CN207382000U - 高压配电单元、高压配电柜和高压配电柜系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了高压配电单元、高压配电柜和高压配电柜系统，涉及电车领域，以改善现有技术中环流现象的产生，能够防止环流。该配电单元包括多个并联的DCDC输入供电电路，每个输入供电电路的正极端分支为充电支路和放电支路，充电支路与放电支路并联后依次串联连接第一熔断器和霍尔电流传感器，充电支路包括并联连接的第一充电支路和第二充电支路，放电支路包括并联连接的第一放电支路和第二放电支路，第一充电支路包括第一直流继电器，第二充电支路包括串联连接的第二直流继电器和充电二极管，第一放电支路包括串联连接的第三直流继电器和放电二极管，第二放电回路包括第四直流继电器，输入供电电路的正负极端分别连接直流母线正负极铜排。

Description

高压配电单元、高压配电柜和高压配电柜系统

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其是涉及一种高压配电单元高压配电柜和高压配电柜系统。

背景技术

随着电动汽车的普及，高压配电箱的使用也越来越多，虽然车型的不同高压配电箱的形式不同，但是电路原理基本大同小异。但是针对双系统或者多系统的电池组，防止环流的发生是至关重要的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种高压配电单元、高压配电柜和高压配电柜系统，能够防止多系统电池组之间环流现象。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种高压配电单元，包括：多个DCDC输入供电电路，多个DCDC输入供电电路之间并联连接，每个所述DCDC输入供电电路的正极端分支为充电支路和放电支路，所述充电支路与所述放电支路并联后的第一端连接所述DCDC输入供电电路的正极端，所述充电支路与所述放电支路并联后的第二端依次串联连接第一熔断器和霍尔电流传感器，所述充电支路包括第一充电支路和第二充电支路，所述第一充电支路与所述第二充电支路并联连接，所述放电支路包括第一放电支路和第二放电支路，所述第一放电支路和所述第二放电支路并联连接；其中，所述第一充电支路包括第一直流继电器，所述第二充电支路包括第二直流继电器和充电二极管，所述第二直流继电器与所述充电二极管串联连接，所述充电二极管的正极连接所述DCDC输入供电电路的正极端，所述第一放电支路包括第三直流继电器和放电二极管，所述第三直流继电器和放电二极管串联连接，所述放电二极管的负极连接所述DCDC输入供电电路的正极端，所述第二放电回路包括第四直流继电器，所述DCDC输入供电电路的正极端用于连接直流母线正极铜排；所述DCDC输入供电电路的负极端用于连接直流母线负极铜排。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述DCDC输入供电电路还包括第二熔断器，所述第二熔断器的一端与所述DCDC输入供电电路的正极端连接，另一端与所述充电支路与所述放电支路并联后的第一端相连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述充电支路上串联有一加热继电器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述充电支路上和所述放电支路上分别设置有充电接触器、放电接触器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述DCDC输入供电电路的个数为6个、10个、12个或者14个。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，该高压配电单元还包括高压输出电路，所述高压输出电路包括充电回路和放电回路，所述充电回路和所述放电回路并联连接，所述充电回路和所述放电回路具有一公共端，所述公共端连接所述高压输出电路的正极端，所述高压输出电路的正极端用于连接充电机的正极，所述高压输出电路的负极端用于连接所述充电机的负极；所述充电回路包括充电熔断器和第一高压直流继电器，所述充电熔断器和所述第一高压直流继电器串联后接入所述充电支路；所述放电回路包括放电熔断器和第二高压直流继电器，所述放电熔断器和所述第二高压直流继电器串联后接入所述放电支路。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述高压输出电路为多路，多路所述高压输出电路之间并联连接。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述高压输出电路为2路。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种高压配电柜，包括：电池管理系统和第一方面及其各可能实施方式之一提供的高压配电单元，所述电池管理系统与所述高压配电单元相连接。

第三方面，本实用新型实施例还提供一种高压配电柜系统，包括：动力电池组、充电机和第二方面提及的高压配电柜，所述动力电池组、充电机分别与所述高压配电柜相连接。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的高压配电单元、高压配电柜和高压配电柜系统，其中，该高压配电单元，包括多个DCDC输入供电电路，多个DCDC输入供电电路之间并联连接，每个DCDC输入供电电路的正极端分支为充电支路和放电支路，充电支路与所述放电支路并联后的第一端连接DCDC输入供电电路的正极端，充电支路与放电支路并联后的第二端依次串联连接第一熔断器和霍尔电流传感器，充电支路包括第一充电支路和第二充电支路，第一充电支路与第二充电支路并联连接，放电支路包括第一放电支路和第二放电支路，第一放电支路和所述第二放电支路并联连接；第一充电支路包括第一直流继电器，第二充电支路包括第二直流继电器和充电二极管，第二直流继电器与所述充电二极管串联连接，充电二极管的正极连接所述DCDC输入供电电路的正极端，第一放电支路包括第三直流继电器和放电二极管，所述第三直流继电器和放电二极管串联连接，放电二极管的负极连接DCDC输入供电电路的正极端，第二放电回路包括第四直流继电器，DCDC输入供电电路的正极端用于连接直流母线正极铜排；DCDC输入供电电路的负极端用于连接直流母线负极铜排。因此，本实用新型实施例提供的技术方案，将DCDC输入供电电路的正极单独分成四路支路，即两支充电支路和两支放电支路，充电支路和放电支路分别在充电和放电过程中工作，通过将放电支路与充电支路分开，能够防止各系统电池组之间的环流现象。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的一种高压配电单元的电路示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的DCDC输入供电电路的电路图；

