CN113346357A - 高压配电盒 - Google Patents

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詹声根
陈浩
李大朋
张飞贺
李坤鹏
郑平
郑海
蒋辉
施志杰
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Abstract

本发明公开了一种高压配电盒，本发明的设计构思在于在考虑为高压配电盒进行多样化集成以及提升其通用性的基础上，通过主体外壳、上盖板、维修口安装盖、下盖板、排障盖、端子安装盖、外部电气连接装置、外部非电气连接装置以及位于主体外壳内部的预设器件，构造出可优化其内部高低压线束布置、提升其整体EMC性能的高压配电盒。具体地，通过设置独立的腔室及外部电气连接装置实现不同线缆的连接，通过设置维修口以便进行损件更换，通过设置排障口以便对故障进行排查分析，可见本发明相较现有技术，在操作可行性、维修安全性、使用便利性以及空间利用率等方面均有显著提升。

Description

高压配电盒
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种高压配电盒。
背景技术
随着电动汽车的发展，高压配电盒的集成化、小型化成为趋势，以及电动汽车相比传统燃油车在EMC测试中的劣势，如何配置高压配电盒，进一步提升其性能成为电动汽车发展中的一个重要课题。
现有方案有两种，其中之一是高压配电盒和各高压用电器分立存在，最主要的表现是整车上的电机控制器、DC-DC变换器、DC-AC变换器等部件通过高压线缆与高压配电盒连接，根据整车的布置需求，将电机控制器、DC-DC变换器、DC-AC变换器等部件安装在整车上。其缺点在于：
(1)集成化程度低，空间利用率低；
(2)电机控制器、DC-DC变换器、DC-AC变换器等均需进行独立冷却，且外置时均需用专门的模具或者钣金的外壳进行保护；
(3)电机控制器、DC-DC变换器、DC-AC变换器通过高压线缆与高压配电盒进行连接，会形成多个高压闭环空间，不利于整车EMC性能的提升；
(4)电机控制器、DC-DC变换器、DC-AC变换器等部件安装在整车上，导致整车上的高压线缆、低压回路较多，线束凌乱且易造成高低压线束并行走线，进行相互干扰，影响低压系统的稳定性。
第二种现有技术是将高压配电盒简单地进行集成，虽然可避免电机控制器、DC-DC变换器、DC-AC变换器等部件安装在整车上，但未综合考虑高压配电盒性能。其缺点在于：
(1)虽然减少了电机控制器、DC-DC变换器、DC-AC变换器等部件的布置，但是高压配电盒内部空间未能有效利用，存在高低压线束交叉走线、相互干扰的问题；
(2)未有效考虑高压配电盒集成后的EMC性能，并且整改空间不足，难以在已有的高压配电盒基础上进行改进。
发明内容
鉴于上述，本发明旨在提供一种高压配电盒，以解决新能源车辆的现有高压配电方式的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种高压配电盒，其中包括：主体外壳、上盖板、维修口安装盖、下盖板、排障盖、端子安装盖、外部电气连接装置、外部非电气连接装置以及位于主体外壳内部的预设器件；
其中，所述主体外壳包括壳体本体以及独立腔体；
所述壳体本体具有上部开口、下部开口以及侧面开口，所述上部开口与所述上盖板通过螺栓及密封圈连接，且所述维修口安装盖与所述上盖板上的开口通过螺栓及密封圈连接；所述下部开口与所述下盖板通过螺栓及密封圈连接；所述侧面开口与排障盖通过螺栓及密封圈连接；且所述外部电气连接装置与所述外部非电气连接装置分别设置在所述壳体本体的侧壁；
所述独立腔体用于端子安装，且所述独立腔体与所述壳体本体二者相互隔离，所述端子安装盖与所述独立腔体的开口通过螺栓及密封圈连接；
