CN206306847U - 纯电动货车高压配电箱 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种纯电动货车高压配电箱，包括箱体、箱体内电路、电池管理系统；箱体包括高压接插件、低压接口、安装支架；箱体内电路包括主输出回路、高压用电回路、充电回路；主输出回路包括总负继电器（8）、总正继电器（1）、电流传感器（16）、预充电继电器（2）、预充电电阻（15），总正保险丝（9），电机控制器接插件（23）；电池管理系统（18）包括充电控制、预充电控制、放电控制，PTC1/PTC2控制、AC控制、充电指示控制、高压互锁控制、低压CAN通讯、绝缘检测；箱体内电路还包括DC/DC用电回路，DC/DC用电回路包括DC/DC电压转换继电器（3）、DC/DC保险丝（10）、充电继电器（6）、充电保险丝（14）。

Description

纯电动货车高压配电箱
技术领域
本实用新型涉及一种电动货车高压电源分配系统，尤其涉及一种纯电动货车高压配电箱。
背景技术
目前国内纯电动汽车高压配电箱的设计： 1）目前高压配电箱用于纯电动车，主要是针对客车类型，用于货车专用的高压配电箱很少；2）现有的高压配电箱都不带有DC/DC控制功能及DC/DC输出端口；3）现有的高压配电箱无检测充电温度的功能；4）现有的高压配电箱无高压互锁和防错设计。
现有纯电动车高压配电箱工作原理：参见图1，将采集到的高压电池中模块电压、总电压、高压回路中的总电流等信号经过CAN总线传输给BMS（电池管理系统），BMS经过过滤后再传送给VCM（整车控制器）。VCM根据实时采样的电流、电压、电池温度等信息，结合电机、高压用电器的用电需求，分配电压；同时，同时电池电压过低时，通过地面充电装给电池补电；控制对应支路接触器的闭合和断开。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种纯电动货车高压配电箱，该高压配电箱将高压电池电压经过合理控制，分配给不同高压用电器，具有集成度高、通用性强等特点。
为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种纯电动货车高压配电箱，包括箱体、箱体内电路、电池管理系统；所述箱体包括高压接插件、低压接口、安装支架；
所述箱体内电路包括主输出回路、高压用电回路、充电回路；所述主输出回路包括总负继电器、总正继电器、电流传感器、预充电继电器、预充电电阻，总正保险丝，电机控制器接插件；所述高压用电回路包括前PTC1电加热继电器、前PTC1电加热保险丝、PTC2电加热继电器、前PTC2电加热保险丝、AC保险丝；所述充电回路包括充电保险丝、充电保险丝、总负继电器、二极管、电流传感器；
所述电池管理系统包括充电控制、预充电控制、放电控制，PTC1/PTC2控制、AC控制、充电指示控制、高压互锁控制、低压CAN通讯、绝缘检测；
所述箱体内电路还包括DC/DC用电回路，DC/DC用电回路包括DC/DC电压转换继电器、DC/DC保险丝、充电继电器、充电保险丝；当电池组放电时，由DC/DC电压转换继电器、DC/DC保险丝、电流传感器、总负继电器组成回路，通过电池管理系统控制总负继电器及DC/DC电压转换继电器闭合，将高压电池的电压输出给DC/DC 接插件，用于给蓄电池充电；电池充电时，由DC/DC电压转换继电器、DC/DC保险丝、充电继电器、充电保险丝组成回路，电池管理系统控制充电继电器、DC/DC电压转换继电器闭合，将地面充电桩的电压输出给DC/DC 接插件，用于给蓄电池充电。
所述高压配电箱的高压接插件包括充电枪接插件，在充电枪接插件接口设置温度传感器，通过信号接口的温度采样引脚，将充电枪接插件接口的温度传感器信号通过CAN总线发送到电池管理系统，实现对充电温度的监测；当检测到充电枪温度大于某个温度值时，切断充电继电器。
所述高压配电箱还具有高压互锁功能，电池管理系统、前PTC1电加热接插件、前PTC2电加热接插件、AC接插件、充电枪接插件接、电机控制器接插件、电池接插件、DC/DC接插件、通信接口、信号接口串联后组成高压互锁回路。
本实用新型纯电动货车高压配电箱将高压电池电压经过合理控制，分配给不同高压用电器，具有集成度高、通用性强、性能稳定、安全性能高、装配方便等优点，适用于各种纯电动轻型货车。
本实用新型纯电动货车高压配电箱与现有技术相比，其有益效果是：
（1）集成有DCDC控制功能及DCDC输出端口，能够给蓄电池充电；
（2）具有检测充电温度的功能，防止充电温度过高发生危险；
（3）具有高压互锁和接插件防错功能。
