CN110406394A - 一种纯电动商用车的高压管理系统 - Google Patents

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王涛
崔克天
陈文仙
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Shandong Wuzheng Group Co Ltd
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Abstract

本发明涉及电动汽车技术领域，具体是一种纯电动商用车的高压管理系统，所述电池高压管理系统包括有高压电气元件组、电池包和与电池包电性连接的电源适配模块，所述高压电气元件组包括有均并联统一取电于电池包的电机控制器、车载充电机、变压器、空调压缩机、空调PTC、快充插座、车载蓄电池和慢充插座，电机控制器电性连接有高压电机，所述电源适配模块包括有PDU模块、与PDU模块电性连接的车载充电器和DC‑DC转换器，本发明的高压电气元件组全部置于PDU模块内部，核心点在于电池包内不存在任何高压电气元器件，通过这种方式可以降低了电池包的重量，提升电池包能量密度，降低整车成本。

Description

一种纯电动商用车的高压管理系统
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，具体是一种纯电动商用车的高压管理系统。
背景技术
随着节能环保的日益普及和国家对新能源、新技术的大力支持，在商用车新能源领域，迎来了突飞猛进的发展，但由于纯电动汽车由于其电池包种类繁多，商用车电池包与乘用车电池包差异较大，在这种背景下，不同电池包及车型的不同决定了其高压架构的不同，在纯电动商用车领域，尤其是载重量较大的物流车，其使用的均是标准电池箱，内部不含有熔断器、继电器等高压电气元件，导致其高压架构的设计差异性较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纯电动商用车的高压管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的技术方案是：一种纯电动商用车的高压管理系统，所述电池高压管理系统包括有高压电气元件组、电池包和与电池包电性连接的电源适配模块，所述高压电气元件组包括有均并联统一取电于电池包的电机控制器、车载充电机、变压器、空调压缩机、空调PTC、快充插座、车载蓄电池和慢充插座，电机控制器电性连接有高压电机，所述电源适配模块包括有PDU模块、与PDU模块电性连接的车载充电器和DC-DC转换器，所述车载充电器串联在慢充插座和电池包之间的所在支路上，所述DC-DC转换器串联在车载蓄电池和电池包之间的所在支路上，所述PDU模块串联在高压电气元件组和电池包之间的主回路上。
进一步的，所述PDU模块包括有主正继电器、主负继电器、快充继电器、PTC继电器、快充熔断器、慢充熔断器、DC-DC熔断器、PTC熔断器、AC熔断器和电流传感器，所述主正继电器串联在正极主回路上，所述主正继电器并联有预充电阻和预充继电器，所述主负继电器和电流传感器均串联在负极主回路上，快充继电器和快充熔断器均串联在快充插座所在的正极支路上，慢充熔断器串联在车载充电器所在的正极支路上，所述PTC熔断器和PTC继电器串联在PTC所在的正极支路上，DC-DC熔断器串联在DC-DC转换器所在的正极支路上，AC熔断器串联在空调压缩机所在的正极支路上。
进一步的，所述电池包还电性连接有加热膜，所述加热膜与电池包电性连接有正极支路上串联有加热继电器。
进一步的，所述电池包上电性连接有手动维护开关，所述手动维护开关也与电机控制器电性连接。
进一步的，所述加热膜为PTC加热电阻丝。
进一步的，所述电流传感器为霍尔电流传感器。
本发明通过改进在此提供一种纯电动商用车的高压管理系统，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
其一：本发明的PTC采用PTC继电器控制，降低成本；
其二：本发明的电机控制器电流与电池放电电流大小相当，电机控制器与电池包共用手动修复开关；减少了电机控制器的熔断器，降低成本；
其三：本发明的高压电气元件组全部置于PDU模块内部，核心点在于电池包内不存在任何高压电气元器件，通过这种方式可以降低了电池包的重量，提升电池包能量密度，降低整车成本；
其四：本发明的减少了慢充、电机控制器用的继电器，全部公用主正继电器和主负继电器，降低了整车成本。
其五：在使用过程中可以有效提升高压安全，同时平台拓展性较高，尤其适用于轻卡、中卡等车型。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的A处放大图；
图3是本发明的B处放大图；
附图标记说明：
主正继电器1，主负继电器2，快充继电器3，PTC继电器4，快充熔断器5，慢充熔断器6，DC-DC熔断器7，PTC熔断器8，AC熔断器9，电流传感器10，预充电阻11，预充继电器12，加热继电器13。
具体实施方式
下面对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种纯电动商用车的高压管理系统，如图1-图3所示，所述电池高压管理系统包括有高压电气元件组、电池包和与电池包电性连接的电源适配模块，所述高压电气元件组包括有均并联统一取电于电池包的电机控制器、车载充电机、变压器、空调压缩机、空调PTC、快充插座、车载蓄电池和慢充插座，电机控制器电性连接有高压电机，所述电源适配模块包括有PDU模块、与PDU模块电性连接的车载充电器和DC-DC转换器，所述车载充电器串联在慢充插座和电池包之间的所在支路上，所述DC-DC转换器串联在车载蓄电池和电池包之间的所在支路上，所述PDU模块串联在高压电气元件组和电池包之间的主回路上，各高压零部件除电机电控外，其余均根据其功率情况配备高压熔断器，对零部件进行保护。
