CN212604528U - 一种纯电动客车动力配电单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纯电动客车动力配电单元，包括电池包、接插件、绝缘监测模块、PDU主回路通断控制模块、电流采样模块、故障维修模块、充电接触器模块和主负接触器模块，电池包与PDU主回路通断控制模块的一端相连，PDU主回路通断控制模块的另一端与故障维修模块的一端相连，故障维修模块另一端既与充电接触器模块相连，又与电源正极相连，电流采样模块一端与电源负极相连，另一端与主负接触器模块相连。本实用新型通过在动力配电单元PDU主回路增加一个主正继电器，独立安装绝缘监测模块，增加动力配电单元的安全性，避免动力部件与绝缘监测模块不匹配风险，提高动力配电单元PDU的兼容性。

Description

一种纯电动客车动力配电单元

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种纯电动客车动力配电单元。

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。

随着新能源领域不断发展，电动汽车行业取得了长足的进步。动力控制系统（PCU）是电动汽车的整车核心零部件系统，担负着控制、运算、信号转换处理、故障诊断、通信和驱动等多项功能，其根据驾驶员的意图和行驶工况，实时进行合理的动力分配并协调各部件间的能量流动，以提高整车的动力性、安全性和高效性。

在一般新能源车辆，尤其是乘用车，最基本的能量链应当包含：动力电池单元，动力配电单元（PDU：Power Distribution Unit），主电机，电机控制器，以及其他附件等。

动力电池单元作为电动汽车的核心部件之一，动力电池单元主要实现能量的输出及控制，内部包含有：成组的电池电芯（Battery），作为最基本的储能单元；电池管理系统从板（LECU）：（Local Electrical Control Unit），实现单体电池数据采集；电池模块管理单元 （BMU）：（Battery Management Unit），实现SOC（State Of Charger：荷电状态）估算，热管理控制等；电压互感器和电流传感器对输出电压、电流的采集和转化输出，为电池管理系统提供数据；电源分配模块（EDM：Electrical Distribution Module），输出接触器的控制，预充电管理；电池均衡模块（MBB：Monitor Balance Board），自动实现电池单体间的均衡。

传统的动力配电单元（PDU）实现能量的分配和保护，主要包含：高压接触器、保险丝、高压连接器等，主要实现高压电源的分配和保护，但是由于动力配电单元（PDU）功能简单，因此一般不包含控制功能，内部包含的接触器的控制由整车控制器完成。一般情况下，动力配电单元（PDU）和整车控制器系统是独立的，而且功能上互有侧重。

目前，动力配电单元（PDU）主要是由总正继电器、总负继电器、预充继电器和充电继电器控制高压系统的充放电，现有的动力配电单元（PDU）的PDU主回路通断由一个总正继电器进行控制，总正继电器失效会导致整个动力系统故障，而且控制源单一，安全性差；且

PDU需匹配不同的动力部件，如电机控制器等。动力部件通用性功能在PDU集成度低，PDU兼容性低，通用性不强。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中动力部件通用性功能在PDU集成度低，PDU兼容性低，通用性不强的技术问题，提供一种纯电动客车动力配电单元，通过在动力配电单元PDU主回路增加一个主正继电器，增加动力配电单元的安全性，通过在动力配电单元PDU中增加绝缘监测功能，将绝缘监测模块独立的安装在PDU中，避免动力部件与绝缘监测模块不匹配风险，提高动力配电单元PDU的兼容性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种纯电动客车动力配电单元，包括电池包、接插件、绝缘监测模块、PDU主回路通断控制模块、电流采样模块、故障维修模块、充电接触器模块和主负接触器模块，所述接插件包括第一充电接口接插件、第二充电接口接插件、高压采样接口接插件、DCDC高压接口接插件和BMU连接器控制接插件，所述电池包与PDU主回路通断控制模块的一端相连，所述PDU主回路通断控制模块的另一端与故障维修模块的一端相连，所述故障维修模块另一端既与充电接触器模块相连，又与电源正极相连，所述电流采样模块一端与电源负极相连，另一端与主负接触器模块相连。

