CN219592273U - 一种集成的Boost升压模块结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种集成的Boost升压模块结构，包括高压插件、快充插座、电池插座和集成模块，所述快充插座与电池插座固定连接有快充铜排，所述集成模块与高压插件连接，所述快充插座和电池插座均与集成模块连接。本实用新型通过使用集成模块，让Boost结构高度集成，节省材料，减小升压模块占用空间，安装拆卸方便，散热性能好，EMC滤波效果好，而且节省整车空间，节约整车线束布线长度和复杂性；本实用新型通过使用若干铜排，将集成模块紧密集成在一起，优化了空间的使用。

Description

一种集成的Boost升压模块结构

技术领域

本实用新型属于新能源汽车技术领域，特别涉及一种集成的Boost升压模块结构。

背景技术

新能源电动汽车高压配电盒是所有纯电动汽车、插电式混合动力汽车的高压电大电流分配单元Boost(促进)升压模块，所以新能源电动汽车高压配电盒是分配动力电池能量的控制单元，是电动汽车关键零部件之一。Boost升压模块是800V新能源汽车上新开发的功能器件，但是传统新能源电动车上并没有预留足够的空间来安装升压模块，现有Boost升压模块体积庞大，结构冗余，装配工艺复杂、安全稳定性差、而且为了Boost的线束方便在整车上走线，需要整车预留一整块主体空间来安装Boost，但是这样一来，整车中的小三电布局和电池布局空间就受到极大影响，故研发一款高集成度的，不占电动汽车主体空间，体积小，又方便整车走线的Boost升压模块结构极为迫切。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出一种集成的Boost升压模块结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种集成的Boost升压模块结构，包括高压插件、快充插座、电池插座和集成模块；

所述快充插座与电池插座固定连接有快充铜排；

所述集成模块与高压插件连接；

所述快充插座和电池插座均与集成模块连接。

优选地，所述集成模块包括第一继电器、第二继电器和第三继电器；

所述快充插座的正极与第二继电器连接；

所述快充插座的负极电连接有滤波组件；

所述第二继电器与滤波组件连接；

所述滤波组件并联有第四电容；

所述第四电容的正极连接有电感，所述第四电容的负极连接有第三继电器；

所述电感串联有第一继电器；

所述第一继电器和第三继电器均与高压插件电连接。

优选地，所述快充铜排的正负极分别连接有第一升压铜排，一个所述第一升压铜排与第二继电器固定连接，另一个所述第一升压铜排与滤波组件连接。

优选地，所述第二继电器与滤波组件之间固定连接有第二升压铜排。

优选地，所述滤波组件与电感之间固定连接有第五单极铜排；

所述滤波组件与第三继电器之间固定连接有第四单极铜排；

所述第四电容的正极与第五单极铜排中段固定连接；

所述第四电容的负极与第四单极铜排中段固定连接。

优选地，所述电感与第一继电器之间固定连接有第二单极铜排。

优选地，所述高压插件与第三继电器之间固定连接有第一单极铜排；

所述高压插件与第一继电器之间固定连接有第三单极铜排。

优选地，集成的Boost升压模块结构还包括壳体；

所述高压插件、快充插座和电池插座均安装在壳体表面；

所述第一继电器、第二继电器、滤波组件、第四电容、电感和第三继电器均安装在壳体的内部。

优选地，所述壳体安装有低压信号插件。

优选地，所述壳体安装有水嘴。

优选地，所述壳体安装有接地接头，所述接地接头用于连接接地线。

优选地，所述壳体螺栓连接有第一盖板，所述第一盖板表面通过螺栓连接有第二盖板。

优选地，所述壳体表面还安装有透气阀。

优选地，集成的Boost升压模块结构还包括控制板和屏蔽板；

所述控制板安装在屏蔽板上；

所述屏蔽板与电感固定连接。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型通过使用集成模块，让Boost结构高度集成，节省材料，减小升压模块占用空间，安装拆卸方便，散热性能好，EMC滤波效果好，而且节省整车空间，节约整车线束布线长度和复杂性；

2、本实用新型通过使用若干铜排，将集成模块紧密集成在一起，优化了空间的使用。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例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一简单地介绍，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示出了本实用新型的一种集成的Boost升压模块结构的爆炸图；

