CN106080448A - 一种封装有dc模块和充电模块的电动车高压配电控制箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱，包括高压配电模块、充电模块、DC模块、水冷散热机构、上框、下框、上盖、下盖、密封圈。上框、下框分别为无顶面的方壳状。高压配电模块安装在上框的内部；充电模块、DC模块并排安装在下框的内部；上框安装在下框的顶部。下框的底面设有导线通孔；高压配电模块分别与充电模块、DC模块电气连接。下框的底面下沉，形成水冷散热机构安装槽；水冷散热机构安装在水冷散热机构安装槽内。密封圈位于上框与下框相接触的位置。上盖盖在上框的顶部。下盖盖在水冷散热机构安装槽处。该高压配电盒将DC模块、充电模块与高压配电模块封装于一体，占据空间小、易拆装，并解决了线束杂乱的问题。

Description

一种封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱。

背景技术

电动汽车高压配电柜（盒/箱）是所有纯电动汽车、插电式混合动力汽车的高压电大电流分配单元(PDU)。其主要作用是通过外部低压控制回路控制内部高压继电器的通断，将动力电池的高压直流电源按照高压电源分配盒内部设计电路，将驱动和转向电机的电机控制器、车载充电机、空调、DC模块(直流电压转换器)等一系列的高压组成部件连接到一起。

但现有高压配电盒功能单一，仅具有配电功能；本身不带有充电机、DC模块，需要与配电盒外部相应的设备相连接，因而使得电动汽车的配电系统存在占据空间大、不易拆装、线束杂乱等弊端。此外，现有的车载充电模块、DC模块工作时容易发热，热量很难迅速的散发出去。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱，旨在解决因现有现有的高压配电盒功能单一、集成化程度不高，导致电动汽车的配电系统存在占据空间大、不易拆装、线束杂乱的问题。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱，包括：高压配电模块、充电模块、DC模块、水冷散热机构、上框、下框、上盖、下盖、密封圈。所述上框、下框分别为无顶面的方壳状；上框的长、宽分别等于下框的长、宽；所述上框、下框侧面的四个边分别呈圆弧状。所述高压配电模块安装在上框的内部；所述充电模块、DC模块并排安装在下框的内部；所述上框安装在下框的顶部。所述下框的底面设有导线通孔；所述高压配电模块分别与充电模块、DC模块电气连接。所述下框的底面下沉，形成水冷散热机构安装槽；所述水冷散热机构安装在所述水冷散热机构安装槽内。所述密封圈位于上框与下框相接触的位置。所述上盖盖在上框的顶部。所述下盖盖在水冷散热机构安装槽处。

进一步地，所述水冷散热机构包含水管、进水口、出水口。所述水管包含第一水管、第二水管。所述第一水管、第二水管的两端分别连接进水口、出水口。所述第一水管、第二水管分别弯曲成多个首尾相接的U型。所述第一水管、第二水管彼此呈咬合状，且彼此之间留有空隙。

进一步地，所述下框底面的边沿设有下盖安装位。所述下盖安装位与下框一体成型；下盖安装位为方形的环状；下盖安装位围绕下框底面的边沿设置。所述下盖的长、宽分别与下盖安装位的长、宽相等。所述下盖、盖在下盖安装位上，并用若干螺丝固定。

进一步地，所述充电模块、DC模块上分别设有若干接线端子。所述接线端子包含接线螺丝、端子底座。所述端子底座为n型，且所述端子底座的上面设有螺丝孔。所述充电模块或DC模块的导线的一端缠在所述接线螺丝的螺丝杆上；所述导线位于靠近所述接线螺丝的螺丝帽的位置。所述接线螺丝孔拧在端子底座的螺丝孔上。

