CN217074257U - 高压配电箱、高压配电系统及电动车辆 - Google Patents

高压配电箱、高压配电系统及电动车辆 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及车辆配电领域，提供一种高压配电箱、高压配电系统及电动车辆，高压配电箱包括：第一配电单元、第二配电单元、第三配电单元以及第四配电单元。通过在配电箱中设置多个配电单元，可以同时将电池系统与主驱电机控制器、辅驱电机控制器、三合一控制器、电池系统空调以及整车空调等多种高压配电零组件连接，从而通过一个配电箱即可实现对多种高压配电零组件的配电任务，因此该配电箱集成度更高，简化了配电系统的结构，后期安装和维护更加方便。解决了现有的配电箱功能单一，传统的高压配电系统中需要设置多个配电箱，使得配电系统结构较为复杂，安装和维护不便的问题。

Description

高压配电箱、高压配电系统及电动车辆
技术领域
本实用新型涉及车辆配电技术领域，尤其涉及一种高压配电箱、高压配电系统及电动车辆。
背景技术
高压配电系统作为电动车辆上动力电池向各负载供电的过渡单元，对于车辆正常运行起着至关重要的作用。
由于电动车辆上各个高压零组件独立且布置分散，同时，由于配电箱的功能较为单一，传统的高压配电系统中需要设置多个配电箱，使得配电系统结构较为复杂，且安装和维护不便。
实用新型内容
本实用新型提供一种高压配电箱、高压配电系统及电动车辆，用以解决现有技术中配电箱的功能单一，传统的高压配电系统中需要设置多个配电箱，使得配电系统结构较为复杂，安装和维护不便的缺陷。
第一方面，本实用新型提供一种高压配电箱，该高压配电箱包括：第一配电单元、第二配电单元、第三配电单元以及第四配电单元；
所述第一配电单元、第二配电单元、第三配电单元和第四配电单元的一端均与电池系统相连；
所述第一配电单元的另一端用于分别连接主驱电机控制器和辅驱电机控制器；
所述第二配电单元的另一端用于连接三合一控制器；其中，所述三合一控制器分别与气泵电机、油泵电机以及储电设备相连；
所述第三配电单元的另一端用于连接充电设备；
所述第四配电单元的另一端用于分别连接电池系统空调和整车空调。
根据本实用新型提供的高压配电箱，所述第一配电单元包括主正继电器、主负继电器、主驱接口以及辅驱接口；
所述主正继电器和所述主负继电器的一端均与所述电池系统相连，所述主正继电器的另一端分别与所述主驱接口和所述辅驱接口的正极相连，所述主负继电器的另一端分别与所述主驱接口和所述辅驱接口的负极相连；
所述主驱接口用于连接主驱电机控制器，所述辅驱接口用于连接辅驱电机控制器。
根据本实用新型提供的高压配电箱，还包括第五配电单元，所述第五配电单元与电池系统相连，所述第五配电单元用于连接电池系统的加热设备。
根据本实用新型提供的高压配电箱，所述第二配电单元包括第一熔断器和三合一接口；
所述第一熔断器的一端和所述三合一接口的负极均与所述电池系统相连，所述第一熔断器的另一端与所述三合一接口的正极相连，所述三合一接口用于连接三合一控制器。
根据本实用新型提供的高压配电箱，所述第三配电单元包括充电正继电器、充电负继电器以及充电接口；
所述充电正继电器和所述充电负继电器的一端均与所述电池系统相连，所述充电正继电器的另一端与所述充电接口的正极相连，所述充电负继电器的另一端与所述充电接口的负极相连，所述充电接口用于连接充电设备。
根据本实用新型提供的高压配电箱，所述第四配电单元包括第一配电模块、第二配电模块以及第三配电模块；
所述第一配电模块、第二配电模块以及第三配电模块的一端均与所述电池系统相连，所述第一配电模块的另一端用于连接所述电池系统空调，所述第二配电模块的另一端用于连接所述整车空调的空调本体，所述第三配电模块的另一端用于连接所述整车空调的加热器。
根据本实用新型提供的高压配电箱，所述第一配电模块包括第一空调正继电器和第一空调接口；
所述第一空调接口的正极与所述第一空调正继电器的一端相连，所述第一空调接口的负极以及所述第一空调正继电器的另一端均与所述电池系统相连，所述第一空调接口用于连接所述电池系统空调；
所述第二配电模块包括第二熔断器以及第二空调接口；
