CN211075541U - 电动车辆的高压配电盒、车辆上装及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车辆的高压配电盒、车辆上装及电动车辆。该高压配电盒包括：预充回路，用于产生上装母线电压；上装控制器，与预充回路相连接，用于将上装母线电压与动力电池电压进行比对，控制上装高压配电。本实用新型解决了相关技术中为了确保上装高压用电安全，通常在高压配电回路上增加接触器来控制上装高压配电，然而，接触器在闭合瞬时为上装电机的容性负载充电，很有可能会导致电流过大，由此可能造成接触器烧蚀的技术问题。

Description

电动车辆的高压配电盒、车辆上装及电动车辆

技术领域

本实用新型涉及电动车辆领域，具体而言，涉及一种电动车辆的高压配电盒、车辆上装及电动车辆。

背景技术

目前，相关技术中所提供的部分车辆底盘的高压附件(例如：高压转向电机与高压制动电机)与整车的驱动电机回路直接并联，而无需使用继电器与高压回路断开。由于直接使用保险便可满足高压配电的需要，因此小功率空调压缩机通常会直接使用保险。

环卫车和冷藏车等专用车辆的上装部分通常都会使用大功率容性负载。容性负载从整车高压回路(通常从整车的电源分配单元)配电。为了确保上装高压用电安全，通常可以在高压配电回路上增加继电器来控制上装高压配电，然而，对于大功率容性负载而言，需要选择继电器以确保上装部分可以不带电；同时，继电器在闭合瞬时为上装电机的电容充电，很有可能会导致电流过大，由此可能造成继电器烧蚀。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型至少部分实施例提供了一种电动车辆的高压配电盒、车辆上装及电动车辆，以至少解决相关技术中为了确保上装高压用电安全，通常在高压配电回路上增加接触器来控制上装高压配电，然而，接触器在闭合瞬时为上装电机的容性负载充电，很有可能会导致电流过大，由此可能造成接触器烧蚀的技术问题。

根据本实用新型其中一实施例，提供了一种电动车辆的高压配电盒，电动车辆的上装通过高压配电盒与底盘的动力电池连接，高压配电盒包括：

主接触器，与上装电机的容性负载相连接，用于控制上装母线的断开与闭合，以使上装与底盘分开用电。

可选地，高压配电盒还包括：预充回路，该预充回路包括：预充接触器，其第一端与主接触器的第一端相连接，用于控制预充回路的断开与闭合；预充电阻，其第一端与预充接触器的第二端相连接，其第二端与主接触器的第二端相连接，用于产生上装母线电压。

可选地，高压配电盒还包括：上装控制器，与预充回路相连接，用于将上装母线电压与动力电池电压进行比对，控制上装高压配电。

可选地，高压配电盒还包括：高压互锁回路，用于使用低压信号来检测高压配电盒上与高压母线相连接的各个分路的电气连接状态。

可选地，高压互锁回路的一端与上装控制器的第一针脚相连接，高压互锁回路的另一端与上装控制器的第二针脚相连接。

根据本实用新型其中一实施例，还提供了一种车辆上装，包括：上述任一项的高压配电盒。

根据本实用新型其中一实施例，还提供了一种电动车辆，包括：上述车辆上装和车辆底盘，其中，高压配电盒设于车辆上装，且高压配电盒通过预设配电接口连接至车辆底盘。

在本实用新型至少部分实施例中，采用电动车辆的上装通过高压配电盒与底盘的动力电池连接的方式，通过与上装电机的容性负载相连接的主接触器控制上装母线的断开与闭合，达到了利用主接触器使得车辆上装与车辆底盘分开用电，由此可以更好地匹配不同规格的电动底盘的目的，从而实现了确保上装高压用电安全、避免直接通过大电流造成接触器烧蚀的技术效果，进而解决了相关技术中为了确保上装高压用电安全，通常在高压配电回路上增加接触器来控制上装高压配电，然而，接触器在闭合瞬时为上装电机的容性负载充电，很有可能会导致电流过大，由此可能造成接触器烧蚀的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型其中一实施例的电动车辆的局部结构示意图；

