CN102916354A - 一种电动汽车高压配电箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动汽车高压配电箱，包括：基本电路与各个电能传输支路一端相连，基本电路，用于将动力电池输送的电能分配到各个电能传输支路；电能传输支路，用于将所述基本电路分配的电能输出至电能传输支路另一端所连接的用电设备；所述各个电能传输支路具体包括：电机控制器接口支路；热敏电阻PTC加热接口支路；电动空调接口支路；快速充电接口支路；缓慢充电接口支路；DCDC转换器接口支路；至少三个变频器接口支路，功能齐全，具备通用性，满足现阶段电动汽车所有车型的使用。

Description

一种电动汽车高压配电箱

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别是涉及一种电动汽车高压配电箱。

背景技术

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，包括：纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车。由于电动汽车与传统汽车相比，对环境的影响相对较小，成为当今研究热点之一。

电动汽车以动力电池作为动力源，电机发电所产生的高压电，经过电机控制器转换后，通过高压配电箱传输至动力电池进行存储；动力电池将所存储的高压电通过高压传输线传输至高压配电箱，高压配电箱将高压电分配给电动汽车中不同的用电设备，例如：电机控制器、DCDC和变频器等。高压配电箱在电动汽车电能分配过程中起关键作用，因此，高压配电箱是电动汽车的核心高压部件，完善其功能和结构，将对整车高低压系统产生深远影响。

高压配电箱中的各个用电设备通过导线与整车控制装置的各个针脚相连，整车控制装置分析当前电动车的整个工作状况，通过导线向一个或多个用电设备所在支路发送控制信号，控制一个或多个用电设备所在支路的用电器的通断，进而控制一个或多个用电设备的工作与否。

目前，由于电动汽车技术路线复杂多样，用到的用电设备也互不相同，不同的电动汽车需要配置不同的高压配电箱。这种现象导致需要为每款电动汽车单独开发高压配电箱，需重新设计并开发新的模具，导致高压配电箱的研发成本高、时间周期长，而且型号繁杂多样，限制了其产品的通用性和产业化，无法推向市场。

发明内容

有鉴于此，本发明公开了一种电动汽车高压配电箱，设计了一款功能齐全的通用型电动汽车的高压配电箱，满足现阶段电动汽车所有车型对高压配电箱的需求。

一种电动汽车高压配电箱，所述配电箱包括：

基本电路与各个电能传输支路一端相连，

基本电路，用于将动力电池输送的电能分配到各个电能传输支路；

电能传输支路，用于将所述基本电路分配的电能输出至电能传输支路另一端所连接的用电设备；

所述各个电能传输支路具体包括：

电机控制器接口支路，与电机控制器相连；

热敏电阻PTC加热接口支路，与PTC相连；

电动空调接口支路，与电动空调接口相连；

快速充电接口支路；

缓慢充电接口支路；

DCDC转换器接口支路，与DCDC转换器相连；

至少三个变频器接口支路，

其中，一个变频器接口支路，与一个变频器和电动空气压缩机依次相连，

另一个变频器接口支路，与一个变频器和电动助力转向设备依次相连，

其余的变频器接口支路，作为备用接口。

优选的，所述配电箱进一步包括：

电机控制器接口支路，串联一个预充电路；

所述预充电路，用于保护电机控制器中的绝缘栅双极型晶体管IGBT。

优选的，所述配电箱进一步包括：

每条电能传输支路串联一个继电器；

所述继电器，用于控制继电器所在支路的通断。

优选的，所述配电箱进一步包括：

除了快速充电接口支路和缓慢充电接口支路的其他电能传输支路，每条支路串联一个熔断丝；

所述熔断丝，用于对各电能传输支路提供过电保护。

优选的，所述配电箱进一步包括：

总线和/或每条电能传输支路串联一个电压传感器；

所述电压传感器，用于采集总线和/或电能传输支路的电压信号。

优选的，所述配电箱进一步包括：

总线和/或每条电能传输支路串联一个电流传感器；

所述电流传感器，用于采集总线和/或电能传输支路的电流信号。

优选的，所述配电箱进一步包括：

温度传感器，所述温度传感器与高压配电箱中的电路板相连，用于采集高压配电箱中的电路板的温度信号。

优选的，所述配电箱进一步包括：

信号处理电路，与温度传感器、各支路的电压传感器和/或各支路的电流传感器相连，用于分析所采集的温度信号、电压信号和/或电流信号，当温度信号、电压信号和/或电流信号超过预设值时，向报警电路发送触发信号；

