CN207082797U - 一种电动汽车高压配电箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电动汽车高压配电箱，包括箱体，设置在所述的箱体内用于走线的PCB板，还包括设置所述箱体的侧面的连接电池、动力电机、车载电器、电池充电器的连接器，所述的连接器通过PCB板内的走线实现相互连接；在所述的PCB板上走线上还设置有由控制模块控制的电子开关，所述的控制模块控制的电子开关闭合或者断开实现电池与动力电机、车载电器或者电池充电器之间的连通与断开，各控制模块分别接设置在箱体上的低压通信连接器。本实用新型中利用体积小、成本低、使用寿命长的控制模块控制的电子开关实现各种连接，可以使电动汽车高压配电箱体积小、成本低、使用寿命长。

Description

一种电动汽车高压配电箱

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车高压配电箱。

背景技术

电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。

目前，电动汽车以车载电池为动力源，需要将电池输出端的直流电源分配给电动汽车上的各电器，最主要的是动力电机、另外还有转向电机，汽车空调、汽车水加热、对汽车上的电器供电的DC/DC等等，以下除动力电机外，其它称为车载电器设备，另外，对电池充电也需要通过配电箱将充电器的接头转接到电池的正、负极，目前，充电的接着还有两种一种快速充电、另一种是慢充电，这些接头都需要在配电箱中进行接插，又由于车上空间小，为了将这些接插件有条理地相互隔离，传统的配电箱不足以完成电动汽车上的配电。

目前，业内设计出一些适合于电动汽车的配电箱，中国专利文献公开号CN204464899 U就公开了一种电动汽车高压配电箱，该配电箱包括柜体，所述柜体内设有主控制盒、电源盒和用于走线的PCB板，所述柜体的侧面设有多个与所述PCB板连接的高压输出端口；所述PCB板上设有多条与所述高压输出端口对应的配电电路，所述配电电路包括依次电性连接的低压连接器、高压直流接触器、高压连接器、设于所述高压连接器之间的熔断器。该实用新型公开的电动汽车高压配电盒具有较高的集成度，采用PCB板代替了现有技术中高压配电盒的铜排、线缆结构，将高低压线路集成于PCB板上，采用印刷电路取代了箱体内高低压线束布局，不仅减小了箱体的体积，节省整车空间，还增强柜体抗电磁干扰能力。但是采用了熔断器连接高压连接器，利用高压直流接触器实现各种连接，由于高压直流接触器体积大、成本高、使用寿命短。

实用新型内容

本实用新型针对目前汽车配电箱中采用体积大、成本高、使用寿命短的高压直流抵触器实现各种连接所带来的不足，提供一种电动汽车高压配电箱，在配电箱中采用专用控制模块控制的电子开关实现各种连接。

本实用新型为了实现其技术目的所采用的技术方案是：一种电动汽车高压配电箱，包括箱体，设置在所述的箱体内用于走线的PCB板，还包括设置所述箱体的侧面的连接电池、动力电机、车载电器、电池充电器的连接器，所述的连接器通过PCB板内的走线实现相互连接；在所述的PCB板上，电池正极的连接器与动力电机正极连接器走线上采用正极接触器控制；充电器正极连接器与电池正极连接器走线上采用充电接触器控制，各车载电器与电池正极连接器走线上的由控制模块控制的电子开关控制；各控制模块分别接设置在箱体上的低压通信连接器。

本实用新型中利用体积小、成本低、使用寿命长的控制模块控制的电子开关实现各种连接，可以使电动汽车高压配电箱体积小、成本低、使用寿命长。

所述的车载电器设备包括水加热器、转向器、空调器、DC/DC转换器，在电池正极连接器接控制模块以后接水加热器、转向器、空调器、DC/DC转换器连接器时还串连了保险丝。

进一步的，上述的电动汽车高压配电箱中：所述的充电器包括快充充电器和慢充充电器，快充充电器和慢充充电器的正、负极连接器相连，在慢充充电器的正极连接器出口处设置有保险丝。

进一步的，上述的电动汽车高压配电箱中：在电池负极连接器上设置有主保险丝。

进一步的，上述的电动汽车高压配电箱中：在电池负极连接器上设置有电流互感器。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1是本实用新型电动汽车高压配电箱原理图。

