CN218430863U - 一种电动汽车的集成式高压配电电路及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种电动汽车的集成式高压配电电路及系统，包括输入电源、主正接触器单元、主负接触器K4、充电接触器K3、电控部件、充电部件、负载部件及储能单元，输入电源的正极分别连接储能单元的一端、负载部件的第一连接点、主正接触器单元的一端及充电接触器的K3一端，主正接触器单元的另一端连接电控部件正极，充电接触器K3的另一端连接充电部件的第一连接点，电控部件负极分别连接充电部件的第二连接点、负载部件的第二连接点、储能单元的一端及主负接触器K4的一端，主负接触器K4的另一端连接输入电源的负极。在高压硬件角度上减少一个接触器结构，但不影响充放电的正常进行，提高了集成度，降低了硬件成本及可能的故障点数。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车配电设计的技术领域，更具体地，涉及一种电动汽车的集成式高压配电电路及系统。
背景技术
目前，国内电动汽车行业发展迅速，现阶段，一般与电池相关的高压接触器如主负、充电、电池加热等接触器，受电池管理系统控制；与其他整车相关的高压接触器如空调，除霜，主驱及辅驱等高压接触器，受整车控制器控制。
由于整车厂在高压原理设计过程中，与占据优势地位的电池供应商划清职责，其会将电池高低压系统全部由电池供应商打包提供，其中，电池相关的接触器设计由电池系统自行完成，整车高压部件由整车完成，则会带来整车高压集成度低，成本较高且可靠性差的缺陷。
在现有技术方案中，如图1所示，在充电部件与输入电源负极之间设置有接触器K5，主负接触器K4在电路上不控制充电部件，充电部件是否接入整体部件由充电接触器K3和接触器K5共同控制，在实际实施时，大部分车企按《电动汽车安全要求GB18384-2020》法规要求，在非充电状态时，令充电口不带电，接触器K5断开，作为充电部件、接触器K5所在的充电回路部分，是与除其之外的，如放电回路电路部分，是独立的，即充电总负回路及放电回路负极独立，从而在硬件及软件上实现隔离，这种方案的优点是充电回路和放电回路各自的职责清晰，若电路发生故障，方便排查，但存在硬件集成度低，耗用硬件多，成本高，可发生故障的点多。
实用新型内容
为解决当前电动汽车压配电拓扑结构中的高压集成度低、硬件多的问题，本实用新型提出一种电动汽车的集成式高压配电电路及系统，耗用硬件少，集成度高，降低成本。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
一种电动汽车的集成式高压配电电路，包括输入电源IN1、主正接触器单元、主负接触器K4、充电接触器K3、电控部件、充电部件、负载部件及储能单元，所述输入电源IN1的正极分别连接储能单元的一端、负载部件的第一连接点、主正接触器单元的一端及充电接触器的K3一端，主正接触器单元的另一端连接电控部件正极，充电接触器K3的另一端连接充电部件的第一连接点，电控部件负极分别连接充电部件的第二连接点、负载部件的第二连接点、储能单元的一端及主负接触器K4的一端，主负接触器K4的另一端连接输入电源IN1的负极。
在本技术方案中，电控部件负极直接连接充电部件的第二连接点，而非在充电部件的第二连接点与输入电源IN1的负极之间加设接触器K5，从整车集成角度将充电主负接触器和放电主负接触器合二为一，由主负接触器K4统一控制，在高压硬件角度上减少了一个接触器结构，但又不影响充放电的正常进行，降低了硬件成本以及可能的故障点数，而且降低了硬件成本。
优选地，所述高压配电电路还包括湿敏元件MSD，所述湿敏元件MSD的一端连接输入电源IN1的正极，湿敏元件MSD的另一端分别连接储能单元的一端、负载部件的第一连接点、主正接触器单元的一端及充电接触器的K3一端。
优选地，输入电源IN1的正极与负载部件的第一连接点连接的支路上设有熔断器F1，输入电源IN1的正极与储能单元的一端连接的支路上设有熔断器F2，熔断器的引入可防止负载部件以及储能单元短路带来的过电流。
优选地，所述主正接触器单元包括主正接触器K1、主正接触器K2及与主正接触器单元电阻R1，输入电源IN1的正极与主正接触器K2的一端连接，主正接触器K2与主正接触器单元电阻R1串联形成串联支路，主正接触器单元电阻R1的另一端连接电控部件正极，串联支路与主正接触器K1并联。
通过主正接触器K1、主正接触器K2及主正接触器单元电阻R1组成主正接触器单元，主正接触器K1在闭合和断开时，由主正接触器K2及主正接触器单元电阻R1配合，以主正接触器K1“先合后断”的形式，使得高压配电电路不会由于电流切断及接入遭受过大的冲击。
优选地，所述负载部件为空调。
优选地，所述储能单元包括DC/DC变换模块及储能本体，DC/DC变换模块的输入端连接储能本体，DC/DC变换模块的第一输出端连接熔断器F2，DC/DC变换模块的第二输出端连接主负接触器K4的一端。
优选地，储能本体为蓄电池。
优选地，在高压配电电路充电时，首先将主负接触器K4闭合，然后将充电接触器K3闭合，由充电部件为储能单元充电。
