CN217435524U - 一种应用于电动汽车的高压架构系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种应用于电动汽车的高压架构系统，动力电池的电极通过高压线束连接高压负荷设备，所述高压线束上设有主负继电器和主正继电器，所述主负继电器和主正继电器固定在高压配电盒内，所述高压配电盒内固定有HCU，所述HCU连接并输出控制信号至主负继电器和主正继电器。本实用新型集成式高压架构系统使用简单方便，可提高整车高压电安全性、稳定性，同时可便于后期维修。

Description

一种应用于电动汽车的高压架构系统

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种应用于电动汽车的高压架构系统。

背景技术

近些年，新能源汽车有了飞跃式的发展，其中最主要的是以锂电及铁锂为动力的电动汽车。

现有电动汽车高压架构系统单一、集成化程度不高。并且，其安全问题也变得越来越重要。电动汽车和燃油汽车最大的不同就是因为其使用了电压非常大的直流电，会对人体造成非常大的安全隐患，因此我们必须合理科学的控制高压的通断，在发生故障时立刻断开高压，避免高压对人体的损害，另动力电池内部BDU及BMS故障后维修困难，且维修后会影响动力电池密封性能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种集成式高压架构系统，将动力电池BDU及BMS集成到整车高压配电设备中。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种应用于电动汽车的高压架构系统，动力电池的电极通过高压线束连接高压负荷设备，所述高压线束上设有主负继电器和主正继电器，所述主负继电器和主正继电器固定在高压配电盒内，所述高压配电盒内固定有HCU，所述HCU连接并输出控制信号至主负继电器和主正继电器。

所述主正继电器与串联的预充继电器、预充电阻相并联，所述预充继电器和预充电阻在高压配电盒内。

所述动力电池的电极通过设有快充继电器的高压线束连接快充座，所述快充继电器固定在高压配电盒内，所述HCU连接并输出控制信号至快充继电器。

所述动力电池设有MSD，所述动力电池外设有加热膜，所述加热膜通过串联有加热PTC继电器和加热PTC保险丝的高压线束连接动力电池的电极，所述加热PTC继电器和加热PTC保险丝固定在高压配电盒内。

所述高压负荷设备包括MCU、压缩机、PTC、充电DC二合一，连接每个所述高压负荷设备的高压线路上均设有保险丝，所述保险丝均固定在高压配电盒内。

所述充电DC二合一的输出端连接蓄电池，所述充电DC二合一的输入端连接慢充座。

所述MCU的输出连接驱动电机。

本实用新型集成式高压架构系统使用简单方便，可提高整车高压电安全性、稳定性，同时可便于后期维修。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为高压架构系统原理图；

上述图中的标记均为：1-动力电池、2-MSD、3-加热膜、4-加热PTC继电器、5-加热PTC保险丝、6-HCU、7-高压配电盒、8-主负继电器、9-主负保险丝、10-预充继电器、11-主正继电器、12-预充电阻、13-快充继电器、14-压缩机保险丝、15-PTC保险丝、16-驱动电机、17-二合一保险丝、18-电机控制器、19-充电DC二合一、20-慢充座、21-蓄电池、22-PTC、23-压缩机、24-快充座；

其中，MSD为手动维修开关，HCU为高压控制模块。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

高压架构系统包括：储能设备、高压负荷设备、高压配电设备、外接充电设备，高压线束，储能设备包括动力电池1、MSD2(手动维修开关)，高压负荷设备包括电机控制器18、驱动电机16、PTC22，压缩机23、充电DC二合一19(DCDC模块)、蓄电池21；高压配电设备包括高压配电盒7。

动力电池1模块仅用于储存电能及为整车提供动力电能，MSD2模块是在电池需要维修时拔出，保证维修的安全性。高压线束用于连接各高压系统中的各模块设备，外接充电设备包括直流充电桩、交流充电桩、家用交流充电枪。此外，动力电池1外包裹有加热膜3，可以在低温环境下保证动力电池1的处于合适的工作温度，加热膜3的通过串联有加热PTC22继电器4和加热PTC保险丝155线路连接动力电池1，加热PTC22继电器4和加热PTC保险丝155均固定在高压配电盒7内，其中PTC22继电器4由高压配电盒7内HCU6控制通断。

电机、电控模块，通过高压线束接收动力电池1的电能，为整车提供动力输出，PTC22、压缩机23及DCDC通过高压配电盒7转接来接收动力电池1的电能。

具体连接方式如图1所示，动力电池1的正极经高压线束连接主正继电器11一端，主正继电器11的另一端连接快充座24、压缩机23、PTC22、充电DC二合一19和电机控制器18的正极，动力电池1的负极经高压线束连接主负继电器8一端，主负继电器8的另一端连接快充座24、压缩机23、PTC22、充电DC二合一19和电机控制器18的负极，主正继电器11与串联的预充继电器10、预充电阻12相并联，主负继电器8、预充继电器10、主正继电器11、预充电阻12、快充继电器13均安装在高压配电盒7内，且这些继电器均连接HCU6，并有HCU6控制其通断；其中电机控制器18的输出端连接驱动电机16。

