CN212033768U - 高压分线盒电路及高压分线盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了高压分线盒电路及高压分线盒，其中，该电路包括：预充支路，用于在启动时避免产生的冲击电流对损害电元件；电压抑制支路，用于在外设空载时刻抑制电堆电压；阀门控制支路，用于控制外接的阀门启闭；控制信号线路，连接于预充支路、电压抑制支路及阀门控制支路，用于控制预充支路的通断、电压抑制支路的通断及阀门控制支路的通断。该高压分线盒具备多样功能，如：通过预充支路实现了电堆高压预充；通过电压抑制支路实现了电堆高压输出控制及电堆电压抑制，从而可以增加电堆寿命；通过阀门控制实现了阀门控制。而且，通过将这几种支路进行集成化，可以有效减小高压分线盒的体积小，使得该高压分线盒的安装过程较为方便。

Description

高压分线盒电路及高压分线盒

技术领域

本实用新型涉及一种高压分线盒电路及高压分线盒。

背景技术

如今燃料电池发动机的飞速发展，高压分线盒作为发动机的一部分，其技术也随之发展。燃料电池发动机是一种新型的发动机，其内部有高压用电部分，若每一个高压部件分别从整车取点，则增加了整车的工作复杂度，因此燃料电池发动机内部需要一个高压分线盒，从而减轻了整车的工作负担，也使整个发动机的集成度更高。

从另外一个角度出发，由于燃料电池发动机的电压建立过程是一个非常迅速的过程，若直接在其他部件连接使用，存在直接损坏其他部件的风险，因此在高压分线盒内部存在一个电压预充的过程，亦可控制电堆高压直流电的输出通断。

但是，现有技术中的高压分线盒功能单一，只有分线的作用。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种高压分线盒电路及高压分线盒，其克服了以上技术问题。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供了一种高压分线盒电路，连接于燃料燃料电池发动机，包括：预充支路，用于在启动时避免产生的冲击电流对损害电元件；电压抑制支路，用于在外设空载时刻抑制电堆电压；阀门控制支路，用于控制外接的阀门启闭；控制信号线路，连接于所述预充支路、所述电压抑制支路及所述阀门控制支路，用于控制所述预充支路的通断、所述电压抑制支路的通断及所述阀门控制支路的通断。

在本实用新型实施例中，该预充支路上串联有预充接触器及预充电阻R1；其中，所述预充接触器的输入端连接于燃料电池输入支路，所述预充电阻R1的输出端连接于高压输出支路；而且，所述控制信号线路连接于所述预充接触器，用于控制所述预充接触器的启闭。

在本实用新型实施例中，该电压抑制支路上设置有高压接触器及放电电阻R2；其中，所述放电电阻R2与所述高压输出支路并联，所述高压接触器与由所述放电电阻R2与所述高压输出支路构成的并联电路串联；而且，所述高压接触器的输入端连接于所述燃料电池输入支路，所述放电电阻R2串联有动力电池输入支路；所述控制信号线路连接于所述高压接触器，用于控制所述高压接触器的启闭。

在本实用新型实施例中，该所述预充电阻R1串联于所述电压抑制支路。

在本实用新型实施例中，该阀门控制支路包括：至少两个相互并联的继电器；而且，所述控制信号线路连接于每个所述继电器，用于控制任一所述继电器的启闭。

在本实用新型实施例中，该实用新型还包括：分线支路；其中，所述分线支路包括：多个相互并联的保护元件以及与每个所述保护元件一一对应的高压连接支路；而且，所述保护元件串联于对应的高压连接支路，所述动力电池输入支路串联于所述相互并联的保护元件；所述高压连接支路用于连接高压工作元件。

本申请第二方面提供了一种高压分线盒，包括：壳体；如上述的高压分线盒电路，设置于所述壳体内；低压接插件，设置于所述壳体上，连接于控制信号线路；高压接插件，设置于所述壳体上，连接于高压连接支路；燃料电池输入端，设置于所述壳体上，连接于燃料电池输入支路；高压输出端，设置于所述壳体上，连接于DCDC；动力电池输入端，设置于所述壳体上，连接于动力电池输入支路。