图3为本实用新型实施例二提供的另一种高压配电单元的电路结构图；

图4为本实用新型实施例二提供的DCDC输入供电电路的电路图；

图5为本实用新型实施例二提供的高压输出电路的电气图；

图6为本实用新型实施例三提供的一种高压配电柜的内部结构框图；

图7为本实用新型实施例三提供的一种高压配电柜的外观图；

图8为本实用新型实施例三提供的一种高压配电柜系统的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

目前针对双系统或者多系统的电池组，防止环流的发生是至关重要的，但是现有技术中尚未提供针对多系统电池组的高压配电技术，基于此，本实用新型实施例提供的一种高压配电单元、高压配电柜和高压配电柜系统，能够防止多系统电池组之间的环流现象。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种高压配电单元进行详细介绍。

实施例一：

参见图1示出的高压配电单元的电路示意图，本实用新型实施例提供了一种高压配电单元，该高压配电单元包括：多个DCDC输入供电电路，多个DCDC输入供电电路之间并联连接。

进一步的是，DCDC输入供电电路的个数为6个、10个、12个或者14个。

本实施例优选的是，DCDC输入供电电路的个数为6个。

下面对每个DCDC输入供电电路进行说明。

图2示出了DCDC输入供电电路的电路图，参照图2，该DCDC输入供电电路的正极端分支为充电支路和放电支路，充电支路与放电支路并联后的第一端连接上述DCDC输入供电电路的正极端，充电支路与放电支路并联后的第二端依次串联连接第一熔断器FU1和霍尔电流传感器H，其中，第一熔断器FU1起到防止过流的作用，霍尔电流传感器H用于检测电路电流值。

上述充电支路包括第一充电支路和第二充电支路，上述第一充电支路和上述第二充电支路并联连接，上述放电支路包括第一放电支路和第二放电支路，上述第一放电支路和上述第二放电支路并联连接；其中，上述第一充电支路包括第一直流继电器K2，上述第二充电支路包括第二直流继电器K4和充电二极管D1，上述第二直流继电器K4与上述充电二极管D1串联连接，上述充电二极管D1的正极通过第二直流继电器K4连接至DCDC输入供电电路的正极端(+)，上述第一放电支路包括第三直流继电器K3和放电二极管D2，上述第三直流继电器K3和放电二极管D2串联连接，上述放电二极管的负极连接上述DCDC输入供电电路的正极端(+)，上述第二放电回路包括第四直流继电器K1，上述DCDC输入供电电路的正极端(+)用于连接直流母线正极铜排；上述DCDC输入供电电路的负极端(–)用于连接直流母线负极铜排。

在放电过程中，放电二极管D2串联第三直流继电器K3的第一放电支路先导通，通过霍尔电流传感器检查到电流达到放电预设阈值(例如10A)时，包括第四直流继电器K1的第二放电支路闭合导通，第一放电支路断开，仅由第二放电支路进行放电，避免了第一放电支路的长时间放电对放电二极管D2造成的损害，起到保护放电二极管D2的作用，同时有利于放电二极管散热，延长了放电二极管D2的使用寿命。

在充电过程中，充电二极管D1串联第一直流继电器K4的第二充电支路首先接通，通过霍尔电流传感器检查到电流达到充电预设阈值(例如10A)时，包括第一直流继电器K2的第一充电支路闭合导通，第二充电支路断开，仅由第一充电支路进行充电，避免了第二充电支路的长时间充电对充电二极管D1造成的损害，起到保护充电二极管D1的作用，同时有利于充电二极管散热，延长了充电二极管D1的使用寿命。

需要指出的是，本实施例中的第一充电支路、第二充电支路、第一放电支路和第二放电支路依次顺序排列，其中，第二充电支路与第一放电支路可以并排设置，方便通过放电二极管的正极和充电二极管负极的负极并接组成一个单独的二极管模块；当然，第一充电支路、第二充电支路、第一放电支路和第二放电支路也可以乱序排列，第二充电支路与第一放电支路也可以分开设置；本实施例对此不做具体限定。