图2示出了本实用新型的一种集成的Boost升压模块结构的示意图；

图3示出了本实用新型的快充铜排安装示意图；

图4示出了本实用新型的低压信号插件和快充插座的斜插壳体示意图；

图5示出了本实用新型的滤波组件结构图；

图6示出了本实用新型的滤波组件的爆炸图；

图7示出了本实用新型的电容组件结构图；

图8示出了包括本实用信息的集成的Boost升压模块的电路图；

图9示出了滤波组件的电路图。

图中：1、第一盖板；2、高压插件；3、第一继电器；4、第二继电器；5、壳体；6、低压信号插件；7、水嘴；8、接地接头；9、快充插座；10、透气阀；11、快充铜排；1101、第一升压铜排；12、电池插座；13、第二盖板；14、滤波组件；14a、磁环盖板；14b、磁环；14c、滤波铜排；14d、塑料支撑座；14e、紧固螺栓；14f、滤波板；14g、第一电容；14h、第二电容；14i、第三电容；1401、第二升压铜排；15、第四电容；16、电感；16a、电感铝壳；16b、电感骨架；16c、电感铁芯；16d、接线铜排；16e、密封胶；16f、线圈；16g、连接螺柱；17、控制板；18、屏蔽板；19、螺钉；20、第三继电器；21、第一单极铜排；22、第二单极铜排；23、第三单极铜排；24、第四单极铜排；25、第五单极铜排。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，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做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。

一种集成的Boost升压模块结构，如图1所示，包括高压插件2、快充插座9、电池插座12和集成模块；其中快充插座9与电池插座12固定连接有快充铜排11，集成模块与高压插件2连接，快充插座9和电池插座12均与集成模块连接。

集成模块包括第一继电器3、第二继电器4和第三继电器20，其中快充插座9的正极与第二继电器4连接，同时负极电连接有滤波组件14；第二继电器4与滤波组件14连接，然后滤波组件14并联有第四电容15；第四电容15的正极连接有电感16，第四电容15的负极连接有第三继电器20，然后电感16串联有第一继电器3；而第一继电器3和第三继电器20均与高压插件2电连接。

需要说明的是，在图1中，升压模块结构还包括控制板17和屏蔽板18，其中控制板17安装在屏蔽板18上，屏蔽板18与电感16固定连接。屏蔽板18的作用是将过低电压的控制板和高电压的电感分离，避免控制板低压信号被干扰。

需要说明的是，集成的Boost升压模块结构中有快充模式和普通模式，其中快充模式通过电池插座12来充电，普通模式则通过高压插件2传递给电机和电控，电机和电控再将高压电供给电池包充电。集成模块安装位置在整车不好利用的偏僻狭窄空间中，节省了整车绕线距离，而且其结构简单、高集成化、布局紧凑、装配工艺简单、可靠性高、省材省料、成本低廉，且独创了斜面安装插件，解决了整车上直面不好出线的这一极大难题。

进一步地，结合图1和图2可知，快充插座9和电池插座12之间固定连接有快充铜排11；具体地，其中快充插座9的正负极分别连接一个快充铜排11，两个快充铜排11再与电池插座12的正负极对应连接。

进一步地，结合图1和图2可知，快充铜排11的正负极分别连接有第一升压铜排1101，一个第一升压铜排1101与第二继电器4固定连接，另一个第一升压铜排1101与滤波组件14连接；具体地，第一升压铜排1101设置有两个，分别与两个快充铜排11连接，正极的第一升压铜排1101与第二继电器4连接，负极的第一升压铜排1101与滤波组件14连接。

进一步地，结合图1和图2可知，第二继电器4与滤波组件14之间固定连接有第二升压铜排1401；具体地，第二继电器4的一个正极端口和一个负极端口分别连接一个第二升压铜排1401，然后滤波组件14的输入端的正负极分别与第二升压铜排1401对应连接。

需要说明的是，第一继电器3、第二继电器4和第三继电器20一般设置有多组正负极端口，在图1和图2中第二继电器4使用了两组正负极端口。

进一步地，滤波组件14与电感16之间固定连接有第五单极铜排25，滤波组件14与第三继电器20之间固定连接有第四单极铜排24，具体地，第五单极铜排25为正极，第四单极铜排24为负极；第四电容15的正极与第五单极铜排25中段固定连接，负极与第四单极铜排24中段固定连接，因此第四电容15与滤波组件14之间是并联设置的。

进一步地，电感16与第一继电器3之间固定连接有第二单极铜排22，高压插件2与第三继电器20之间固定连接有第一单极铜排21，高压插件2与第一继电器3之间固定连接有第三单极铜排23。

进一步地，如图2所示，集成的Boost升压模块结构还包括壳体5，其中高压插件2、快充插座9和电池插座12均安装在壳体5表面，快充插座9相对壳体5表面倾斜设置，另外，第一继电器3、第二继电器4、滤波组件14、第四电容15、电感16和第三继电器20均安装在壳体5的内部。

