CN219706696U - 一种通用型预充控制盒 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及新能源汽车电器设备技术领域，具体了提供一种通用型预充控制盒，包括预充回路单元、CAN控制模块单元和封盖检测单元；预充回路单元包括多路依次电连通的预充连接器、预充电阻和预充接触器，预充连接器连接在主驱控制器或辅驱控制器上并用以保证电流安全有效传输，预充电阻用以消耗容性负载回路接通瞬间产生的冲击电流，预充接触器通过接收低压电源控制高压回路通断；CAN控制模块单元用以对预充接触器进行控制并与整车控制器、电池系统管理单元进行信息交互；封盖检测单元用以实时检测控制盒箱盖的密封状态。本方案中的预充控制盒具有较高的通用性和环境适应性，可对内部预充回路进行控制，为车辆安全提供重要的保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车电器设备技术领域，尤其涉及一种通用型预充控制盒。
背景技术
预充过程是新能源汽车中高压安全不可缺少的重要环节，新能源汽车预充电的主要作用是给电机控制器的大电容进行充电，以减少接触器接触时的火花拉弧，避免大电流冲击损坏高压零部件，提升高压系统的安全性。目前主流的预充方式是将预充回路置于多合一控制盒内部或使用带预充功能的控制器。
然而，商用车常见的改款方式为使用成熟的底盘搭配不同的上装功能以满足市场需求，底盘到上装之间的配电和电压转换需要通过多合一控制盒实现，但多合一控制盒内完全匹配上装通常需求使用定制的开模件，因此无法在前期测试性能阶段实现，而大面积使用带预充的控制器会增加整车成本，降低市场竞争力。
综上所述，如何设计一种可配合整车系统即时对主驱控制器和多路辅驱控制器完成预充电的通用型预充控制盒，是当下亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型为解决上述问题，提供了一种通用型预充控制盒，可通过预充回路单元、CAN控制模块单元和封盖检测单元保证各部件平稳运行，降低样车性能测试阶段多合一控制盒与控制器的匹配难度，释放整车控制器通道，避免箱盖松动而使得防水失效，可为整车安全和高压回路的控制提供重要保障。
为达到上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种通用型预充控制盒，包括预充回路单元、CAN控制模块单元和封盖检测单元；预充回路单元包括多路依次电连通的预充连接器、预充电阻和预充接触器，预充连接器连接在主驱控制器或辅驱控制器上并用以保证电流安全有效传输，预充电阻用以消耗容性负载回路接通瞬间产生的冲击电流，预充接触器通过接收低压电源控制高压回路通断；CAN控制模块单元用以对预充接触器进行控制并与整车控制器、电池系统管理单元进行CAN信息交互以保障整车安全；封盖检测单元用以实时检测控制盒箱盖的密封状态并防止箱盖松动。
优选的，预充回路单元包括依次电连通的主驱预充连接器、主驱预充电阻和主驱预充接触器，主驱预充接触器由CAN控制模块单元控制。
优选的，预充回路单元包括依次电连通的辅驱预充连接器一、辅驱预充电阻一和辅驱预充接触器一，辅驱预充接触器一由CAN控制模块单元控制；辅驱预充连接器一与空调压缩机连接。
优选的，预充回路单元包括依次电连通的辅驱预充连接器二、辅驱预充电阻二和辅驱预充接触器二，辅驱预充接触器二由CAN控制模块单元控制；辅驱预充连接器二与PTC连接。
优选的，CAN控制模块单元与低压讯连接器连接，通过低压讯连接器实现预充控制盒与整车控制器之间的交互。
优选的，CAN控制模块单元集成有高压控制功能、高压检测功能和互锁检测功能，以此对车辆高压系统的实时状态进行检测。
优选的，当整车上电后CAN控制模块单元被唤醒，在整车完成自检后CAN控制模块单元接收整车控制器请求闭合相应预充接触器的信号并输出电压使相应的预充接触器闭合，以此使得预充回路连通；当CAN控制模块单元收到相应预充接触器的报文或预充失败的信号后，停止输出电压以使得相应预充接触器断开，预充完成或停止。
优选的，CAN控制模块单元的输出电压为12V或24V。
优选的，封盖检测单元采用常开型密封微动开关，开关中摆杆的行程为1.5mm-2.5mm。
优选的，摆杆为合金材质，摆杆的使用寿命为10万次以上，摆杆的使用环境温度为-40℃～85℃。
本实用新型的有益效果是：
