CN206099088U - 一种用于电动汽车总成的高压配电箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于电动汽车总成的高压配电箱，箱体与箱盖连接处设置可恢复记忆的形变橡胶，防护等级能够达到IP67，具有较好的密封、防水、防尘性能；采用集成模块化设计，适应性强，功能多样化，安全系数高；所述箱体内设置有与动力电池输出端连接的继电器和与继电器连接的电力分配连接器，电力分配连接器的PTC连接器、空调连接器、慢充连接器、快充连接器、MCU连接器中的一个或几个内设置有与控制板连接的高压互锁开关，电气性能与联锁性能可靠，功能全面；集成了如PTC、空调、暖风、DC/DC、快充、慢充等辅助动力接口，同时可以采集碰撞信号、温控信号、高压互锁等信号，且具有很好的可移植性，可拓展性；箱体采用铝合金材质，可以提升电磁的兼容性。

Description

一种用于电动汽车总成的高压配电箱

技术领域

本发明涉及一种用于电动汽车总成的高压配电箱，尤其涉及一种电动汽车的高压配电箱的系统集成解决方案，应用于电动汽车技术领域。

背景技术

电动汽车技术发展迅速，而应用于电动汽车的高压配电箱技术还存在防护不高、电磁兼容性不强、电能利用率低、系统联锁性能薄弱、功能单一等诸多缺陷，少数产品虽然能解决部分问题，但是结构复杂，体积庞大，适应性低，不能多方位推广应用，且生产制造成本较高，操作繁琐，维护不方便，安全性不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于电动汽车总成的高压配电箱，能够提升电磁兼容性，密封性能好，适应性强，减少连接阻抗，同时结构更简单，组装方便，功能全面，降低成本。

本发明为一种用于电动汽车总成的高压配电箱，包括箱体和箱盖，其特征在于：所述箱盖盖装于箱体上部，箱体内设置有安装电气元器件的安装板、与动力电池输出端连接的继电器、与继电器连接的电力分配连接器、与整车对接的低压通讯连接器、用于汇流与电力传输的铜排、用于电池系统的内部通讯和整车信息交互的中央管理模块、固定熔断器的绝缘柱，和若干确保电连接可靠、保护负载的高压互锁开关；

所述电气元器件包括提供碰撞保护的惯性开关、监测母线回路电流的电流传感器、保护电路和其他电气部件安全的熔断器、用于单向整流的桥式整流模块、用于 直流电源电压转换的DC/DC稳压模块、用于过流保护的预充继电器和预充电阻；