本实用新型的有益效果为：该高压分线盒具备多样功能，如：通过预充支路实现了电堆高压预充；通过电压抑制支路实现了电堆高压输出控制及电堆电压抑制，从而可以增加电堆寿命；通过阀门控制实现了阀门控制。而且，通过将这几种支路进行集成化，可以有效减小高压分线盒的体积小，使得该高压分线盒的安装过程较为方便；而且，该高压分线盒的集成度高，可以是燃料电池发动机更加通用化，使用更方便。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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为本实用新型实施例高压分线盒的电气原理图。

具体实施方式

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实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解本实用新型实施例，下面通过几个具体实施例对本实用新型的结构进行详细的阐述。

根据图1所示，本实用新型实施例提供了一种高压分线盒，该高压分线盒包括：壳体以及设置在该壳体上的低压接插件102、高压接插件103、动力电池输入端101、燃料电池输入端105及高压输出端104。而且，该壳体内部设置有高压分线盒电路。其中，该高压接插件103的数量与高压连接支路的数量一一对应，而且，所述高压接插件103均设置于所述壳体上，而且，每个所述高压接插件103均连接于对应的高压连接支路。

如：该高压接插件103包括：用于外接高压氢气循环泵的氢气泵接插件、用于外接高压水泵的水泵接插件及用于外接高压PTC加热器的PTC接插件。

燃料电池输入端105外接电堆。

其中，该高压分线盒电路包括：预充支路、电压抑制支路、阀门控制支路、控制信号线路及分线支路。

其中，该低压接插件102连接于控制信号线路；该高压接插件103连接于高压连接支路；该燃料电池输入端105连接于燃料电池输入支路；该高压输出端104连接于DCDC；该动力电池输入端101连接于动力电池输入支路。

而且，该预充支路用于在启动时避免产生的冲击电流对损害电元件；该电压抑制支路用于在外设空载时刻抑制电堆电压；该阀门控制支路用于控制外接的阀门启闭；该控制信号线路连接于所述预充支路、所述电压抑制支路及所述阀门控制支路，用于控制所述预充支路的通断、所述电压抑制支路的通断及所述阀门控制支路的通断。

具体的，在另一实施例中，该预充支路上串联有预充接触器114及预充电阻R1，而且，该预充接触器114的输入端连接于燃料电池输入支路，所述预充电阻R1的输出端连接于高压输出支路；此外，所述控制信号线路连接于所述预充接触器114，用于控制所述预充接触器114的启闭。

具体的，在另一实施例中，该电压抑制支路上设置有高压接触器113及放电电阻R2；其中，所述放电电阻R2与所述高压输出支路并联，所述高压接触器113与由所述放电电阻R2与所述高压输出支路构成的并联电路串联；而且，所述高压接触器113的输入端连接于所述燃料电池输入支路，所述放电电阻R2串联有动力电池输入支路；所述控制信号线路连接于所述高压接触器113，用于控制所述高压接触器113的启闭。

具体的，在另一实施例中，所述预充电阻R1串联于所述电压抑制支路。

具体的，在另一实施例中，该阀门控制支路包括：至少两个相互并联的继电器；而且，所述控制信号线路连接于每个所述继电器，用于控制任一所述继电器的启闭。

具体的，在另一实施例中，该分线支路包括：多个相互并联的保护元件117以及与每个所述保护元件117一一对应的高压连接支路；而且，所述保护元件117串联于对应的高压连接支路，所述动力电池输入支路串联于所述相互并联的保护元件117；所述高压连接支路用于连接高压工作元件。

