CN214874328U - 电动汽车及其高压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车及其高压电路，高压电路包括：电池包、供电控制单元、充电控制单元和主控单元，供电控制单元的一端与电池包的正输出端相连，另一端与用电设备的正电源输入端相连；充电控制单元的一端与电池包的正输出端相连，另一端与充电设备的正电源输出端相连；电池包的负输出端与用电设备的负电源输入端和充电设备的负电源输出端分别相连；主控单元用以对供电控制单元进行控制以使电池包给用电设备供电，以及对充电控制单元进行控制以使充电设备给电池包充电。由此，不仅能够使得电池包的内部结构得以简化，降低电池包故障的可能性，而且能够避免对电池包充电时导致的高压电路发生过流和用电设备中的电容被击穿的风险。

Description

电动汽车及其高压电路

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车的高压电路和一种电动汽车。

背景技术

在目前大多数电动汽车中，由于电池包的内部结构复杂，导致电池包发生故障的可能性很高，且维护、修理的成本非常高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种电动汽车的高压电路，该电路不仅能够简化电池包的内部结构，降低电池包故障的可能性，降低售后维护的成本，而且能够避免对电池包充电时导致的高压电路发生过流和用电设备中的电容被击穿的风险。

本实用新型的第二个目的在于提出一种电动汽车。

为达上述目的，本实用新型第一方面实施例提出了一种电动汽车的高压电路，包括：电池包、供电控制单元、充电控制单元和主控单元，其中，供电控制单元的一端与电池包的正输出端相连，供电控制单元的另一端与用电设备的正电源输入端相连；充电控制单元的一端与电池包的正输出端相连，充电控制单元的另一端与充电设备的正电源输出端相连；电池包的负输出端与用电设备的负电源输入端和充电设备的负电源输出端分别相连；主控单元与供电控制单元和充电控制单元分别相连，主控单元用以对供电控制单元进行控制以使电池包给用电设备供电，以及对充电控制单元进行控制以使充电设备给电池包充电。

根据本实用新型实施例的电动汽车的高压电路，通过将供电控制单元设于电池包的外部，从而能够简化电池包的内部结构，降低电池包故障的可能性，降低售后维护的成本，同时，将充电控制单元的一端设于供电控制单元与电池包的正输出端之间，从而能够避免对电池包充电时导致的高压电路发生过流和用电设备中的电容被击穿的风险。

另外，根据本实用新型实施例的电动汽车的高压电路，还可以具有如下的附加技术特征：

一些示例中，电池包包括：电池组，电池组包括多个单芯电池，多个单芯电池串联和/或并联连接，电池组的正极与电池包的正输出端相连；负极开关，负极开关的第一端与电池组的负极相连，负极开关的第二端与电池包的负输出端相连，负极开关的控制端与主控单元相连，其中，主控单元用以对负极开关进行控制以使电池组的负极与电池包的负输出端相连通。

一些示例中，电池包还包括：加热单元，加热单元对应电池组设置，加热单元用以对电池组进行加热。

一些示例中，供电控制单元包括：正极开关，正极开关的第一端与电池包的正输出端相连，正极开关的第二端与用电设备的正电源输入端相连，正极开关的控制端与主控单元相连，其中，主控单元用以对正极开关进行控制以使电池包给用电设备供电；串联连接的预充电阻和预充开关，预充电阻和预充开关串联后与正极开关并联连接，正极开关的控制端与主控单元相连，其中，主控单元用以对预充开关进行控制以使电池包给用电设备预充电。

一些示例中，充电控制单元包括：充电开关，充电开关的第一端与电池包的正输出端相连，充电开关的第二端与充电设备的正电源输出端相连，充电开关的控制端与主控单元相连，其中，主控单元用以对充电开关进行控制以使充电设备给电池包充电。

一些示例中，电动汽车的高压电路包括：第一连接端子，供电控制单元的另一端通过第一连接端子与用电设备的正电源输入端相连，电池包的负输出端通过第一连接端子与用电设备的负电源输入端；第二连接端子，充电控制单元的另一端通过第二连接端子与充电设备的正电源输出端相连，电池包的负输出端通过第二连接端子与充电设备的负电源输出端分别相连。

一些示例中，电动汽车的高压电路包括：第一保护器件，第一保护器件设置在供电控制单元的另一端与第一连接端子之间，第一保护器件用以对用电设备进行保护；第二保护器件，第二保护器件设置在充电控制单元的另一端与第二连接端子之间，第二保护器件用以对电池包进行保护。