附图说明
图1为现有纯电动客车高压配电箱电气原理图；
图2为本实用新型纯电动货车高压配电箱电气原理图；
图3为本实用新型纯电动货车高压配电箱外部结构示意图；
图4为本实用新型纯电动货车高压配电箱互锁连接电气示意图；
图5为本实用新型纯电动货车高压配电箱温度检测电气示意图。
图中：1总正继电器，2预充电继电器，3 DC/DC电压转换继电器，4前PTC1电加热继电器，5后PTC1电加热继电器，6充电继电器，7高压附件继电器，8总负继电器，9总正保险丝，10 DC/DC保险丝，11前PTC1电加热保险丝，12前PTC2电加热保险丝，13AC保险丝，14充电保险丝，15预充电电阻，16电流传感器，17二极管，18电池管理系统（BMS）；19前PTC1电加热接插件，20前PTC2电加热接插件，21AC接插件，22充电枪接插件，23电机控制器接插件，24电池接插件，25DC/DC接插件，26调试接口，27通讯接口，28信号接口，29左安装支架，30右安装支架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
参见图2、图3，一种纯电动货车高压配电箱，包括箱体、箱体内电路、电池管理系统单元，该高压配电箱集成度高、通用性强、性能稳定、安全性能高、装配方便等优点，适用于各种纯电动轻型货车。
所述箱体包括高压接插件、低压接口、安装支架。所述高压接插件包括连接前PTC1电加热器的接插件19、连接前PTC2电加热器的接插件20、连接AC的接插件21、连接充电枪的接插件22、连接电机控制器的接插件23、连接电池的接插件24、连接DC/DC（直流转直流的电压转换）的接插件25，其中：PTC是Positive Temperature Coefficient缩写，意思是正的温度系数,本文中的PTC是指由PTC热敏电阻组成的电加热器；AC是Air Condition缩写，意思是空调压缩机。所述低压接口包括用于高压箱功能调试的接口26、用于与电池采集单元进行通讯的通讯接口27、用于与整车信号通讯的信号接口28。所述安装支架包括左安装支架29、右安装支架30，通过螺栓固定在车身支架的焊接螺母上。
所述箱体内电路包括主输出回路、DC/DC用电回路、高压用电回路、充电回路。所述主输出回路包括总负继电器8、总正继电器1、电流传感器16、预充电继电器2、预充电电阻15，总正保险丝9，电机控制器接插件23。所述DC/DC用电回路包括DC/DC电压转换继电器3、DC/DC保险丝10、充电继电器6、充电保险丝14。所述高压用电回路包括前PTC1电加热继电器4、前PTC1电加热保险丝11、PTC2电加热继电器5、前PTC2电加热保险丝12、AC保险丝13。当电池管理系统18接收到高压电器的用电需求时，控制总负继电器8、高压附件继电器7闭合，在根据不同的用电需求，分别来控制前PTC1电加热继电器4、前PTC2电加热继电器5闭合，实现高压的正常用电。所述充电回路包括充电保险丝6、充电保险丝14、总负继电器8、二极管17、电流传感器16。
所述电池管理系统18主要功能包含充电控制、DC/DC控制、预充电控制、放电控制，PTC1/PTC2控制、AC控制、充电指示控制、高压互锁控制、低压CAN通讯、绝缘检测功能。
所述高压配电箱具有DC/DC电压输出功能，当电池组放电时，由DC/DC电压转换继电器3、DC/DC保险丝10、电流传感器16、总负继电器8组成回路，通过电池管理系统18控制总负继电器8及DC/DC电压转换继电器3闭合，将高压电池的电压输出给DC/DC 接插件25，用于给12V蓄电池充电；电池充电时，由DC/DC电压转换继电器3、DC/DC保险丝10、充电继电器6、充电保险丝14组成回路，电池管理系统18控制充电继电器6、DC/DC电压转换继电器3闭合，将地面充电桩的电压输出给DC/DC接插件25，用于给12V蓄电池充电。
所述高压配电箱主回路具有预充电保护功能，预充电回路包括总正继电器1、总负继电器8、电流传感器16、总正保险丝9，在总正继电器1两端再并联预充电继电器2、预充电电阻15。当电机控制器有用电需求时，通过电池管理系统18首先控制总负继电器8闭合、预充电继电器2闭合，等电池管理系统18检测到预充电电路两端电压接近电池电压时，预充电完成，通过电池管理系统18控制预充电继电器2断开，总正继电器1闭合，实现对电器控制器的保护。
所述高压配电箱具有检测充电枪温度的功能，参见图5，在充电枪接插件22接口设置温度传感器（NTC），通过信号接口28的温度采样引脚，将充电枪接插件22接口的温度传感器信号通过CAN总线发送到电池管理系统18，实现对充电温度的监测；当检测到充电枪温度大于某个温度值时，切断充电继电器6，实现对整车充电时的安全保护。
