CN212373186U - 一种新型电动公交车整车并联控制盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型电动公交车整车并联控制盒，包括电流采样模块、通断控制模块、故障监测模块、故障维修模块、电池组、高压采样模块和保险模块，并联回路L1的正极和并联回路L2的正极分别与电流采样模块的输入端相连，电流采样模块的输出端一路与通断控制模块的输入端相连，另一路与故障监测模块的输入端相连，并联回路L1的正极和并联回路L2的正极通过保险模块与高压采样模块相连，并联回路L1的负极和并联回路L2的负极与高压采样模块相连。本实用新型通过在整车并联盒内部添加单并回路电压采样和电流传感器采样，实现车辆行车前单并回路的故障检测及车辆行车中单并回路的故障监测，避免车辆高压断路状态下行驶，从而提高车辆行车安全性。

Description

一种新型电动公交车整车并联控制盒

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种新型电动公交车整车并联控制盒。

背景技术

随着能源紧缺、石油涨价、城市环境污染的日益严重，调整汽车产业结构，发展新能源汽车已刻不容缓。

电动汽车电池容量与其续驶里程密切相关。为提高电动汽车续驶里程满足车辆运营条件，一般采用将锂电池单回路串联方式改为多回路并联方式，以增加电动汽车续航里程。但是，电池组并联使用一段时间之后，电池单体内阻发生变化，而电池单体本身也存在差异，所以电池单体内阻随着使用时间的增长，其内阻值出现较大差值，电动势随即出现差异。因此，导致在电池组之间的电动势相差更大，电池组数越多差异性越大。电动势高的电池组会对电动势低的电池组放电，于是在并联的电池组间形成环流。同样，由于内阻﹑电动势的不同，当进行充电或放电时，单体电池组电动势变化速度不同，使组间环流一直存在，从而致使电池发热严重，加速电池老化。

随着纯电动汽车核心技术的突破，目前动力电池系统的设计大多着眼于电气方面的检测和控制，机械结构的可靠和安全，现有技术中，车辆采用16箱标准电池箱，构成并联电源系统。其中8箱电池串联构成单并回路，两个单并回路在整车并联控制盒汇流后，构成整车电源系统。整车并联控制盒内L1，L2回路正极分别采用接触器进行通断控制，L1、L2负极回路通过铜排进行汇流，负极汇流排串联维修开关（内部配置500A熔断器）。

该并联盒在车辆应用过程中会发生如下问题：

整车并联控制盒内部单并回路未采取电流，电压采样设计。当车辆两并回路电源中的其中单并回路断路后，车辆无法判断单并断路，且无法锁定具体断路回路。当车辆单并回路处于断路状况时，由于车辆管理系统无法判断故障状态，即在车辆高压单回路断路状态下，车辆依旧可以行车，从而影响车辆安全性。

当车辆行车过程中，若单并回路异常，车辆未有故障码提示，车辆管理系统对该类型故障未纳入车辆安全故障处理策略，容易造成车辆行驶过程中的危险。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种串并联动力电池结构”，其公告号CN102623661A，包括上连接支撑板，下连接支撑板，至少一层中间支撑板，上连接支撑板与中间支撑板之间设有由单体电芯组成的第一电池组，中间支撑板与下连接支撑板之间设有由单体电芯组成的第二电池组，上连接支撑板上设有正极板，正极板与第一电池组中的单体电芯的正极插接式并联；下连接支撑板上设负极板，负极板与第二电池组中的单体电芯的负极插接式并联；第二电池组中的单体电芯与第一电池组中的单体电芯之间插接式串联。该技术方案连接结构可靠性好，稳定性高，但其不足之处在于，将若干电池采用在连接板上插接方式并联，由于电池内阻、电动势差异造成的环流无法控制，会导致电池发热，加速了电池老化。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中整车并联控制盒内部单并回路未采取电流，电压采样设计，车辆无法判断单并断路，且无法锁定具体断路回路，在行驶过程中容易造成车辆行驶安全问题的技术问题，提供一种新型电动公交车整车并联控制盒，通过在整车并联盒内部添加单并回路电压采样，实现车辆行车前，单并回路的故障检测，避免车辆高压断路状态下行驶，通过在整车并联盒内部添加单并回路电流传感器采样，实现车辆行车中，单并回路的故障监测，从而提高车辆行车安全性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种新型电动公交车整车并联控制盒，包括电流采样模块、通断控制模块、故障监测模块、故障维修模块、电池组、高压采样模块和保险模块，所述并联回路L1的正极和并联回路L2的正极分别与电流采样模块的输入端相连，所述电流采样模块的输出端一路与通断控制模块的输入端相连，另一路与故障监测模块的输入端相连，所述通断控制模块的输出端一路与故障监测模块的输入端相连，另一路与电池组相连，所述故障监测模块经过故障维修模块后与电池组相连，所述并联回路L2的负极与故障维修模块的输入端相连，所述并联回路L1的负极与所述并联回路L2的负极相连，所述并联回路L1的正极和并联回路L2的正极通过保险模块与高压采样模块相连，所述并联回路L1的负极和并联回路L2的负极与高压采样模块相连。

