CN211182138U - 电动汽车用一体化集成保险盒及其电源分配结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车用一体化集成保险盒，包括上盖、主体和下盖；所述主体顶部设置有元器件电路板，所述元器件电路板上设置有继电器分区和保险丝分区，后二者分别设置有多个继电器和多个保险丝；所述主体内部在元器件电路板的下方设置有插接件座板，所述插接件座板上设置有多个插槽，多个所述插槽的针脚按照电源分配电路与元器件电路板上的电路和元器件相连；所述主体侧面设置有线束过孔，所述线束过孔内设置有线束，线束末端通过插头连接到插槽上。本实用新型同时公开了该保险盒的电源分配电路结构。本实用新型根据纯电动汽车用电需求设计电源分配，可满足用电器的功能策略需求和用电需求。

Description

电动汽车用一体化集成保险盒及其电源分配结构

技术领域

本实用新型涉及一种汽车保险盒，特别是指一种电动汽车用一体化集成保险盒及其电源分配结构。

背景技术

目前汽车智能化、网联化、电动化已经成为趋势，另外随着中国物流行业的迅速发展以及环境保护法律法规的限制，纯电动轻型货车获得了广阔的市场。而纯电动货车相对于传统燃油车整车用电器迅速增加，包括整车控制器VCU、电机控制器MCU、高压配电箱PDU、电池管理系统BMS、低速报警器等。同时GB/T 18387.1-2015规定的直流充电桩有12V、24V两种低压系统，为了避免用户选择了错误的低压系统而导致充电失败或者烧坏整车控制器的情况，需在保险盒增加宽电压(12V/24V通用)充电转换继电器，在充电情况下利用充电接口低压辅助电源A+/A-控制充电唤醒继电器的触点闭合来为VCU、仪表和远程监控终端T-BOX等提供充电唤醒电源。另外，因为纯电动汽车底盘用电器的增多，考虑将中央配电盒移动到车架上，对于保险盒的防水、防尘提出了更高的要求，而传统燃油车的保险盒从电源分配系统、防水、防尘方面都无法满足纯电动轻型货车的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够满足多用电器和宽电压需求的电动汽车用一体化集成保险盒及其电源分配结构。

为实现上述目的，本实用新型所设计的电动汽车用一体化集成保险盒，包括上盖、主体和下盖；

所述主体顶部设置有元器件电路板，所述元器件电路板上设置有继电器分区和保险丝分区，所述继电器分区设置有多个继电器，所述保险丝分区设置有多个保险丝及其熔断指示灯；

所述主体内部在元器件电路板的下方设置有插接件座板，所述插接件座板上设置有多个插槽，多个所述插槽的针脚按照电源分配电路与元器件电路板上的电路和元器件相连；

所述主体侧面设置有线束过孔，所述线束过孔内设置有线束，所述线束的末端通过多个插头连接到多个插槽上。

优选地，所述上盖、下盖与主体相连处分别通过胶条密封，所述线束与线束过孔连接处通过胶圈密封。一体化保险盒布置在底盘车架上为底盘用电器分配电源，其所处的环境相对恶劣，同时为避免保险盒内部电源因雨水进入而与车架、负极线等发生接触，造成线路电路保险烧蚀等现象。采用该密封结构可避免前述问题，满足防水、防尘需求。

本发明同时提供了一种专为前述集成保险盒而设计的电源分配电路结构，包括蓄电池常电线路、ON档供电线路和ON档继电器；

所述ON档继电器为常开型继电器，其受控侧两端分别与蓄电池常电线路和ON档供电线路相连，其控制侧两端分别与ON档继电器控制信号端子和蓄电池负极端子相连；

所述蓄电池常电线路上设置有常电负载的电源分配线路，所述ON档供电线路上连接有ON档供电负载的电源分配线路；各负载的电源分配线路按需设置有保险丝和继电器；

所述电源分配线路包括充电转换电路，所述充电转换电路包括充电转换继电器、VCU唤醒继电器、仪表与T-BOX唤醒继电器，其中充电转换继电器、VCU唤醒继电器为常开型，仪表与T-BOX唤醒继电器为转换型；

