具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

以下结合具体附图对本申请的实现进行详细的描述：

图1是本申请一实施例中高压控制装置的电路结构框图，下面结合图1来详细描述根据本申请一实施例的该高压控制装置，如图1所示，该高压控制装置包括驱动控制模块10、加热器30、高压设备40及与高压设备40连接的桥臂变换器20，驱动控制模块10连接桥臂变换器20，加热器30分别连接驱动控制模块10和桥臂变换器20，其中桥臂变换器20、加热器30均连接至外部电池50；

驱动控制模块10用于控制桥臂变换器20以使外部电池50、桥臂变换器20及高压设备40形成第一能量转换电路；

驱动控制模块10用于控制桥臂变换器20以使外部电池50、桥臂变换器20及加热器30形成第二能量转换电路。

在其中一个实施例中，该高压设备为压缩机。当所述高压设备为压缩机时，该第一能量转换电路用于实现制冷，该第二能量转换电路用于实现加热。具体地第二能量转换电路可用于对外部电池50进行加热，也可用于对乘员舱进行加热。当第二能量转换电路用于对外部电池50进行加热时，可通过四通阀控制水泵中的水环绕外部电池50和加热器30进行流动，以将热量传递给外部电池50对该外部电池50进行加热。

进一步地，通过该第一能量转换电路和该第二能量转换电路可以形成以下五种工况：仅通过空调高压设备进行制冷；仅通过加热器30对外部电池50进行加热；通过加热器30同时对乘员舱和外部电池50进行加热；仅通过加热器对乘员舱进行加热；既通过空调高压设备进行制冷又通过加热器进行加热。

本实施例通过使用同一驱动控制模块10同时对第一能量转换电路和第二能量转换电路进行控制，一方面使得该驱动控制模块10可以相对加热器30剥离出来，降低对加热器30的密封难度，同时使得当驱动控制模块10及由其控制的各个开关等器件出现问题时易于维修，第一能量转换电路和第二能量转换电路共用同一驱动控制模块10及桥臂变换器20还能提高零部件的复用率，减小高压控制装置的体积。

在其中一个实施例中，该高压设备引出有至少两条相线，该桥臂变换器包括的桥臂的个数与该高压设备40引出的相线的条数相同，各个该桥臂并联形成第一汇流端和第二汇流端，该高压设备40的相线与各个桥臂的中点一一对应连接，该驱动控制模块10与每个该桥臂分别连接，该加热器30包括第一加热控制开关和至少一个加热芯体，该第一加热控制开关分别与该驱动控制模块10、该第二汇流端及该外部电池50的负极连接，该第一汇流端连接外部电池50的正极，该加热芯体的一端连接该第一加热控制开关，该加热芯体的另一端连接任一桥臂的中点，该加热芯体包括一个加热电阻或相互并联的多个加热电阻；

该驱动控制模块10通过控制该第一加热控制开关的通断状态控制该加热器是否接入到电路中，并通过控制该第一加热控制开关导通的时长控制对应加热器的加热时间。

同理地，也可以是第一汇流端连接外部电池50的负极和第二汇流端连接外部电池50的正极，其他电路相应连接，在此不对第一汇流端和第二汇流端连接外部电池50的正负极做唯一限制。其中，不同的加热芯体连接不同桥臂的中点有利于在各桥臂中进行电流分流，避免某一个桥臂负荷量过大，使得桥臂变换器20的各个桥臂的使用寿命比较均衡，从而提高桥臂变换器20的使用寿命。

在该实施例中，驱动控制模块10通过控制该第一加热控制开关的通断状态控制对应的加热器30是否接入到电路中可以控制该第二能量转换电路是否工作。

进一步地，该驱动控制模块10还可以根据调节桥臂变换器20的PWM(Pulse widthmodulation，脉冲宽度调制)特性，通过控制对应桥臂变换器20中功率开关的通电的时长调节对应加热器30通入电流的时间，从而调节加热器30的功率。

本实施例将高压设备与加热器的控制模块进行合并，取消加热器控制的低压侧，高压设备控制部分与加热器的控制部分合并为同一驱动控制模块，两者共用低压控制及保护模块，同时高压模块的IGBT以及驱动电路也可实现复用，通过调节IGBT的开启数量及开启周期实现不同模块的切换及功率控制。合并后可以保留各自的控制逻辑，同时可降低零部件的成本。另一方面，将加热器控制模块合并到空调控制器上，可将零部件平台化，有利于整车零部件以及管线布置，也不再需要加热器的控制舱，使加热器尺寸缩小，加热器控制舱去掉后，也不需要再考虑电控内外部的均压问题，更容易实现加热器的密封结构，电控舱和加热舱分离后同时可解决绝缘耐压问题，降低加热器失效风险。