本实用新型实施例提供的高压配电单元，将DCDC输入供电电路的正极单独分成四路支路，其中，包括两支充电支路和两支放电支路，充电支路和放电支路分别在充电和放电过程中工作，通过将放电支路与充电支路分开，能够防止各系统电池组之间的环流现象。

实施例二：

图3示出了本实用新型实施例提供了另一种高压配电单元的电路结构图，参见图3，该高压配电单元包括：高压输出电路和多个DCDC输入供电电路，多个DCDC输入供电电路之间并联连接，上述高压输出电路用于外接充电机。

进一步的，高压输出电路为多路，多路上述高压输出电路之间并联连接。

本实施例中优选的是DCDC输入供电电路的个数是14个，高压输出电路为2路，下面对每个DCDC输入供电电路以及每路高压输出电路进行分别说明。

参照图4，该DCDC输入供电电路的正极端分支为充电支路和放电支路，充电支路与放电支路并联后的第一端连接上述DCDC输入供电电路的正极端，充电支路与放电支路并联后的第二端依次串联连接第一熔断器FU1和霍尔电流传感器H，上述充电支路包括第一充电支路和第二充电支路，上述第一充电支路和上述第二充电支路并联连接，上述放电支路包括第一放电支路和第二放电支路，上述第一放电支路和上述第二放电支路并联连接；其中，上述第一充电支路包括第一直流继电器K2，上述第二充电支路包括第二直流继电器K4和充电二极管D1，上述第二直流继电器K4与上述充电二极管D1串联连接，上述充电二极管D1的正极通过第二直流继电器K4连接至DCDC输入供电电路的正极端(+)，上述第一放电支路包括第三直流继电器K3和放电二极管D2，上述第三直流继电器K3和放电二极管D2串联连接，上述放电二极管的负极连接上述DCDC输入供电电路的正极端(+)，上述第二放电回路包括第四直流继电器K1，上述DCDC输入供电电路的正极端(+)用于连接直流母线正极铜排；上述DCDC输入供电电路的负极端(–)用于连接直流母线负极铜排。

进一步的，上述充电支路上串联有一加热继电器K5，具体的，K5选用额定电流为50A的加热继电器，上述加热继电器K5的一端与上述第一充电支路和上述第二充电支路并联后的第一端连接，上述加热继电器的另一端用于与电池加热装置相连接；具体的，该电池加热装置可以是加热板，用于当电池温度低于预设阈值(例如0℃)时，加热继电器闭合，加热板工作为电池加热。上述第一充电支路和上述第二充电支路并联后的第二端依次串联第一熔断器FU1和霍尔电流传感器H。具体的，上述第一充电支路和所述第二充电支路并联后的第二端与第一熔断器FU1的一端相连接，第一熔断器FU1的另一端与霍尔电流传感器H的一端相连接，霍尔电流传感器H的另一端连接直流母线正极铜排。第一熔断器FU1和霍尔电流传感器的作用参见实施例一，在此不再赘述。

进一步的，上述充电支路上和上述放电支路上分别设置有充电接触器K7、放电接触器K6。

进一步的，DCDC输入供电电路还包括第二熔断器FU2，具体的，该第二熔断器FU2采用50A的自恢复保险丝，上述第二熔断器的一端与上述DCDC输入供电电路的正极端连接，另一端与上述充电支路与上述放电支路并联后的第一端相连接。

参照图5，上述高压输出电路包括充电回路和放电回路，上述充电回路和上述放电回路并联连接，上述充电回路和上述放电回路具有一公共端，上述公共端连接上述高压输出电路的正极端(+)，上述高压输出电路的正极端(+)用于连接充电机的正极，上述高压输出电路的负极端(-)用于连接充电机的负极；上述充电回路的另一端(非公共端)接入上述充电支路，上述放电回路的另一端接入上述放电支路。

具体的，上述充电回路包括充电熔断器FU3和第一高压直流继电器K8，在本实施例中，FU3选用额定电流为250A的保险丝，K8选用额定电流为250A的高压直流继电器，上述充电熔断器FU3和上述第一高压直流继电器K8串联后接入上述充电支路。

上述放电回路包括放电熔断器FU4和第二高压直流继电器K9；考虑到放电时的电流大于充电时的电流，为了保证高压配电单元的正常工作，在本实施例中，FU4选用额定电流为400A的保险丝，K9选用额定电流为400A的高压直流继电器；上述放电熔断器FU4和上述第二高压直流继电器K9串联后接入上述放电支路。

进一步的，还包括DC/DC模块(未示于图中)，上述DC/DC模块包括蓄电池接口和直流母线接口；双向DC/DC模块通过蓄电池接口与蓄电池(或者动力电池组)连接，以及通过直流母线接口与直流母线正负极铜排连接；进一步的是，蓄电池为24V，用于为DC/DC模块提供启动电流，然后由DC/DC模块进行充电和放电工作。DC/DC模块输出电压为直流24V，可以为各种直流设备(例如电池管理系统、直流继电器等)供电。