如图1和图3所示，快充铜排11通过螺钉19与快充插座9连接，同时第一单极铜排21也是通过螺钉19与第三继电器20连接。

进一步地，壳体5安装有低压信号插件6，低压信号插件6相对壳体5表面倾斜设置。

如图4所示，在壳体5上设置了两个斜面，分别用来安装低压信号插件6和快充插座9，这样跟插座对配的插头可以斜着出线，以方便整车出线；再将壳体5倾斜，使壳体5斜面平行于纸面，大大减少因线束走线占据的空间，增加很多整车布置可能性。

进一步地，壳体5安装有水嘴7。

需要说明的是，电感16底部涂刷均匀并一定厚度的导热硅脂，然后将电感16用螺栓紧固在铝制的壳体5，整车通过进出水嘴7给壳体5输入冷却液，而壳体5中设置有冷却水道，冷却液会进入冷却水道，从而达到给电感16散热目的，最后再将配第一盖板1用螺栓紧固到壳体5上，第二盖板13用螺栓紧固到第一盖板1上，完成整个Boost升压模块的装配。

需要说明的是，壳体5设计成了独特的长扁平外壳造型，充分利用了车身下面不易被利用到的狭长空间，减少整车布线的复杂性和线束长度。

进一步地，结合图1和图4可知，壳体5安装有接地接头8，接地接头8用于连接接地线，起到防护作用。

进一步地，壳体5表面还安装有透气阀10；透气阀10的作用是防水、防尘、防油污，防止凝露、结雾，另外还可以散热和保持平和压差。

如图5和图6所示的滤波组件14的结构图，具体地，滤波组件14的框架包括塑料的支撑座14d和滤波板14f，二者通过螺栓固定连接，另外，支撑座14d设置有内腔，滤波铜排14c安装在支撑座14d内腔，滤波铜排14c两端对称安装有磁环14b，所以磁环14b的数量有两个，磁环14b表面安装有磁环盖板14a，最后塑料支撑座14d通过紧固螺栓14e与壳体5连接，滤波板14f上还安装有第一电容14g、第二电容14h和若干第三电容14i(一般设置为两个)，在工作状态下，从快充铜排11引入的电流先流向滤波铜排14c，然后通过磁环14b，滤过一层电磁干扰信号，通过磁环14b之后，通过锡焊焊接在滤波铜排14c引脚上面的滤波板14f再对电流信号进行一次滤波，其中滤波板14f是由两个第三电容14i(220nf的Y电容)和一个第一电容14g(0.22uf的X电容)，一个第二电容14h(3.3uf的X电容)构成的，电流通过滤波板14f滤波后再一次穿过磁环14b，整个回路是个LCL电磁回路(电容磁环回路)，通过两级滤波组件14将干扰信号大大减小。

需要说明的是，滤波板14f结构由于安装在滤波铜排14c的针脚上，既能满足LCL滤波电路的电气性能，又能满足方便磁环14b和磁环盖板14a的结构需求。

如图7所示的电感16的结构图，将电感铁芯16c装入电感塑料骨架16b当中，再在电感骨架16b外圈缠绕线圈16f，将接线铜排16d通过连接螺柱16g紧固在电感骨架16c上，再将整体电感放置在电感铝壳16a当中，最后再向电感铝壳16a当中灌入密封胶16e，则得到了具有精准安装定位孔位又具有过大电流功能的新型结构电感。

如图8所示，为包括了本实用新型的集成的Boost升压模块结构的电路图，具体地包括了动力电池单元、电机控制器、Boost升压模块和充电桩单元。

其中，动力电池单元为车载电池，为若干个串联的电池构成；充电桩单元为的充电桩通过线路A和线路B与动力电池单元连接，在快充模式下，线路A和线路B上的开关闭合，而Boost升压模块中的K1、K2和K3断开，然后充电桩直接对动力电池单元充电。

其中，在Boost升压模块中，由线路C与线路D与充电桩连接，线路C上串联有开关K2(对应第二继电器4)，线路D上串联有开关K3(对应第三继电器20)，然后线路C和线路D均连接在滤波组件14上，滤波组件14再并联电容C2(对应第四电容15)，电容C2正极依次串联电感L1(对应电感16)和开关K1(对应第一继电器3)，然后开关K1连接电机，电机再连接电机控制器，同时电容C2负极也连接电机控制器。

结合图8和图9，滤波组件14由四个并联支路构成，从右侧开始，第一个支流上设置有电容C3(对应第一电容14g，即0.22ufX电容)，电容C3两端与线路C和线路D连接，连接开关K2和K3，第二个支路和第四个支路上分别设置有磁环L3和磁环L2，磁环L2并联电容C2，而且开关K3和磁环L3之间还连接有保护地的接地线，即为PGND，第三个支路设置有电容C6(对应第二电容14h，即3.3ufX电容)，另外，第三支路两端连接有接地支路，在两端的接地支路上分别设置有电容C5和电容C4(对应第三电容14i，即两个220nf的Y电容)，然后电容C5和C4分别连接有接地线，即为GND。