预充继电器10可以避免启动时因启动电流过大对附件和MCU造成损坏，即构成了预充回路，在上电时首先使附件预充继电器10、主负继电器8吸合，预充完成后判断电压是否达到要求，如果电压不够则会断开附件预充继电器10、主负继电器8，并且报上电失败的故障。若电压满足上电要求，则闭合主正继电器11，断开预充继电器10，完成上电流程。其中，所述继电器采用双触点结构，吸合后辅助触点吸合，高HCU6模块采集反馈信号并且通过CAN总线反馈给整车控制器。

为了保证线路工作的安全性，连接动力电池1负极经的高压线束上串联有主负保险丝9，连接压缩机23的高压线束上串联有压缩机23保险丝14，连接PTC22的高压线束上串联有PTC保险丝15，连接充电DC二合一19的高压线束上串联有二合一保险丝17，充电DC二合一19的输出端连接蓄电池21，输入端连接慢充座20。二合一保险丝17、压缩机23保险丝14、PTC保险丝15均固定在高压配电盒7内。这样在每个高压回路至少连接一个保险丝，其熔断电流与外部设备相匹配。如果因为设备故障导致的电流过大，超出了外部设备的安全电流，则相应回路上的保险丝将会烧坏，电流将不会流入外部设备，避免外部设备被烧坏。

高压配电盒7将动力电池1内BDU(电池系统配电盒)及BMS(电池管理系统)集成在高压配电盒7中，高压配电盒7能够通过CAN总线网络与整车控制器进行通讯，减少低压线束的使用，降低整车控制器的任务量；HCU6模块能够解析和发送CAN报文，通信线使用屏蔽线或者双绞线，抗干扰能力强，能够适应恶劣的工作环境。高压配电盒7中HCU6模块能直接控制盒内继电器和继电器，从而控制高压的通断，能够对电机控制器18和高压附件进行预充，在电流过大时能够快速断开保险丝，保护外部设备，可以合理、快速、有效控制高压的通断。能在减少整车成本的同时提高整车系统的可靠性和安全性，同时也方便了后期车辆维修。

此外在高压配电盒7的主回路上设有电流传感器，电流传感器用于检测充放电电流，便于对所述高压配电盒7的控制和管理，进行多重的安全保护。

通过上述硬件结构，将所有的元器件集成在高压配电盒7中，通过CAN总线与整车控制器进行通讯，能够直接控制继电器的吸合与断开，CAN总线抗干扰性、稳定性好，传输速率高。高压配电盒7具有欠压保护、过流保护、限制启动电流、绝缘检测、维修开关、故障码诊断、CAN通讯等功能，有效的保障车辆和人体的安全，保证车辆的正常行驶。

高压配电设备集成了BDU模块，减少了器件数量与占用体积，集成程度更高，可靠性强，减少了后期排查故障时的难度。有效增加了动力电池1的能量密度，降低了整车成本。

HCU6模块通过CAN总线网络，能够与车上其他设备或整车控制器进行通讯，能够随时得到其他设备的信息，具有独立的控制单元，即使整车控制器出现故障也不会影响到高压配电盒7的运行，效率更高，安全性和可移植性也更好。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种应用于电动汽车的高压架构系统，动力电池的电极通过高压线束连接高压负荷设备，所述高压线束上设有主负继电器和主正继电器，其特征在于：所述主负继电器和主正继电器固定在高压配电盒内，所述高压配电盒内固定有HCU，所述HCU连接并输出控制信号至主负继电器和主正继电器。

2.根据权利要求1所述的高压架构系统，其特征在于：所述主正继电器与串联的预充继电器、预充电阻相并联，所述预充继电器和预充电阻在高压配电盒内。

3.根据权利要求1或2所述的高压架构系统，其特征在于：所述动力电池的电极通过设有快充继电器的高压线束连接快充座，所述快充继电器固定在高压配电盒内，所述HCU连接并输出控制信号至快充继电器。

4.根据权利要求3所述的高压架构系统，其特征在于：所述动力电池设有MSD，所述动力电池外设有加热膜，所述加热膜通过串联有加热PTC继电器和加热PTC保险丝的高压线束连接动力电池的电极，所述加热PTC继电器和加热PTC保险丝固定在高压配电盒内。

5.根据权利要求4所述的高压架构系统，其特征在于：所述高压负荷设备包括MCU、压缩机、PTC、充电DC二合一，连接每个所述高压负荷设备的高压线路上均设有保险丝，所述保险丝均固定在高压配电盒内。

6.根据权利要求5所述的高压架构系统，其特征在于：所述充电DC二合一的输出端连接蓄电池，所述充电DC二合一的输入端连接慢充座。

7.根据权利要求5或6所述的高压架构系统，其特征在于：所述MCU的输出连接驱动电机。

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