所述预设器件包括控制板，以及如下器件的多种组合：熔断器、接触器、绝缘隔板、电机控制器、DC-DC变换器、DC-AC变换器以及冷却水板。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述预设器件具体包括：
布局在上层的第一熔断器、第一接触器、第二熔断器、第二接触器、控制板、绝缘隔板；
布局在中间层的电机控制器；
布局在底层的DC-DC变换器DC-AC变换器；
且在电机控制器与DC-DC变换器及DC-AC变换器之间设有冷却水板。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述第一熔断器通过铜排分别与所述外部电气连接装置以及所述第一接触器电气连接；
所述第一接触器通过铜排与所述外部电气连接装置电气连接；
所述控制板包括高压控制板，所述高压控制板的内部集成有高压配电回路，所述高压配电回路分别与所述第二熔断器以及所述第二接触器电气连接。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述排障盖的外部设有低压接口，所述排障盖的内部设有低压转接板；
所述高压控制板的内部还集成有低压控制回路，所述低压控制回路与所述低压转接板电气连接；
所述低压接口用于与外部低压线束电气连接；所述低压转接板用于将所述低压接口接收的外部信号传输至所述高压控制板。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述绝缘隔板用于将所述第一熔断器及所述第二熔断器与其他部件隔离；
所述绝缘隔板与所述高压控制板一体成型或固定连接在所述高压控制板上。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述维修口安装盖垂直投影在所述绝缘隔板的内部，所述绝缘隔板垂直投影在所述高压控制板的内部。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述控制板还包括靠近所述外部电气连接装置的互锁板；
所述互锁板通过插件与所述高压控制板互锁串联。
在其中至少一种可能的实现方式中，在所述高压控制板上还设有互锁端口；
所述维修口安装盖的下端面设有立柱，在所述立柱的下端部设有互锁短接线，所述互锁短接线与所述互锁端口电气连接。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述独立腔体上设有用于端子插拔的若干个凸台，所述凸台包括预先开孔的凸台以及未开孔的预留凸台。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述壳体本体上设有第一防错销，所述第一防错销与所述上盖板上设置的第一防错孔配合连接；和/或，
所述上盖板上设有第二防错销，所述第二防错销与所述维修口安装盖上设置的第二防错孔配合连接；和/或，
所述独立腔体上设有第三防错销，所述第三防错销与端子安装盖上设置的第三防错孔配合连接。
本发明的设计构思在于在考虑为高压配电盒进行多样化集成以及提升其通用性的基础上，通过主体外壳、上盖板、维修口安装盖、下盖板、排障盖、端子安装盖、外部电气连接装置、外部非电气连接装置以及位于主体外壳内部的预设器件，构造出可优化其内部高低压线束布置、提升其整体EMC性能的高压配电盒。具体地，通过设置独立的腔室及外部电气连接装置实现不同线缆的连接，通过设置维修口以便进行损件更换，通过设置排障口以便对故障进行排查分析，可见本发明相较现有技术，在操作可行性、维修安全性、使用便利性以及空间利用率等方面均有显著提升。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为本发明实施例提供的高压配电盒的外部结构示意图；
图2为本发明实施例提供的高压配电盒内的预设器件布局示意图；