所述充电转换继电器为可承受12V、24V两种低压控制信号的宽电压继电器，其控制侧两端分别与充电口低压备用电源A+端子、充电口低压备用电源A-端子相连，可以承受12V、24V两种低压控制信号；所述充电转换继电器的受控侧一端接地，另一端分别与VCU唤醒继电器、仪表与T-BOX唤醒继电器的控制侧一端相连；所述VCU唤醒继电器、仪表与T-BOX唤醒继电器的控制侧另一端联结后经VCU保险丝与蓄电池常电线路相连；所述VCU唤醒继电器的受控侧一端经VCU保险丝与蓄电池常电线路相连，另一端与VCU充电唤醒电源端子相连；所述仪表与T-BOX唤醒继电器的受控侧包括一个常闭触点(静触点)、一个常开触点(静触点)和一个输出触点(动触点)，其中常闭触点经仪表与T-BOX保险丝与ON档供电线路相连，常开触点经VCU保险丝与蓄电池常电线路相连，输出触点和仪表与T-BOX唤醒电源端子相连。

优选地，所述电源分配线路还包括空调及PTC控制电路，所述空调及PTC控制电路包括压缩机继电器、鼓风机继电器、压缩机预充继电器、PTC继电器、温控继电器，其中温控继电器为常闭型，余者为常开型；

所述压缩机继电器的控制侧一端接地，另一端同时与压缩机启停控制端子、压缩机预充继电器受控侧的一端相连；所述压缩机继电器的受控侧一端接地，另一端与压缩机启停使能信号端子相连；

所述鼓风机继电器的控制侧一端接地，另一端与鼓风机控制端子相连；所述鼓风机继电器的受控侧一端经空调保险丝与蓄电池常电线路相连，另一端与鼓风机电源端子相连；

所述压缩机预充继电器控制侧的两端分别与压缩机高压预充完成信号端子、A/C开关信号端子相连；所述压缩机预充继电器受控侧的另一端则与鼓风机控制端子相连；

所述PTC继电器的控制侧一端与PTC开关端子相连，另一端与温控继电器的受控侧一端相连；所述PTC继电器的受控侧一端经PTC保险丝与ON档供电线路相连，另一端与PTC接触器控制信号端子相连；

所述温控继电器的控制侧的一端经PTC保险丝与ON档供电线路相连，另一端经二极管N1与A/C开关信号端子相连；所述温控继电器的受控侧另一端与暖风芯体温控器端子相连；

所述温控器电源端子经PTC保险丝与ON档供电线路相连。

优选地，所述充电转换继电器为型号ZZ1433B-S的宽电压继电器。

优选地，所述ON档供电负载包括存在静态功耗及漏电流的负载，所述常电负载包括通过继电器驱动的大负载。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)根据纯电动汽车用电需求设计电源分配，将各种用电器的保险和继电器集成到保险盒上，满足用电器的功能策略需求和用电需求。

2)增加宽电压(12V/24V通用)充电转换继电器，在充电情况下利用充电接口低压辅助电源A+/A-控制充电唤醒继电器的触点闭合来为VCU、仪表和远程监控终端T-BOX等提供充电唤醒电源，避免因用户选择错误的低压系统而导致充电失败或者烧坏整车控制器的情况。

3)蓄电池常电和ON档用电分开供电，保证了车辆OFF锁车后整车的静态电流满足要求，同时避免所有负载都放在ON档继电器下ON档继电器触点不能承受大电流的问题。

附图说明

图1为本实用新型所设计的集成保险盒的立体示意图。

图2为图1中集成保险盒的分解示意图。

图3为图2中主体200从下向上看的立体示意图。

图4为图3中插槽分布示意图。

图5为图2中元器件电路板210的布置示意图。

图6为图1中集成保险盒的电源分配图，由于分配图过长，分成了(a)～(c)三幅图。

图7为图6中充电转换电路的放大图。

图8为图6中空调及PTC控制电路的放大图。

其中：

上盖100、主体200、元器件电路板210、插接件座板220、插槽221(端子A_1～F_1)、线束过孔230、胶圈231、下盖300；

线束400、蓄电池常电线路003、ON档供电线路501；

继电器J1～J17，包括：鼓风机继电器J3、ON档继电器J6、充电转换继电器J7、VCU唤醒继电器J8、仪表与T-BOX唤醒继电器J9、温控继电器J12、PTC继电器J13、压缩机预充继电器J16、压缩机继电器J17；

保险丝F1～F29，包括：仪表与T-BOX保险丝F1，VCU保险丝F2、PTC保险丝F5、空调保险丝F14、二极管N1。

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的详细说明。

如图1～3所示，本实用新型所设计的电动汽车用一体化集成保险盒包括上盖100、主体200和下盖300，主体200上下通过卡扣与上盖100、下盖300相连，同时配以一定数量的螺钉进行固定。

