CN211830302U - 一种滤波保护单元和电池包快换连接器 - Google Patents

一种滤波保护单元和电池包快换连接器 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种滤波保护单元和电池包快换连接器，涉及快换技术领域。该滤波保护单元包括：第一滤波模块，所述第一滤波模块连接在所述电池包快换连接器的低压输入端和充电机的低压输出端之间；第二滤波模块，所述第二滤波模块连接在所述电池包快换连接器的高压输入端和所述充电机的高压输出端之间；其中，所述第一滤波模块和第二滤波模块分别通过连接导线，与所述电池包快换连接器连接，或者，所述第一滤波模块和第二滤波模块集成于所述电池包快换连接器上。本实用新型通过在电池包快换连接器上增加滤波保护单元，避免了在换电站内充电电池包在充电过程中不受站内或者站外电磁干扰、电压波动等影响的问题。

Description

一种滤波保护单元和电池包快换连接器
技术领域
本实用新型涉及快换技术领域，特别涉及一种滤波保护单元和电池包快换连接器。
背景技术
电动汽车换电业务正在兴起，换电模式的普及可以极大程度的缓解驾驶人的里程焦虑。但是经过对换电站的了解及测试发现，目前换电站对站内电磁发射、供电质量等没有考核指标，电池包充电端的电压波动等干扰情况没有防范措施，从而直接影响到电池包的荷电状态以及使用寿命。因此在换电站电池包时，急需一种具有滤波功能的快换连接结构。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种滤波保护单元和电池包快换连接器，以解决在换电站内充电电池包在充电过程中不受站内或者站外电磁干扰、电压波动等影响的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型提供一种滤波保护单元，应用于电池包快换连接器，包括：
第一滤波模块，所述第一滤波模块连接在所述电池包快换连接器的低压输入端和充电机的低压输出端之间；
第二滤波模块，所述第二滤波模块连接在所述电池包快换连接器的高压输入端和所述充电机的高压输出端之间；
其中，所述第一滤波模块和第二滤波模块分别通过连接导线，与所述电池包快换连接器连接，或者，所述第一滤波模块和第二滤波模块集成于所述电池包快换连接器上。
进一步地，所述第一滤波模块包括低压滤波电路，所述低压滤波电路包括：
连接于所述电池包快换连接器的低压输入端的正负极之间的第一差模电容；
连接于所述充电机的低压输出端的正负极之间的第二差模电容；
连接于所述低压输入端的正极和低压输出端的正极之间的第一共模磁环；
连接于所述低压输入端的负极和低压输出端的负极之间的第二共模磁环；
其中，所述低压输入端的正极通过第一共模电容接地，所述低压输入端的负极通过第二共模电容接地。
进一步地，所述第一共模磁环和所述第二共模磁环的电感值相同。
进一步地，所述第一共模磁环和所述第二共模磁环均为纳米晶材料磁环。
进一步地，所述第二滤波模块包括高压滤波电路，所述高压滤波电路包括：
连接于所述电池包快换连接器的高压输入端的正负极之间的第三差模电容；
连接于所述电池包快换连接器的高压输出端的正负极之间的第四差模电容；
所述高压输入端的正极通过依次串接的第一差模磁环、第三共模磁环和第一穿芯电容，连接至所述高压输出端的正极；
所述高压输入端的负极通过依次串接的第二差模磁环、第四共模磁环和第二穿芯电容，连接至所述高压输出端的负极；
其中，所述高压输入端的正极通过第三共模电容接地，所述高压输入端的负极通过第四共模电容接地；
所述第一差模磁环和第三共模磁环之间的连接节点通过第五共模电容接地，所述第二差模磁环和第四共模磁环之间的连接节点通过第六共模电容接地。
进一步地，所述第一穿芯电容和第二穿芯电容的接地端均接地。
进一步地，所述第三共模磁环和所述第四共模磁环的电感值相同。
进一步地，所述第三共模磁环和所述第四共模磁环均为纳米晶材料磁环，所述第一差模磁环和所述第二差模磁环均为非晶材料磁环。
本实用新型还提供一种电池包快换连接器，包括如上所述的滤波保护单元。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提出了在换电站快换结构端口增加专门的滤波保护单元，以保护充电过程电池包不受电压波动、电磁干扰影响；其次提出了两种针对于快换结构保护单元的安装方式，两种方式各有优势；再次对提出了滤波单元的典型电路及参数，对提升换电站充电过程稳定性有巨大意义。
附图说明
图1表示本实用新型实施例提供的滤波保护单元的结构示意图；
图2表示本实用新型实施例提供的低压滤波电路的结构示意图；