实施例三：

如图6所示，本实用新型实施例提供了一种高压配电柜，包括电池管理系统100和实施例一或实施例二中提及的高压配电单元200，上述电池管理系统与上述高压配电单元相连接。

具体的，电池管理系统通过CAN总线与高压配电单元通信连接。

进一步的，图7示出了本实用新型实施例提供了一种高压配电柜的外观图，该高压配电柜还包括外壳60，上述外壳60为长方体，上述电池管理系统100和上述高压配电单元200设置在上述外壳60内，上述外壳60上设置有充电机接口62和动力电池组接口61。需要说明的是，上述充电机接口62和动力电池组接口61的位置可以根据实际需求设置，充电机接口的位置还可以设置在外壳的背面，即与动力电池组接口的位置相对设置，图7中设置位置仅是示例性，不应理解为对本实用新型的限制。

进一步的，上述外壳60上还设置有散热风扇63。

本实用新型实施例还提供了一种高压配电柜系统，参照图8，包括：动力电池组700、充电机800和前述的高压配电柜900，上述动力电池组、充电机分别与上述高压配电柜相连接。

具体的，动力电池组通过动力电池组接口与高压配电柜连接，充电机通过充电机接口与高压配电柜连接。

本实用新型实施例提供的高压配电柜系统、高压配电柜，与上述实施例提供的高压配电单元具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高压配电单元，其特征在于，包括：多个DCDC输入供电电路，多个DCDC输入供电电路之间并联连接，每个所述DCDC输入供电电路的正极端分支为充电支路和放电支路，所述充电支路与所述放电支路并联后的第一端连接所述DCDC输入供电电路的正极端，所述充电支路与所述放电支路并联后的第二端依次串联连接第一熔断器和霍尔电流传感器，所述充电支路包括第一充电支路和第二充电支路，所述第一充电支路与所述第二充电支路并联连接，所述放电支路包括第一放电支路和第二放电支路，所述第一放电支路和所述第二放电支路并联连接；其中，所述第一充电支路包括第一直流继电器，所述第二充电支路包括第二直流继电器和充电二极管，所述第二直流继电器与所述充电二极管串联连接，所述充电二极管的正极连接所述DCDC输入供电电路的正极端，所述第一放电支路包括第三直流继电器和放电二极管，所述第三直流继电器和放电二极管串联连接，所述放电二极管的负极连接所述DCDC输入供电电路的正极端，所述第二放电回路包括第四直流继电器，所述DCDC输入供电电路的正极端用于连接直流母线正极铜排；所述DCDC输入供电电路的负极端用于连接直流母线负极铜排。

2.根据权利要求1所述的高压配电单元，其特征在于，所述DCDC输入供电电路还包括第二熔断器，所述第二熔断器的一端与所述DCDC输入供电电路的正极端连接，另一端与所述充电支路与所述放电支路并联后的第一端相连接。

3.根据权利要求1所述的高压配电单元，其特征在于，所述充电支路上串联有一加热继电器。

4.根据权利要求1所述的高压配电单元，其特征在于，所述充电支路上和所述放电支路上分别设置有充电接触器、放电接触器。

5.根据权利要求1所述的高压配电单元，其特征在于，所述DCDC输入供电电路的个数为6个、10个、12个或者14个。

6.根据权利要求1所述的高压配电单元，其特征在于，还包括高压输出电路，所述高压输出电路包括充电回路和放电回路，所述充电回路和所述放电回路并联连接，所述充电回路和所述放电回路具有一公共端，所述公共端连接所述高压输出电路的正极端，所述高压输出电路的正极端用于连接充电机的正极，所述高压输出电路的负极端用于连接所述充电机的负极；所述充电回路包括充电熔断器和第一高压直流继电器，所述充电熔断器和所述第一高压直流继电器串联后接入所述充电支路；所述放电回路包括放电熔断器和第二高压直流继电器，所述放电熔断器和所述第二高压直流继电器串联后接入所述放电支路。

7.根据权利要求6所述的高压配电单元，其特征在于，所述高压输出电路为多路，多路所述高压输出电路之间并联连接。

8.根据权利要求7所述的高压配电单元，其特征在于，所述高压输出电路为2路。

9.一种高压配电柜，其特征在于，包括：电池管理系统和如权利要求1-8任一项所述的高压配电单元相连接，所述电池管理系统与所述高压配电单元相连接。

10.一种高压配电柜系统，其特征在于，包括：动力电池组、充电机和如权利要求9所述的高压配电柜，所述动力电池组、充电机分别与所述高压配电柜相连接。