所述电力分配连接器包括：

手动维修开关插头：用来快捷方便地检修电池系统，插头内配有熔断器；

手动维修开关插座：与手动维修开关插头配套使用，固定在箱体上；

电池正负极输入插件：电池高压输入端；

空调插件：用于高压配电箱电能转换和分配后供给整车空调的辅助动力使用；

暖风插件：用于高压配电箱电能转换和分配后供给整车加热器的辅助动力使用；

DC/DC插件：用于高压配电箱电能转换和分配后供给整车DC/DC稳压模块使用；

除霜插件：用于高压配电箱电能转换和分配后供给整车除霜功率部件使用；

慢充电插件：用于整车交流充电机对电池充电电源的接口；

快充电正极插件：用于外部充电桩对电池充电电源正极的接口；

快充电负极插件：用于外部充电桩对电池充电电源负极的接口；

电机正极插件：用于与整车控制器或电机正极输入的接口；

电机负极插件：用于与整车控制器或电机负极输入的接口；

所述低压通讯连接器包括：

电池包通讯插件：用于高压配电箱内中央处理单元(BCU)与电池包内终端模块的电源和内部通讯；

调试插件：用于外部对整车的工况调试验证及仿真实现；

整车通讯插件：用于与整车网络通讯的接口；

所述箱体、箱盖通过互相配合的法兰盘式边沿连接固定，连接处设置有密封橡胶，箱盖上表面设置有若干凸起；

所述安装板通过底部的压铆螺母与箱体固定连接；

所述继电器为高压直流继电器，串联在配电箱内的主回路与辅助动力回路上，驱动线圈由BCU或整车控制器控制，保护高压回路的安全；

所述惯性开关的信号源与配电箱内高压主回路的继电器驱动线圈串接，当发生严重碰撞时，碰撞信号源起作用切断主回路继电器，保护使用的安全；

所述熔断器在系统过流时熔芯自动熔断，用于保护电路的安全及电路上其他的电气部件；

所述桥式整流模块用于低压电源的单向整流，内部带有肖特基功率二极管，防止串电源；

所述预充继电器通过给电机高压上电前预充电来防止上电瞬间电流过大损伤电气部件；

所述预充电阻为功率电阻，应用于预充回路上；

所述铜排绝缘工艺采用浸塑工艺，箱体表面涂装有绝缘防护层，低压电源的分配方式采用桥式整流模块；

所述箱体、箱盖、安装板材料为铝合金，铜排材料为紫铜，绝缘柱材料为DMC；

所述箱体内压铆固定有若干盲孔柱，盲孔柱内部具有螺纹内孔，电气元器件通过螺栓嵌入盲孔柱内与箱体固定，具有更好的防水防尘性能；

本发明提供一种电动汽车用集成化程度较高的高压配电箱，箱体与箱盖连接处设置可恢复记忆的形变橡胶，防护等级能够达到IP67，具有较好的密封、防水、防尘性能；采用集成模块化设计，适应性强，功能多样化，安全系数高；所述箱体内设置有与动力电池输出端连接的继电器和与继电器连接的电力分配连接器，电力分配连接器的PTC连接器、空调连接器、慢充连接器、快充连接器、MCU连接器中的 一个或几个内设置有与控制板连接的高压互锁开关，电气性能与联锁性能可靠，功能全面；集成了如PTC、空调、暖风、DC/DC、快充、慢充等辅助动力接口，同时可以采集碰撞信号、温控信号、高压互锁等信号，且具有很好的可移植性，可拓展性；箱体采用铝合金材质，可以提升电磁的兼容性。

附图说明

图1是本发明实施例内部结构平面示意图；

图2是本发明实施例立体结构分解后示意图；

图3是本发明实施例平面结构主视图；

图4是本发明实施例平面结构左视图；

图5是本发明实施例平面结构仰视图；

图6是本发明实施例平面结构俯视图；

图7是本发明实施例组装后立体结构示意图；

图8是本发明实施例电气原理图。

具体实施方式

如图所示，一种用于电动汽车总成的高压配电箱，包括箱体1和箱盖2，其特征在于：所述箱盖2盖装于箱体1上部，箱体1内设置有安装电气元器件的安装板3、与动力电池输出端连接的继电器21、与继电21器连接的电力分配连接器、与整车对接的低压通讯连接器、用于汇流与电力传输的铜排20、用于电池系统的内部通讯和整车信息交互的中央管理模块30、固定熔断器23的绝缘柱26；箱体1内设置有若干高压互锁开关，确保电连接可靠，在连接器内的插头未插稳或连接器未插插头时，与该连接器对应的高压互锁开关自动断开，中央管理模块检测到来自于该高压互锁开关的信号，通过断开与该连接器连接的继电器的方式，中断对该连接器的 供电，以达到保护负载的目的。

所述电气元器件包括提供碰撞保护的惯性开关13、监测母线回路电流的电流传感器22、保护电路和其他电气部件安全的熔断器23、用于单向整流的桥式整流模块24、用于直流电源电压转换的DC/DC稳压模块25、用于过流保护的预充继电器27和预充电阻29。