其中，该保护元件117包括但不限于：保险F1、保险F2及保险F3。

根据图1所示，为了更好说明本实施例的技术内容，下面结合一个具体应用示例，对本实施例进行说明。

其中，高压接触器113用来控制电堆输出的高压直流电的对外状态；预充接触器114能有效的保护外部连接器件，避免对外输出电压过大损坏器件；而预充电阻R1能限制对外输出电流；氢尾排电继电器和氢尾排加热继电器112能用来控制燃料电池发动机内部中对应的阀门；保险(即：上述的保护元件117)在分线过程中，能对燃料电池发动机内部的高压器件起保护作用；放电电阻R2在燃料电池发动机运行时，可以有效的抑制空载时刻，电堆电压，保护电堆；高低压接插件102：用于电流、信号的传输。

就此，该高压分线盒具备多样功能，如：通过预充支路实现了电堆高压预充；通过电压抑制支路实现了电堆高压输出控制及电堆电压抑制，从而可以增加电堆寿命；通过阀门控制实现了阀门控制。而且，通过将这几种支路进行集成化，可以有效减小高压分线盒的体积小，使得该高压分线盒的安装过程较为方便；而且，该高压分线盒的集成度高，可以是燃料电池发动机更加通用化，使用更方便。

本实用新型另一实施例提供了一种高压分线盒，该高压分线盒包括：壳体以及设置在该壳体上的低压接插件102、高压接插件103、动力电池输入端101、燃料电池输入端105及高压输出端104。而且，该壳体内部设置有高压分线盒电路。

其中，该高压分线盒电路包括：预充支路、电压抑制支路、阀门控制支路、控制信号线路及分线支路。

而且，该阀门控制支路包括两个相互并联的继电器，如图1所述的氢尾排电继电器及氢尾排加热继电器112。

而且，上述低压接插件102包括：多个低压引脚；如：图1所示的2-15号引脚。

而且，该高压分线盒通过上述的主要作用为高压分线、电堆电压抑制、电堆电压对外预充、通断控制和阀门开关控制。

具体的，通过分线支路实现了高压分线作用，在图1上显示为电流自动力电池输入端101分别经过保险F1、保险F2及保险F3，然后分别自保险F1到达氢气泵接插件、自保险F2到达水泵接插件和自保险F3自PTC接插件，以实现给高压氢气循环泵、高压水泵及高压PTC加热器供电，从而起到高压一分三的分线作用，其中保险F1、F2、F3是对器件(高压氢气循环泵、高压水泵及高压PTC加热器)起过流过压保护作用。其中，该分线支路上的电流走向为动力电池输入端101—保险F1、F2、F3--氢气泵接插件、水泵接插件和PTC接插件。

通过预充电路实现了电堆高压预充，当系统处于预充状态时，低压接插件102中的12号引脚控制高压接触器113断开，低压接插件10213号引脚控制预充接触器114闭合，电堆高压经过燃料电池输入端105、预充接触器114、预充电阻R1及高压输出端104以输出出去，以形成一个预充电路，这样可以保护外部器件内部的电容。该预充电路上的电流走向为：电堆正极—燃料电池输入端105--预充接触器114--预充电阻R1—高压输出端104—外部DCDC。当预充完成之后闭合高压接触器113并断开预充接触器114，这样整个预充过程结束。

通过电压抑制电路实现了电堆电压抑制，具体的，在系统正常工作的时候，低压接插件102的12号引脚控制高压接触器113闭合，低压接插件102的13号引脚控制预充接触器114断开，因此燃料电堆产生的电会有两路电路。第一回路：电堆--燃料电池输入端105—高压接触器113--预充电阻R1--放电电阻R2—动力电池输入—系统负极(注意要求燃料电池负极与燃料电池系统共负)；第二回路：电堆--燃料电池输入端105--高压接触器113—高压输出端104--DCDC。由于电堆的特性，电堆空载时会影响电堆的寿命，因此存在第一路回路会使电堆时刻在有载状态，抑制电堆电压，延长寿命。