一些示例中，供电控制单元、充电控制单元、第一连接端子、第二连接端子、第一保护器件和第二保护器件设置在高压配电盒内。

为达上述目的，本实用新型第二方面实施例提出一种电动汽车，包括上述的电动汽车的高压电路。

根据本实用新型实施例的电动汽车，通过上述的电动汽车的高压电路，不仅能够简化电池包的内部结构，降低电池包故障的可能性，降低售后维护的成本，而且能够避免对电池包充电时导致的高压电路发生过流和用电设备中的电容被击穿的风险。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为根据本实用新型一个实施例的电动汽车的高压电路的结构示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例的电动汽车的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的电动汽车的高压电路和电动汽车。

图1为根据本实用新型一个实施例的电动汽车的高压电路的结构示意图，参考图1所示，该电动汽车的高压电路包括：电池包10、供电控制单元20、充电控制单元30和主控单元。

其中，供电控制单元20的一端与电池包10的正输出端相连，供电控制单元20的另一端与用电设备的正电源输入端相连；充电控制单元30的一端与电池包10的正输出端相连，充电控制单元30的另一端与充电设备的正电源输出端相连；电池包10的负输出端与用电设备的负电源输入端和充电设备的负电源输出端分别相连；主控单元与供电控制单元20和充电控制单元30分别相连，主控单元用以对供电控制单元20进行控制以使电池包10给用电设备供电，以及对充电控制单元30进行控制以使充电设备给电池包10充电。

具体地，电池包10是高压电路的供能组件，为电路中的用电设备提供所需的电能，用电设备包括但不限于是汽车加热器PTC、空调、DC-DC转换器&车载充电器OBC、控制单元MCU。

供电控制单元20的一端与电池包10的正输出端相连，供电控制单元20的另一端与用电设备的正电源输入端相连，电池包10的负输出端与用电设备的负电源输入端相连，供电控制单元20用于控制电池包10的正输出端与用电设备的正电源输入端的导通或断开，以使电池包10给用电设备供电或停止给用电设备供电。其中，由于供电控制单元设于电池包的外部，从而能够简化电池包的内部结构，降低电池包故障的可能性，降低售后维护的成本。

充电控制单元30的一端与电池包10的正输出端相连，充电控制单元30的另一端与充电设备的正电源输出端相连，电池包10的负输出端与充电设备的负电源输出端相连，充电控制单元30用于控制电池包10的正输出端与充电设备的正输出端的导通或断开，以使充电设备给电池包10充电或停止给电池包10充电，充电设备可以为快充设备。其中，由于充电控制单元的一端设于供电控制单元与电池包的正输出端之间，使得在充电过程中可以使得充电设备与用电设备之间处于断开状态，从而能够避免对电池包充电时导致的高压电路发生过流和用电设备中的电容被击穿的风险。

主控单元通过控制端分别与供电控制单元20和充电控制单元30相连，并可以发出信号控制供电控制单元20和充电控制单元30，从而控制电池包10的正输出端与用电设备的正电源输入端的导通或断开，实现电池包10给用电设备供电或停止给用电设备供电，以及电池包10的正输出端与充电设备的正输出端的导通或断开，实现充电设备给电池包10充电或停止给电池包10充电。

进一步地，参考图1所示，电池包10可包括：电池组11和负极开关12，电池组11包括多个单芯电池，多个单芯电池串联和/或并联连接，电池组11的正极与电池包10的正输出端相连；负极开关12的第一端与电池组11的负极相连，负极开关12的第二端与电池包10的负输出端相连，负极开关12的控制端与主控单元相连，其中，主控单元12用以对负极开关12进行控制以使电池组11的负极与电池包10的负输出端相连通，负极开关12可以为继电器。

可以理解的是，电池组11和负极开关12均安装在电池包10内部，可以通过控制负极开关12来实现在电池包端控制电池包10与外界的导通或断开。当然，也可以将负极开关12设于电池包10外部，以进一步简化电池包的内部结构，降低电池包故障的可能性，降低维修成本。

此外，电池包10内部还包括手动维护开关MSD，与电池组11串联，用于为了保护在高压环境下维修电动汽车的技术人员安全或应变突发的事件，可以快速分离高压电路的连接，使维护时处于一种较为安全的状态，可以在外部短路情况下提供保护，在维修时需要断开高压。

进一步地，电池包10还包括：加热单元13，加热单元13对应电池组11设置，加热单元13用以对电池组11进行加热。

例如，在电动汽车行驶过程中，电池组11可能会因为环境温度较低而长时间工作在低温环境下，低温将导致电池续航里程缩短、增加充电时间，过低的环境温度也会对电池组11的寿命产生致命的影响，极大地缩短电池组11的寿命，所以在电池包10内部设置一加热单元13，能够在低成本的条件下实现使电池组11在工作状态时，保持在合适的温度内，能够有效增强电池组11的续航，延长电池组11的使用寿命。当然，也可以通过该加热单元实现在电池包充电之前的加热(电池包温度过低时禁止充电)。