需要说明的是，电机控制器由并联的电容C1、晶闸管和滤波组件14构成，然后电机控制器与动力电池单元连接。

下面对本实用新型的具体实施方案进行说明：

整个Boost升压模块的充放电原理图如视图8所示，整个Boost升压模块是通过外界充电桩获得电流，当外部充电桩电压高于电池电压时，通过快充回路直接给动力电池单元供电；当外部分充电桩电压低于电池电压时，通过Boost升压模块给电机控制器提供升压供电模式，给电池包供电。

工作时，将快充插座9与通过高压电缆与外界充电桩相连，为Boost升压模块输入电源，当外部充电桩电压高于电池电压时，启动直接快充形式，第一继电器3、第二继电器4、第三继电器20闭合，也就是图8中的K1、K2、K3断开，K4、K5闭合，让电流通过快充铜排11输出340A大电流到95方IPT电池插座12中，以达到给电池快速充电目的；当外部分充电桩电压低于电池电压时，启动Boost升压快充形式，即图8中的继电器K1、K2、K3闭合，K4、K5断开，107A的升压电流通过升压铜排2从快充铜排11上面取电，通过第二继电器4，再导到EMC(电磁兼容性)滤波组件14，继续通过第四电容15，然后分流，将正极回路电流通过电感16，然后通到第一继电器3，负极回路电流通过第一单极铜排21直接输入到第三继电器20，最后汇聚到25方高压插件2，将电流输出到整车电机和电控。

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 (14)

1.一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，包括高压插件(2)、快充插座(9)、电池插座(12)和集成模块；

所述快充插座(9)与电池插座(12)固定连接有快充铜排(11)；

所述集成模块与高压插件(2)连接；

所述快充插座(9)和电池插座(12)均与集成模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，所述集成模块包括第一继电器(3)、第二继电器(4)和第三继电器(20)；

所述快充插座(9)的正极与第二继电器(4)连接；

所述快充插座(9)的负极电连接有滤波组件(14)；

所述第二继电器(4)与滤波组件(14)连接；

所述滤波组件(14)并联有第四电容(15)；

所述第四电容(15)的正极连接有电感(16)，所述第四电容(15)的负极连接有第三继电器(20)；

所述电感(16)串联有第一继电器(3)；

所述第一继电器(3)和第三继电器(20)均与高压插件(2)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，所述快充铜排(11)的正负极分别连接有第一升压铜排(1101)，一个所述第一升压铜排(1101)与第二继电器(4)固定连接，另一个所述第一升压铜排(1101)与滤波组件(14)连接。

4.根据权利要求2所述的一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，所述第二继电器(4)与滤波组件(14)之间固定连接有第二升压铜排(1401)。

5.根据权利要求4所述的一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，所述滤波组件(14)与电感(16)之间固定连接有第五单极铜排(25)；

所述滤波组件(14)与第三继电器(20)之间固定连接有第四单极铜排(24)；

所述第四电容(15)的正极与第五单极铜排(25)中段固定连接；

所述第四电容(15)的负极与第四单极铜排(24)中段固定连接。

6.根据权利要求2所述的一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，所述电感(16)与第一继电器(3)之间固定连接有第二单极铜排(22)。

7.根据权利要求2所述的一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，所述高压插件(2)与第三继电器(20)之间固定连接有第一单极铜排(21)；

所述高压插件(2)与第一继电器(3)之间固定连接有第三单极铜排(23)。

8.根据权利要求2-7任一项所述的一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，还包括壳体(5)；

所述高压插件(2)、快充插座(9)和电池插座(12)均安装在壳体(5)表面；

所述第一继电器(3)、第二继电器(4)、滤波组件(14)、第四电容(15)、电感(16)和第三继电器(20)均安装在壳体(5)的内部。

9.根据权利要求8所述的一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，所述壳体(5)安装有低压信号插件(6)。

10.根据权利要求8所述的一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，所述壳体(5)安装有水嘴(7)。

11.根据权利要求8所述的一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，所述壳体(5)安装有接地接头(8)，所述接地接头(8)用于连接接地线。

12.根据权利要求8所述的一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，所述壳体(5)螺栓连接有第一盖板(1)，所述第一盖板(1)表面通过螺栓连接有第二盖板(13)。

13.根据权利要求8所述的一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，所述壳体(5)表面还安装有透气阀(10)。

14.根据权利要求8所述的一种集成的Boost升压模块结构，其特征在于，还包括控制板(17)和屏蔽板(18)；

所述控制板(17)安装在屏蔽板(18)上；

所述屏蔽板(18)与电感(16)固定连接。