如图2至图5所示，该第一加热控制开关例如图2至图5中的第一加热控制开关7，第一加热控制开关7用于控制加热器30是否接入到电路中。

作为可选地，该第一加热控制开关可以是继电器或绝缘栅双极型晶体管。

在其中一个实施例中，该第一加热控制开关为晶体管开关，该晶体管的门极连接该驱动控制模块10，该晶体管的源极连接该加热器30，该晶体管的集电极连接外部电池的负极和该第二汇流端。具体地，该晶体管可以是场效应晶体管，也可以是双极型晶体管。

本实施例给出了一种通过绝缘栅双极型晶体管(IGBT：Insulated Gate BipolarTransistor)导通该加热器30与驱动控制模块10、桥臂变换器20及外部电池50的可行性方案，可通过驱动控制模块10控制该绝缘栅双极型晶体管的门极的电压控制该绝缘栅双极型晶体管是否导通。

在其中一个实施例中，每个桥臂均包括两个功率开关，每个功率开关均连接该驱动控制模块10。

该驱动控制模块10通过控制该功率开关及该第一加热控制开关的通断状态，以将该加热器30接入到电路中。

如图2至图5所示，下面以桥臂变换器20包括三个桥臂为例详细描述该桥臂变换器20，该桥臂变换器20包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，第一桥臂包括功率开关1和功率开关2，第二桥臂包括功率开关3和功率开关4，第三桥臂包括功率开关5和功率开关6，其中功率开关1、功率开关3和功率开关5为对应桥臂的上桥臂，功率开关2、功率开关4和功率开关6为对应桥臂的下桥臂。

在其中一个实施例中，上述功率开关即表示IGBT。

图5是本申请一实施例中高压控制装置的环境连接关系的示意图，如图5所示，该驱动控制模块10包括CPU(central processing unit，中央处理器)和驱动电路，驱动控制模块10布置在空调控制器电控板或PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数的半导体材料或元器件)加热器电控板上，其中，加热器的电控板为铝壳，控制器经过隔离后分成高压侧和低压侧。低压侧12V电源经过DC/DC转换后可升降压为15V和5V电压。5V电压供给到CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通讯、数字转换器等，15V电压供给CPU、电源的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、由多个IGBT((Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)组成的桥臂变换器20，高压侧直接与高压回路连接。当采集ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)单元或温度采集单元收到相关的输入信号，通过CAN通讯接收器后进入数字转换器，可将CAN信号转换成数字信号输入CPU内，由CPU控制低压侧的IGBT模块实现IGBT高压侧的通断电。在本实施例中，高压设备及加热器的IGBT可复用，根据启用工况来控制IGBT的开关周期及数量，可用一套低压即可控制两个高压回路。

图3是本申请一实施例中高压控制装置的电路结构示意图，在其中一个实施例中，当该加热器30包括两个加热电阻时，如图3所示，该两个加热电阻并联形成第一加热芯体，该第一加热芯体连接该桥臂变换器中任一桥臂的中点。

进一步地，与所述加热器30配套设置有霍尔传感器，所述霍尔传感器用于检测流经对应加热器30的电压和电流。更进一步地，在高压设备40引出的任一条相线上也设有霍尔传感器，用于检测流经高压设备40的电压和电流。

如图2至图5所示，与该加热器30对应设置有第一霍尔传感器61，在高压设备40引出的其中一条相线上设有第二霍尔传感器62。

如图2所示，通过控制第二加热控制开关的导通情况实现加热器30档位的切换，以实现对加热器30的加热芯体的控制，例如当第二加热控制开关K10断开时，其中一个加热芯体接入到电路中，当第二加热控制开关K10导通时，两个加热芯体同时接入到电路中，实现加热器加热功率档位的切换。

加热器30还可以利用功率开关1中IGBT的PWM特性调节加热器30的功率从而实现加热效果，系统回路检测IGBT的温度值，当控制加热器30的第一加热控制开关7为IGBT时，当功率开关1的温度较高时则将功率开关1控制为常开，将常开状态的第一加热控制开关7的IGBT控制方式改为PWM控制，交替使用该功率开关1和第一加热控制开关7，提高IGBT的使用寿命。