进一步地，加热单元13包括：串联连接的加热电阻14和加热开关15，加热电阻14和加热开关15串联后与电池组11并联连接，且加热开关15的控制端与主控单元相连，其中，主控单元用以对加热开关15进行控制以通过加热电阻14对电池组10进行加热。例如，在环境温度较低时，由主控单元发出信号控制加热开关15使加热单元13接通，通过加热电阻14对电池组11进行加热，避免电池组11长时间工作在低温条件下。其中加热开关可以为继电器。

进一步地，供电控制单元20包括：正极开关21、预充电阻22和预充开关23。其中，正极开关21的第一端与电池包10的正输出端相连，正极开关21的第二端与用电设备的正电源输入端相连，正极开关21的控制端与主控单元相连；预充电阻22和预充开关23串联连接，预充电阻22和预充开关13串联后与正极开关21并联连接，正极开关21的控制端与主控单元相连。其中，正极开关21和预充开关23均可以为继电器。

具体地，参考图1所示，在需要给用电设备供电时，可先控制预充开关23和负极开关12均处于闭合状态，以使电池包10对用电设备中的电容进行预充电，避免供电回路发生过流和用电设备中电容被击穿的风险。在预充电完成后，控制正极开关21和负极开关12处于闭合状态，并控制预充开关23处于断开状态，此时电池包10给用电设备供电。当停止给用电设备供电时，控制正极开关21和负极开关12处于断开状态，此时电池包10停止给用电设备供电。其中，正极开关21、预充电阻22和预充开关23从原来的电池包中移除，有效减少了电池包内部零部件，降低了因正极开关和预充开关损坏等导致的电池包故障，降低了售后维护频率和成本。

进一步地，充电控制单元30包括充电开关31，充电开关31的第一端与电池包10的正输出端相连，充电开关31的第二端与充电设备的正电源输出端相连，充电开关31的控制端与主控单元相连，其中，主控单元用以对充电开关31进行控制以使充电设备给电池包10充电。其中充电开关可以为继电器。

具体地，在需要给电池包10充电时，主控单元控制充电开关31和负极开关12处于闭合状态，以使充电设备给电池包10充电。在充电完成后，控制充电开关31和负极开关12处于断开状态，以使充电设备停止给电池包10充电。其中，由于充电回路与主回路的连接点从正极开关21的下端调整至上端，即充电开关31的第一端由原来的与正极开关21的另一端调整为与正极开关21的一端相连，从而在给电池包充电时无需闭合正极开关21，只需闭合充电开关31，使得用电设备如MCU的回路处于断开状态，从而无需担心用电设备如MCU中电容导致的过流以及电容被击穿的问题，无需预充电即可进行充电。

进一步地，如图1所示，上述的电动汽车的高压电路还包括：第一连接端子51、第二连接端子52。其中，供电控制单元20的另一端通过第一连接端子51与用电设备的正电源输入端相连，电池包10的负输出端通过第一连接端子51与用电设备的负电源输入端；充电控制单元30的另一端通过第二连接端子52与充电设备的正电源输出端相连，电池包10的负输出端通过第二连接端子50与充电设备的负电源输出端分别相连。

具体地，第一连接端子51和第二连接端子52可以为插头或插座，第一连接端子51用于连接用电设备与电池包10形成主回路，第二连接端子52用于连接充电设备和电池包10形成充电回路。

进一步地，上述的电动汽车的高压电路还包括：第一保护器件53、第二保护器件54。其中，第一保护器件53设置在供电控制单元20的另一端与第一连接端子51之间，第一保护器件53用以对用电设备进行保护；第二保护器件54，第二保护器件54设置在充电控制单元30的另一端与第二连接端子52之间，第二保护器件用以对电池包10进行保护。

可选地，第一保护器件53和第二保护器件54可以是熔断器、压敏电阻等多种器件中的一种或多种，用于保护高压电路中电池包10和用电设备在受到过压、过流等情况下不受损坏，保证电路的安全性和稳定性。

进一步地，高压电路中的供电控制单元20、充电控制单元30、第一连接端子51、第二连接端子52、第一保护器件53和第二保护器件54设置在高压配电盒50内。

综上，根据本实用新型实施例的电动汽车的高压电路，通过将供电控制单元设于电池包的外部，从而能够简化电池包的内部结构，降低电池包故障的可能性，降低售后维护的成本，同时，将充电控制单元的一端设于供电控制单元与电池包的正输出端之间，从而能够避免对电池包充电时导致的高压电路发生过流和用电设备中的电容被击穿的风险。