所述PDU模块包括有主正继电器1、主负继电器2、快充继电器3、PTC继电器4、快充熔断器5、慢充熔断器6、DC-DC熔断器7、PTC熔断器8、AC熔断器9和电流传感器10，所述主正继电器1串联在正极主回路上，所述主正继电器1并联有预充电阻11和预充继电器12，所述主负继电器2和电流传感器10均串联在负极主回路上，快充继电器3和快充熔断器5均串联在快充插座所在的正极支路上，慢充熔断器6串联在车载充电器所在的正极支路上，所述PTC熔断器8和PTC继电器4串联在PTC所在的正极支路上，DC-DC熔断器7串联在DC-DC转换器所在的正极支路上，AC熔断器9串联在空调压缩机所在的正极支路上。
主正继电器1、主负继电器2、快充继电器3、PTC继电器4和预充继电器12均为高压继电器，快充插座和空调PTC等无控制器的部件需要使用高压继电器将电源切断，需要使用时再连接供电。
其余零部件全部并联在主正回路上，同时加入快充熔断器5、慢充熔断器6、DC-DC熔断器7、PTC熔断器8、AC熔断器9对零部件进行保护，在空调PTC前端正极上加入PTC继电器4对空调PTC的开关进行控制，在快充插座后端加入快充继电器3，控制快充并且防止快充口反向带电。而电机控制器则直接并联在主回路上，考虑其电流与电池包电流相当，因此MCU与电池包公用一个手动修复开关保险(MSD)。
所述的系统主要适用于多个标准电池箱的纯电动物流车，其主要方案为将多个电池箱使用线束串联起来，每个电池箱自带MSD，最后由电池包的正负极提供输出，给到PDU模块、车载充电机和DC-DC转换器集成在一起的电源适配模块，所述的系统的PDU为核心，主机厂在使用时可以选择是否使用集成方案将充电机、DC-DC转换器集成到PDU内部形成三合一，PDU的主要工作原理是将电池包提供的电源安全合理的分配给各零部件，本发明的核心点在于电池包内不存在任何高压电气元器件，所有高压元器件全部置于PDU内部，通过这种方式可以达到提升电池包能量密度，降低整车成本的目的。
所述电池包还电性连接有加热膜，所述加热膜与电池包电性连接有正极支路上串联有加热继电器13，所述电机控制器为MCU控制芯片。
所述电池包上电性连接有手动维护开关，所述手动维护开关也与电机控制器电性连接。
所述加热膜为PTC加热电阻丝，通过高压线束将正负极电源给到电源适配模块，同时电池包内部自带加热膜。
所述电流传感器10为霍尔电流传感器，霍尔电流传感器10基于磁平衡式霍尔原理，根据霍尔效应原理，从霍尔元件的控制电流端通入电流，并在霍尔元件平面的法线方向上施加磁感应强度为B的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向(即霍尔输出端之间)，将产生一个电势，称其为霍尔电势，其大小正比于控制电流与磁感应强度B的乘积。
对于不同车型，可根据车配置在PDU内部的主回路上并联相应零部件进行拓展以完成高压配电，高压电气元件组全部置于PDU模块内部，核心点在于电池包内不存在任何高压电气元器件，通过这种方式可以达到提升电池包能量密度，降低整车成本的目的降低了电池包的重量。
将快充熔断器5、慢充熔断器6放置在主正继电器1、主负继电器2前端可以保证在对车辆进行快慢充时，可以完成车内空调的高压供电，提升用户的体验，同时没有将快充继电器3放在电池包内减少了电池包开口数量，提升了电池包的自身防护等级，将加热继电器13并联在主回路上，可以完成车辆充电加热、行驶过程中加热和车辆静止状态下的电池加热。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种纯电动商用车的高压管理系统，其特征在于：所述电池高压管理系统包括有高压电气元件组、电池包和与电池包电性连接的电源适配模块，所述高压电气元件组包括有均并联统一取电于电池包的电机控制器、车载充电机、变压器、空调压缩机、空调PTC、快充插座、车载蓄电池和慢充插座，电机控制器电性连接有高压电机，所述电源适配模块包括有PDU模块、与PDU模块电性连接的车载充电器和DC-DC转换器，所述车载充电器串联在慢充插座和电池包之间的所在支路上，所述DC-DC转换器串联在车载蓄电池和电池包之间的所在支路上，所述PDU模块串联在高压电气元件组和电池包之间的主回路上。
2.根据权利要求1所述的一种纯电动商用车的高压管理系统，其特征在于：所述PDU模块包括有主正继电器(1)、主负继电器(2)、快充继电器(3)、PTC继电器(4)、快充熔断器(5)、慢充熔断器(6)、DC-DC熔断器(7)、PTC熔断器(8)、AC熔断器(9)和电流传感器(10)，所述主正继电器(1)串联在正极主回路上，所述主正继电器(1)并联有预充电阻(11)和预充继电器(12)，所述主负继电器(2)和电流传感器(10)均串联在负极主回路上，快充继电器(3)和快充熔断器(5)均串联在快充插座所在的正极支路上，慢充熔断器(6)串联在车载充电器所在的正极支路上，所述PTC熔断器(8)和PTC继电器(4)串联在PTC所在的正极支路上，DC-DC熔断器(7)串联在DC-DC转换器所在的正极支路上，AC熔断器(9)串联在空调压缩机所在的正极支路上。
3.根据权利要求1所述的一种纯电动商用车的高压管理系统，其特征在于：所述电池包还电性连接有加热膜，所述加热膜与电池包电性连接有正极支路上串联有加热继电器(13)。
4.根据权利要求1所述的一种纯电动商用车的高压管理系统，其特征在于：所述电池包上电性连接有手动维护开关，所述手动维护开关也与电机控制器电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种纯电动商用车的高压管理系统，其特征在于：所述加热膜为PTC加热电阻丝。
6.根据权利要求2所述的一种纯电动商用车的高压管理系统，其特征在于：所述电流传感器(10)为霍尔电流传感器。
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