主体200侧面设置有线束过孔230，线束过孔230内设置有线束400，线束400的末端通过多个插头连接到多个插槽221上。

上盖100、下盖300与主体200相连处分别通过胶条密封，线束400与线束过孔230连接处通过胶圈231密封。

主体200顶部设置有元器件电路板210，元器件电路板210上设置有继电器分区和保险丝分区，如图5所示，继电器分区设置有继电器J1～J17，保险丝分区设置有保险丝F1～F29及其熔断指示灯，保险丝F1～F26采用Jcase慢熔保险，F27～F29采用MINI快融保险。

主体200内部在元器件电路板210的下方设置有插接件座板220。如图4所示，插接件座板220上设置有多个插槽221(A座～F座)，各插槽221的针脚(本发明中又称端子)按照图6所示的电源分配电路与元器件电路板210上的电路和元器件相连，图中A_1～F_1分别代表对应插座A～F的端子编号。

以下对该集成保险盒而设计的电源分配电路进行说明。

该电源分配电路包括蓄电池常电线路003、ON档供电线路501和ON档继电器J6。

蓄电池常电线路003电源取自蓄电池正极保险盒，在保险盒电源分配设计时，将通过继电器驱动的大负载挂在常电模式下，通过继电器的常开触点将负载与蓄电池切断，只有在继电器线圈端的控制信号到达时才与蓄电池相连，从而保证了车辆OFF锁车后整车的静态电流满足要求，同时避免所有负载都放在ON档继电器下ON档继电器触点不能承受大电流的问题。

ON档继电器J6为常开型继电器，其受控侧两端分别与蓄电池常电线路003和ON档供电线路501相连，其控制侧两端分别与ON档继电器控制信号端子B_15和蓄电池负极端子A_19相连。

当钥匙开关在ON档位置时该继电器闭合501输出ON档电，ON档电源模式下的有空调压缩机电源(F9 MINI保险15A)、TCU唤醒电源(F4 MINI保险5A)、低速报警电源(F815A)、仪表与T-BOX电源(F115A)、温控器电源(F57.5A)以及预留的F7/F17 ON档电源，将存在静态功耗及漏电流的负载放在ON档，从而缩减车辆锁车静态电流，避免蓄电池亏电，ON档继电器采用HFV16-12H-TR，触点承载电流能力为12V/70A。

电源分配线路接入的电器较多，以下针对比较有代表性的充电转换电路和空调及PTC控制电路进行详细说明。

如图7所示，充电转换电路包括充电转换继电器J7、VCU唤醒继电器J8、仪表与T-BOX唤醒继电器J9，其中充电转换继电器J7、VCU唤醒继电器J8为常开型，仪表与T-BOX唤醒继电器J9为转换型。

充电转换继电器J7的控制侧两端分别与充电口低压备用电源A+端子A_3、充电口低压备用电源A-端子A_2相连。充电转换继电器J7的受控侧一端接地，另一端分别与VCU唤醒继电器J8、仪表与T-BOX唤醒继电器J9的控制侧一端相连。

VCU唤醒继电器J8、仪表与T-BOX唤醒继电器J9的控制侧另一端联结后经VCU保险丝F2与蓄电池常电线路003相连。VCU唤醒继电器J8的受控侧一端经VCU保险丝F2与蓄电池常电线路003相连，另一端与VCU充电唤醒电源端子A_13相连。

仪表与T-BOX唤醒继电器J9的受控侧包括一个常闭触点(静触点)、一个常开触点(静触点)和一个输出触点(动触点)，继电器控制侧不通电时输出触点与常闭触点接通，通电时输出触点与常开触点接通，常闭触点经仪表与T-BOX保险丝F1与ON档供电线路501相连，常开触点经VCU保险丝F2与蓄电池常电线路003相连，输出触点和仪表与T-BOX唤醒电源端子A_14相连。

本发明采用的充电转换继电器的型号为ZZ1433B-S-宽电压继电器，其参数见下表1：

表1充电转换继电器技术参数

采用该宽电压继电器，可以满足GB/T 18387.1-2015规定的直流充电桩12V、24V两种低压系统，通过直流充电接口的低压备用电源A+/A-控制J7的吸合，从而控制充电唤醒继电器J8/J9吸合。

J8为一组常开形式只有在充电时闭合为VCU提供充电唤醒信号，而J9为一组转换形式，在钥匙ON档时，通过常闭触点为仪表、T-BOX提供唤醒电源，在充电时通过闭合常开触点为仪表、T-BOX提供唤醒电源。