报警电路，用于接收触发信号报警。

由上述内容可知，本发明有如下有益效果：

本发明所提供的高压配电箱的基本电路与各个电能传输支路一端相连，电能传输支路具体包括：电机控制器接口支路，热敏电阻PTC加热接口支路，电动空调接口支路，快速充电接口支路，缓慢充电接口支路，至少三个变频器接口支路，功能齐全，具备通用性，满足现阶段电动汽车所有车型的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种电动汽车高压配电箱实施例一电路图；

图2为本发明一种电动汽车高压配电箱实施例二电路图。

具体实施方式

本发明公开了一种电动汽车高压配电箱，具体包括：基本电路与各个电能传输支路一端相连，基本电路，用于将动力电池输送的电能分配到各个电能传输支路；电能传输支路，用于将所述基本电路分配的电能输出至电能传输支路另一端所连接的用电设备；所述各个电能传输支路具体包括：电机控制器接口支路，与电机控制器相连；热敏电阻PTC加热接口支路，与PTC相连；电动空调接口支路，与电动空调接口相连；快速充电接口支路；缓慢充电接口支路；DCDC转换器接口支路；至少三个变频器接口支路，其中，一个变频器接口支路，与一个变频器和电动空气压缩机依次相连，另一个变频器接口支路，与一个变频器和电动助力转向设备依次相连，其余的变频器接口支路，作为备用接口。

下面结合附图进行详细说明。

实施例一

图1所示的是本发明一种电动汽车高压配电箱实施例一电路图，具体包括：

基本电路101与各个电能传输支路一端相连。

高压配电箱中有多个电能传输支路。

基本电路101，用于将动力电池输送的电能分配到各个电能传输支路。

基本电路101一端与电动汽车的动力电池相连，另一端与各个电能传输支路相连。

电能传输支路，用于将所述基本电路分配的电能输出至电能传输支路另一端所连接的用电设备。

每条电能传输支路连接一个用电设备。

所述各个电能传输支路具体包括：

电机控制器接口支路102，与电机控制器相连。

电机控制器接口支路是高压配电箱的核心支路，主要用于为电机控制器提供高压电。

热敏电阻PTC加热接口支路103，与PTC相连。

用于为热敏电阻（Positive Temperature Coefficient，PTC）提供电能，实现电动模式下整车供暖季的除霜、除雾。

电动空调接口支路104，与电动空调接口相连。

用于满足电动空调工作时的用电需求。

快速充电接口支路105。

用于满足配置超级电容的电动汽车的快速充电需求。

缓慢充电接口支路106。

用于充电桩充电需求。

DCDC转换器接口支路107，

DCDC的意思是直流变直流（不同直流电源值的转换），只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器，用于将一个直流电转换成其他的直流电输出。

至少三个变频器接口支路，

其中，一个变频器接口支路108，与一个变频器和电动空气压缩机依次相连。

用于为电动空气压缩机提供电能。

另一个变频器接口支路109，与一个变频器和电动助力转向设备依次相连。

用于提供电动助力转向电能。

其余的变频器接口支路110，作为备用接口。

由上述内容可知，本发明有如下有益效果：

本发明所提供的高压配电箱的基本电路与各个电能传输支路一端相连，电能传输支路具体包括：电机控制器接口支路，热敏电阻PTC加热接口支路，电动空调接口支路，快速充电接口支路，缓慢充电接口支路，DCDC转换器接口支路，至少三个变频器接口支路，功能齐全，具备通用性，满足现阶段电动汽车所有车型的使用。

实施例二

图2为本发明一种电动汽车高压配电箱是实施例二电路图，与实施例一相比，在电能传输支路上进一步串联熔断丝、继电器、电压和电流传感器。

电机控制器接口支路102，一端与基本电路101相连，另一端与电机控制器相连，电机控制器接口支路102上，预充电路221、熔断丝222、继电器223、电压传感器224和电流传感器225依次相连。

其中，预充电路221、熔断丝222、继电器223、电压传感器224和电流传感器225串联的顺序不进行限定，可以互换位置。

预充电路221，用于保护电机控制器中的绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT），防止高压冲击造成的损坏。预充电路中的电阻值的大小不进行限定，可以根据用电设备的性能具体设定。