所述第二空调接口的正极与所述第二熔断器的一端相连，所述第二空调接口的负极以及所述第二熔断器的另一端均与所述电池系统相连，所述第二空调接口用于连接所述整车空调的空调本体；
所述第三配电模块包括第二空调正继电器、第三熔断器以及第三空调接口；
所述第二空调正继电器的一端与所述第三熔断器相连，所述第三熔断器还与所述第三空调接口的正极相连，所述第三空调接口的负极以及所述第二空调正继电器的另一端均与所述电池系统相连，所述第三空调接口用于连接所述整车空调的加热器。
根据本实用新型提供的高压配电箱，还包括电流互感器，所述电流互感器的一端与所述电池系统相连，所述电流互感器的另一端分别与第一配电单元、第二配电单元、第三配电单元以及第四配电单元相连。
第二方面，本实用新型提供一种高压配电系统，包括上述任一种所述的高压配电箱。
第三方面，本实用新型提供一种电动车辆，包括上述任一种所述的高压配电箱或者上述的高压配电系统。
本实用新型提供的高压配电箱、高压配电系统及电动车辆，通过在配电箱中设置多个配电单元，可以同时将电池系统与主驱电机控制器、辅驱电机控制器、三合一控制器、电池系统空调以及整车空调等多种高压配电零组件连接，从而通过一个配电箱即可实现对多种高压配电零组件的配电任务，因此该配电箱集成度更高，简化了配电系统的结构，后期安装和维护更加方便。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型提供的高压配电箱的结构示意图之一；
图2是本实用新型提供的高压配电箱的结构示意图之二；
图3是本实用新型提供的高压配电系统的结构示意图。
附图标记：
101：第一配电单元；102：第二配电单元；103：第三配电单元；104：第四配电单元；105：第五配电单元；106：电池系统；107：主驱电机控制器；108：辅驱电机控制器；109：三合一控制器；110：充电设备；111：电池系统空调；112：整车空调；113：电池系统的加热设备；114：气泵电机；115：油泵电机；116：储电设备；201：主正继电器；202：主负继电器；203：第一熔断器；204：充电正继电器；205：充电负继电器；206：第一空调正继电器；207：第二熔断器；208：第二空调正继电器；209：第三熔断器；210：电流互感器；211：预充继电器；212：预充电阻；213：维修开关；214：附件继电器；215：加热正继电器；216：加热负继电器；300：高压配电箱；301：电池包；302：主驱电机；303：辅驱电机；304：PTC加热器；305：充电插座；306：整车空调的空调本体。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
下面结合图1至图3描述本实用新型实施例提供的高压配电箱、高压配电系统及电动车辆。
图1示出了本实用新型实施例提供的高压配电箱，该高压配电箱包括：第一配电单元101、第二配电单元102、第三配电单元103以及第四配电单元104；
第一配电单元101、第二配电单元102、第三配电单元103和第四配电单元104的一端均与电池系统106相连；
第一配电单元101的另一端用于分别连接主驱电机控制器107和辅驱电机控制器108；
第二配电单元102的另一端用于连接三合一控制器109；其中，三合一控制器109分别与气泵电机114、油泵电机115以及储电设备116相连；
第三配电单元103的另一端用于连接充电设备110；
第四配电单元104的另一端用于分别连接电池系统空调111和整车空调112。
本实施例提供的高压配电箱主要应用于电动车辆上，该配电箱的一端与电池系统相连，另一端与多个高压配电零组件相连，从而可以将电池系统的电能同步传输至多个高压零组件，实现集成式配电箱的构建。
参见附图2，本实施例中第一配电单元101具体可以包括主正继电器201、主负继电器202、主驱接口以及辅驱接口；
主正继电器201和主负继电器202的一端均与电池系统106相连，主正继电器201的另一端分别与主驱接口和辅驱接口的正极相连，主负继电器202的另一端分别与主驱接口和辅驱接口的负极相连；
主驱接口用于连接主驱电机控制器107，辅驱接口用于连接辅驱电机控制器108。
在示例性实施例中，参见附图1，上述高压配电箱还可以包括第五配电单元105，第五配电单元105与电池系统106相连，第五配电单元105用于连接电池系统的加热设备113。