本方案通过在整车并联盒内部添加单并回路高压采样模块，实现车辆行车前单并回路的故障检测，避免车辆高压断路状态下行驶；通过在整车并联盒内部添加单并回路电流采样模块，实现车辆行车中单并回路的故障监测，从而提高车辆行车安全性。

作为优选，所述电流采样模块包括电流传感器S1，所述电池组包括电池正极，所述通断控制模块包括接触器K1，所述并联回路L1的正极与所述电流传感器S1的一端相连，所述电流传感器S1的另一端与接触器K1的常开触点的1脚相连，所述接触器K1的常开触点的2脚与电池正极相连。L1回路采用电流传感器S1实时对母线电流进行采样，并联控制盒内部采用接触器K2实现L2回路的通断控制。

作为优选，所述电流采样模块还包括电流传感器S2，所述电池组还包括电池负极，所述通断控制模块还包括接触器K2，所述并联回路L2的正极与电流传感器S2的一端相连，所述电流传感器S2的另一端与接触器K2的常开触点的1脚相连，所述接触器K2的常开触点的2脚与接触器K1的常开触点的2脚相连。L2回路采用电流传感器S2实时对母线电流进行采样，并联控制盒内部采用接触器K2实现L2回路的通断控制。

作为优选，所述高压采样模块包括高压采样接口连接器，所述并联回路L1的负极与高压采样接口连接器的HL1-端相连，所述并联回路L2的负极与高压采样接口连接器的HL2-端相连。

作为优选，所述保险模块包括熔断器FUSE1和熔断器FUSE2，所述并联回路L1的正极与熔断器FUSE2的一端相连，所述熔断器FUSE2的另一端与高压采样接口连接器的HL1+端相连，所述并联回路L2的正极与熔断器FUSE1的一端相连，所述熔断器FUSE1的另一端与高压采样接口连接器的HL2+端相连。并联控制盒内部通过高压采样模块母线电压采样，实现母线电压实时监测，保险模块起到提高充放电过程中安全性的作用，维护电池安全。

作为优选，所述故障监测模块包括低压接口连接器，所述电流传感器S1的一端与低压接口连接器的VCC2端相连，所述电流传感器S2的一端与低压接口连接器的VCC1端相连，所述接触器K1的线圈正极与低压接口连接器的K1控制端相连，所述接触器K1的线圈负极与低压接口连接器的K1 COM1端相连，所述接触器K2的线圈正极与低压接口连接器的K2控制端相连，所述接触器K2的线圈负极与低压接口连接器的K2 COM2端相连。故障监测模块对并联控制盒内部的单并回路实现了实时监控，对高压系统故障进行预警及控制。

作为优选，所述故障维修模块包括维修开关RS1，所述并联回路L2的负极与维修开关RS1的6脚相连，所述维修开关RS1的5脚与电池组的负极相连，所述维修开关RS1的2脚与低压接口连接器的HVIL1端相连，所述维修开关RS1的4脚与低压接口连接器的HVIL2端相连。

本实用新型的有益效果是：1.通过在整车并联盒内部添加单并回路电压采样，实现车辆行车前，单并回路的故障检测，避免车辆高压断路状态下行驶；2.通过在整车并联盒内部添加单并回路电流传感器采样，实现车辆行车中单并回路的故障监测，从而提高车辆行车安全性；3.对并联电源控制盒内部的单并回路实现了实时监控，对高压系统故障进行预警及控制；4.增加了纯电动公交车电源系统，充放电过程中的安全性、提高了整车配电逻辑的合理性，提高电源系统应用安全性，减少电池故障维护成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构框图。