图2是根据本实用新型其中一实施例的电动车辆的高压配电盒的结构示意图；

图3是根据本实用新型其中一可选实施例的电动车辆的高压配电盒的结构示意图；

以上附图中的标记如下所示：1、高压配电盒；2、车辆底盘；11、预充回路；12、上装控制器；13、油泵电机控制器；14、气泵电机控制器；15、油泵电机；16、气泵电机；17、高压互锁回路；111、主接触器；112、预充接触器；113、预充电阻。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本实用新型其中一实施例，提供了一种高压配电盒的实施例。该实施例可以在电动车辆中执行。电动车辆的上装通过高压配电盒与底盘的动力电池连接。电动车辆可以包括但不限于：环卫车和冷藏车。图1是根据本实用新型其中一实施例的电动车辆的局部结构示意图，如图1所示，该电动车辆包括：车辆上装(图中未示出)和车辆底盘2，其中，高压配电盒1设于车辆上装，且高压配电盒1通过预设配电接口连接至车辆底盘。通过为车辆底盘配置高压配电接口，可以使得高压配电盒兼容不同类型电动车辆的车辆底盘。

图2是根据本实用新型其中一实施例的电动车辆的高压配电盒的结构示意图，如图2所示，该高压配电盒包括：预充回路11、上装控制器12、油泵电机控制器13、气泵电机控制器14、油泵电机15、气泵电机16、主接触器111以及用于存储数据的存储器(图中未示出)。预充回路11，用于产生上装母线电压；上装控制器12，与预充回路相连接，用于将上装母线电压与动力电池电压进行比对，控制上装高压配电。可选地，上述高压配电盒还可以包括用于通信功能的传输设备。主接触器111，与上装电机的容性负载相连接，用于控制上装母线的断开与闭合，以使上装与底盘分开用电。

本领域普通技术人员可以理解，图2所示的结构仅为示意，其并不对上述高压配电盒的结构造成限定。例如，高压配电盒还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。

存储器可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本实用新型实施例中的控制上装高压配电对应的计算机程序，上装控制器通过运行存储在存储器内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于上装控制器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至高压配电盒。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输设备用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括高压配电盒的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

可选地，图3是根据本实用新型其中一可选实施例的电动车辆的高压配电盒的结构示意图，如图3所示，预充回路包括：预充接触器112，其第一端与主接触器的第一端相连接，用于控制预充回路的断开与闭合；预充电阻113，其第一端与预充接触器的第二端相连接，其第二端与主接触器的第二端相连接，用于产生上装母线电压。

本发明实施例所提供的预充回路主要是针对上装电机(包括：油泵电机、气泵电机)中的容性负载(其实质为电容)进行预充。考虑到接触器在闭合瞬时为上装电机的容性负载充电，很有可能会导致电流过大，由此可能造成接触器烧蚀，为此，需要先为上装电机的容性负载进行充电以产生上装母线电压，等到上装母线电压接近动力电池电压时，再关断预充回路，闭合电机控制器主接触器，此时完成上电操作。

可选地，上装控制器，还用于根据动力电池的剩余电量和车辆底盘的准备状态确定是否允许接通上装高压配电。

在高压上电过程中，首先，需要通过钥匙门key on或者整车控制器硬线方式执行激活操作。其次，上装控制器判断其与整车控制器之间的通信连接是否正常。例如：采用Rolling Counter周期性检测在上装控制器与整车控制器之间传输的报文是否发生过丢失；如果发生过丢失，则确定上装控制器与整车控制器之间出现通信故障；如果未发生过丢失，则确定上装控制器与整车控制器之间的通信正常。然后，上装控制器继续判断动力电池的剩余电量是否能够达到20％；如果未达到20％，则确定动力电池的剩余电量过低；如果达到20％，则上装控制器继续判断车辆底盘的准备状态是否就绪。如果准备状态未就绪，则确定车辆底盘未上高压；如果准备状态就绪，则确定车辆底盘允许接通上装高压配电。例如：可以采用单独一帧报文中的上装高压上电标志位来表示车辆底盘的准备状态是否就绪，其中，上装高压上电标志位置为1表示准备状态就绪，上装高压上电标志位置为0表示准备状态未就绪。