在示例性实施例中，上述高压配电箱还可以包括预充单元，预充单元与主正继电器201并联。
参见附图2，预充单元具体可以包括预充继电器211和预充电阻212，预充继电器211与预充电阻212串联，二者组成的串联电路与主正继电器201并联。
在实际应用过程中，为了便于对高压配电箱进行维修和管理，该高压配电箱还可以包括维修开关213，维修开关213设于电池系统106与预充单元和主正继电器201之间，通过维修开关213可以控制整个配电箱供电的通断状态，本实施例中维修开关213采用拉手开关，维修开关213可以设置多个，本实施例中设置了三个拉手开关，分别是MSD1、MSD2和MSD3。
维修开关213作为为整个配电箱的开关，当维修开关213断开后，整个配电箱断电。当维修开关213连接后，电池系统106先通过预充继电器211和预充电阻212所在支路给配电箱内各配电单元供电，持续预设时长后，比如持续100ms后，主正继电器201、主负继电器202闭合，预充继电器211断开，由主正继电器201所在支路供电，此目的是防止电池系统106通电后，产生的瞬时高电压破坏配电系统的零部件，保护整个配电系统的安全。
在示例性实施例中，上述第二配电单元102可以包括第一熔断器203和三合一接口；
第一熔断器203的一端和三合一接口的负极均与电池系统106相连，第一熔断器203的另一端与三合一接口的正极相连，三合一接口用于连接三合一控制器109。
在示例性实施例中，上述第三配电单元103具体可以包括充电正继电器204、充电负继电器205以及充电接口；
充电正继电器204和充电负继电器205的一端均与电池系统106相连，充电正继电器204的另一端与充电接口的正极相连，充电负继电器205的另一端与充电接口的负极相连，充电接口用于连接充电设备110。
本实施例中充电接口主要用于连接充电插座，进而通过充电插座连接充电设备110，通过充电设备110可以以直流充电的方式为充电系统106充电，本实施例中充电设备110可以是车辆用充电桩，当需要通过车辆用充电桩充电时，充电正继电器204和充电负继电器205得到指令信号进行闭合通电，以满足电池系统充电需求。
在实际应用过程中，充电接口可以设置多个，相应的，充电正继电器204和充电负继电器205也可以设置多组，本实施例中设置了两组充电正继电器204和充电负继电器205，具有两个充电接口。
在示例性实施例中，第四配电单元104可以包括第一配电模块、第二配电模块以及第三配电模块；
第一配电模块、第二配电模块以及第三配电模块的一端均与电池系统106相连，第一配电模块的另一端用于连接电池系统空调111，第二配电模块的另一端用于连接整车空调112的空调本体，第三配电模块的另一端用于连接整车空调112的加热器。
具体地，第一配电模块可以包括第一空调正继电器206和第一空调接口；
第一空调接口的正极与第一空调正继电器206的一端相连，第一空调接口的负极以及第一空调正继电器206的另一端均与电池系统106相连，第一空调接口用于连接电池系统空调111。
第二配电模块可以包括第二熔断器207以及第二空调接口；
第二空调接口的正极与第二熔断器207的一端相连，第二空调接口的负极以及第二熔断器207的另一端均与电池系统106相连，第二空调接口用于连接整车空调112的空调本体。
第三配电模块可以包括第二空调正继电器208、第三熔断器209以及第三空调接口；
第二空调正继电器208的一端与第三熔断器209相连，第三熔断器209还与第三空调接口的正极相连，第三空调接口的负极以及第二空调正继电器208的另一端均与电池系统106相连，第三空调接口用于连接整车空调112的加热器。
可以理解的是，本实施例中所有熔断器均可以采用保险丝实现。在电路中出现大电流时，熔断器熔断可以起到保护电路安全的作用。
需要说明的是，本实施例中整车空调112的加热器可以是PTC(PositiveTemperature Coefficient，正的温度系数)加热器，PTC加热器与空调本体配合可以保证整车空调正常运行。
在示例性实施例中，上述高压配电箱还可以包括电流互感器210，电流互感器210的一端与电池系统106相连，电流互感器210的另一端分别与第一配电单元101、第二配电单元102、第三配电单元103以及第四配电单元104相连。