所述电力分配连接器包括：

手动维修开关插头4：用来快捷方便地检修电池系统，插头内配有熔断器；

手动维修开关插座5：与手动维修开关插头配套使用，固定在箱体上；

电池正负极输入插件6：电池高压输入端，其绝缘部分耐高压；

空调插件7：用于高压配电箱电能转换和分配后供给整车空调的辅助动力使用；

暖风插件8：用于高压配电箱电能转换和分配后供给整车加热器的辅助动力使用；

DC/DC插件9：用于高压配电箱电能转换和分配后供给整车DC/DC稳压模块使用；

除霜插件10：用于高压配电箱电能转换和分配后供给整车除霜功率部件使用；

慢充电插件14：用于整车交流充电机对电池充电电源的接口；

快充电正极插件15：用于外部充电桩对电池充电电源正极的接口；

快充电负极插件16：用于外部充电桩对电池充电电源负极的接口；

电机正极插件17：用于与整车控制器或电机正极输入的接口；

电机负极插件18：用于与整车控制器或电机负极输入的接口。

所述低压通讯连接器包括：

电池包通讯插件11：用于高压配电箱内中央处理单元(BCU)与电池包内终端模块的电源和内部通讯；

调试插件12：用于外部对整车的工况调试验证及仿真实现；

整车通讯插件19：用于与整车网络通讯的接口。

所述与继电器21连接的电力分配连接器包括PTC连接器、空调连接器、慢充连接器、快充连接器、MCU连接器，还包括与继电器连接的控制板，所述的控制板上连接有用于与CAN信号输出端、点火锁信号输出端、碰撞信号输出端、充电唤醒信号输出端、充电信号输出端、电池包CAN信号输出端中一个或几个连接的低压通讯连接器，所述的继电器包括与PTC连接器、空调连接器、慢充连接器连接的附件继电器、与MCU连接器连接的正极继电器和与快充连接器连接的快充继电器，所述的PTC连接器、空调连接器、慢充连接器、快充连接器、MCU连接器中的一个或几个内设置有与控制板连接的高压互锁开关。

所述箱体1、箱盖2通过互相配合的法兰盘式边沿连接固定，连接处设置有密封橡胶，箱盖2上表面设置有若干凸起，箱盖2上表面的凸起在配电箱受到碰撞时能够起到缓冲作用，减少配电箱受到的冲击力，提高配电箱安全系数；箱体与箱盖连接处通过挤压具有可恢复记忆的形变橡胶能够基本完全地解决系统的密封性要求，同时通过在箱体上压铆盲螺纹孔，可以保障箱体内零部件与箱体组装时的密封性；箱体还集成了如PTC、空调、暖风、DC/DC、快充、慢充等辅助动力接口，同时可以采集碰撞信号、温控信号、高压互锁等信号，且具有很好的可移植性，可拓展性。

所述安装板3通过底部的压铆螺母与箱体固定连接，连接可靠。

所述继电器21为高压直流继电器，串联在配电箱内的主回路与辅助动力回路 上，驱动线圈由BCU或整车控制器控制，保护高压回路的安全。

所述惯性开关13的信号源与配电箱内高压主回路的继电器驱动线圈串接，当发生严重碰撞时，碰撞信号源起作用切断主回路继电器，保护使用的安全。

所述熔断器23在系统过流时熔芯自动熔断，用于保护电路的安全及电路上其他的电气部件。

所述桥式整流模块24用于低压电源的单向整流，内部带有肖特基功率二极管，防止串电源。

所述预充继电器27通过给电机高压上电前预充电来防止上电瞬间电流过大损伤电气部件。

所述预充电阻29为功率电阻，应用于预充回路上。

所述铜排20绝缘工艺采用浸塑工艺，浸塑材料耐压等级高，散热性强，抗老化，同时电磁兼容性好，在箱体的表面涂有绝缘漆，低压电源的分配采用了集成化程度更高的桥式整流模块，减少了系统工作的功率，适应性好，并且标配了9-32V的宽电压范围的DC/DC，可以完全适应在小型车或中大型车或直流充电桩的电源平台上工作，同时兼容在非车载供电模式下的自主电源转换供电。

所述箱体1、箱盖2、安装板3材料为铝合金，铜排20材料为紫铜，绝缘柱26材料为DMC；箱体1采用铝合金材质，可以提升电磁的兼容性；箱内连接采用铜排设计，耐振动性能较电缆连接更具有优势，铜排20采用紫铜镀镍，铜排上采用浸塑工艺整体浸敷绝缘材料较热缩套管或绝缘胶带裹敷性强，信号线与连接铜排分边走线，信号采用PCB集成设计，采用符合汽车级的信号插件对插，生产指导性强，安全可靠。

所述箱体1内压铆固定有若干盲孔柱28，盲孔柱28内部具有螺纹内孔，电气元器件通过螺栓嵌入盲孔柱28内与箱体固定，具有更好的防水防尘性能。

本发明的用于电动汽车总成的高压配电箱，采用模块化集成设计提高了产品标准化程度，提高了组装与维护工作效率，同时与整车配套的适用型较强，达到了提质降本的目的；配电箱内布局合理紧凑，空间利用率高，元器件的结构尺寸满足机械制造及配套加工工艺要求，在较小的箱体内集成功能全面的配电模块，能够推动电动汽车技术发展，进一步推广电动汽车应用范围；为了保证非正常断电时等偶然性情况与电磁兼容性的优化改善，配电箱内还可以配套雷电浪涌器、磁环或动力与信号的屏蔽层的接地等措施，以更好地保证高压输配电安全运行。