本方案通过在动力配电单元PDU中增加绝缘监测功能，将绝缘监测模块独立的安装在PDU中，避免动力部件与绝缘监测模块不匹配风险，提高动力配电单元PDU的兼容性。

作为优选，所述电池包包括预充回路，所述预充回路包括预充继电器、预充电阻R1和总正继电器，所述总正继电器的常开触点开关一端与第一充电接口接插件相连，另一端与DCDC高压接口接插件的正极相连，所述总正继电器的线圈PLYM脚和JT1脚均与BMU连接器控制接插件相连，所述预充继电器的常开触点开关与预充电阻R1的串联电路并联在总正继电器的常开触点开关的两端，所述预充继电器的线圈PLYM脚和JT1脚均与BMU连接器控制接插件相连。

作为优选，所述PDU主回路通断控制模块包括主正接触器，所述主正接触器的常开触点开关一端与预充电阻R1的另一端相连，另一端通过熔断丝F2后与高压采样接口接插件相连，所述主正接触器的线圈SO4D脚和PLZF脚均与BMU连接器控制接插件连接。电源管理系统（BMS）通过控制主正继电器的通断进而控制动力配电单元PDU主回路的通断，增加PDU工作的控制源。

作为优选，所述电流采样模块包括电流传感器，所述电流传感器一路与电源负极相连，一路与主负接触器模块相连，另一路与BMU连接器控制接插件相连。电流传感器实现对输出电流的采集和转化输出。

作为优选，所述绝缘监测模块包括绝缘监测仪，所述绝缘监测仪的4脚接地，2脚、5脚和6脚均与BMU连接器控制接插件相连，1脚和7脚均与主负接触器模块相连，8脚与高压采样接口接插件相连。绝缘监测仪实时监测整车动力系统的绝缘值，并将其结果送到电源管理系统（BMS）中。

作为优选，所述充电接触器模块包括充电接触器，所述充电接触器的常开触点开关一端与故障维修模块相连，另一端与熔断器F1的一端相连，所述充电接触器的线圈SO4D脚和PLZF脚均与BMU连接器控制接插件连接，所述熔断器F1的另一端与第二充电接口接插件相连。第二充电接口接插件为直流充电接口。

作为优选，所述主负接触器模块包括主负接触器，所述主负接触器的常开触点开关一端与电流传感器相连，另一端既与第一充电接口接插件相连，又与第二充电接口接插件相连，还与绝缘监测仪的7脚相连，所述主负接触器的线圈SO4D脚和PLZF脚均与BMU连接器控制接插件连接，所述主负接触器的线圈SO4D脚还与绝缘监测仪的1脚相连。

作为优选，所述故障维修模块包括维修开关DLQ3，所述维修开关DLQ3内置熔断器F3与信号开关S1，所述熔断器F3一端既经过熔断丝F2后与高压采样接口接插件相连，又与充电接触器的常开触点开关一端相连，所述熔断器F3的另一端通过信号开关S1后与电源正极相连。

作为优选，所述第一充电接口接插件包括蓄电池。

本实用新型的有益效果是：1.通过在动力配电单元PDU主回路增加一个主正继电器，增加动力配电单元的安全性；2.通过在动力配电单元PDU中增加绝缘监测功能，将绝缘监测模块独立的安装在PDU中，避免动力部件与绝缘监测模块不匹配风险，提高动力配电单元PDU的兼容性。

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。

图中：1.电池包，101.预充继电器，102.总正继电器，2.接插件，201.第二充电接口接插件，202.DCDC高压接口接插件，203.BMU连接器控制接插件，204.高压采样接口接插件，205.第一充电接口接插件，3.绝缘监测模块，301.绝缘监测仪，4.PDU主回路通断控制模块，401.主正接触器，5.电流采样模块，501.电流传感器，6.故障维修模块，7.充电接触器模块，701.充电接触器，8.主负接触器模块，801.主负接触器。

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：本实施例的一种纯电动客车动力配电单元，如图1所示，包括电池包1、接插件2、绝缘监测模块3、PDU主回路通断控制模块4、电流采样模块5、故障维修模块6、充电接触器模块7和主负接触器模块8，接插件包括第一充电接口接插件205、第二充电接口接插件201、高压采样接口接插件204、DCDC高压接口接插件202和BMU连接器控制接插件203，电池包1与PDU主回路通断控制模块4的一端相连，PDU主回路通断控制模块4的另一端与故障维修模块6的一端相连，故障维修模块6另一端既与充电接触器模块4相连，又与电源正极相连，电流采样模块5一端与电源负极相连，另一端与主负接触器模块8相连。