本方案可降低样车性能测试阶段多合一控制盒与控制器的匹配难度，极大的降低整车的成本，且所有元器件均为电动汽车车规级元器件，具备超强的环境适应性，可在各类工况下保证各部件的高效平稳运行。
本方案可通过自带的CAN控制模块完成对内部预充回路接触器的控制，可释放整车控制器（VCU）的通道，并用于直接控制其他系统部件，提升用户体验；同时CAN线控制响应时间快，可即时完成信息交互，保证控制器的安全可靠的运行。
本方案中封盖检测单元采用常开型密封微动开关，可实时检测预充控制盒的箱盖密封状态，防止箱盖松动而导致的防水失效，以最大程度的提高安全性。
本方案中的预充控制盒整体使用钣金结构，安装尺寸及外形结构可跟随整车的布置而变动，在保证可靠性的基础上，整体安装更为便捷，维修更为便利，且能灵活选择控制盒内预充电阻及预充接触器的规格型号，以更好的匹配控制器需求，缓解预充电过程中带来的高压系统冲击，提高安全性。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的预充控制盒的整体结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的预充控制盒在预充电过程中电压及电流的变化示意图。
附图标记：预充回路单元1、CAN控制模块单元2、封盖检测单元3、低压讯连接器4、主驱预充连接器5、主驱预充电阻6、主驱预充接触器7、辅驱预充连接器一8、辅驱预充电阻一9、辅驱预充接触器一10、辅驱预充连接器二11、辅驱预充电阻二12、辅驱预充接触器二13。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1、2及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，而不构成对本实用新型的限制。
一种通用型预充控制盒，如图1所示，包括预充回路单元1、CAN控制模块单元2和封盖检测单元3；预充回路单元1包括多路依次电连通的预充连接器、预充电阻和预充接触器，预充连接器连接在主驱控制器或辅驱控制器上并用以保证电流安全有效传输，预充电阻用以消耗容性负载回路接通瞬间产生的冲击电流，预充接触器通过接收12/24V低压电源控制高压回路通断；本实施例中包括三路预充回路，分别为依次电连通的主驱预充连接器5、主驱预充电阻6和主驱预充接触器7，依次电连通的辅驱预充连接器一8、辅驱预充电阻一9和辅驱预充接触器一10，依次电连通的辅驱预充连接器二11、辅驱预充电阻二12和辅驱预充接触器二13；主驱预充接触器7、辅驱预充接触器一10和辅驱预充接触器二13均由CAN控制模块单元2进行控制；其中，辅驱预充连接器一8与空调压缩机连接，辅驱预充连接器二11与PTC连接；本领域技术人员也可根据实际需求设置其他路数的预充回路并将预充连接器与不同的部件进行连接。
预充回路单元1的工作过程如下：当动力电源上电时，主驱预充连接器5、主驱预充电阻6和主驱预充接触器7，辅驱预充连接器一8、辅驱预充电阻一9和辅驱预充接触器一10，辅驱预充连接器二11、辅驱预充电阻二12和辅驱预充接触器二13中的一条或多条预充电回路先接通；当预充电电路工作时，容性负载C上的电压Uc越来越高（预充电电流Ip=(Ub-Uc)/R越来越小），当接近动力电池电压Ub时（即Ub和Uc的差值Δu足够小，一般小于Ub的10%），接通总正接触器，再切断主驱预充接触器7、辅驱预充接触器一10或辅驱预充接触器二13中的一个或多个，完成预充，从而减小了接触器的火花拉弧，缓解高压系统冲击，以提高安全性。
CAN控制模块单元2用以对预充接触器进行控制，CAN控制模块单元2可与整车控制器、电池系统管理单元进行CAN信息交互以保障整车安全；CAN控制模块单元2集成有高压控制功能、高压检测功能和互锁检测功能，以此对车辆高压系统的实时状态进行检测；CAN控制模块单元2与低压讯连接器4连接，通过低压讯连接器4实现预充控制盒与整车控制器之间的交互；当整车上电后CAN控制模块单元2被唤醒，在整车完成自检后CAN控制模块单元2接收整车控制器请求闭合相应预充接触器的信号并输出电压使相应的预充接触器闭合，以此使得预充回路连通；当CAN控制模块单元2收到相应预充接触器的报文或预充失败的信号后，停止输出电压以使得相应预充接触器断开，预充完成或停止；CAN控制模块单元2的输出电压为12V或24V。