Claims (9)

1.一种用于电动汽车总成的高压配电箱，包括箱体(1)和箱盖(2)，所述箱盖(2)盖装于箱体(1)上部，箱体(1)内设置有安装电气元器件的安装板(3)，其特征在于：箱体(1)内设置有与动力电池输出端连接的继电器(21)、与继电器(21)连接的电力分配连接器、与整车对接的低压通讯连接器、用于汇流与电力传输的铜排(20)、用于电池系统的内部通讯和整车信息交互的中央管理模块(30)、固定熔断器(23)的绝缘柱(26)，和若干能够保护负载的高压互锁开关。

2.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车总成的高压配电箱，其特征在于：所述电气元器件包括能够提供碰撞保护的惯性开关(13)、能够监测母线回路电流的电流传感器(22)、能够保护电路和其他电气部件安全的熔断器(23)、能够用于单向整流的桥式整流模块(24)、能够用于直流电源电压转换的DC/DC稳压模块(25)、能够用于过流保护的预充继电器(27)和预充电阻(29)。

3.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车总成的高压配电箱，其特征在于：所述电力分配连接器包括：

手动维修开关插头(4)：能够用于快捷方便地检修电池系统，插头内配有熔断器；

手动维修开关插座(5)：能够与手动维修开关插头配套使用，固定在箱体上；

电池正负极输入插件(6)：电池高压输入端；

空调插件(7)：能够用于高压配电箱电能转换并供给整车空调的辅助动力；

暖风插件(8)：能够用于高压配电箱电能转换并供给整车加热器的辅助动力；

DC/DC插件(9)：能够用于高压配电箱电能转换并供给整车DC/DC稳压模块使用；

除霜插件(10)：能够用于高压配电箱电能转换并供给整车除霜功率部件动力；

慢充电插件(14)：用于整车交流充电机对电池充电电源的接口；

快充电正极插件(15)：用于外部充电桩对电池充电电源正极的接口；

快充电负极插件(16)：用于外部充电桩对电池充电电源负极的接口；

电机正极插件(17)：用于与整车控制器或电机正极输入的接口；

电机负极插件(18)：用于与整车控制器或电机负极输入的接口。

4.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车总成的高压配电箱，其特征在于：所述低压通讯连接器包括：

电池包通讯插件(11)：用于高压配电箱内中央处理单元(BCU)与电池包内终端模块的电源和内部通讯；

调试插件(12)：用于外部对整车的工况调试验证及仿真实现；

整车通讯插件(19)：用于与整车网络通讯的接口。

5.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车总成的高压配电箱，其特征在于：所述箱体(1)、箱盖(2)通过互相配合的法兰盘式边沿连接固定，连接处设置有密封橡胶，箱盖上表面设置有若干凸起；

所述安装板(3)通过底部的压铆螺母与箱体固定连接。

6.根据权利要求2所述的一种用于电动汽车总成的高压配电箱，其特征在于：所述继电器(21)为高压直流继电器，串联在配电箱内的主回路与辅助动力回路上，驱动线圈由BCU或整车控制器控制；

所述惯性开关(13)的信号源与配电箱内高压主回路的继电器驱动线圈串接；

所述熔断器(23)在系统过流时能够熔芯自动熔断；

所述桥式整流模块(24)能够用于低压电源的单向整流，内部带有肖特基功率二极管，防止串电源；

所述预充继电器(27)通过给电机高压上电前预充电来防止上电瞬间电流过大损伤电气部件；

所述预充电阻(29)为功率电阻。

7.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车总成的高压配电箱，其特征在于：所述铜排(20)绝缘工艺采用浸塑工艺，箱体(1)表面涂装有绝缘防护层。

8.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车总成的高压配电箱，其特征在于：所述箱体(1)、箱盖(2)、安装板(3)材料为铝合金，铜排(20)材料为紫铜，绝缘柱(26)材料为DMC。

9.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车总成的高压配电箱，其特征在于：所述箱体(1)内压铆固定有若干盲孔柱(28)，盲孔柱(28)内部具有螺纹内孔，电气元器件能够通过螺栓嵌入盲孔柱(28)内与箱体固定。