图2为根据本实用新型一个实施例的电动汽车的结构框图。如图2所示，该电动汽车100包括如上述的电动汽车的高压电路10。

根据本实用新型实施例的电动汽车，通过上述的电动汽车的高压电路，不仅能够简化电池包的内部结构，降低电池包故障的可能性，降低售后维护的成本，而且能够避免对电池包充电时导致的高压电路发生过流和用电设备中的电容被击穿的风险。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电动汽车的高压电路，其特征在于，包括：电池包、供电控制单元、充电控制单元和主控单元，其中，

所述供电控制单元的一端与所述电池包的正输出端相连，所述供电控制单元的另一端与用电设备的正电源输入端相连；

所述充电控制单元的一端与所述电池包的正输出端相连，所述充电控制单元的另一端与充电设备的正电源输出端相连；

所述电池包的负输出端与所述用电设备的负电源输入端和所述充电设备的负电源输出端分别相连；

所述主控单元与所述供电控制单元和所述充电控制单元分别相连，所述主控单元用以对所述供电控制单元进行控制以使所述电池包给所述用电设备供电，以及对所述充电控制单元进行控制以使所述充电设备给所述电池包充电。

2.如权利要求1所述的电动汽车的高压电路，其特征在于，所述电池包包括：

电池组，所述电池组包括多个单芯电池，所述多个单芯电池串联和/或并联连接，所述电池组的正极与所述电池包的正输出端相连；

负极开关，所述负极开关的第一端与所述电池组的负极相连，所述负极开关的第二端与所述电池包的负输出端相连，所述负极开关的控制端与所述主控单元相连，其中，所述主控单元用以对所述负极开关进行控制以使所述电池组的负极与所述电池包的负输出端相连通。

3.如权利要求2所述的电动汽车的高压电路，其特征在于，所述电池包还包括：加热单元，所述加热单元对应所述电池组设置，所述加热单元用以对所述电池组进行加热。

4.如权利要求3所述的电动汽车的高压电路，其特征在于，所述加热单元包括：串联连接的加热电阻和加热开关，所述加热电阻和所述加热开关串联后与所述电池组并联连接，且所述加热开关的控制端与所述主控单元相连，其中，所述主控单元用以对所述加热开关进行控制以通过所述加热电阻对所述电池组进行加热。

5.如权利要求1所述的电动汽车的高压电路，其特征在于，所述供电控制单元包括：

正极开关，所述正极开关的第一端与所述电池包的正输出端相连，所述正极开关的第二端与所述用电设备的正电源输入端相连，所述正极开关的控制端与所述主控单元相连，其中，所述主控单元用以对所述正极开关进行控制以使所述电池包给所述用电设备供电；

串联连接的预充电阻和预充开关，所述预充电阻和所述预充开关串联后与所述正极开关并联连接，所述正极开关的控制端与所述主控单元相连，其中，所述主控单元用以对所述预充开关进行控制以使所述电池包给所述用电设备预充电。

6.如权利要求1所述的电动汽车的高压电路，其特征在于，所述充电控制单元包括：充电开关，所述充电开关的第一端与所述电池包的正输出端相连，所述充电开关的第二端与所述充电设备的正电源输出端相连，所述充电开关的控制端与所述主控单元相连，其中，所述主控单元用以对所述充电开关进行控制以使所述充电设备给所述电池包充电。

7.如权利要求1-6中任一项所述的电动汽车的高压电路，其特征在于，还包括：

第一连接端子，所述供电控制单元的另一端通过所述第一连接端子与所述用电设备的正电源输入端相连，所述电池包的负输出端通过所述第一连接端子与所述用电设备的负电源输入端；

第二连接端子，所述充电控制单元的另一端通过所述第二连接端子与所述充电设备的正电源输出端相连，所述电池包的负输出端通过所述第二连接端子与所述充电设备的负电源输出端分别相连。

8.如权利要求7所述的电动汽车的高压电路，其特征在于，还包括：

第一保护器件，所述第一保护器件设置在所述供电控制单元的另一端与所述第一连接端子之间，所述第一保护器件用以对所述用电设备进行保护；

第二保护器件，所述第二保护器件设置在所述充电控制单元的另一端与所述第二连接端子之间，所述第二保护器件用以对所述电池包进行保护。

9.如权利要求8所述的电动汽车的高压电路，其特征在于，所述供电控制单元、所述充电控制单元、所述第一连接端子、所述第二连接端子、所述第一保护器件和所述第二保护器件设置在高压配电盒内。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的电动汽车的高压电路。

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