电流互感器210可以设置多个，本实施例中设置了两个电流互感器210，电流互感器210主要用于检测配电箱的总电流值，即可以检测整个配电系统的总电流值，实现对配电系统中电流的监测，使得整个高压配电箱的功能更加完善。
更优地，本实施例提供的高压配电箱还可以包括附件继电器214，第二配电单元102、第二配电模块和第三配电模块均可以通过附件继电器与预充单元或主正继电器201相连。
通过附件继电器214的设置，可以方便的对整车空调的加热器、三合一控制器以及整车空调的空调本体部分的配电电路进行集中管理，该附件继电器214闭合时，上述三部分配电电路均通电，该附件继电器214断开时，上述三部分配电电路均断电，从而方便集中维护和管理。
当电池系统空调、PTC加热器、三合一控制器或整车空调工作时，第一空调正继电器或附件继电器和第二空调正继电器208得到指令进行闭合通电，从而同步为上述高压配电零组件的供电。
可以理解的是，本实施例中提到的高压配电箱上的所有接口均存在正极端和负极端，从而可以与相应高压配电零组件上的正极端和负极端连接。
在示例性实施例中，上述第五配电单元105具体可以包括加热正继电器215和加热负继电器216，加热正继电器215与电池系统106的正极相连，加热负继电器216与电池系统106的负极相连。
具体地，电池系统的加热设备113主要指的是电池系统106中设置的为电池包加热的加热膜，本实施例中加热正继电器215和加热负继电器216主要与电池系统中的加热膜相连，从而当天气寒冷，需要先给电池系统106加热时，加热正继电器215和加热负继电器216得到指令闭合，由电池系统106通过其内部的加热膜给其电池包进行加热。
需要说明的是，本实施例中所有继电器均有保护其本身支路的功能，当电流过大时，先烧毁继电器从而断开此支路，进而可以保护高压零部件，能够对各个高压配电零组件起到电路分级保护的作用。
由此可见，本实用新型实施例提供的高压配电箱，可以实现包括主电机控制器、辅电机控制器、三合一控制器、整车空调以及电池系统空调在内的多种高压配电零组件与电池系统的连接，集成度更高，简化了配电系统的结构，便于后期对配电系统的维护和管理。
另外，本实用新型实施例还一种高压配电系统，该高压配电系统包括上述的高压配电箱。
图3示出了一种高压配电系统的结构实例，该配电系统主要包括电池系统106、高压配电箱300以及多个高压配电零组件；
本实施例中电池系统106主要由12个电池包301构成，12个电池包301形成6串2并的电池系统给高压配电箱300供电。
多个高压配电零组件主要包括主驱电机控制器107、辅驱电机控制器108、PTC加热器304、三合一控制器109、整车空调的空调本体306以及电池系统空调111。
其中，主驱电机控制器107与主驱电机302连接，主驱电机302是指为车辆行驶提供驱动力的驱动电机，相当于传统燃料汽车的发动机。
辅驱电机控制器108与辅驱电机303连接，辅驱电机302用于与主驱电机302配合实现双电机驱动效果。
三合一控制器109可以分别控制气泵电机114、油泵电机115以及储电设备116，本实施例中储电设备116主要指的是车辆上的蓄电池，三合一控制器109分别与蓄电池的直流正极(即DC+)和直流负极(即DC-)连接。
气泵电机114主要用于驱动气泵为车辆刹车提供助力，油泵电机115主要用于驱动油泵为车辆转向提供助力，本实施例中高压配电箱300的充电接口主要通过充电插座305与充电设备连接，充电插座305可以设置多个，本实施例中设置了两个充电插座305。
同时，主驱电机302、辅驱电机303、气泵电机114以及油泵电机115均通过三相接线端U、V、W与相应的控制器连接。
为了保证配电系统的运行安全，本实施例提供的高压配电系统中，所有高压零部件的防护等级均大于等于IP67。
由此可见，本实施例提供的高压配电系统可以通过一个高压配电箱为多种高压配电零组件供电，配电箱集成度更高，安装和维护方便。
此外，本实用新型实施例还提供一种电动车辆，该电动车辆包括上述的高压配电箱或者上述的高压配电系统。
本实施例中电动车辆可以是电动作业机械，比如电动挖掘机，也可以是其他适于安装上述高压配电系统的电动汽车。