进一步地，所述下框的顶部的边沿的内侧下沉形成密封圈安装位；所述密封圈(9)安放在所述密封圈安装位上。

进一步地，所述高压配电模块包括维修开关K0、电流传感器U1、主控接触器K1、二极管D1、D2、分流器U2、空调接触器K2、预充电接触器K3、电除霜接触器K4、电暖风接触器K5、充电接触器K6、慢充电接触器K7、电加热接触器K8、DC-DC接触器K9、转向接触器K10、助力接触器K11、限流电阻R3、保险丝F2、F8。

车载电池经过维修开关K0与电流传感器U1相连接；电流传感器U1分别与主控接触器K1、电除霜接触器K4、电暖风接触器K5、充电接触器K6、慢充电接触器K7、DC-DC接触器K9、转向接触器K10、助力接触器K11相连接。主控接触器K1经过保险丝F2与空调接触器K2相连接；二极管D1与空调接触器K2相连接。电流传感器U1、限流电阻R3、预充电接触器K3、二极管D2依次连接。充电接触器K6、慢充电接触器K7分别经过保险丝F8与电加热接触器K8相连接。DC-DC接触器K9的输出端通过导线与所述DC模块电气连接；慢充电接触器K7的输出端通过导线与所述充电模块电气连接。

进一步地，所述密封圈由耐高温的橡胶材质制成。

进一步地，所述电流传感器U1与主控接触器K1、电除霜接触器K4、电暖风接触器K5、充电接触器K6、慢充电接触器K7、DC-DC接触器K9、转向接触器K10、助力接触器K11之间分别接有一保险丝。

进一步地，所述高压配电模块采用PCB板布线，PCB板有两层，第一层分布高压线，第二层分布低压线。

本发明的有益效果：

(1)该高压配电盒将DC模块、充电模块与高压配电模块封装于一体，占据空间小、易拆装，并解决了线束杂乱的问题。

(2)该高压配电盒采用水冷散热机构对充电模块、DC模块进行散热，避免充电模块、DC模块工作过热而降低使用寿命。

(3)该高压配电盒的水冷散热机构采用双管咬合的U型结构，可提高水冷散热机构的散热效果。

(4)该高压配电盒的上框与下框相结合的部位设有密封圈，可避免灰尘进入高压配电盒内，对内部电路造成影响。

(5)该高压配电盒的高压配电模块采用PCB板的双层设计，避免了传统高压配电模块因高、低压导线相交叉导致低压导线的信号易受低压导线的干扰。

附图说明

图1为本发明的分解示意图。

图2为本发明中充电模块2、DC模块3、下框6的组合示意图。

图3为本发明中下框6的立体结构示意图。

图4为本发明中带有水冷散热机构4的下框6的仰视图。

图5为本发明的侧视示意图。

图6为本发明中高压配电模块1的电路原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。

如图1-图2所示，为本发明的结构分解示意图。一种封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱，包括高压配电模块1、充电模块2、DC模块3、水冷散热机构4、上框5、下框6、上盖7、下盖8、密封圈9、水冷散热机构4、上框5、下框6、上盖7、下盖8、密封圈9（充电模块2、DC模块3请参见图2）。

上框5、下框6分别为无顶面的方壳状；上框5的长、宽分别等于下框6的长、宽；上框5、下框6侧面的四个边分别呈圆弧状。高压配电模块1安装在上框5的内部；充电模块2、DC模块3并排安装在下框6的内部；上框5安装在下框6的顶部。高压配电模块1分别与充电模块2、DC模块3电气连接；上框5的底面设有用于导线穿过的通孔。密封圈9位于上框5与下框6相接触的位置。上盖7盖在上框5的顶部。所述下盖8盖在水冷散热机构安装槽61处。高压配电模块1用于控制车载电池配电。充电模块2用于对车载电池充电。DC模块3用于对车载电池输出的直流电进行变压。水冷散热机构4用于对充电模块2、DC模块3散热。

充电模块2、DC模块3上分别设有若干用于连接高压配电模块1的导线的接线端子；接线端子包含接线螺丝、端子底座。端子底座为n型，且端子底座的上面设有螺丝孔。充电模块2、DC模块3的导线的一端缠在；所述导线位于靠近接线螺丝的螺丝帽的位置；接线螺丝孔再拧在端子底座的螺丝孔上，实现高压配电模块1与充电模块2、DC模块3的电气连接。采用接线端子的接线方法替代了传统的焊接方法，方便了本发明的安装和拆卸。