如图8所示，空调及PTC控制电路包括压缩机继电器J17、鼓风机继电器J3、压缩机预充继电器J16、PTC继电器J13、温控继电器J12，其中温控继电器J12为常闭型，余者为常开型。

压缩机继电器J17的控制侧一端接地，另一端同时与压缩机启停控制端子B_6、压缩机预充继电器J16受控侧的一端相连。压缩机继电器J17的受控侧一端接地，另一端与压缩机启停使能信号端子B_16相连。

鼓风机继电器J3的控制侧一端接地，另一端与鼓风机控制端子B_2相连。鼓风机继电器J3的受控侧一端经空调保险丝F14与蓄电池常电线路003相连，另一端与鼓风机电源端子D_6相连。

压缩机预充继电器J16控制侧的两端分别与压缩机高压预充完成信号端子B_5、A/C开关信号端子A_6相连。压缩机预充继电器J16受控侧的另一端则与鼓风机控制端子B_2相连。

空调部分的控制：当驾驶室空调鼓风机开关打开时，B_2针脚(鼓风机控制端子)输入高电平，J3继电器闭合从而D_6针脚输出电源鼓风机运转。同时按下A/C开关，A_6针脚接地，当钥匙处于ON档时高压附件完成预充，B_5针脚输入高电平，此时J16继电器闭合同时J17继电器也闭合，从而通过B_16针脚输出电动压缩机使能信号(低边)，压缩机开始工作，通过上述电路实现了空调工作的控制逻辑：电动压缩机工作的前提条件是鼓风机开关打开、A/C开关闭合、电动压缩机预充完成，或者接收到压缩机启停控制信号。

PTC继电器J13的控制侧一端与PTC开关端子A_20相连，另一端与温控继电器J12的受控侧一端相连。PTC继电器J13的受控侧一端经PTC保险丝F5与ON档供电线路501相连，另一端与PTC接触器控制信号端子A_8相连。

温控继电器J12的控制侧的一端经PTC保险丝F5与ON档供电线路501相连，另一端经二极管N1与A/C开关信号端子A_6相连。温控继电器J12的受控侧另一端与暖风芯体温控器端子A_7相连。

温控器电源端子D_1经PTC保险丝F5与ON档供电线路501相连。

PTC部分的控制：当按下驾驶室内的PTC开关时，A_20针脚输入高电平，A_7针脚接暖风芯体表面的双金属片开关，正常情况双金属片闭合接地，此时J13继电器闭合，从而A_8针脚输出高电平作为高压PTC接触器闭合信号，PTC开始工作。当暖风芯体表面温度过高超过设定的阈值，双金属片开关因自身的特性断开，PTC加热停止。

A/C和PTC的互锁控制：当空调A/C开关按下的时候，A_6针脚接地，此时J12继电器的常闭触点断开，此时即使按下PTC开关，J13继电器也不会闭合，PTC不会工作，因此只有在A/C关闭的情况下(此时压缩机不工作)才允许PTC加热工作，从而实现A/C与PTC的互锁控制策略，提高了PTC的安全性。

需要说明的是，本发明中，出于简要考虑，有关电源分配电路元器件的连接如非特别说明，均指电连接。此外，继电器的控制侧是指电磁铁，而受控侧指被电磁铁控制的开关。

Claims (6)

1.一种电动汽车用一体化集成保险盒，包括上盖(100)、主体(200)和下盖(300)；其特征在于：

所述主体(200)顶部设置有元器件电路板(210)，所述元器件电路板(210)上设置有继电器分区和保险丝分区，所述继电器分区设置有多个继电器，所述保险丝分区设置有多个保险丝及其熔断指示灯；

所述主体(200)内部在元器件电路板(210)的下方设置有插接件座板(220)，所述插接件座板(220)上设置有多个插槽(221)，多个所述插槽(221)的针脚按照电源分配电路与元器件电路板(210)上的电路和元器件相连；

所述主体(200)侧面设置有线束过孔(230)，所述线束过孔(230)内设置有线束(400)，所述线束(400)的末端通过多个插头连接到多个插槽(221)上。

2.根据权利要求1所述的电动汽车用一体化集成保险盒，其特征在于：所述上盖(100)、下盖(300)与主体(200)相连处分别通过胶条密封，所述线束(400)与线束过孔(230)连接处通过胶圈(231)密封。