优选地，首先将主负接触器K4闭合，然后将主正接触器K1闭合，由储能单元放电。
从整车集成角度将充电主负接触器和放电主负接触器合二为一，由主负接触器K4统一控制，在高压硬件角度上减少了一个接触器结构，但又不影响充放电的正常进行，降低了硬件成本以及可能的故障点数。
本申请还提出一种电动汽车的集成式高压配电系统，所述集成式高压配电系统由若干集成式高压配电电路组成。
与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：
本实用新型提出了一种电动汽车的集成式高压配电电路及系统，电控部件负极直接连接充电部件的第二连接点，而非在充电部件的第二连接点与输入电源IN1的负极之间加设接触器K5，从整车集成角度将充电主负接触器和放电主负接触器合二为一，由主负接触器K4统一控制，在高压硬件角度上减少了一个接触器结构，但又不影响充放电的正常进行，提高了集成度，降低了硬件成本以及可能的故障点数。
附图说明
图1表示本实用新型背景技术中提出的现有高压配电电路的电路结构图；
图2表示本实用新型实施例1中提出的一种高压配电电路的电路结构图；
图3表示本实用新型实施例2中提出的另一种高压配电电路的电路结构图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图2所示，本实施例提出了一种电动汽车的集成式高压配电电路，参见图2，该高压配电电路包括输入电源IN1、主正接触器单元1、主负接触器K4、充电接触器K3、电控部件2、充电部件、负载部件及储能单元，输入电源IN1的正极分别连接储能单元的一端、负载部件的第一连接点、主正接触器单元1的一端及充电接触器的K3一端，主正接触器单元1的另一端连接电控部件正极，充电接触器K3的另一端连接充电部件的第一连接点，电控部件负极分别连接充电部件的第二连接点、负载部件的第二连接点、储能单元的一端及主负接触器K4的一端，主负接触器K4的另一端连接输入电源IN1的负极。
传统如图1所示的高压配电电路，在非充电状态时，令充电口不带电，接触器K5断开，作为充电部件、接触器K5所在的充电回路部分，是与除其之外的，如放电回路电路部分(包括负载部件、储能单元)，是独立的，即充电总负回路及放电回路负极独立，主负接触器K4是无法控制充电部件的接入与否的，也就是主负接触器K4、充电接触器K3、接触器K5是独立的几个元件。而在本实施例中，参见图2，若从电路主回路与接入部件的角度考虑，输入电源IN1、主正接触器单元1、电控部件2以及主负接触器K4依次构成主回路，具体实施时，电控部件负极直接连接充电部件的第二连接点，充电部件是直接接入主回路的，这样主负接触器K4是能直接控制充电部件的，而非像图1所示，在充电部件的第二连接点与输入电源IN1的负极之间加设接触器K5。图2所示的配电电路中，从整车集成角度将充电主负接触器和放电主负接触器合二为一，由主负接触器K4统一控制，在高压硬件角度上减少了一个接触器结构K5，集成度高，但又不影响充放电的正常进行，降低了硬件成本以及可能的故障点数。
参见图2，在高压配电电路的主回路上还包括湿敏元件MSD，湿敏元件MSD的一端连接输入电源IN1的正极，湿敏元件MSD的另一端分别连接储能单元的一端、负载部件的第一连接点、主正接触器单元的一端及充电接触器的K3一端。
在具体实施时，湿敏元件是最简单的湿度传感器，在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。
输入电源IN1的正极与负载部件的第一连接点连接的支路上设有熔断器F1，输入电源IN1的正极与储能单元的一端连接的支路上设有熔断器F2，熔断器的引入可防止负载部件以及储能单元短路带来的过电流。主正接触器单元1包括主正接触器K1、主正接触器K2及与主正接触器单元电阻R1，输入电源IN1的正极与主正接触器K2的一端连接，主正接触器K2与主正接触器单元电阻R1串联形成串联支路，主正接触器单元电阻R1的另一端连接电控部件正极，串联支路与主正接触器K1并联。
通过主正接触器K1、主正接触器K2及主正接触器单元电阻R1组成主正接触器单元，主正接触器K1在闭合和断开时，由主正接触器K2及主正接触器单元电阻R1配合，以主正接触器K1“先合后断”的形式，使得高压配电电路不会由于电流切断及接入遭受过大的冲击。
若高压配电电路充电，传统情况下，一般是闭合接触器K5，然后闭合充电接触器K3，这是主回路充电，但主负接触器K4在充电时，与充电过程的相关性不大，可以说是独立的，在充电完成时，接触器K5断开，闭合主负接触器，开始放电。在本实施例中，充电时，首先将主负接触器K4闭合，然后将充电接触器K3闭合，由充电部件为储能单元充电，放电时，首先将主负接触器K4闭合，然后将主正接触器K1闭合，由储能单元放电，这时从整车集成角度将充电主负接触器和放电主负接触器合二为一，由主负接触器K4统一控制，在高压硬件角度上减少了一个接触器结构，但又不影响充放电的正常进行，降低了硬件成本以及可能的故障点数。
实施例2