图3为本发明实施例提供的排障盖的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的维修口安装盖的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明提出了一种高压配电盒的实施例，具体来说，如图1所示，可以包括：主体外壳1、上盖板2、维修口安装盖3、下盖板4、排障盖5、端子安装盖6、外部电气连接装置7、外部非电气连接装置8以及位于主体外壳1内部的预设器件。其中，所述主体外壳1包括壳体本体11以及独立腔体12，所述壳体本体11具有上部开口、下部开口以及侧面开口，所述上部开口与所述上盖板2通过螺栓及密封圈连接，且所述维修口安装盖3与所述上盖板2上的开口通过螺栓及密封圈连接；所述下部开口与所述下盖板4通过螺栓及密封圈连接；所述侧面开口与排障盖5通过螺栓及密封圈连接；且所述外部电气连接装置7与所述外部非电气连接装置8分别设置在所述壳体本体11的侧壁。
而所述独立腔体12用于端子安装(例如OT端子)，且所述独立腔体12与所述壳体本体11二者相互隔离(这样设计的优势在于，例如在进行OT端子装配时，不会影响壳体本体11内部的一些高压部件，以及在安装作业时可以避免螺栓等杂物坠入；同时，还可以节省壳体本体11的内部空间，可使整个高压配电盒的结构更加紧凑)，所述端子安装盖6与所述独立腔体12的开口通过螺栓及密封圈连接。
这里可以补充说明的是，由于前述采用了密封连接的方式，因此优选地，在所述壳体本体11上可以设有第一防错销，所述第一防错销与所述上盖板2上设置的第一防错孔配合连接；和/或，在所述上盖板2上设有第二防错销，所述第二防错销与所述维修口安装盖3上设置的第二防错孔配合连接；和/或，在所述独立腔体12上设有第三防错销，所述第三防错销与端子安装盖6上设置的第三防错孔配合连接。这样，通过防错销与防错孔的配合，可以避免装配错误导致密封失效。
关于前述预设器件则可以包括控制板9，以及如下器件的多种组合：熔断器、接触器、绝缘隔板10、电机控制器、DC-DC变换器、DC-AC变换器以及冷却水板。
关于前述外部非电气连接装置8，如图示的固定支脚、冷却进出水口、泄气阀、固定支脚辅件等皆可以视为外部非电气连接装置8，本发明对此不作限定。
关于前述外部电气连接装置7则可以是指图示的专用连接器，并且在实际操作中，外部电气连接装置7优选涵盖到整车的各项配电需求，如空调、转向、PTC和上装等。
关于所述预设器件，结合图2所示，在一些实施例中可以具体按如下设置：布局在上层的第一熔断器、第一接触器、第二熔断器、第二接触器、控制板9、绝缘隔板10；布局在中间层的电机控制器；布局在底层的DC-DC变换器DC-AC变换器。并且，在电机控制器与DC-DC变换器及DC-AC变换器之间设有冷却水板，优选地，根据高压配电盒的集成程度以及电机控制器和DC-DC变换器、DC-AC变换器的散热需求，可以将电机控制器和DC-DC变换器、DC-AC变换器合理布置在冷却水板的两侧，以使散热更加均匀。
前述上部开口可用于上层熔断器、接触器的检修与替换，而下部开口可则用于底部DC-DC变换器、DC-AC变换器的检修与替换。结合实际操作场景，将DC-DC变换器、DC-AC变换器布置在冷却水板下层，这样可直接拆卸下下盖板进行维修或更换，以提升易换性和维修性能。
前述第一熔断器、第一接触器可以用于主回路和快充回路，第二熔断器、第二接触器则可以用于诸如空调、加热、转向灯等，具体的选型和数量可依据实际所需进行灵活调整，本发明对此不作限定，而可以进一步补充的是，所述第一熔断器可以通过铜排分别与所述外部电气连接装置7以及所述第一接触器电气连接，而所述第一接触器则可以通过铜排与所述外部电气连接装置7电气连接。此外，所述控制板9具体可以包括高压控制板91，所述高压控制板91的内部集成有高压配电回路，所述高压配电回路则可以分别与所述第二熔断器以及所述第二接触器电气连接。