可选地，上装控制器，还用于在上装母线电压大于第一预设阈值且上装母线电压与动力电池电压之间的比例值大于或等于第二预设阈值的情况下，控制上装高压配电。

在确定车辆底盘允许接通上装高压配电之后，上装控制器再次判断其与整车控制器之间的通信连接是否正常。例如：采用Rolling Counter周期性检测在上装控制器与整车控制器之间传输的报文是否发生过丢失；如果发生过丢失，则确定上装控制器与整车控制器之间出现通信故障；如果未发生过丢失，则确定上装控制器与整车控制器之间的通信正常。例如：采用Rolling Counter对上装控制器与整车控制器之间传递的报文从1-15进行编号，如果Rolling Counter的相关计数为定值或者整车控制器未收到Rolling Counter的相关计数，则可以确定上装控制器与整车控制器之间出现通信故障。其次，如果能够确定上装控制器与整车控制器之间的通信正常，则上装控制器闭合预充接触器。然后，上装控制器判断上装母线电压(即电机控制器端电压)是否大于第一预设阈值(例如：400V)且上装母线电压与动力电池电压之间的比例值是否大于或等于第二预设阈值(例如：95％)。如果上装母线电压大于第一预设阈值且上装母线电压与动力电池电压之间的比例值大于或等于第二预设阈值，则上装控制器闭合主接触器并且断开预充接触器，由此高压上电过程完成；否则，如果预充过程完成，但是主接触器却并未处于闭合状态，则上装控制器需要重复判断上装母线电压(即电机控制器端电压)是否大于第一预设阈值且上装母线电压与动力电池电压之间的比例值是否大于或等于第二预设阈值，并尝试再次闭合主接触器。如果多次尝试闭合主接触器均出现失败，则可以确定高压上电过程失败。

可选地，上装控制器，还用于向电机控制器发送请求指令，其中，请求指令用于请求电机控制器将电机转速清零。

在正常下电过程中，上装控制器可以直接向电机控制器发送请求转速(或扭矩)置零的指令，由此确保高压下电安全。区别于正常下电过程，在异常下电过程中，上装控制器需要判断电机控制器是否发生硬件故障以及动力电池的剩余电量是否小于15％。上装控制器在确定电机控制器发生硬件故障或者动力电池的剩余电量小于15％的情况下，向电机控制器发送请求转速(或扭矩)置零的指令，由此确保高压下电安全。

可选地，上装控制器，还用于在电机控制器反馈的电机转速小于第三预设阈值且通过主接触器的电流值小于第四预设阈值的情况下，断开主接触器；以及在电机控制器反馈的电机转速大于或等于第三预设阈值，或者，通过主接触器的电流值大于或等于第四预设阈值的情况下，发出告警提示信息。

无论是在正常下电过程中，还是在异常下电过程中，在上装控制器向电机控制器发送请求转速(或扭矩)置零的指令之后，上装控制器需要进一步判断电机控制器反馈的电机转速是否小于第三预设阈值(例如：30r/min)且通过主接触器的电流值是否小于第四预设阈值(例如：2A)。在一个可选实施例中，上装控制器可以每间隔7.5秒执行一次判断过程。如果电机控制器反馈的电机转速未小于第三预设阈值或者通过主接触器的电流值未小于第四预设阈值，则上装控制器可以在执行一次上述判断过程。如果在第15秒时刻，上装控制器确定电机控制器反馈的电机转速小于第三预设阈值且通过主接触器的电流值小于第四预设阈值，则上装控制器便可断开主接触器，以此成功完成高压下电过程。如果在第15秒时刻，上装控制器确定电机控制器反馈的电机转速仍然未小于第三预设阈值或者通过主接触器的电流值仍然未小于第四预设阈值，则上装控制器需要发出告警提示信息并向整车控制器上报故障信息，由此说明高压下电过程失败。

可选地，如图3所示，高压配电盒还包括：高压互锁回路17，用于使用低压信号来检测高压配电盒上与高压母线相连接的各个分路的电气连接状态。

高压互锁回路的一端与上装控制器的第一针脚相连接，高压互锁回路的另一端与上装控制器的第二针脚相连接。

上述高压互锁回路的作用在于：使用低压信号来检测高压配电盒上与高压母线相连接的各个分路(例如：底盘配电单元的高压输出部分、油泵电机控制器与油泵电机之间的连接处的高压部分、气泵电机控制器与气泵电机之间的连接处的高压部分)的电气连接状态，以此来确认整个高压系统的完整性。高压互锁回路可以选用动力电池作为供电电源。通过使用高压互锁回路可以使得低压信号沿着闭合的低压回路传递。如果发生低压信号中断，则说明存在特定的高压连接器松动或者脱落，由此，将高压互锁回路的状态传递给整车控制器。