下框6的底面下沉，形成水冷散热机构安装槽61；水冷散热机构4安装在水冷散热机构安装槽61内。水冷散热机构4用于对充电模块2、DC模块3进行散热。

如图1所示，上框5底面的边沿设有若干第一螺丝孔位51；每个第一螺丝孔位51沿上框5底面的边沿均匀分布。 第一螺丝孔位51与上框5一体成型；第一螺丝孔位51为半圆状，中间设有螺丝孔；第一螺丝孔位51位于上框5底面的边沿的外侧。相应地，如图3所示，下框6在与上框5相接触的顶部的边沿设有若干个与第一螺丝孔位51一一对应的第二螺丝孔位63；第二螺丝孔位63也位于下框6顶部边沿的外侧。通过螺丝将相应的第一螺丝孔位51与第二螺丝孔位63相固定。

下框6的顶部的边沿的内侧下沉形成密封圈安装位，密封圈9安放在密封圈安装位上，密封圈9由耐高温的橡胶材质制成。

如图3所示，下框6底面的边沿设有下盖安装位62；下盖安装位62与下框6一体成型；下盖安装位62为方形的环状；下盖安装位62围绕下框6底面的边沿设置。下盖安装位62上设有若干第三螺丝孔位；第三螺丝孔位均匀分布在下盖安装位62上。下盖8的长、宽分别与下盖安装位62的长、宽相等。下盖8盖在下盖安装位62处，并用若干个螺丝固定，用以保护水冷散热机构4。

如图4所示，为带有水冷散热机构4的下框6的仰视图。水冷散热机构4包含水管41、进水口42、出水口43。水管41包含第一水管、第二水管；第一水管、第二水管的两端分别连接进水口42、出水口43。第一水管、第二水管分别弯曲成多个首尾相接的U型；第一水管、第二水管彼此呈咬合状，且彼此之间留有空隙。通过若干个螺丝将水冷散热机构4安装在水冷散热机构安装槽61的底面上。

通过外部水泵的动力，使得冷水从进水口42进入水管41，水管41贴这下框6的底面安装。水管41内部流动的冷水将充电模块2、DC模块3散出的热量带走，从而避免充电模块2、DC模块3工作时过热。水管41采用双管结构可以增加水管41内部冷水的受热面积，可以更好的起到散热作用。

如图5所示，为本发明的侧视图。其中，上框5的侧面分别设有维修开关501、电池正端口502、充电正端口503、电机正端口504、交流充电端口505、电机负端口506、充电负端口507、电池负端口508、助力/转向端口509、电暖风/电加热端口510。

电池正端口502、充电正端口503、电机正端口504、交流充电端口505、电机负端口506、充电负端口507、电池负端口508依次并排安装在上框5的侧面。维修开关501安装在电池正端口502的左侧。助力/转向端口509、电暖风/电加热端口510分别安装在电机正端口504、交流充电端口505的下方。

下框6的侧面分别设有两个DC/DC输出端口601。两个DC/DC输出端口601并排安装，且分别位于维修开关501的下方。下框6的侧面还分别依次并排安装有整车通讯端口602、配电控制端口603、空调/高压检测端口604、电除霜/分流器端口605、DC-AC/绝缘检测端口606、BMS电源端口607。下框6的侧面并设有防水接头608。

如图6所示，为高压配电模块1的电路原理图。图中，电池端口BAT即为电池正端口502、电池负端口508，电控连接端口A1即为电机正端口504、电机负端口506，空调连接端口A2即为空调/高压检测端口604，电除霜连接端口A4即为电除霜/分流器端口605，电暖风连接端口A5即为电暖风/电加热端口510，充电连接端口A6即为充电正端口503、充电负端口507，转向连接端口A10、助力连接端口A11即为助力/转向端口509。