在此基础上，可以结合图3所示，所述排障盖5的外部设有低压接口51，所述排障盖5的内部设有低压转接板52，前述高压控制板91的内部还可以集成有低压控制回路，所述低压控制回路与所述低压转接板52电气连接，所述低压接口51用于与外部低压线束电气连接，所述低压转接板52用于将所述低压接口51接收的外部信号传输至所述高压控制板91，以此实现低压信息交互，并使得低压线束走线更加简洁、方便，有效提升了高压配电盒的EMC性能。具体地，通过高压控制板91内部集成高、低压线路，并使不同的高低压线路分别与对应的器件以及低压转接板52连接，从而实现高低压线缆不交叉地分区域走线，可以在优化高压配电盒EMC性能的同时，提升其空间利用率。进一步地，高压控制板91的板体可以采用绝缘材料制作，这样，可以通过改变绝缘材料的厚度，以减少高压绝缘间隙，方便于其他器件的布置，使得高压配电盒的整体设计更加紧凑、实用。
结合图2，前述绝缘隔板10的作用可以是将所述第一熔断器及所述第二熔断器等类似的可能需要经常替换的易损件，与盒内其他部件相互隔离，具体地，所述绝缘隔板10可以采用绝缘材质，并与所述高压控制板91一体成型或者通过卡扣、螺栓等方式固定连接在所述高压控制板91上。
较佳地，以俯视的视角，所述维修口安装盖3可完全垂直投影在所述绝缘隔板10的内部，且所述绝缘隔板10可完全垂直投影在所述高压控制板91的内部，这样的设计是确保在打开维修口安装盖3时，不会干扰到盒内其他部件，以及避免维修时由于误操作将螺栓等掉入高压配电盒的内部。
再结合图2所示，所述控制板9还可以包括靠近所述外部电气连接装置7的互锁板92，所述互锁板92通过电气插件与所述高压控制板91互锁串联，以实现电气互锁功能。互锁板92布置在外部电气连接装置7密集区域，是为了便于互锁线束的连接，在实际操作中，其与外部电气连接装置7的互锁线束可采用插件连接，方便安装以及检测，设计互锁板的目的则是可以快速排查互锁故障。在此基础上，所述高压控制板91上且对应维修口安装盖3的区域还可以设有互锁端口，并且，结合图4所示，所述维修口安装盖3的下端面可以设有立柱31，而在所述立柱31的下端部则可以设有互锁短接线(图中未示出)，所述互锁短接线与所述互锁端口电气连接。这样的设计是考虑一旦打开维修口安装盖3或者上盖板2便可以拔出互锁短接线，导致回路断路，从而可以切断相关的高压线路实现互锁，以此提升操作安全性。
最后还可以说明的是，关于所述独立腔体12，其上可以设有用于端子插拔的若干个凸台，尤其地，所述凸台可以包括预先开孔的凸台以及未开孔的预留凸台。例如总共有三个凸台，两个开孔便于通过端子连接外部的正负极电缆，而第三个凸台则可以根据高压配电盒是否集成电机控制器来决定是否需要开孔，如果需要集成电机控制器则可以对第三个预留的凸台采用后机加工的方式进行开孔，对此本发明不作限定。
综上所述，本发明的设计构思在于在考虑为高压配电盒进行多样化集成以及提升其通用性的基础上，通过主体外壳、上盖板、维修口安装盖、下盖板、排障盖、端子安装盖、外部电气连接装置、外部非电气连接装置以及位于主体外壳内部的预设器件，构造出可优化其内部高低压线束布置、提升其整体EMC性能的高压配电盒。具体地，通过设置独立的腔室及外部电气连接装置实现不同线缆的连接，通过设置维修口以便进行损件更换，通过设置排障口以便对故障进行排查分析，可见本发明相较现有技术，在操作可行性、维修安全性、使用便利性以及空间利用率等方面均有显著提升。
本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高压配电盒，其特征在于，包括：主体外壳(1)、上盖板(2)、维修口安装盖(3)、下盖板(4)、排障盖(5)、端子安装盖(6)、外部电气连接装置(7)、外部非电气连接装置(8)以及位于主体外壳(1)内部的预设器件；