图3表示本实用新型实施例提供的高压滤波电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本实用新型的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本实用新型的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
本实用新型针对在换电站内充电电池包在充电过程中不受站内或者站外电磁干扰、电压波动等影响的问题，提供一种滤波保护单元和电池包快换连接器。
如图1所示，本实用新型一可选实施例提供的滤波保护单元，应用于电池包快换连接器，包括：
第一滤波模块，所述第一滤波模块连接在所述电池包快换连接器的低压输入端和充电机的低压输出端之间；
第二滤波模块，所述第二滤波模块连接在所述电池包快换连接器的高压输入端和所述充电机的高压输出端之间；
其中，所述第一滤波模块和第二滤波模块分别通过连接导线，与所述电池包快换连接器连接，或者，所述第一滤波模块和第二滤波模块集成于所述电池包快换连接器上。
该实施例中，滤波保护单元通过两种连接方式分别与所述电池包快换连接器和所述充电机连接。其一是通过导线连接(如图1所示)，所述滤波保护单元一端与所述电池包快换连接器之间有一定长度的导线，另一端也通过一定长度的导线与所述充电机连接，这种连接方式结构简单，但是滤波效果有一定的局限性；其二是滤波保护单元通过集成于所述电池包快换连接器上(图示未给出)，不使用导线，将滤波保护单元与所述电池包快换连接器集成设计为一体，即设计出与电池包快换连接器其中一面可相互配合连接的一面结构，这种结构的滤波保护单元内部包括第一滤波模块和第二滤波模块，所述第一滤波模块和第二滤波模块分别对应有低压滤波电路和高压滤波电路。这样的结构需要重新设计，增加了设计成本。上述两种滤波保护单元的设计都可以保护充电过程电池包不受电压波动、电磁干扰影响。
如图2所示，在一具体实施例中，所述第一滤波模块包括低压滤波电路，所述低压滤波电路包括：
连接于所述电池包快换连接器的低压输入端的正负极(图2的V+和V-)之间的第一差模电容CX1；
连接于所述充电机的低压输出端的正负极之间的第二差模电容CX2；
连接于所述低压输入端的正极和低压输出端的正极之间的第一共模磁环L1；
连接于所述低压输入端的负极和低压输出端的负极之间的第二共模磁环L2；
其中，所述低压输入端的正极通过第一共模电容CY1接地，所述低压输入端的负极通过第二共模电容CY2接地。
优选的，所述第一共模磁环L1和所述第二共模磁环L2的电感值相同，均设置为2mH。
可选的，所述第一共模磁环L1和所述第二共模磁环L2均为纳米晶材料磁环。
该实施例主要是对低压供电、模拟信号线(不包括控制器局域网络线)等进行滤波保护，因此，对所述低压滤波电路中的元件进行参数设置。所述第一差模电容CX1优选为4uf，所述第二差模电容CX2优选为2uf，所述第一共模电容CY1和所述第二共模电容CY2均设置为0.22uf。上述低压滤波电路中的元件进行参数设置成功后，可以保证低压滤波电路对低压供电、信号回路的30MHz以下的电磁干扰形成有效抑制。
如图3所示，在另一具体实施例中，所述的滤波保护单元中的第二滤波模块包括高压滤波电路，所述高压滤波电路包括：
连接于所述电池包快换连接器的高压输入端的正负极(图3中的V+和V-)之间的第三差模电容CX3；
连接于所述电池包快换连接器的高压输出端的正负极之间的第四差模电容CX4。
所述高压输入端的正极通过依次串接的第一差模磁环L5、第三共模磁环L3和第一穿芯电容C1，连接至所述高压输出端的正极；
所述高压输入端的负极通过依次串接的第二差模磁环L6、第四共模磁环L4和第二穿芯电容C2，连接至所述高压输出端的负极；
其中，所述高压输入端的正极通过第三共模电容CY3接地，所述高压输入端的负极通过第四共模电容CY4接地；
所述第一差模磁环和第三共模磁环之间的连接节点通过第五共模电容CY5接地，所述第二差模磁环和第四共模磁环之间的连接节点通过第六共模电容CY6接地。
优选的，所述第三共模磁环L3和所述第四共模磁环L4的电感值相同。所述第三共模磁环L3和所述第四共模磁环L4的电感值均设置为1mH。
优选的，所述第三共模磁环L3和所述第四共模磁环L4均为纳米晶材料磁环，所述第一差模磁环L5和所述第二差模磁环L6均为非晶材料磁环。
需要说明的是，非晶材料磁环是用非晶材料加工的磁性元件。根据所用非晶带材的材质不同，可分为铁基非晶，钴基非晶等等。根据材料的百形状，可分为带材型磁环和粉末型磁环。非晶材料磁环的特点的饱和磁密远高于普通铁氧体和粉末磁芯，但随着频率升高，磁导率会度很快下降。优选的，所述第一差模磁环L5和所述第二差模磁环L6的电感值均设置为50uH。
可选的，所述第一穿芯电容C1和第二穿芯电容C2的接地端均接地。