高压配电模块1包括维修开关K0、电流传感器U1、主控接触器K1、二极管D1、D2、分流器U2、空调接触器K2、预充电接触器K3、电除霜接触器K4、电暖风接触器K5、充电接触器K6、慢充电接触器K7、电加热接触器K8、DC-DC接触器K9、转向接触器K10、助力接触器K11、空调保险丝F2、电除霜保险丝F4、电暖风保险丝F5、充电保险丝F6、慢充电保险丝F7、电加热保险丝F8、DC-DC保险丝F9、转向保险丝F10、阻力保险丝F11、限流电阻R3。高压配电模块1的电池端口BAT与车载电池相连接。车载电池经过维修开关K0与电流传感器U1相连接；电流传感器U1用于采集电池输出的总电流，防止电池过流。维修开关K0的输出端（见图中It端口）并与外部的绝缘检测模块相连接。电流传感器U1与主控接触器K1相连接；主控接触器K1经过电控连接端口A1与汽车的电控系统相连接。并且主控接触器K1经过空调保险丝F2与空调接触器K2相连接；空调接触器K2经过空调连接端口A2与车载空调相连接。主控接触器K1的输出端（见图中Vt端口）还与外部的电压检测模块相连接。二极管D1与空调接触器K2相并联。电流传感器U1经过限流电阻R3与预充电接触器K3相连接；预充电接触器K3依次经过二极管D2、空调连接端口A2与车载空调相连接。预充电接触器K3分别经过电除霜保险丝F4、电暖风保险丝F5、充电保险丝F6、慢充电保险丝F7、DC-DC保险丝F9、转向保险丝F10、阻力保险丝F11与电除霜接触器K4、电暖风接触器K5、充电接触器K6、慢充电接触器K7、DC-DC接触器K9、转向接触器K10、助力接触器K11相连接。电除霜接触器K4、电暖风接触器K5、充电接触器K6、慢充电接触器K7、DC-DC接触器K9、转向接触器K10、助力接触器K11分别与电除霜连接端口A4、电暖风连接端口A5、充电连接端口A6、慢充电连接端口A7、DC-DC连接端口A9、转向连接端口A10、助力连接端口A11相连接。充电接触器K6、慢充电接触器K7分别经过电加热保险丝F8与电加热接触器K8相连接。电加热接触器K8与电加热连接端口A8相连接。DC-DC接触器K9的输出端经过DC-DC连接端口A9后通过导线与DC模块3电气连接。慢充电接触器K7经过慢充电连接端口A7后通过导线与充电模块2电气连接，实现车载电池的交流充电。充电连接端口A6用于车载电池的直流充电。各接触器的控制端接收控制信号，从而控制电池为汽车的各用电设施供电或控制充电器为电池充电。

高压配电模块1通过PCB板布线。PCB板有两层，第一层分布高压线，第二层分布低压线。采用PCB板的双层设计，将高压配电模块1的高、低压线分层排布，这样避免了传统高压配电模块1因高、低压导线相交叉导致低压导线的信号易受低压导线的干扰；且高压配电模块1采用PCB板集成，避免了高压配电模块1导线杂乱的问题。低压导线的端口为可拔插端口，方便PCB板上各接触器的拔插；可拔插端口采用汽车等级的端子，可以防止各接触器从PCB板上掉下。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱，其特征在于，包括：