图2是本实用新型的一种电路原理图。

图3是本实用新型的一种结构俯视图。

图中：1.电流采样模块，2.通断控制模块，3.故障监测模块，4.故障维修模块，5.电池组，6.高压采样模块，7.保险模块，8.高压采样接口连接器，9.低压接口连接器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例的一种新型电动公交车整车并联控制盒，包括电流采样模块1、通断控制模块2、故障监测模块3、故障维修模块4、电池组5、高压采样模块6和保险模块7，并联回路L1的正极和并联回路L2的正极分别与电流采样模块1的输入端相连，电流采样模块1的输出端一路与通断控制模块2的输入端相连，另一路与故障监测模块3的输入端相连，通断控制模块2的输出端一路与故障监测模块3的输入端相连，另一路与电池组5相连，故障监测模块3经过故障维修模块4后与电池组5相连，并联回路L2的负极与故障维修模块4的输入端相连，并联回路L1的负极与并联回路L2的负极相连，并联回路L1的正极和并联回路L2的正极通过保险模块7与高压采样模块6相连，并联回路L1的负极和并联回路L2的负极与高压采样模块6相连。

电流采样模块1包括电流传感器S1和电流传感器S2，电池组5包括电池正极和电池负极，通断控制模块2包括接触器K1和接触器K2。

并联回路L1的正极与电流传感器S1的一端相连，电流传感器S1的另一端与接触器K1的常开触点的1脚相连，接触器K1的常开触点的2脚与电池正极相连。并联回路L2的正极与电流传感器S2的一端相连，电流传感器S2的另一端与接触器K2的常开触点的1脚相连，接触器K2的常开触点的2脚与接触器K1的常开触点的2脚相连。

L1回路采用电流传感器S1实时对母线电流进行采样，L2回路采用电流传感器S2实时对母线电流进行采样。并联控制盒内部采用接触器K1实现L1回路的通断控制，并联控制盒内部采用接触器K2实现L2回路的通断控制。

高压采样模块6包括高压采样接口连接器8，并联回路L1的负极与高压采样接口连接器8的HL1-端相连，并联回路L2的负极与高压采样接口连接器8的HL2-端相连。并联控制盒内部通过高压采样模块母线电压采样，实现母线电压实时监测。

保险模块7包括熔断器FUSE1和熔断器FUSE2，并联回路L1的正极与熔断器FUSE2的一端相连，熔断器FUSE2的另一端与高压采样接口连接器8的HL1+端相连，并联回路L2的正极与熔断器FUSE1的一端相连，熔断器FUSE1的另一端与高压采样接口连接器8的HL2+端相连。保险模块起到提高充放电过程中安全性的作用，维护电池安全。

故障监测模块3包括低压接口连接器9，电流传感器S1的一端与低压接口连接器9的VCC2端相连，电流传感器S2的一端与低压接口连接器9的VCC1端相连，接触器K1的线圈正极与低压接口连接器9的K1控制端相连，接触器K1的线圈负极与低压接口连接器9的K1COM1端相连，接触器K2的线圈正极与低压接口连接器9的K2控制端相连，接触器K2的线圈负极与低压接口连接器9的K2 COM2端相连。

故障维修模块4包括维修开关RS1，并联回路L2的负极与维修开关RS1的6脚相连，维修开关RS1的5脚与电池组的负极相连，维修开关RS1的2脚与低压接口连接器9的HVIL1端相连，维修开关RS1的4脚与低压接口连接器9的HVIL2端相连。

车辆行车前或行车时，L1和L2单并回路通过高压采样模块中高压采样接口连接器8实现电流采样，通过电流采样模块中的电流传感器S1和电流传感器S2进行电流采样，当故障监测模块监测到高压系统故障的时候，会将故障信号传输给接触器K1和接触器K2的线圈，并同时将故障信号传输给故障维修模块，此时接触器K1和接触器K2的常开触点控制L1回路和L2回路的通断，故障维修模块中的维修开关RS1形成高压互锁，使得车辆不能再高压断路状态下行驶。

本实用新型通过在整车并联盒内部添加单并回路电压采样，实现车辆行车前，单并回路的故障检测，避免车辆高压断路状态下行驶；同时通过在整车并联盒内部添加单并回路电流传感器采样，实现车辆行车中单并回路的故障监测，从而提高车辆行车安全性。