需要说明的是，所述第一穿芯电容C1和第二穿芯电容C2均为圆形薄膜类安规电容，该类电容的容量范围宽，体积小，重量轻。其次则是自愈性好，寿命长。所述第一穿芯电容C1和第二穿芯电容C2的两极通过压接方式分别与滤波保护单元的外壳以及高压母线(高压导线)连接，在高压滤波过程中进一步起到了保护作用。
在上述实施例中，所述高压滤波电路主要降低充电机交流/直流(AC/DC)过程中产生的电磁干扰，防止干扰进入电池内部或者耦合到低压线束。其中，所述第三差模电容CX3的电容值优选为4uF，所述第四差模电容CX4的电容值优选为2uF，所述CY3、CY4、CY5和CY6的电容值设置相同，均为22nF。通过对所述高压滤波电路的元件进行参数设置，该高压滤波电路可以弥补高频滤波性能，降低了电源输入对设备的电磁干扰，保证设备的可靠工作，能解决输入线的传导干扰，同时对输入电源线的辐射干扰具有一定的抑制作用。
本实用新型一可选实施例还提供的电池包快换连接器，包括如上所述的滤波保护单元。
需要说明的是，普通的电池包快换连接器分为电池包端与充电机端两部分，还包括两个定位稍，用于保证连接器两部分可靠连接。两个定位稍中间分布有高压充电端、低压控制端的触点，当电池包端与充电机端可靠连接后，换电站的充电机通过低压信号线的采集电压、温度等信息并通过控制程序闭合充电继电器实现对更换下来的电池包充电。但是普通的电池包快换连接器不能保证在换电站内的充电电池包在充电过程中不受站内或者站外电磁干扰、电压波动等影响。
本实用新型通过增加在换电站快换结构端口增加滤波保护单元，以保护充电过程电池包不受电压波动、电磁干扰影响；其次提出了两种针对于快换结构保护单元的安装方式，两种方式各有优势；再次对提出了滤波单元的典型电路及参数，对提升换电站充电过程稳定性有巨大意义。
以上所述的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人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种滤波保护单元，应用于电池包快换连接器，其特征在于，包括：
第一滤波模块，所述第一滤波模块连接在所述电池包快换连接器的低压输入端和充电机的低压输出端之间；
第二滤波模块，所述第二滤波模块连接在所述电池包快换连接器的高压输入端和所述充电机的高压输出端之间；
其中，所述第一滤波模块和第二滤波模块分别通过连接导线，与所述电池包快换连接器连接，或者，所述第一滤波模块和第二滤波模块集成于所述电池包快换连接器上。
2.根据权利要求1所述的滤波保护单元，其特征在于，所述第一滤波模块包括低压滤波电路，所述低压滤波电路包括：
连接于所述电池包快换连接器的低压输入端的正负极之间的第一差模电容；
连接于所述充电机的低压输出端的正负极之间的第二差模电容；
连接于所述低压输入端的正极和低压输出端的正极之间的第一共模磁环；
连接于所述低压输入端的负极和低压输出端的负极之间的第二共模磁环；
其中，所述低压输入端的正极通过第一共模电容接地，所述低压输入端的负极通过第二共模电容接地。
3.根据权利要求2所述的滤波保护单元，其特征在于，所述第一共模磁环和所述第二共模磁环的电感值相同。
4.根据权利要求2所述的滤波保护单元，其特征在于，
所述第一共模磁环和所述第二共模磁环均为纳米晶材料磁环。
5.根据权利要求1至4任一项所述的滤波保护单元，其特征在于，所述第二滤波模块包括高压滤波电路，所述高压滤波电路包括：
连接于所述电池包快换连接器的高压输入端的正负极之间的第三差模电容；
连接于所述电池包快换连接器的高压输出端的正负极之间的第四差模电容；
所述高压输入端的正极通过依次串接的第一差模磁环、第三共模磁环和第一穿芯电容，连接至所述高压输出端的正极；
所述高压输入端的负极通过依次串接的第二差模磁环、第四共模磁环和第二穿芯电容，连接至所述高压输出端的负极；
其中，所述高压输入端的正极通过第三共模电容接地，所述高压输入端的负极通过第四共模电容接地；
所述第一差模磁环和第三共模磁环之间的连接节点通过第五共模电容接地，所述第二差模磁环和第四共模磁环之间的连接节点通过第六共模电容接地。
6.根据权利要求5所述的滤波保护单元，其特征在于，所述第一穿芯电容和第二穿芯电容的接地端均接地。
7.根据权利要求5所述的滤波保护单元，其特征在于，所述第三共模磁环和所述第四共模磁环的电感值相同。
8.根据权利要求5所述的滤波保护单元，其特征在于，所述第三共模磁环和所述第四共模磁环均为纳米晶材料磁环，所述第一差模磁环和所述第二差模磁环均为非晶材料磁环。
9.一种电池包快换连接器，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的滤波保护单元。
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