理模块（23）包括硬件处理模块、刷写模块，用于监控单片机模块（22）的运行状态。

在本实施例中，处理模块（23）还包括此存储模块，用于存储单片机模块（22）的故障信息。

在本实施例中，数字信号控制模块（44）用于检测按键开关信号以及脉冲宽度调制pwm的输入/输出信号。

如图1所示的一种纯电动汽车用空调域控制系统中集成ptc控制器、空调控制器全部功能。系统设计有12个功能模块，利用处理能力更强的多核cpu/gpu芯片相对集中的控制每个域，以取代目前分布式电子电气架构，具备平台化、兼容性、集成高、硬件成本低等优势。

如图1所示，高压输入接口模块111、高压输出接口模块222，为ptc电加热器提供高压电源；

控制器低压输入接口模块333，主要有电源引脚、数字信号输入/输出、can网络信号、lin网络信号、模拟信号输入；

空调面板输入接口模块444为空调面板按键开关信号输入接口；

外部驱动接口模块555，主要有hsd、lsd和pwm驱动；

绝缘栅双极型晶体管（igbt）模块00，选用车规级igbt，通过不同占空比实现动态控制；

隔离驱动模块11，选用数字隔离器或者磁隔离器，实现电源隔离和信号隔离；

高压电流测量模块12，选用高精度毫欧电阻，采集电阻两端电压后，进行隔离放大后，通过单片机adc采样转换，可对高压回路电流进行实时检测；

电源分配管理模块33，主要有传感器电源、数字电源、模拟电源以及隔离igbt电源、隔离电流检测模块用电源和单片机供电电源等；

数字信号控制模块44为数字信号输入检测和数字信号输出控制模块，可用于开关信号检测以及pwm信号输出/输入等；

can网络模块55，通过can总线与其他控制器交互信息，设计时可选用带can网络管理的芯片；

lin网络模块66，可用于各种阀，例如三通阀、电子膨胀阀等的驱动控制；

模拟信号输入模块77，可用于传感器信号输入、温度检测等；

单片机模块22，可选用多核并带锁步核的处理器，具备dsp数字信号处理及浮点运算能力，满足更高功能安全等级；

空调面板输入模块88包括按键开关信号输入，用于检测风量调节旋钮、温度增大键、温度减小键、a/c切换键、内外循环键、模式调节旋钮等信号；

驱动模块99为混合动力协同驱动hsd、限滑差速器lsd和脉冲宽度调制pwm驱动模块，用于驱动继电器、背光灯等；

处理模块23为硬件看门狗、刷写、存储等模块，用于监控单片机运行状态以及存储故障信息等；

其中，igbt中文称“绝缘栅双极型晶体管”，可以把它理解为一个开关，用在电压几十到几百伏、电流几十到几百安的强电上。

lin（localinterconnectnetwork）是面向汽车低端分布式应用的低成本（0.5美元），低速串行通信总线。它的目标是为现有汽车网络提供辅助功能，在不需要can总线的带宽和多功能的场合使用，降低成本。lin总线物理层采用单线连接，两个电控单元间的最大传输距离为40m。其总线驱动器和接收器的规范遵从改进的iso9141单线标准。基于sci/uart(通用异步收发接口的单总线串行通信)协议；目前几乎所有的微控制器芯片上都有sci/uart接口。低传输速率、小于20kb/s、采用nrz编码。

can总线can（controllerareanetwork）即控制器局域网，可以归属于工业现场总线的范畴，通常称为canbus，即can总线，是目前国际上应用最广泛的开放式现场总线之一。can总线是一种串行数据通信协议，其通信接口中集成了can协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。

硬件看门狗，在由单片机构成的微型计算机系统中，由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，造成各种寄存器和内存的数据混乱，会导致程序指针错误，不在程序区，取出错误的程序指令等，都会陷入死循环，程序的正常运行被打断，由单片机控制的系统无法继续正常工作，会造成整个系统的陷入停滞状态，发生不可预料的后果。看门狗就是定期的查看芯片内部的情况，一旦发生错误就向芯片发出重启信号的电路。看门狗命令在程序的中断中拥有最高的优先级。

本实施例在单个电子控制单元（ecu）上集成上述功能的控制，可减少了信号延迟，消除了过多的布线，并节省了相当大的重量，硬件成本得到降低，同时，随着未来几年芯片处理能力的提升，域控制器计算平台将释放足够的运算能力来适配更多新功能，同时可有效地降低硬件成本，满足整车成本管控目标。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。