CN108638867A - 一种新型节能型电动汽车高压配电装置 - Google Patents

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段术林
汪先锋
董楠
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Abstract

本发明公开了一种新型节能型电动汽车高压配电装置，若干个IGBT开关相互并联，且一所述IGBT开关与动力电池的正极连接，剩余的每个IGBT开关与一个用电设备连接器的正极连接，所有用电设备连接器与动力电池并联，在IGBT开关与动力电池之间以及IGBT开关与用电设备连接器之间均连接一个高压熔断器；预充电阻与动力电池相连的所述IGBT开关相连，高压熔断器和IGBT开关安装在功率电路板上，每个IGBT开关对应与控制模块相连，电流传感器安装于动力电池的正极上，电流传感器与控制模块相连。本发明通过IGBT开关取代高压接触器，使得PDU核心体积大大缩小，解决了高压接触器带载切断等问题，使高压保护更具实时性及有效性。

Description

一种新型节能型电动汽车高压配电装置
技术领域：
本发明涉及一种新型节能型电动汽车高压配电装置。
背景技术：
现有电动汽车的高压配电装置，主要是由核心部件高压接触器来实现电路的通断，用熔断器来实现短路保护，该方式存在如下缺陷：
缺点一：目前电动汽车采用的PDU（高压配电柜）具有体积大，重量大，能耗高，散热能力不足等特点；
缺点二： 接触器体积大，寿命短，价格高，耐压及耐电流能力有限，高压切断能力有限，带载切断容易产生拉弧现象，触点在大电流情况下容易粘连，带来触电安全隐患，内部充有可燃气体，不够安全，极端应用情况下会产生爆炸。
缺点三：接触器在通过大电流情况下不能切断，必须等电流降低到安全范围内才能正常通断，否则容易损坏，关断效率低。
缺点四：目前高压PDU普遍采用铜排连接内部电路，铜排布局占用空间大，重量大，材料成本大。
发明内容：
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种新型节能型电动汽车高压配电装置。
本发明所采用的技术方案有：一种新型节能型电动汽车高压配电装置，包括动力电池、高压箱和设于高压箱内的IGBT开关、预充电阻、控制模块、高压熔断器、功率电路板、电流传感器、绝缘检测仪以及用电设备连接器，若干个IGBT开关相互并联，且一所述IGBT开关与动力电池的正极对应连接，剩余的每个IGBT开关对应与一个用电设备连接器的正极连接，所有所述用电设备连接器的负极与动力电池负极在高压箱内并联，在IGBT开关与动力电池之间以及IGBT开关与用电设备连接器之间均连接一个高压熔断器；预充电阻与动力电池相连的所述IGBT开关相连， 高压熔断器和IGBT开关安装在功率电路板上，每个IGBT开关对应与控制模块相连，电流传感器安装于动力电池的正极上，电流传感器与控制模块相连。
进一步地，所述绝缘检测仪用于采集动力电池正负、极的对地电阻，当绝缘检测仪采集的对地电阻的绝缘阻值≤500KΩ，表示出现短路，绝缘检测仪将短路信号传输至控制模块，控制模块控制所有的IGBT开关断开，防止高压漏电。
进一步地，所述高压箱上设有水冷散热板。
进一步地，所述高压箱是由铝压铸而成。
本发明具有如下有益效果：
本发明通过IGBT开关取代高压接触器，使得PDU核心体积大大缩小，且采用水冷散热，工作环境得到良好控制，同时解决了高压接触器带载切断等问题，使高压保护更具实时性及有效性。
附图说明：
图 1 为本发明结构图。
图 2 为本发明电路原理图。