CAN控制模块单元2为预充控制盒的核心控制单元，可在实时准确的接收整车控制器（VCU）报文后对相应的预充接触器做出控制，对主驱预充接触器7、辅驱预充接触器一10和辅驱预充接触器二13的闭合状态进行采集和控制；CAN控制模块单元2可进行故障诊断、且实时地将故障信息上报整车控制器（VCU），为整车安全提供保障。
封盖检测单元3用以实时检测控制盒箱盖的密封状态并防止箱盖松动，封盖检测单元3采用常开型密封微动开关，开关中摆杆的行程为1.5mm-2.5mm，优选为摆杆的行程仅为2mm，且摆杆为合金材质，摆杆的使用寿命为10万次以上，摆杆的使用环境温度为-40℃～85℃，可保证处于恶劣环境下时，预充控制盒仍能有效工作，同时封盖检测单元3可精确检测箱盖的松动状态，使预充控制盒的防护等级满足IP67。
同时，本实施例中的预充控制盒的外壳整体使用钣金结构，安装尺寸及外形结构可跟随整车的布置而变动，可灵活选择控制盒内预充电阻及预充接触器的规格型号，以更好的匹配控制器需求，同时依托于控制盒外壳和封盖检测开关搭配设置，可进一步提高防水性能，采用去模块化设计，可在减轻预充控制盒整体重量的同时，使得预充控制盒能广泛应用于各种严苛的车况与路况中，进一步提升预充控制盒的通用性。
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。
以上本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种通用型预充控制盒，其特征在于，包括预充回路单元（1）、CAN控制模块单元（2）和封盖检测单元（3）；预充回路单元（1）包括多路依次电连通的预充连接器、预充电阻和预充接触器，预充连接器连接在主驱控制器或辅驱控制器上并用以保证电流安全有效传输，预充电阻用以消耗容性负载回路接通瞬间产生的冲击电流，预充接触器通过接收低压电源控制高压回路通断；CAN控制模块单元（2）用以对预充接触器进行控制并与整车控制器、电池系统管理单元进行CAN信息交互以保障整车安全；封盖检测单元（3）用以实时检测控制盒箱盖的密封状态并防止箱盖松动。
2.根据权利要求1所述的通用型预充控制盒，其特征在于，所述预充回路单元（1）包括依次电连通的主驱预充连接器（5）、主驱预充电阻（6）和主驱预充接触器（7），主驱预充接触器（7）由CAN控制模块单元（2）控制。
3.根据权利要求2所述的通用型预充控制盒，其特征在于，所述预充回路单元（1）包括依次电连通的辅驱预充连接器一（8）、辅驱预充电阻一（9）和辅驱预充接触器一（10），辅驱预充接触器一（10）由CAN控制模块单元（2）控制；辅驱预充连接器一（8）与空调压缩机连接。
4.根据权利要求3所述的通用型预充控制盒，其特征在于，所述预充回路单元（1）包括依次电连通的辅驱预充连接器二（11）、辅驱预充电阻二（12）和辅驱预充接触器二（13），辅驱预充接触器二（13）由CAN控制模块单元（2）控制；辅驱预充连接器二（11）与PTC连接。
5.根据根据权利要求1-4中任一项所述的通用型预充控制盒，其特征在于，所述CAN控制模块单元（2）与低压讯连接器（4）连接，通过低压讯连接器（4）实现预充控制盒与整车控制器之间的交互。
6.根据权利要求5所述的通用型预充控制盒，其特征在于，所述CAN控制模块单元（2）集成有高压控制功能、高压检测功能和互锁检测功能，以此对车辆高压系统的实时状态进行检测。
7.根据权利要求6所述的通用型预充控制盒，其特征在于，当整车上电后CAN控制模块单元（2）被唤醒，在整车完成自检后CAN控制模块单元（2）接收整车控制器请求闭合相应预充接触器的信号并输出电压使相应的预充接触器闭合，以此使得预充回路连通；当CAN控制模块单元（2）收到相应预充接触器的报文或预充失败的信号后，停止输出电压以使得相应预充接触器断开，预充完成或停止。
8.根据权利要求7所述的通用型预充控制盒，其特征在于，CAN控制模块单元（2）的输出电压为12V或24V。
9.根据权利要求8所述的通用型预充控制盒，其特征在于，所述封盖检测单元（3）采用常开型密封微动开关，开关中摆杆的行程为1.5mm-2.5mm。
10.根据权利要求9所述的通用型预充控制盒，其特征在于，所述摆杆为合金材质，摆杆的使用寿命为10万次以上，摆杆的使用环境温度为-40℃～85℃。
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