熔断丝222，用于对电机控制器接口支路102提供过压保护。

继电器223，一种电控制器件，当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化。通常应用于自动化的控制电路中，实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。用于控制电机控制器接口支路102的通断，进而控制高压配电箱为电机控制器接口支路102所连接的电机控制器提供电能。

电压传感器224，用于采集电机控制器接口支路102的电压信号。

电流传感器225，用于采集电机控制器接口支路102的电流信号。

优选的，高压配电箱进一步包括：

信号处理电路201和报警电路202，信号处理电路与各支路的电压传感器和/或电流传感器相连。

信号处理电路201，用于分析所采集的电压信号和/或电流信号，当电压信号和/或电流信号超过预设值时，向报警电路发送触发信号。

当电机控制器接口支路102中的电压信号和/或电流信号超过此支路预设的电压和/或电流值时，向报警电路202发送触发信号。

报警电路202，用于接收触发信号报警。

报警的方式有很多种，这里不进行限定，可以用警示音或者警示灯等。

热敏电阻PTC加热接口支路103，一端与基本电路101相连，另一端与PTC相连，热敏电阻PTC加热接口支路103上，熔断丝232、继电器233、电压传感器234和电流传感器235依次相连。

所述熔断丝232、继电器233、电压传感器234和电流传感器235与电机控制器接口支路102上，熔断丝222、继电器223、电压传感器224和电流传感器225作用相同，这里不再赘述。

其中，进一步的，电压传感器234和电流传感器235与信号处理电路201相连，当电机控制器接口支路102中的电压信号和/或电流信号超过此支路预设的电压和/或电流值时，向报警电路202发送触发信号。

电动空调接口支路104，一端与基本电路101相连，另一端与电动空调相连，电动空调接口支路104上，熔断丝242、继电器243、电压传感器244和电流传感器245依次相连。

所述熔断丝242、继电器243、电压传感器244和电流传感器245与电机控制器接口支路102上，熔断丝222、继电器223、电压传感器224和电流传感器225作用相同，这里不再赘述。

其中，进一步的，电压传感器244和电流传感器245与信号处理电路201相连，当电机控制器接口支路102中的电压信号和/或电流信号超过此支路预设的电压和/或电流值时，向报警电路202发送触发信号。

快速充电接口支路105，一端与基本电路101相连，另一端与快速充电设备相连，快速充电接口支路105上，继电器253、电压传感器254和电流传感器255依次相连。

所述继电器253、电压传感器254和电流传感器255与电机控制器接口支路102中继电器223、电压传感器224和电流传感器225作用相同，这里不再赘述。

其中，进一步的，电压传感器254和电流传感器255与信号处理电路201相连，当电机控制器接口支路102中的电压信号和/或电流信号超过此支路预设的电压和/或电流值时，向报警电路202发送触发信号。

缓慢充电接口支路106，一端与基本电路101相连，另一端与缓慢充电设备相连，缓慢充电接口支路106上，继电器263、电压传感器264和电流传感器265依次相连。

所述继电器263、电压传感器264和电流传感器265与电机控制器接口支路102中继电器223、电压传感器224和电流传感器225作用相同，这里不再赘述。

其中，进一步的，电压传感器264和电流传感器265与信号处理电路201相连，当电机控制器接口支路102中的电压信号和/或电流信号超过此支路预设的电压和/或电流值时，向报警电路202发送触发信号。

DCDC转换器接口支路107，一端与基本电路101相连，另一端与DCDC转换器相连，DCDC转换器接口支路107，熔断丝272、继电器273、电压传感器274和电流传感器275依次相连。

所述熔断丝272、继电器273、电压传感器274和电流传感器275与电机控制器接口支路102上，熔断丝222、继电器223、电压传感器224和电流传感器225作用相同，这里不再赘述。

其中，进一步的，电压传感器274和电流传感器275与信号处理电路201相连，当电机控制器接口支路102中的电压信号和/或电流信号超过此支路预设的电压和/或电流值时，向报警电路202发送触发信号。

至少三个变频器接口支路，

一个变频器接口支路108，一端与基本电路101相连，另一端与变频器和电动空气压缩机依次相连，一个变频器接口支路108上，熔断丝282、继电器283、电压传感器284和电流传感器285依次相连。

所述熔断丝282、继电器283、电压传感器284和电流传感器285与电机控制器接口支路102上，熔断丝222、继电器223、电压传感器224和电流传感器225作用相同，这里不再赘述。