图2是本申请一实施例中高压控制装置的电路结构示意图，在其中一个实施例中，当该加热器30包括两个加热电阻时，如图2所示，该两个加热电阻分别形成第二加热芯体和第三加热芯体，该第二加热芯体和第三加热芯体分别连接该桥臂变换器20中不同桥臂的中点。

图4是本申请一实施例中高压控制装置的电路结构示意图，在其中一个实施例中，当该加热器30包括三个加热电阻且该桥臂变换器20包括至少三个桥臂时，如图4所示，该三个加热电阻中的其中两个加热电阻并联形成第四加热芯体，该三个加热电阻中的第三加热电阻形成第五加热芯体，该第四加热芯体和第五加热芯体分别连接该桥臂变换器20中不同桥臂的中点。

在其中一个实施例中，当该加热器包括多个加热芯体且多个该加热芯体连接不同桥臂的中点时，相邻的加热芯体之间设有第二加热控制开关。

进一步地，该第二加热控制开关例如图2中的第二加热控制开关K10、图4中的第二加热控制开关K11。作为可选地，该第二加热控制开关为可以是晶体管开关，也可以是继电器。

本实施例中的桥臂变换器20中的功率开关失效时不会致使加热器30自加热，当桥臂变换器20中的功率开关失效时，可通过第一加热控制开关或者第二加热控制开关随时切断加热器30的回路，有效防止热失控。

上述图2至图5示出了加热器30中不同数量的加热芯体的可选连接方式，使得该高压控制装置可以根据不同功率需求接入不同数量的加热芯体，不同的加热芯体可以独立地接入到电路中，也可以作为非独立的芯体并联后接入电路中，使得该高压控制装置可以实现更多加热档位、加热功率的调节。

在其中一个实施例中，每个该桥臂均包括上功率开关和下功率开关，该上功率开关形成对应桥臂的上桥臂，该下功率开关形成对应桥臂的下桥臂，该上功率开关和下功率开关均连接该驱动控制模块10。

当该驱动控制模块10仅控制该外部电池50、该桥臂变换器20及该加热器30形成第二能量转换电路时，该驱动控制模块10控制各个桥臂的下桥臂均断开。

当该驱动控制模块10控制该外部电池50、该桥臂变换器20及该加热器30形成第二能量转换电路仅用于加热时，如图2至图5所示，下桥臂中的功率开关单元2、功率开关单元4、功率开关单元5均断开可以防止高压设备高压短路。

在其中一个实施例中，该加热器30与该外部电池50之间的距离在预设范围之内。该预设范围具体限定为多少可以根据汽车的型号大小以及零部件的集成位置进行设置。对加热器30与外部电池50之间的距离设定在预设范围之内使得加热器30距离外部电池50的距离较近，可以减少管路长度，降低管道流阻以及热量损失。

在其中一个实施例中，该加热器30与该驱动控制模块10集成在不同的位置。

该实施例通过将加热器30与该驱动控制模块10集成在不同的位置，更利于对加热器30进行封装，减少加热器30的封装难度，并且减少加热器30的高温对驱动控制模块的影响，也便于驱动控制模块10及由其控制的开关等零部件损坏后单独进行修理维护。

下面结合具体的使用场景对上述的五种工况进行详细说明。

工况(1)：当空调面板收到制冷指令后通过CAN通讯控制空调控制器，与此同时空调控制器接收整车高压互锁检测，高压上电允许，外部电池的主接触器及负接触器吸合的信息后，高压电从充配电总成将高压电输送到空调控制器，空调控制器通过低压侧回路控制第一加热控制开关及第二加热控制开关断开，即控制第一加热控制开关7、第二加热控制开关K10或第二加热控制开关K11处于关断状态，桥臂变换器20中的IGBT根据控制关断时间和开启顺序策略输出三相电给高压设备，霍尔传感器实时采集高压回路的电流及电压值，实现高压设备制冷工况，达到目标值后关闭桥臂回路的IGBT，从而完成制冷工况。