本方案对并联电源控制盒内部的单并回路实现了实时监控，对高压系统故障进行预警及控制；增加了纯电动公交车电源系统，充放电过程中的安全性、提高了整车配电逻辑的合理性，提高电源系统应用安全性，减少电池故障维护成本。

本方案已批量应用于纯电动公交车型中，设计原理实现，设计合理，有效降减小了电源并联系统故障扩大范围，同时降低了电源系统应用风险及电池故障维护成本。

Claims (6)

1.一种新型电动公交车整车并联控制盒，其特征在于，包括电流采样模块（1）、通断控制模块（2）、故障监测模块（3）、故障维修模块（4）、电池组（5）、高压采样模块（6）和保险模块（7），所述故障监测模块（3）包括低压接口连接器（9），并联回路L1的正极和并联回路L2的正极分别与电流采样模块（1）的输入端相连，所述电流采样模块（1）的输出端一路与通断控制模块（2）的输入端相连，另一路与故障监测模块（3）的输入端相连，所述通断控制模块（2）的输出端一路与故障监测模块（3）的输入端相连，另一路与电池组（5）相连，所述故障监测模块（3）经过故障维修模块（4）后与电池组（5）相连，所述并联回路L2的负极与故障维修模块（4）的输入端相连，所述并联回路L1的负极与所述并联回路L2的负极相连，所述并联回路L1的正极和并联回路L2的正极通过保险模块（7）与高压采样模块（6）相连，所述并联回路L1的负极和并联回路L2的负极与高压采样模块（6）相连。

2.根据权利要求1所述的一种新型电动公交车整车并联控制盒，其特征在于，所述电流采样模块（1）包括电流传感器S1，所述电池组（5）包括电池正极，所述通断控制模块（2）包括接触器K1，所述并联回路L1的正极与所述电流传感器S1的一端相连，所述电流传感器S1的另一端与接触器K1的常开触点的1脚相连，所述接触器K1的常开触点的2脚与电池正极相连；所述电流采样模块（1）还包括电流传感器S2，所述电池组（5）还包括电池负极，所述通断控制模块（2）还包括接触器K2，所述并联回路L2的正极与电流传感器S2的一端相连，所述电流传感器S2的另一端与接触器K2的常开触点的1脚相连，所述接触器K2的常开触点的2脚与接触器K1的常开触点的2脚相连。

3.根据权利要求1所述的一种新型电动公交车整车并联控制盒，其特征在于，所述高压采样模块（6）包括高压采样接口连接器（8），所述并联回路L1的负极与高压采样接口连接器（8）的HL1-端相连，所述并联回路L2的负极与高压采样接口连接器（8）的HL2-端相连。

4.根据权利要求1或3所述的一种新型电动公交车整车并联控制盒，其特征在于，所述保险模块（7）包括熔断器FUSE1和熔断器FUSE2，所述并联回路L1的正极与熔断器FUSE2的一端相连，所述熔断器FUSE2的另一端与高压采样接口连接器（8）的HL1+端相连，所述并联回路L2的正极与熔断器FUSE1的一端相连，所述熔断器FUSE1的另一端与高压采样接口连接器（8）的HL2+端相连。

5.根据权利要求2所述的一种新型电动公交车整车并联控制盒，其特征在于，所述电流传感器S1的一端与低压接口连接器（9）的VCC2端相连，所述电流传感器S2的一端与低压接口连接器（9）的VCC1端相连，所述接触器K1的线圈正极与低压接口连接器（9）的K1控制端相连，所述接触器K1的线圈负极与低压接口连接器（9）的K1 COM1端相连，所述接触器K2的线圈正极与低压接口连接器（9）的K2控制端相连，所述接触器K2的线圈负极与低压接口连接器（9）的K2 COM2端相连。

6.根据权利要求1所述的一种新型电动公交车整车并联控制盒，其特征在于，所述故障维修模块（4）包括维修开关RS1，所述并联回路L2的负极与维修开关RS1的6脚相连，所述维修开关RS1的5脚与电池组（5）的负极相连，所述维修开关RS1的2脚与低压接口连接器（9）的HVIL1端相连，所述维修开关RS1的4脚与低压接口连接器（9）的HVIL2端相连。

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