而且，还可以实现通断控制，具体的，高压分线盒控制燃料电池的输出，电气原理图上体现为预充结束后，通过低压接插件102的12号引脚来控制高压接触器113闭合，这样燃料电池的正极在输出时串联一个高压接触器113，以在中间能够有效的控制燃料电池的输出，其中，电流回路为：电堆--燃料电池输入端105--高压接触器113—高压输出端104—DCDC，在遇到紧急情况可以直接断开高压接触器113，保护人员安全。

而且，还可以实现燃料电池发动机内部阀门启闭控制，在电气原理图以尾排电磁阀及尾排加热器为例，通过氢尾排电继电器、氢尾排加热继电器112来控制其工作。低压接插件102的2号引脚和3号引脚分别输入氢尾排电继电器和氢尾排加热继电器112的控制信号，来控制氢尾排电继电器和氢尾排加热继电器112的开关，从来控制氢尾排电继电器的启闭和氢尾排加热继电器112的启闭，达到小电流控制大电流的作用。电路回路以氢尾排电继电器为例，控制回路为：低压接插件102的6号引脚—氢尾排电继电器—低压接插件102的2号引脚；被控回路：低压接插件102的5号引脚—氢尾排电继电器—低压接插件102的8号引脚。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、低”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高压分线盒电路，其特征在于，包括：

预充支路，用于在启动时避免产生的冲击电流损害电元件；

电压抑制支路，用于在外设空载时刻抑制电堆电压；

阀门控制支路，用于控制外接的阀门启闭；

控制信号线路，连接于所述预充支路、所述电压抑制支路及所述阀门控制支路，用于控制所述预充支路的通断、所述电压抑制支路的通断及所述阀门控制支路的通断。

2.根据权利要求1所述的高压分线盒电路，其特征在于，所述预充支路上串联有预充接触器(114)及预充电阻R1；

其中，所述预充接触器(114)的输入端连接于燃料电池输入支路，所述预充电阻R1的输出端连接于高压输出支路；

而且，所述控制信号线路连接于所述预充接触器(114)，用于控制所述预充接触器(114)的启闭。

3.根据权利要求2所述的高压分线盒电路，其特征在于，所述电压抑制支路上设置有高压接触器(113)及放电电阻R2；

其中，所述放电电阻R2与所述高压输出支路并联，所述高压接触器(113)与由所述放电电阻R2与所述高压输出支路构成的并联电路串联；

而且，所述高压接触器(113)的输入端连接于所述燃料电池输入支路，所述放电电阻R2串联有动力电池输入支路；

所述控制信号线路连接于所述高压接触器(113)，用于控制所述高压接触器(113)的启闭。

4.根据权利要求3所述的高压分线盒电路，其特征在于，所述预充电阻R1串联于所述电压抑制支路。

5.根据权利要求4所述的高压分线盒电路，其特征在于，所述阀门控制支路包括：至少两个相互并联的继电器；

而且，所述控制信号线路连接于每个所述继电器，用于控制任一所述继电器的启闭。

6.根据权利要求5所述的高压分线盒电路，其特征在于，还包括有：分线支路；

其中，所述分线支路包括：多个相互并联的保护元件(117)以及与每个所述保护元件(117)一一对应的高压连接支路；

而且，所述保护元件(117)串联于对应的高压连接支路，所述动力电池输入支路串联于所述相互并联的保护元件(117)；

所述高压连接支路用于连接高压工作元件。

7.一种高压分线盒，其特征在于，包括：

壳体；

如权利要求1-6中任一项所述的高压分线盒电路，设置于所述壳体内；

低压接插件(102)，设置于所述壳体上，连接于控制信号线路；

高压接插件(103)，数量与高压连接支路的数量一一对应，而且，所述高压接插件(103)均设置于所述壳体上，而且，每个所述高压接插件(103)均连接于对应的高压连接支路；

燃料电池输入端(105)，设置于所述壳体上，连接于燃料电池输入支路；

高压输出端(104)，设置于所述壳体上，连接于DCDC；

动力电池输入端(101)，设置于所述壳体上，连接于动力电池输入支路。

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