CN210554207U - 一种具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱 - Google Patents

Abstract

一种具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱，包括高压配电箱外壳，安装在高压配电箱外壳上的高压连接器，以及置于该高压配电箱外壳内的高压继电器、浪涌保护器、熔断器、电流传感器、电压传感器、震动传感器、散热器、控制芯片和温度传感器；所述的电流传感器与电压传感器接在高压继电器的主触点端。本实用新型当发生过流、过压、短路等异常现象的时候，可自动的迅速切断电源，并且形成故障信息，通过VCU显示操作仪表界面上，让驾驶员及时的排除故障。能快速稳定的控制温度范围，让PDU工作在良好的工况中。

Description

一种具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱

技术领域

本实用新型涉及电动汽车高压配电系统，具体是一种具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱。

背景技术

新能源汽车在国家政策的大力支持下得到迅猛发展。通常在大功率的整车电力下运行，电压高达700VDC以上，电流高达400A，对高压配电系统的设计及高压零组件的选用有巨大挑战。从整车空间、整车架构的复杂度及成本考虑，业界广泛采用集中式高压电气系统架构配电。高压动力电源直接进入高压配电盒后根据系统的需要分配到系统高压电气产品，对如何保证整个高压系统及其各个电器设备的安全性、系统绝缘、电磁干扰及屏蔽、密封及耐振动等具有很高的要求。

目前市面上存在的高压配电盒大都沿用工业高压配电箱的设计理念，其安全性、可靠性和耐久性都满足不了汽车的要求。例如，对于大功率的容性负载像马达驱动器和电压转换电器(DC/DC),都需要进行预充电处理及状态监控。传统的电气线路很难做到有效的监控，极易造成高压开关零件的损坏(如端子粘连等)。业界往往采用电气参数相对较高的产品解决这个问题，但在体积及成本上并不尽人意。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有多项检测保护功能的电动汽车 PDU装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱，包括高压配电箱外壳，安装在高压配电箱外壳上的高压连接器，以及置于该高压配电箱外壳内的高压继电器、浪涌保护器、熔断器、电流传感器、电压传感器、震动传感器、散热器、控制芯片和温度传感器；所述的电流传感器与电压传感器接在高压继电器的主触点端，所述的高压继电器、浪涌保护器、熔断器、电流传感器、电压传感器、震动传感器、散热器和温度传感器分别与所述的控制芯片相连。

所述高压继电器主要控制直流高压路的通断，继电器为充氢气类型，在过载或者短路时，能及时切断高达2000A的电流。

所述的高压继电器受控制芯片所控制，控制着锂电池至电机驱动器之间的通断。

所述浪涌保护器将窜入电力线、信号传输线的瞬时过压限制在设备所承受的电压范围内，保护设备不受冲击。

所述电流传感器采用闭环霍尔电流传感器，具有精度高、响应快等优点，用于测量各分支输出的电流大小，电流信号传送至控制芯片，发生过载或者短路控制芯片及时发出切断指令。

所述电压传感器用霍尔电压传感器，具有精度高、响应快等优点，用于测量各分支输出的电压大小，电压信号传送至控制芯片，发生过压或者欠压时控制芯片及时发出切断指令。

所述温度传感器采用铂电阻式接触式传感器，用于检测关键部位温升，所测试的信号传送至控制芯片，如温度达到设定值，控制芯片发出指令启动散热模块进行降温，整个温控系统采用闭环PID控制。

所述高压连接器需满足高电压，大电流的要求，对连接器的插拔力有较高的要求，能够在恶劣的环境下满足可靠接触要求。

所述熔断器为直流型熔断器，加载在散热支路、空调压缩机支付、 DC/DC支路以及充电机支路，能够及时的切断电源，避免车辆短路以及过载现象。

所述散热模块采用风冷加散热块的形式，模块接收控制芯片指令后输出动作，风量大小采用闭环控制，将PDU内温度控制在制定范围之类。

所述震动传感器安装于PDU之内，所测数据将上传与控制芯片，当检测到瞬时的剧烈震动之后，控制芯片将切断高压部分的电源，直至驾驶员从仪表盘上对高压部分的电源进行恢复。

所述的温度传感器贴装于高压继电器和高压配电箱外壳上，将所检测到的温度传送于控制芯片，控制芯片根据温度值启动散热器，来维持高压配电箱外壳的内部温度值。

所述控制芯片安装于PDU之内，其与VCU进行通讯，对PDU之内的器件进行控制。

本实用新型的有益效果是各支路安装霍尔电流电压传感器，当发生过流、过压、短路等异常现象的时候，可自动的迅速切断电源，并且形成故障信息，通过VCU显示操作仪表界面上，让驾驶员及时的排除故障。