所述高压配电箱具有安全控制功能，电池采集板将电池的单体电压、模块电压、整车电池组组合电压、电池箱体内的温度信号通过通讯接口27发送给电池管理系统18；电流传感器16将采集的高压回路电流发送给电池管理系统18。电池管理系统18将收到的单体电压、模块电压、整车电池组组合电压、电池箱体内的温度、回路电流进行判断，根据不同的故障等级，实现不同的安全控制。
所述高压配电箱还具有高压互锁功能，参见图4，电池管理系统18、前PTC1电加热接插件19、前PTC2电加热接插件20、AC接插件21、充电接插件22、电机控制器接插件23、电池接插件24、DC/DC接插件25、通信接口27、信号接口28串联后组成高压互锁回路。当电池管理系统18检测到上述任一高压接插件未接或者松动时，电池管理系统18检测到高压互锁回路接地信号中断，整车控制器会切断整车高压，防止漏电，保证整车安全。
所述高压配电箱具有充电时能够防止快充口电源盒整车低压12V电源干扰倒灌功能，在用于连接整车信号的信号接口28和地面充电桩快充口低压回路之间设置有二极管模块17，用于对整车和快充口低压回路进行隔离。
所述电池管理系统18具备接触器粘连检查功能，总正继电器1、预充电继电器2、DC/DC电压转换继电器3、前PTC1电加热继电器4、后PTC1电加热继电器5、充电继电器6、高压附件继电器7.、总负继电器8均设有粘连检测辅助触头，各粘连检测辅助触头分别连接在电池管理系统18的对应检测端口上。
所述电池管理系统18具备累计充电量统计功能，估算电池已使用时间；具备碰撞信号检测功能，当车辆发生碰撞时，车辆会及时切断高压，保证人体不会因为高压触电发生危险；满足防护等级的要求，从而保证整车的防护要求。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种纯电动货车高压配电箱，包括箱体、箱体内电路、电池管理系统；所述箱体包括高压接插件、低压接口、安装支架；
所述箱体内电路包括主输出回路、高压用电回路、充电回路；所述主输出回路包括总负继电器（8）、总正继电器（1）、电流传感器（16）、预充电继电器（2）、预充电电阻（15），总正保险丝（9），电机控制器接插件（23）；所述高压用电回路包括前PTC1电加热继电器（4）、前PTC1电加热保险丝（11）、PTC2电加热继电器（5）、前PTC2电加热保险丝（12）、AC保险丝（13）；所述充电回路包括充电保险丝（6）、充电保险丝（14）、总负继电器（8）、二极管（17）、电流传感器（16）；
所述电池管理系统（18）包括充电控制、预充电控制、放电控制，PTC1/PTC2控制、AC控制、充电指示控制、高压互锁控制、低压CAN通讯、绝缘检测；
其特征是：
所述箱体内电路还包括DC/DC用电回路，DC/DC用电回路包括DC/DC电压转换继电器（3）、DC/DC保险丝（10）、充电继电器（6）、充电保险丝（14）；当电池组放电时，由DC/DC电压转换继电器（3）、DC/DC保险丝（10）、电流传感器（16）、总负继电器（8）组成回路，通过电池管理系统（18）控制总负继电器（8）及DC/DC电压转换继电器（3）闭合，将高压电池的电压输出给DC/DC 接插件（25），用于给蓄电池充电；电池充电时，由DC/DC电压转换继电器（3）、DC/DC保险丝（10）、充电继电器（6）、充电保险丝（14）组成回路，电池管理系统（18）控制充电继电器（6）、DC/DC电压转换继电器（3）闭合，将地面充电桩的电压输出给DC/DC 接插件（25），用于给蓄电池充电。
2.根据权利要求1所述的纯电动货车高压配电箱，其特征是：所述高压配电箱的高压接插件包括充电枪接插件（22），在充电枪接插件（22）接口设置温度传感器，通过信号接口（28）的温度采样引脚，将充电枪接插件（22）接口的温度传感器信号通过CAN总线发送到电池管理系统（18），实现对充电温度的监测；当检测到充电枪温度大于某个温度值时，切断充电继电器（6）。
3.根据权利要求1所述的纯电动货车高压配电箱，其特征是：所述高压配电箱还具有高压互锁功能，电池管理系统（18）、前PTC1电加热接插件（19）、前PTC2电加热接插件（20）、AC接插件（21）、充电枪接插件接（22）、电机控制器接插件（23）、电池接插件（24）、DC/DC接插件（25）、通信接口（27）、信号接口（28）串联后组成高压互锁回路。
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