可选地，上装控制器，还用于向整车控制器反馈故障信息，以使整车控制器根据故障信息进行修复处理。

对于上装控制器向整车控制器反馈的故障信息通常可以分为多个等级。表1为电动车辆的故障等级列表，如表1所示：

表1

电机控制器母线过压报警	00：正常；01：1级；10:2级；11：无效
		电机控制器母线欠压报警	00：正常；01：1级；10:2级；11：无效
电机控制器母线过流报警	00：正常；01：1级；10:2级；11：3级
		电机控制器温度报警	00：正常；01：1级；10:2级；11：无效
电机温度报警	00：正常；01：1级；10:2级；11：无效
		电机超速报警	00：正常；01：1级；10:2级；11：无效
电机控制器通讯故障	00：正常；01：故障
		电机控制器硬件故障	00：正常；01：故障(3级故障)
转速传感器故障	00：正常；01：故障(2级故障)
		温度传感器故障	00：正常；01：故障
电机控制器低压欠压故障	00：正常；01：故障(3级故障)

由此可见，根据发生故障的重要程度以及处理权限可以将电动车辆所可能发生的常见故障划分为3个等级。1级故障的重要程度最低，对整车系统影响最小。3级故障的重要程度最高，对整车系统影响最大。针对1级故障而言，整车控制器可以采用电动车辆仪表的报警提示方式进行处理。针对2级故障而言，整车控制器可以采用整车降功率(例如：转速置为800r/min)的方式进行修复处理。针对3级故障而言，整车控制器可以控制电动车辆进入非正常下电模式的方式进行修复处理。由此，采用故障分级处理对整车系统的稳定性具有较大的提升，从而有效地降低停机频率。

通过上述可选实施例，上装控制器不仅可以通过控制器局域网络线交互，实时获取车辆底盘的高压状态、动力电池的剩余电量，电池总压等信息，而且还可以向整车控制器及时反馈上装功率、上装控制器温度、电机温度、故障状态灯信息，从而使得上装部分用电更安全。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种电动车辆的高压配电盒，其特征在于，电动车辆的上装通过高压配电盒与底盘的动力电池连接，所述高压配电盒包括：

主接触器，与上装电机的容性负载相连接，用于控制上装母线的断开与闭合，以使所述上装与所述底盘分开用电；

所述高压配电盒还包括用于所述上装上电之前对所述容性负载进行预充的预充回路。

2.根据权利要求1所述的高压配电盒，其特征在于，还包括：预充回路，所述预充回路包括：

预充接触器，其第一端与所述主接触器的第一端相连接，用于控制所述预充回路的断开与闭合；

预充电阻，其第一端与所述预充接触器的第二端相连接，其第二端与所述主接触器的第二端相连接，用于产生所述上装母线电压。

3.根据权利要求2所述的高压配电盒，其特征在于，所述高压配电盒还包括：

上装控制器，与所述预充回路相连接，用于将所述上装母线电压与动力电池电压进行比对，控制上装高压配电。

4.根据权利要求3所述的高压配电盒，其特征在于，所述高压配电盒还包括：

高压互锁回路，用于使用低压信号来检测所述高压配电盒上与高压母线相连接的各个分路的电气连接状态。

5.根据权利要求4所述的高压配电盒，其特征在于，所述高压互锁回路的一端与所述上装控制器的第一针脚相连接，所述高压互锁回路的另一端与所述上装控制器的第二针脚相连接。

6.一种车辆上装，其特征在于，包括：权利要求1至5中任一项所述的高压配电盒。

7.一种电动车辆，其特征在于，包括：权利要求6所述的车辆上装和车辆底盘，其中，高压配电盒设于所述车辆上装，且所述高压配电盒通过预设配电接口连接至所述车辆底盘。

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