3.一种专为权利要求1或2所述集成保险盒而设计的电源分配结构，其特征在于：包括蓄电池常电线路(003)、ON档供电线路(501)和ON档继电器(J6)；

所述ON档继电器(J6)为常开型继电器，其受控侧两端分别与蓄电池常电线路(003)和ON档供电线路(501)相连，其控制侧两端分别与ON档继电器控制信号端子(B_15)和蓄电池负极端子(A_19)相连；

所述蓄电池常电线路(003)上设置有常电负载的电源分配线路，所述ON档供电线路(501)上连接有ON档供电负载的电源分配线路；各负载的电源分配线路按需设置有保险丝和继电器；

所述电源分配线路包括充电转换电路，所述充电转换电路包括充电转换继电器(J7)、VCU唤醒继电器(J8)、仪表与T-BOX唤醒继电器(J9)，其中充电转换继电器(J7)、VCU唤醒继电器(J8)为常开型，仪表与T-BOX唤醒继电器(J9)为转换型；

所述充电转换继电器(J7)为可承受12V、24V两种低压控制信号的宽电压继电器，其控制侧两端分别与充电口低压备用电源A+端子(A_3)、充电口低压备用电源A-端子(A_2)相连；所述充电转换继电器(J7)的受控侧一端接地，另一端分别与VCU唤醒继电器(J8)、仪表与T-BOX唤醒继电器(J9)的控制侧一端相连；所述VCU唤醒继电器(J8)、仪表与T-BOX唤醒继电器(J9)的控制侧另一端联结后经VCU保险丝(F2)与蓄电池常电线路(003)相连；所述VCU唤醒继电器(J8)的受控侧一端经VCU保险丝(F2)与蓄电池常电线路(003)相连，另一端与VCU充电唤醒电源端子(A_13)相连；所述仪表与T-BOX唤醒继电器(J9)的受控侧包括一个常闭触点、一个常开触点和一个输出触点，其中常闭触点经仪表与T-BOX保险丝(F1)与ON档供电线路(501)相连，常开触点经VCU保险丝(F2)与蓄电池常电线路(003)相连，输出触点和仪表与T-BOX唤醒电源端子(A_14)相连。

4.根据权利要求3所述的电源分配结构，其特征在于：所述电源分配线路还包括空调及PTC控制电路，所述空调及PTC控制电路包括压缩机继电器(J17)、鼓风机继电器(J3)、压缩机预充继电器(J16)、PTC继电器(J13)、温控继电器(J12)，其中温控继电器(J12)为常闭型，余者为常开型；

所述压缩机继电器(J17)的控制侧一端接地，另一端同时与压缩机启停控制端子(B_6)、压缩机预充继电器(J16)受控侧的一端相连；所述压缩机继电器(J17)的受控侧一端接地，另一端与压缩机启停使能信号端子(B_16)相连；

所述鼓风机继电器(J3)的控制侧一端接地，另一端与鼓风机控制端子(B_2)相连；所述鼓风机继电器(J3)的受控侧一端经空调保险丝(F14)与蓄电池常电线路(003)相连，另一端与鼓风机电源端子(D_6)相连；

所述压缩机预充继电器(J16)控制侧的两端分别与压缩机高压预充完成信号端子(B_5)、A/C开关信号端子(A_6)相连；所述压缩机预充继电器(J16)受控侧的另一端则与鼓风机控制端子(B_2)相连；

所述PTC继电器(J13)的控制侧一端与PTC开关端子(A_20)相连，另一端与温控继电器(J12)的受控侧一端相连；所述PTC继电器(J13)的受控侧一端经PTC保险丝(F5)与ON档供电线路(501)相连，另一端与PTC接触器控制信号端子(A_8)相连；

所述温控继电器(J12)的控制侧的一端经PTC保险丝(F5)与ON档供电线路(501)相连，另一端经二极管(N1)与A/C开关信号端子(A_6)相连；所述温控继电器(J12)的受控侧另一端与暖风芯体温控器端子(A_7)相连；

所述空调及PTC控制电路还设置有温控器电源端子(D_1)；所述温控器电源端子(D_1)经PTC保险丝(F5)与ON档供电线路(501)相连。

5.根据权利要求3或4所述的电源分配结构，其特征在于：所述充电转换继电器(J7)为型号ZZ1433B-S的宽电压继电器。

6.根据权利要求3或4所述的电源分配结构，其特征在于：所述ON档供电负载包括存在静态功耗及漏电流的负载，所述常电负载包括通过继电器驱动的大负载。

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