其中，进一步的，电压传感器284和电流传感器285与信号处理电路201相连，当电机控制器接口支路102中的电压信号和/或电流信号超过此支路预设的电压和/或电流值时，向报警电路202发送触发信号。

另一个变频器接口支路109，一端与基本电路101相连，另一端与变频器和电动助力转向设备依次相连，另一个变频器接口支路109，熔断丝292、继电器293、电压传感器294和电流传感器295依次相连。

所述熔断丝292、继电器293、电压传感器294和电流传感器295与电机控制器接口支路102上，熔断丝222、继电器223、电压传感器224和电流传感器225作用相同，这里不再赘述。

其中，进一步的，电压传感器294和电流传感器295与信号处理电路201相连，当电机控制器接口支路102中的电压信号和/或电流信号超过此支路预设的电压和/或电流值时，向报警电路202发送触发信号。

其余的变频器接口支路110，作为备用接口。

优选的，高压配电箱进一步包括：

温度传感器204，所述温度传感器与高压配电箱中的电路板相连，用于采集高压配电箱中的电路板温度信号。

温度传感器与信号处理电路201相连，当高压配电箱中的电路板温度超过预设值时，向报警电路202发送触发信号。

由上述内容可知，实施例二所提供的高压配电箱与实施例一相比，还有如下有益效果：

各个电能传输支路串联有电压传感器和电流传感器，可以对各个电路传输支路的电压和电流进行监测；

各个电能传输支路串联有继电器，可以单独控制各个电能传输支路的通断；

与除了快速充电接口支路和缓慢充电接口支路外，其他各个电能传输支路串联有熔断丝，用于对各个电能传输支路进行过压保护，进而保护各个电能传输支路所连接的用电设备；

电机控制器接口支路上串联预充电路，可以保护电机控制器中的IGBT。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动汽车高压配电箱，其特征在于，所述配电箱包括：

基本电路与各个电能传输支路一端相连，

基本电路，用于将动力电池输送的电能分配到各个电能传输支路；

电能传输支路，用于将所述基本电路分配的电能输出至电能传输支路另一端所连接的用电设备；

所述各个电能传输支路具体包括：

电机控制器接口支路，与电机控制器相连；

热敏电阻PTC加热接口支路，与PTC相连；

电动空调接口支路，与电动空调接口相连；

快速充电接口支路；

缓慢充电接口支路；

DCDC转换器接口支路，与DCDC转换器相连；

至少三个变频器接口支路，

其中，一个变频器接口支路，与一个变频器和电动空气压缩机依次相连，

另一个变频器接口支路，与一个变频器和电动助力转向设备依次相连，

其余的变频器接口支路，作为备用接口。

2.根据权利要求1所述的配电箱，其特征在于，所述配电箱进一步包括：

电机控制器接口支路，串联一个预充电路；

所述预充电路，用于保护电机控制器中的绝缘栅双极型晶体管IGBT。

3.根据权利要求1所述的配电箱，其特征在于，所述配电箱进一步包括：

每条电能传输支路串联一个继电器；

所述继电器，用于控制继电器所在支路的通断。

4.根据权利要求1所述的配电箱，其特征在于，所述配电箱进一步包括：

除了快速充电接口支路和缓慢充电接口支路的其他电能传输支路，每条支路串联一个熔断丝；

所述熔断丝，用于对各电能传输支路提供过电保护。

5.根据权利要求1所述的配电箱，其特征在于，所述配电箱进一步包括：

总线和/或每条电能传输支路串联一个电压传感器；

所述电压传感器，用于采集总线和/或电能传输支路的电压信号。

6.根据权利要求1所述的配电箱，其特征在于，所述配电箱进一步包括：

总线和/或每条电能传输支路串联一个电流传感器；

所述电流传感器，用于采集总线和/或电能传输支路的电流信号。

7.根据权利要求1所述的配电箱，其特征在于，所述配电箱进一步包括：

温度传感器，所述温度传感器与高压配电箱中的电路板相连，用于采集高压配电箱中的电路板的温度信号。

8.根据权利要求5-7任意一项所述的配电箱，其特征在于，所述配电箱进一步包括：

信号处理电路，与温度传感器、各支路的电压传感器和/或各支路的电流传感器相连，用于分析所采集的温度信号、电压信号和/或电流信号，当温度信号、电压信号和/或电流信号超过预设值时，向报警电路发送触发信号；

报警电路，用于接收触发信号报警。

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