本实施例提出了另一种电动汽车的集成式高压配电电路，参见图3，除基本包括输入电源IN1、主正接触器单元、主负接触器K4、充电接触器K3、电控部件、充电部件、负载部件及储能单元的组成部分外，这些基本组成的连接结构相同，即：输入电源IN1的正极分别连接储能单元的一端、负载部件的第一连接点、主正接触器单元的一端及充电接触器的K3一端，主正接触器单元的另一端连接电控部件正极，充电接触器K3的另一端连接充电部件的第一连接点，电控部件负极分别连接充电部件的第二连接点、负载部件的第二连接点、储能单元的一端及主负接触器K4的一端，主负接触器K4的另一端连接输入电源IN1的负极。
但更具体的，如图3所示，在本实施例中，负载部件为空调，储能单元包括DC/DC变换模块及储能本体，在本实施例中，储能本体为蓄电池，DC/DC变换模块的输入端连接储能本体，DC/DC变换模块的第一输出端连接熔断器F2，DC/DC变换模块的第二输出端连接主负接触器K4的一端，从主负接触器K4的控制角度看，主负接触器K4的闭合与否，直接控制储能单元向主回路的放电，也直接控制充电部件向主回路充电。
充电时，首先将主负接触器K4闭合，然后将充电接触器K3闭合，由充电部件为储能单元充电，主回路的电流通过DC/DC变换模块变换为蓄电池所需要的充电电流，实现蓄电池的充电，放电时，首先将主负接触器K4闭合，然后将主正接触器K1闭合，由储能单元放电。蓄电池输出的电流通过DC/DC变换模块变换为主回路所需的电流。
实施例3
本实施例提出了一种电动汽车的集成式高压配电系统，该集成式高压配电系统由若干个实施例1或实施例2所述的集成式高压配电电路组成。
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电动汽车的集成式高压配电电路，其特征在于，包括输入电源IN1、主正接触器单元、主负接触器K4、充电接触器K3、电控部件、充电部件、负载部件及储能单元，所述输入电源IN1的正极分别连接储能单元的一端、负载部件的第一连接点、主正接触器单元的一端及充电接触器的K3一端，主正接触器单元的另一端连接电控部件正极，充电接触器K3的另一端连接充电部件的第一连接点，电控部件负极分别连接充电部件的第二连接点、负载部件的第二连接点、储能单元的一端及主负接触器K4的一端，主负接触器K4的另一端连接输入电源IN1的负极。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的集成式高压配电电路，其特征在于，还包括湿敏元件MSD，所述湿敏元件MSD的一端连接输入电源IN1的正极，湿敏元件MSD的另一端分别连接储能单元的一端、负载部件的第一连接点、主正接触器单元的一端及充电接触器的K3一端。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车的集成式高压配电电路，其特征在于，输入电源IN1的正极与负载部件的第一连接点连接的支路上设有熔断器F1，输入电源IN1的正极与储能单元的一端连接的支路上设有熔断器F2。
4.根据权利要求3所述的电动汽车的集成式高压配电电路，其特征在于，所述主正接触器单元包括主正接触器K1、主正接触器K2及主正接触器单元电阻R1，输入电源IN1的正极与主正接触器K2的一端连接，主正接触器K2与主正接触器单元电阻R1串联形成串联支路，主正接触器单元电阻R1的另一端连接电控部件正极，串联支路与主正接触器K1并联。
5.根据权利要求3所述的电动汽车的集成式高压配电电路，其特征在于，所述负载部件为空调。
6.根据权利要求3所述的电动汽车的集成式高压配电电路，其特征在于，所述储能单元包括DC/DC变换模块及储能本体，DC/DC变换模块的输入端连接储能本体，DC/DC变换模块的第一输出端连接熔断器F2，DC/DC变换模块的第二输出端连接主负接触器K4的一端。
7.根据权利要求6所述的电动汽车的集成式高压配电电路，其特征在于，储能本体为蓄电池。
8.根据权利要求4所述的电动汽车的集成式高压配电电路，其特征在于，在高压配电电路充电时，首先将主负接触器K4闭合，然后将充电接触器K3闭合，由充电部件为储能单元充电。
9.根据权利要求8所述的电动汽车的集成式高压配电电路，其特征在于，首先将主负接触器K4闭合，然后将主正接触器K1闭合，由储能单元放电。
10.一种电动汽车的集成式高压配电系统，其特征在于，所述集成式高压配电系统由若干个权利要求1、2、4~9任意一项所述的电动汽车的集成式高压配电电路组成。
Priority Applications (1)
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| CN202222623352.5U CN218430863U (zh) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 一种电动汽车的集成式高压配电电路及系统 |
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2022
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