在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是电连接，也可以是通信连接。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。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高压配电箱，其特征在于，包括：第一配电单元、第二配电单元、第三配电单元以及第四配电单元；
所述第一配电单元、第二配电单元、第三配电单元和第四配电单元的一端均与电池系统相连；
所述第一配电单元的另一端用于分别连接主驱电机控制器和辅驱电机控制器；
所述第二配电单元的另一端用于连接三合一控制器；其中，所述三合一控制器分别与气泵电机、油泵电机以及储电设备相连；
所述第三配电单元的另一端用于连接充电设备；
所述第四配电单元的另一端用于分别连接电池系统空调和整车空调。
2.根据权利要求1所述的高压配电箱，其特征在于，所述第一配电单元包括主正继电器、主负继电器、主驱接口以及辅驱接口；
所述主正继电器和所述主负继电器的一端均与所述电池系统相连，所述主正继电器的另一端分别与所述主驱接口和所述辅驱接口的正极相连，所述主负继电器的另一端分别与所述主驱接口和所述辅驱接口的负极相连；
所述主驱接口用于连接主驱电机控制器，所述辅驱接口用于连接辅驱电机控制器。
3.根据权利要求1所述的高压配电箱，其特征在于，还包括第五配电单元，所述第五配电单元与电池系统相连，所述第五配电单元用于连接电池系统的加热设备。
4.根据权利要求1所述的高压配电箱，其特征在于，所述第二配电单元包括第一熔断器和三合一接口；
所述第一熔断器的一端和所述三合一接口的负极均与所述电池系统相连，所述第一熔断器的另一端与所述三合一接口的正极相连，所述三合一接口用于连接三合一控制器。
5.根据权利要求1所述的高压配电箱，其特征在于，所述第三配电单元包括充电正继电器、充电负继电器以及充电接口；
所述充电正继电器和所述充电负继电器的一端均与所述电池系统相连，所述充电正继电器的另一端与所述充电接口的正极相连，所述充电负继电器的另一端与所述充电接口的负极相连，所述充电接口用于连接充电设备。
6.根据权利要求1所述的高压配电箱，其特征在于，所述第四配电单元包括第一配电模块、第二配电模块以及第三配电模块；
所述第一配电模块、第二配电模块以及第三配电模块的一端均与所述电池系统相连，所述第一配电模块的另一端用于连接所述电池系统空调，所述第二配电模块的另一端用于连接整车空调的空调本体，所述第三配电模块的另一端用于连接整车空调的加热器。
7.根据权利要求6所述的高压配电箱，其特征在于，所述第一配电模块包括第一空调正继电器和第一空调接口；
所述第一空调接口的正极与所述第一空调正继电器的一端相连，所述第一空调接口的负极以及所述第一空调正继电器的另一端均与所述电池系统相连，所述第一空调接口用于连接所述电池系统空调；
所述第二配电模块包括第二熔断器以及第二空调接口；
所述第二空调接口的正极与所述第二熔断器的一端相连，所述第二空调接口的负极以及所述第二熔断器的另一端均与所述电池系统相连，所述第二空调接口用于连接所述整车空调的空调本体；
所述第三配电模块包括第二空调正继电器、第三熔断器以及第三空调接口；
所述第二空调正继电器的一端与所述第三熔断器相连，所述第三熔断器还与所述第三空调接口的正极相连，所述第三空调接口的负极以及所述第二空调正继电器的另一端均与所述电池系统相连，所述第三空调接口用于连接所述整车空调的加热器。
8.根据权利要求1至7任一项所述的高压配电箱，其特征在于，还包括电流互感器，所述电流互感器的一端与所述电池系统相连，所述电流互感器的另一端分别与第一配电单元、第二配电单元、第三配电单元以及第四配电单元相连。
9.一种高压配电系统，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的高压配电箱。
10.一种电动车辆，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的高压配电箱或者如权利要求9所述的高压配电系统。
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