其中，所述主体外壳(1)包括壳体本体(11)以及独立腔体(12)；
所述壳体本体(11)具有上部开口、下部开口以及侧面开口，所述上部开口与所述上盖板(2)通过螺栓及密封圈连接，且所述维修口安装盖(3)与所述上盖板(2)上的开口通过螺栓及密封圈连接；所述下部开口与所述下盖板(4)通过螺栓及密封圈连接；所述侧面开口与排障盖(5)通过螺栓及密封圈连接；且所述外部电气连接装置(7)与所述外部非电气连接装置(8)分别设置在所述壳体本体(11)的侧壁；
所述独立腔体(12)用于端子安装，且所述独立腔体(12)与所述壳体本体(11)二者相互隔离，所述端子安装盖(6)与所述独立腔体(12)的开口通过螺栓及密封圈连接；
所述预设器件包括控制板(9)，以及如下器件的多种组合：熔断器、接触器、绝缘隔板(10)、电机控制器、DC-DC变换器、DC-AC变换器以及冷却水板。
2.根据权利要求1所述的高压配电盒，其特征在于，所述预设器件具体包括：
布局在上层的第一熔断器、第一接触器、第二熔断器、第二接触器、控制板(9)、绝缘隔板(10)；
布局在中间层的电机控制器；
布局在底层的DC-DC变换器DC-AC变换器；
且在电机控制器与DC-DC变换器及DC-AC变换器之间设有冷却水板。
3.根据权利要求2所述的高压配电盒，其特征在于，所述第一熔断器通过铜排分别与所述外部电气连接装置(7)以及所述第一接触器电气连接；
所述第一接触器通过铜排与所述外部电气连接装置(7)电气连接；
所述控制板(9)包括高压控制板(91)，所述高压控制板(91)的内部集成有高压配电回路，所述高压配电回路分别与所述第二熔断器以及所述第二接触器电气连接。
4.根据权利要求3所述的高压配电盒，其特征在于，所述排障盖(5)的外部设有低压接口(51)，所述排障盖(5)的内部设有低压转接板(52)；
所述高压控制板(91)的内部还集成有低压控制回路，所述低压控制回路与所述低压转接板(52)电气连接；
所述低压接口(51)用于与外部低压线束电气连接；所述低压转接板(52)用于将所述低压接口(51)接收的外部信号传输至所述高压控制板(91)。
5.根据权利要求3所述的高压配电盒，其特征在于，所述绝缘隔板(10)用于将所述第一熔断器及所述第二熔断器与其他部件隔离；
所述绝缘隔板(10)与所述高压控制板(91)一体成型或固定连接在所述高压控制板(91)上。
6.根据权利要求5所述的高压配电盒，其特征在于，所述维修口安装盖(3)垂直投影在所述绝缘隔板(10)的内部，所述绝缘隔板(10)垂直投影在所述高压控制板(91)的内部。
7.根据权利要求3所述的高压配电盒，其特征在于，所述控制板(9)还包括靠近所述外部电气连接装置(7)的互锁板(92)；
所述互锁板(92)通过插件与所述高压控制板(91)互锁串联。
8.根据权利要求7所述的高压配电盒，其特征在于，在所述高压控制板(91)上还设有互锁端口；
所述维修口安装盖(3)的下端面设有立柱(31)，在所述立柱(31)的下端部设有互锁短接线，所述互锁短接线与所述互锁端口电气连接。
9.根据权利要求1～8任一项所述的高压配电盒，其特征在于，所述独立腔体(12)上设有用于端子插拔的若干个凸台，所述凸台包括预先开孔的凸台以及未开孔的预留凸台。
10.根据权利要求1～8任一项所述的高压配电盒，其特征在于，所述壳体本体(11)上设有第一防错销，所述第一防错销与所述上盖板(2)上设置的第一防错孔配合连接；和/或，
所述上盖板(2)上设有第二防错销，所述第二防错销与所述维修口安装盖(3)上设置的第二防错孔配合连接；和/或，
所述独立腔体(12)上设有第三防错销，所述第三防错销与端子安装盖(6)上设置的第三防错孔配合连接。
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