动力配电单元PDU实现能量的分配、保护和控制，与电源管理系统BMS联动合作，如图2所示，电池包1包括预充回路，预充回路包括预充继电器101、预充电阻R1和总正继电器102，总正继电器102的常开触点开关一端与第一充电接口接插件205相连，另一端与DCDC高压接口接插件202的正极相连，总正继电器102的线圈PLYM脚和JT1脚均与BMU连接器控制接插件203相连，预充继电器101的常开触点开关与预充电阻R1的串联电路并联在总正继电器102的常开触点开关的两端，预充继电器101的线圈PLYM脚和JT1脚均与BMU连接器控制接插件203相连。

现有的动力配电单元（PDU）的PDU主回路通断由一个总正继电器进行控制，总正继电器失效会导致整个动力系统故障，而且控制源单一，安全性差，因此本实施例中在原有PDU的基础上增加主正继电器，如图2所示，PDU主回路通断控制模块4包括主正接触器401，主正接触器401的常开触点开关一端与预充电阻R1的另一端相连，另一端通过熔断丝F2后与高压采样接口接插件204相连，主正接触器的线圈SO4D脚和PLZF脚均与BMU连接器控制接插件203连接。电源管理系统（BMS）通过控制主正继电器的通断进而控制动力配电单元PDU主回路的通断，增加PDU工作的控制源。

电流采样模块5包括电流传感器501，电流传感器501一路与电源负极相连，一路与主负接触器模块8相连，另一路与BMU连接器控制接插件203相连。电流传感器实现对输出电流的采集和转化输出。

由于现有的PDU需匹配不同的动力部件，如电机控制器等。动力部件通用性功能在PDU集成度低，PDU兼容性低，通用性不强，因此在PDU中增加绝缘监测模块，使得PDU具有绝缘监测功能，将绝缘监测模块独立地安装在PDU中，避免动力部件与绝缘监测模块不匹配风险，提高PDU的兼容性，如图2所示，绝缘监测模块3包括绝缘监测仪301，绝缘监测仪301的4脚接地，2脚、5脚和6脚均与BMU连接器控制接插件203相连，1脚和7脚均与主负接触器模块8相连，8脚与高压采样接口接插件204相连，绝缘监测仪实时监测整车动力系统的绝缘值，并将其结果送到电源管理系统（BMS）中。

充电接触器模块4包括充电接触器701，充电接触器701的常开触点开关一端与故障维修模块6相连，另一端与熔断器F1的一端相连，充电接触器701的线圈SO4D脚和PLZF脚均与BMU连接器控制接插件203连接，熔断器F1的另一端与第二充电接口接插件201相连。第二充电接口接插件为直流充电接口。

主负接触器模块8包括主负接触器801，主负接触器801的常开触点开关一端与电流传感器501相连，另一端既与第一充电接口接插件205相连，又与第二充电接口接插件201相连，还与绝缘监测仪301的7脚相连，主负接触器801的线圈SO4D脚和PLZF脚均与BMU连接器控制接插件203连接，主负接触器801的线圈SO4D脚还与绝缘监测仪301的1脚相连。第一充电接口接插件205包括蓄电池。

故障维修模块6包括维修开关DLQ3，维修开关DLQ3内置熔断器F3与信号开关S1，熔断器F3一端既经过熔断丝F2后与高压采样接口接插件204相连，又与充电接触器701的常开触点开关一端相连，熔断器F3的另一端通过信号开关S1后与电源正极相连。

如图2所示，该纯电动客车动力配电单元的工作过程为：车辆充电时，首先预充继电器101闭合，完成预充，主正接触器401闭合，充电电流经过熔断器F1、熔断丝F2、充电接触器701和主正接触器401输出至动力电池，充电过程中DCDC高压接口接插件202工作，工作电流经电流传感器501、主负继电器801以及导线后进入DCDC高压接口接插件202，经DCDC高压接口接插件202输出电压给第一充电接口接插件205中的蓄电池充电，绝缘监测仪301实时监测整车动力单元的绝缘值，避免动力部件与绝缘监测模块不匹配风险，提高PDU的兼容性。

本实用新型通过在动力配电单元PDU主回路增加一个主正继电器，增加动力配电单元的安全性；并通过在动力配电单元PDU中增加绝缘监测功能，将绝缘监测模块独立的安装在PDU中，避免动力部件与绝缘监测模块不匹配风险，提高动力配电单元PDU的兼容性。