有益效果还在于风冷散热模块采用PID闭环控制，能快速稳定的控制温度范围，让PDU工作在良好的工况中。

有益效果还在于增加震动传感器，传感器检测车辆震动信息，如检测到发生车祸等异常信息的时候，能及时切断高压部分的电源，能显著的提高车辆和人身的安全性。

附图说明

图1是本实用新型具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型进一步的说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。

图1是本实用新型具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱的结构示意图，如图所示，一种具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱，包括高压配电箱外壳1，安装在高压配电箱外壳1上的高压连接器2，以及置于该高压配电箱外壳1内的高压继电器3、浪涌保护器4、熔断器5、电流传感器6、电压传感器7、震动传感器8、散热器9、控制芯片10和温度传感器11；所述的电流传感器6与电压传感器7接在高压继电器3的主触点端，所述的高压继电器3、浪涌保护器4、熔断器 5、电流传感器6、电压传感器7、震动传感器8、散热器9和温度传感器11分别与所述的控制芯片10相连。

控制芯片10采用DSP28335来进行保护功能的开发。包含电压、电流、温度、震动传感器的数据采集、VCU的通讯接口、数据处理芯片、继电器输出口。

高压连接器5，安装于高压配电箱外壳(PDU)1的外部。熔断器6、散热模块7安装于PDU内部。

本实用新型的工作流程为：

由VCU与所述控制芯片进行通讯，进一步的，控制芯片控制所述继电器输出；进一步的继电器接通所述熔断器与所述高压连接器至电池。

所述电压、电流、震动传感器将测试数据上传至控制芯片。如控制芯片发现所测数据异常，切断相关继电器的输出。

控制芯片检测温度传感器的值，根据反馈的温度值，进行闭环调节散热模块，使PDU内部的温度恒定在设置范围之内。

当震动传感器检测到达到限定值，控制芯片默认进入保护序列，此时将切断主动力的输出，且在驾驶室的操控面板上进行严重事故报警。需人为消除人为事故的报警信息才能重新启动主动力的输出。

Claims (6)

1.一种具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱，其特征在于，包括高压配电箱外壳(1)，安装在高压配电箱外壳(1)上的高压连接器(2)，以及置于该高压配电箱外壳(1)内的高压继电器(3)、浪涌保护器(4)、熔断器(5)、电流传感器(6)、电压传感器(7)、震动传感器(8)、散热器(9)、控制芯片(10)和温度传感器(11)；所述的电流传感器(6)与电压传感器(7)接在高压继电器(3)的主触点端，所述的高压继电器(3)、浪涌保护器(4)、熔断器(5)、电流传感器(6)、电压传感器(7)、震动传感器(8)、散热器(9)和温度传感器(11)分别与所述的控制芯片(10)相连。

2.根据权利要求1所述的具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱，其特征在于，所述的高压连接器(2)通过高压线束连接于锂电池上，所述的高压继电器(3)受控制芯片(10)所控制，控制着锂电池至电机驱动器之间的通断。

3.根据权利要求1所述的具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱，其特征在于，所述的浪涌保护器(4)和熔断器(5)安装于高压继电器(3)之后，防止PUD装置的过压与过流。

4.根据权利要求1所述的具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱，其特征在于，电流传感器(6)与电压传感器(7)接在高压继电器(3)的主触点端，检测高压直流母线的电压与电流，并将所检测的值送至控制芯片(10)中进行对比处理：如果检测异常，那么将根据检测值反馈至操作台，紧急情况下将自动切换高压继电器(3)的输出。

5.根据权利要求1所述的具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱，其特征在于，所述的震动传感器(8)吸附于高压配电箱外壳(1)内，检测高压配电箱的震动，并将测量值送与控制芯片(10)中进行处理，当检测到达到限定值，控制芯片默认进入保护序列，此时将切断主动力的输出，且在驾驶室的操控面板上进行严重事故报警，需人为消除人为事故的报警信息才能重新启动主动力的输出。

6.根据权利要求1所述的具有多项检测保护功能的电动汽车高压配电箱，其特征在于，所述的温度传感器(11)贴装于高压继电器(3)和高压配电箱外壳(1)上，将所检测到的温度传送于控制芯片(10)，控制芯片(10)，根据温度值启动散热器(9)，来维持高压配电箱外壳的内部温度值。

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