图2是本实用新型电动汽车高压配电箱内部结构图。

具体实施方式

实施例1，本实施例是一种电动汽车高压配电箱，是一种体积小的配电箱。如图1、2所示，利用配电箱可以实现对电池充电的线路转接，电池对动力电机供电、电池对车载电器供电等转接，转接的线路由一块设置在箱体1内的一块PCB板2上，如图2所示，PCB板上设置了一系列的电子开关、保险丝、控制模块，电池、动力电机、对车载电器、充电器等通过电线接到安装在箱体1侧面的连接器3上。本实施例中主要实现电池正、负极与动力电机正、负极之间、电池正、负极与水加热器、转向器、空调器、DC/DC转换器的正负极之间、快速充电器和慢速充电器的正负极与电池的正负极之间的连接与断开，这些开关均设置在PCB板2上，在柜体1的侧面的连接器3有：电池正、负极，动力电机正、负极的连接器、水加热器、转向器、空调器、DC/DC转换器的正负极连接器、快速充电器和慢速充电器的正负极连接器，电池正、负极，动力电机正、负极，水加热器、转向器、空调器、DC/DC转换器的正负极、快速充电器和慢速充电器的正负极都通过电线接到位于箱体1一侧的自己的连接器3上，下面为了叙述方便，在说明谁与谁连接时都不再指出是连接器连接了，只说谁与谁连接，如电池正极与动力电机正极连接，其实就是电池正极连接器与动力电机正极连接器。

如图2所示，本实施例中，在机箱的PCB板上可以看到有5个30A的保险丝7，1个315A的保险丝8，共6个保险丝，有四个控制模块5以及由控制模块5控制的电子开关，还有一个正极接触器4和一个充电接触器6。还有一个300A的电流互感器用于测量电池输出的电流或者充电时输入的电流。这里正极接触器4和充电接触器6都是一些电子开关，通过一个控制电路实现对开关的开/闭，在实践使用过程上，由于动力电机的电流较大，快速充电时的充电电流在也非常大，达到100A或者以上，因此，不能使用普通的半导体开关如开关三极管、开关MOS管等，因此，这里使用了正极接触器4和充电接触器6，这两种接触器也是由设置在电路板上的控制模块控制的，而一些车载电器，如上面使出的水加热器、转向器、空调器、DC/DC转换器等，它们的工作电流均比较小一般小于30A，因此，可以使用一些半导体电子开关管，如开关三极管或者开关MOS管等成本比较低、体积小、开关效果良好、且寿命长的电子开关。

在电池正极与动力电机的正极之间就是可控的正极接触器4，正极接触器4利用通信线路由箱外带来控制信号。在电池正极与水加热器、转向器、空调器、DC/DC转换器的正极之间首先在电池正极输出端加入了一个40A的由控制模块5控制的半导体电子开关，在接入到水加热器、转向器、空调器、DC/DC转换器的正极时还加了一个30A的保险丝7。由于电子开关本身体积小成本低且寿命长，加上控制模块5本身是设置在PCB板上的控制电路，因此，这五个连接开关体积小，使整个配电箱的体积缩小了。

动力电池负极直接接到电池的负极，水加热器、转向器、DC/DC转换器的负极经过控制模块控制接电池的负极，由于车载空调本身就具有控制系统，因此，空调的负极也直接接电池的负极，这样通过电池正极、动力电机、水加热器、转向器、空调器、DC/DC转换器的正极，然后从动力电机、水加热器、转向器、空调器、DC/DC转换器的负极回到电池的负极形成回路，保险丝。控制模块、主接触器是这个回路上的控制器，它们的连接的走线是在PCB板2上。

另外，对电池充电的走线也在配电箱内的PCB板2上，充电有快速充电器、慢速充电器两种，快速充电器和慢速充电器在接入到电池正极之时，需要有控制它通道的充电接触器，在慢速充电器的正极输出端还设置了一个30A的保险丝。快速充电器和慢速充电器的负极与电池负极直接连接。

本实施例中，主保险8也称总保险，本实施例采用的是315A的保险丝，它是安装在电池负极上，另外，为了便于了解工作情况，在接入到电池负极的导线上设置有电流互感器测量总电流的。

