多合一动力系统、多合一动力系统控制器

背景介绍：

新能源汽车发展初期，动力系统各控制模块和电源控制模块以分开为主，各个控制器有各自的壳体，控制器之间通过管线和各种连接器连接，占用整车大量布置空间，进而影响车内空间和控制器之间复杂线束连接的稳定性。

随着新能源汽车技术的发展，基于轻量化、小体积、低成本等角度出发，动力系统设计朝集成化方向发展，高度集成的动力系统多合一系统（电机、减速器、控制器、电源分配单元、变换器、微控制器、电池管理系统和整车控制器）逐渐成为主流方向。但基于目前的设计方案、制造工艺等因素，动力系统多合一的可靠性、耐久、NVH管控有较大风险，且当单一部件出现问题，大多通过更换总成的方式进行维修，成本高。

为此，奇瑞发明专利CN 115593237 A提供一种多合一动力系统的控制器和多合一动力系统，解决了相关技术中的动力系统多合一的可靠性、耐久、NVH管控风险大，当单一部件出现问题，需要通过更换总成的方式进行维修，成本高等问题。

技术说明：

多合一动力系统的控制器包括：控制器本体、电路板、功率开关器件、电源模块和控制模块。其中，控制器本体为壳体，电路板设置于控制器本体内部，功率开关器件设置于电路板上。电源模块和控制模块集成设置于电路板上，且共用电路板上的功率开关器。

电源模块包括直流变换器DCDC、车载充电机OBC和电源分配单元PDU，电源模块用于对多合一动力系统进行充电、电源分配和电源转换。

控制模块包括电子控制单元MCU、整车控制器VCU和电池管理系统BMS，控制模块用于对多合一动力系统进行动力控制以及电池管理。 

通过深度高度集成化设计将电源模块(DCDC、OBC，PDU)、控制模块(MCU、VCU、BMS)进行集成，共享外壳、冷却系统及电路和功率开关器件。其中直流变换器DCDC、车载充电机OBC、电子控制单元MCU共享冷却系统。 

将控制系统和电源控制集成在一个控制器中，通过管路电源线连接对电机进行控制，避免机械件与电器件耦合产生的失效，发生故障时可拆分维修，减少安装成本，降低维修成本。

多合一动力系统包括控制器和驱动系统单元，驱动系统单元通过电源线与控制器相连，其中控制器基于控制指令控制驱动系统单元输出动力或停止工作。

控制器与驱动系统单元还通过冷却管路相连，其中，冷却液由控制器的进水口进入对控制器进行冷却降温后，由控制器的出水口流出，经过冷却管路进入驱动系统单元的进水口，在对冷却管路驱动系统单元进行冷却降温后，由冷却管路驱动系统单元的出水口流出进入整车热管理系统。如图所示，可以通过管路、电源线将高度集成式的多合一控制器与驱动系统单元进行软连接。

具体如下：

1)水循环，通过整车热管理系统冷却液由进水口进入多合一系统控制器壳体，经DCDC、OBC、MCU，对其进行冷却，由出水口通过管道进入驱动系统单元，进行冷却。后经出水口进入整车热管理系统。 

2)电控部分：电流经多合一系统控制器MCU控制，通过电源线连接对电机进行控制。

说明：多合一动力系统还包括冷却系统，用于对控制器进行冷却降温，其中电源模块和控制模块共用冷却系统。 驱动系统单元包括驱动电机与减速器，驱动系统单元通过结构设计将电机与减速器进行耦合，组成动力输出单元。

OBC(On‑Board Controller，控制器)、PDU(Power Distribution Unit，电源分配单元)、变换器 (DCDC)、MCU(MicroController Unit，微控制器)、BMS(BatteryManagement System，电池管理系统)、VCU(Vehicle  Control  Unit)。

总结：

本专利发明的多合一动力系统的控制器和多合一动力系统，电路板设置于控制器本体内部，功率开关器件设置于电路板上。电源模块和控制模块集成设置于电路板上，且共用电路板上的功率开关器。电源模块用于对多合一动力系统进行充电、电源分配和电源转换，控制模块用于对多合一动力系统进行动力控制以及电池管理。由此，解决了相关技术中的动力系统多合一的可靠性、耐久、NVH管控风险大的问题。避免了当单一部件出现问题，需要通过更换总成的方式进行维修，成本高的问题。