高压配电模块(1)、充电模块(2)、DC模块(3)、水冷散热机构(4)、上框(5)、下框(6)、上盖(7)、下盖(8)、密封圈(9)；

所述上框(5)、下框(6)分别为无顶面的方壳状；上框(5)的长、宽分别等于下框(6)的长、宽；所述上框(5)、下框(6)侧面的四个边分别呈圆弧状；

所述高压配电模块(1)安装在上框(5)的内部；所述充电模块(2)、DC模块(3)并排安装在下框(6)的内部；所述上框(5)安装在下框(6)的顶部；

所述下框(6)的底面设有导线通孔；所述高压配电模块(1)分别与充电模块(2)、DC模块(3)电气连接；

所述下框(6)的底面下沉，形成水冷散热机构安装槽(61)；所述水冷散热机构(4)安装在所述水冷散热机构安装槽(61)内；

所述密封圈(9)位于上框(5)与下框(6)相接触的位置；

所述上盖(7)盖在上框(5)的顶部；

所述下盖(8)盖在水冷散热机构安装槽(61)处。

2.根据权利要求1所述的封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱，其特征在于：

所述水冷散热机构(4)包含水管(41)、进水口(42)、出水口(43)；

所述水管(41)包含第一水管、第二水管；

所述第一水管、第二水管的两端分别连接进水口(42)、出水口(43)；

所述第一水管、第二水管分别弯曲成多个首尾相接的U型；

所述第一水管、第二水管彼此呈咬合状，且彼此之间留有空隙。

3.根据权利要求1所述的封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱，其特征在于：

所述下框(6)底面的边沿设有下盖安装位(62)；

所述下盖安装位(62)与下框(6)一体成型；下盖安装位(62)为方形的环状；下盖安装位(62)围绕下框(6)底面的边沿设置；

所述下盖(8)的长、宽分别与下盖安装位(62)的长、宽相等；

所述下盖(8)盖在下盖安装位(62)上，并用若干螺丝固定。

4.根据权利要求1所述的封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱，其特征在于：

所述充电模块(2)、DC模块(3)上分别设有若干接线端子；

所述接线端子包含接线螺丝、端子底座；

所述端子底座为n型，且所述端子底座的上面设有螺丝孔；

所述充电模块(2)或DC模块(3)的导线的一端缠在所述接线螺丝的螺丝杆上；所述导线位于靠近所述接线螺丝的螺丝帽的位置；

所述接线螺丝孔拧在端子底座的螺丝孔上。

5.根据权利要求1所述的封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱，其特征在于：

所述下框(6)的顶部的边沿的内侧下沉形成密封圈安装位；所述密封圈(9)安放在所述密封圈安装位上。

6.根据权利要求1所述的封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱，其特征在于：

所述高压配电模块(1)包括维修开关K0、电流传感器U1、主控接触器K1、二极管D1、D2、分流器U2、空调接触器K2、预充电接触器K3、电除霜接触器K4、电暖风接触器K5、充电接触器K6、慢充电接触器K7、电加热接触器K8、DC-DC接触器K9、转向接触器K10、助力接触器K11、限流电阻R3、保险丝F2、F8；

车载电池经过维修开关K0与电流传感器U1相连接；电流传感器U1分别与主控接触器K1、电除霜接触器K4、电暖风接触器K5、充电接触器K6、慢充电接触器K7、DC-DC接触器K9、转向接触器K10、助力接触器K11相连接；

主控接触器K1经过保险丝F2与空调接触器K2相连接；二极管D1与空调接触器K2相连接；

电流传感器U1、限流电阻R3、预充电接触器K3、二极管D2依次连接；

充电接触器K6、慢充电接触器K7分别经过保险丝F8与电加热接触器K8相连接；

DC-DC接触器K9的输出端通过导线与所述DC模块(3)电气连接；慢充电接触器K7的输出端通过导线与所述充电模块(2)电气连接。

7.根据权利要求1所述的封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱，其特征在于：

所述密封圈(9)由耐高温的橡胶材质制成。

8.根据权利要求6所述的封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱，其特征在于：

所述电流传感器U1与主控接触器K1、电除霜接触器K4、电暖风接触器K5、充电接触器K6、慢充电接触器K7、DC-DC接触器K9、转向接触器K10、助力接触器K11之间分别接有一保险丝。

9.根据权利要求1所述的封装有DC模块和充电模块的电动车高压配电控制箱，其特征在于：

所述高压配电模块(1)采用PCB板布线，PCB板有两层，第一层分布高压线，第二层分布低压线。