Claims (9)

1.一种纯电动客车动力配电单元，其特征在于，包括电池包（1）、接插件(2)、绝缘监测模块（3）、PDU主回路通断控制模块（4）、电流采样模块（5）、故障维修模块（6）、充电接触器模块（7）和主负接触器模块（8），所述接插件包括第一充电接口接插件（205）、第二充电接口插件（201）、高压采样接口接插件（204）、DCDC高压接口接插件（202）和BMU连接器控制接插件（203），所述电池包（1）与PDU主回路通断控制模块（4）的一端相连，所述PDU主回路通断控制模块（4）的另一端与故障维修模块（6）的一端相连，所述故障维修模块（6）另一端既与充电接触器模块(4)相连，又与电源正极相连，所述电流采样模块（5）一端与电源负极相连，另一端与主负接触器模块（8）相连。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动客车动力配电单元，其特征在于，所述电池包（1）包括预充回路，所述预充回路包括预充继电器（101）、预充电阻R1和总正继电器（102），所述总正继电器（102）的常开触点开关一端与第一充电接口接插件（205）相连，另一端与DCDC高压接口接插件（202）的正极相连，所述总正继电器（102）的线圈PLYM脚和JT1脚均与BMU连接器控制接插件（203）相连，所述预充继电器（101）的常开触点开关与预充电阻R1的串联电路并联在总正继电器（102）的常开触点开关的两端，所述预充继电器（101）的线圈PLYM脚和JT1脚均与BMU连接器控制接插件（203）相连。

3.根据权利要求2所述的一种纯电动客车动力配电单元，其特征在于，所述PDU主回路通断控制模块（4）包括主正接触器（401），所述主正接触器（401）的常开触点开关一端与预充电阻R1的另一端相连，另一端通过熔断丝F2后与高压采样接口接插件（204）相连，所述主正接触器的线圈SO4D脚和PLZF脚均与BMU连接器控制接插件（203）连接。

4.根据权利要求1所述的一种纯电动客车动力配电单元，其特征在于，所述电流采样模块（5）包括电流传感器（501），所述电流传感器（501）一路与电源负极相连，另一路与主负接触器模块（8）相连，还有一路与BMU连接器控制接插件（203）相连。

5.根据权利要求1所述的一种纯电动客车动力配电单元，其特征在于，所述绝缘监测模块（3）包括绝缘监测仪（301），所述绝缘监测仪（301）的4脚接地，2脚、5脚和6脚均与BMU连接器控制接插件（203）相连，1脚和7脚均与主负接触器模块（8）相连，8脚与高压采样接口接插件（204）相连。

6.根据权利要求1所述的一种纯电动客车动力配电单元，其特征在于，所述充电接触器模块(4)包括充电接触器（701），所述充电接触器（701）的常开触点开关一端与故障维修模块（6）相连，另一端与熔断器F1的一端相连，所述充电接触器（701）的线圈SO4D脚和PLZF脚均与BMU连接器控制接插件（203）连接，所述熔断器F1的另一端与第二充电接口插件（201）相连。

7.根据权利要求1或4所述的一种纯电动客车动力配电单元，其特征在于，所述主负接触器模块（8）包括主负接触器（801），所述主负接触器（801）的常开触点开关一端与电流传感器（501）相连，另一端既与第一充电接口接插件（205）相连，又与第二充电接口插件（201）相连，还与绝缘监测仪（301）的7脚相连，所述主负接触器（801）的线圈SO4D脚和PLZF脚均与BMU连接器控制接插件（203）连接，所述主负接触器（801）的线圈SO4D脚还与绝缘监测仪（301）的1脚相连。

8.根据权利要求1所述的一种纯电动客车动力配电单元，其特征在于，所述故障维修模块（6）包括维修开关DLQ3，所述维修开关DLQ3内置熔断器F3与信号开关S1，所述熔断器F3一端既经过熔断丝F2后与高压采样接口接插件（204）相连，又与充电接触器（701）的常开触点开关一端相连，所述熔断器F3的另一端通过信号开关S1后与电源正极相连。

9.根据权利要求1所述的一种纯电动客车动力配电单元，其特征在于，所述第一充电接口接插件（205）包括蓄电池。

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