工况(2)：当温度传感器采集到整车动力电池温度较低，达到开启电池加热器30的目标值时，同样的整车实时监测高压互锁以及高压上电允许，高压回路自检并完成后，CPU控制IGBT驱动电路即功率开关1、功率开关3、功率开关5、第一加热控制开关7及继电器K10开启，实现加热器30档位的调节或者通过PWM控制PTC加热器30实现加热功率的调节，为防止高压设备高压短路，功率开关2、功率开关4及功率开关6全程处于关断状态。加热器30设置两组不同加热功率的加热芯体，当整车处于小功率充电时，过大的加热功率会导致加热器30消耗电池包的电量，从而使得SOC值下降，容易被客户抱怨，所以BMS会根据不同的充电功率来发送相应的加热器30需求功率，空调控制器控制功率开关1、功率开关3的IGBT实现功率的调节或者通过PWM占空比的值来实现加热器30功率调整。电池温度达到设计目标值时关闭所有IGBT并退出加热流程。

工况(3)：工况3的工作原理与工况2的工作原理相似，不做复述。如图6所示，当乘员舱与外部电池同时存在加热需求时，空调控制器根据控制策略定义来调整四通阀体开度及加热器30的挡位来实现乘员舱与电池的热量分配。当乘员舱及电池达到设定目标值时关闭所有IGBT并退出加热流程。

工况(4)：工况4的工作原理与工况2的工作原理相似，不做复述。当乘员舱有加热需求时，IGBT驱动回路使加热器30工作，四通阀切换至空调加热回路即可实现乘员舱的制热工况。当乘员舱温度达到设定目标值时关闭所有IGBT并退出加热流程。

工况(5)：工况5当整车处于低温潮湿的环境时，整车需要除霜除雾同时存在开启电池加热或乘员舱加热需求时，逻辑控制回路会根据车内湿度传感器或者手动设置除霜功能，则会智能的控制空调高压设备与PTC加热器的开启时间和功率，实现除霜和加热的功能。

如图7所示，当高压设备为压缩机时，本实施例提供一种高压设备与加热器二合一控制方案的工作流程，主要有加热工况和制冷工况。

开启压缩机制冷工况时：当乘员舱或电池发出制冷请求时，开始制冷流程，整车判断高压允许状态，整车CAN通讯通过网关转换将制冷信息传送到空调控制器后ECU单元接收到相关的信号则空调控制器回路进行自检，检测压缩机的电压、电流、功率、IGBT温度、IGBT故障状态、驱动组件状态、VCU通讯状态等信息故障状态，无故障则响应制冷流程，CPU控制桥臂变换器及第一加热控制开关及第二加热控制开关的通断，将加热器30回路断开并使压缩机U/V/W三相电得电，冷却系统根据空调设置档位和电池的温度控制压缩机的档位和转速，达到目标值后关闭压缩机，完成制冷工况，结束流程后电控持续监控制冷回路启停的信号。

开启加热器加热工况时：当乘员舱或电池发出加热请求时，空调控制器对输入信号做同样的处理，检测回路信号，电控逻辑回路进行判断，将高压设备高压回路切断。当整车处于非充电状态，制热回路根据乘员舱和电池的温度控制加热器IGBT的个数或IGBT的占空比实现加热功能和加热功率的调节；当整车进入充电流程状态时，BMS根据充电桩的能力适当的调整加热功率，防止充电过程中，加热器消耗电池的电量，造成SOC出现下降的现象。当电池或乘员舱温度达到设定目标值后关闭加热器的控制回路并结束加热流程，结束流程后持续监控制热回路启停的信号。

本实施例将加热器的控制模块与高压设备的控制模块组合，通过同一驱动控制模块对加热器和高压设备进行控制可在现有的空调控制器逻辑和架构基础上增加加热器的控制逻辑，增加加热器的高压线束接插端口即可。空调控制器一般集成在高压设备的后端，采用铸铝的材料，不需要额外设计呼吸孔，也不存在冷凝水对电控板元器件造成损害的风险，同时铸铝的材料较塑料壳体容易实现水密封性。

根据本申请的另一实施例提供了一种汽车，图8是本申请一实施例中汽车的结构示意图，如图8所示，该汽车包括上述的高压控制装置。

本申请提供的汽车及高压控制装置通过使用同一驱动控制模块同时对第一能量转换电路和第二能量转换电路进行控制，一方面使得该驱动控制模块可以相对加热器剥离出来，降低对加热器的密封难度，同时使得当驱动控制模块及由其控制的各个开关等器件出现问题时易于维修，第一能量转换电路和第二能量转换电路共用同一驱动控制模块及桥臂变换器还能提高零部件的复用率，减小高压控制装置的体积。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。