图 3 为本发明中动力电池、VCU、用电设备连接器以及高压用电设备之间的连接结构图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1至图3所示，本发明一种新型节能型电动汽车高压配电装置，包括动力电池、高压箱1和设于高压箱内的IGBT开关2、预充电阻3、控制模块4、高压熔断器5、功率电路板、电流传感器6、绝缘检测仪7以及用电设备连接器8，若干个IGBT2开关相互并联，且一所述IGBT开关与动力电池的正极对应连接，剩余的每个IGBT开关对应与一个用电设备连接器8的正极连接，所有的用电设备连接器8的负极与动力电池负极在高压箱内部并联，在IGBT开关与动力电池之间以及IGBT开关与用电设备连接器之间均连接一个高压熔断器5。预充电阻3的一端与连接动力电池的所述IGBT开关相连，预充电阻的另一端与电机正极连接器连接相连的高压熔断器5相连。高压熔断器5和IGBT开关2安装在功率电路板上，每个IGBT开关对应与控制模块4相连，电流传感器6安装于动力电池的正极上，电流传感器6与控制模块4相连。
高压箱1是由铝压铸而成，起到对内部电路器件保护功能，高压熔断器5是用于对电动车用电设备的短路过流保护作用，IGBT开关2是用于将动力电池组输入的高压电在允许的情况下安全的输送至用电设备。预充电阻3是用于将动力电池组高压安全送至高压用电设备，防止因用电设备内部电容充电电流过大而烧坏高压熔断器5。控制模块4是采集整车VCU的信号，并输出控制信号控制IGBT开关工作。
高压熔断器、IGBT开关通过绝缘材料安装在功率电路板上，功率电路板是由导流铜排构成，电路板安装箱体内部，
水冷散热板10安装于功率电路板下方，用于将高压箱内部电器元器件工作时产生的热量通过冷却水传递出去。
用电设备连接器（又名：高压连接器）安装于高压箱1上，连接高压箱内部的熔断器以及外部的高压用电设备。
电流传感器6安装于电池组正极输入铜排上，用于实时采集流过的电流，并将信号送到控制模块内，控制模块判断电流过大时，断开所有IGBT，以达到保护电池组的目的。
绝缘检测仪7用于采集动力电池正负、极的对地电阻，当绝缘检测仪7采集的对地电阻的绝缘阻值≤500KΩ，表示出现短路，绝缘检测仪7CAN通讯将短路信号传输至控制模块4，控制模块4控制所有的IGBT开关2断开，防止高压漏电。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种新型节能型电动汽车高压配电装置，其特征在于：包括动力电池、高压箱（1）和设于高压箱内的IGBT开关（2）、预充电阻（3）、控制模块（4）、高压熔断器（5）、功率电路板、电流传感器（6）、绝缘检测仪（7）以及用电设备连接器（8），若干个IGBT（2）开关相互并联，且一所述IGBT开关与动力电池的正极对应连接，剩余的每个IGBT开关对应与一个用电设备连接器（8）的正极连接，所有所述用电设备连接器（8）的负极与动力电池负极在高压箱内并联，在IGBT开关与动力电池之间以及IGBT开关与用电设备连接器之间均连接一个高压熔断器（5）；预充电阻（3）与动力电池相连的所述IGBT开关相连， 高压熔断器（5）和IGBT开关（2）安装在功率电路板上，每个IGBT开关对应与控制模块（4）相连，电流传感器（6）安装于动力电池的正极上，电流传感器（6）与控制模块（4）相连。
2.如权利要求1所述的新型节能型电动汽车高压配电装置，其特征在于：所述绝缘检测仪（7）用于采集动力电池正负、极的对地电阻，当绝缘检测仪（7）采集的对地电阻的绝缘阻值≤500KΩ，表示出现短路，绝缘检测仪（7）将短路信号传输至控制模块（4），控制模块（4）控制所有的IGBT开关（2）断开，防止高压漏电。
3.如权利要求1所述的新型节能型电动汽车高压配电装置，其特征在于：所述高压箱（1）上设有水冷散热板（10）。
4.如权利要求1所述的新型节能型电动汽车高压配电装置，其特征在于：所述高压箱（1）是由铝压铸而成。
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