本实施例中每一条电池供电的回路和电池充电的回路中采用了一个可控的模块，如正极接触器、充电接触器和其它各种控制模块控制的电子开关，这些可控模块通过低压的通信线路从低压通信连接器中接到高压配电箱的外面，然后再接到各处，如驾驶台上、汽车主控制器上等，接受配电箱外面的控制信号，这些控制信号可以是汽车主控制单元自动生成的，也可以是驾驶员在操作过程中产生的，有些控制信号，如空调的负极与电池的负极之间的连接线线上的由控制模块5控制的半导体电子开关，就可以是由安装在驾驶台上的有关按钮产生控制信号控制电子开关开断，安装在转向电极负极与电池负极上的控制模块5控制的电子开关也可以由驾驶员通过方向盘上的有关操作产生相应的控制信号通过通信线路传送到配电箱内的控制模块5上，控制模块5根据接收到的控制信号实现对电子开关通断的控制，当然、正极接触器、充电接触器也是需要有控制信号进行控制才实现通断转换的，这两个接触器在同一时间只有一个是闭合的，也就是说在实践过程中，不论是慢充还是快充与动力电机只有一个工作。本实施例中，控制模块是一种对电子开关进行控制的模块，包括一个控制信号生成模块，如接收其它模块所产生的控制信号，和一个驱动电子开关判断/闭合的驱动电路，如对于目前使用比较多的MOS电子开关管，产生的控制信号直接加到MOS管的栅极即可。这些控制模块和电子开关管组合体积小、成本低、使用寿命长。本实施例用这样的体积小、成本低、使用寿命长的控制模块和电子开关组合代替目前广泛使用的高压直流接触器，实现了使配电箱体积小、成本低和使用寿命长的目标。受到用户的广泛欢迎。

总之，本实施例中，在配电箱中采用PCB板2直线，电池、动力电机、充电器、还很多车载电器的电源线都通过各自的设置在箱体1侧面的连接器3接入到配电箱中，在PCB板2上实现电池与动力电机、充电器、还很多车载电器之间的连接或者断开，其中，电池、动力电机、快速充电等流的分别正负极各有一个连接器3，其它的车载电器每个只有一个连接器3，回路在PCB板2上设置有控制器和保险丝。主要回路如下：

第一回路称动力回路，电池正极――配电箱――动力电机正极接线柱――动力电机负极接线柱――配电箱――电池负极。该回路中，第一次进入到配电箱的路线是：电池正极接线器3――PCB板2――正极接触器4――PCB板2――电机正极连接器。第二进入到配电箱的路线是：电机负极连接器3――PCB板2――总保险丝8――PCB板2――电池负极连接器。

第二回路是快充电回路，快充正极――配电箱－电池正极――电池负极――配电箱――快充负极。该回路中，第一次进入到配电箱的路线是：快充正极接线器3――PCB板2――充电接触器――PCB板2――电池正极接线器3；第二次进入到配电箱的路线是：电池负极连接器――PCB板2――总保险丝8――PCB板2――快充负极接线器3。

第三回路是慢充电回路，慢充快充正极――配电箱－电池正极――电池负极――配电箱――慢充负极。该回路中，第一次进入到配电箱的路线是：慢充正极接线器3――PCB板2――30A保险丝7――充电接触器――PCB板2――电池正极接线器3；第二次进入到配电箱的路线是：电池负极连接器――PCB板2――总保险丝8――PCB板2――慢充负极接线器3。

另外，还有一些车载电器的用电回路，主要汽车电器有空调、热水器、还有一些直流用电装置由DC/DC电路转换成其它直流用电器使用，它们都是经过配电箱使用电池的电力，回路走向一致。称为车载电器回路，电池正极――配电箱――车载电器在电源正极――车载电器在电源负极――配电箱――电池负极。该回路中，第一次进入到配电箱的路线是：电池正极接线器3――PCB板2――30保险丝7――PCB板2――车载电器连接器。第二次进入到配电箱的路线是：车载电器连接器3――PCB板2――由控制模块5控制的电子开关――总保险丝8――PCB板2――电池负极连接器。

Claims (5)

1.一种电动汽车高压配电箱，包括箱体(1)，设置在所述的箱体(1)内用于走线的PCB板(2)，还包括设置所述箱体(1)的侧面的连接电池、动力电机、车载电器、电池充电器的连接器(3)，所述的连接器(3)通过PCB板(2)内的走线实现相互连接；在所述的PCB板(2)上，电池正极的连接器(3)与动力电机正极连接器(3)走线上采用正极接触器(4)控制；充电器正极连接器(3)与电池正极连接器(3)走线上采用充电接触器(6)控制，其特征在于：各车载电器与电池正极连接器(3)走线上的由控制模块(5)控制的电子开关控制；各控制模块(5)分别接设置在箱体(1)上的低压通信连接器。

2.根据权利要求1所述的电动汽车高压配电箱，其特征在于：所述的车载电器设备包括水加热器、转向器、空调器、DC/DC转换器。

3.根据权利要求1所述的电动汽车高压配电箱，其特征在于：所述的充电器包括快充充电器和慢充充电器，快充充电器和慢充充电器的正、负极连接器相连，在慢充充电器的正极连接器出口处设置有保险丝(7)。

4.根据权利要求1或2或3所述的电动汽车高压配电箱，其特征在于：在电池负极连接器上设置有主保险丝(8)。

5.根据权利要求1或2或3所述的电动汽车高压配电箱，其特征在于：在电池负极连接器上设置有电流互感器。