CN220220415U - 一种高压控制盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种高压控制盒，所述高压控制盒包括第一DC/DC模块和DC/DC高压接口，所述DC/DC高压接口用于外接第二DC/DC模块，所述第二DC/DC模块与所述第一DC/DC模块并联，一起提供低压电能。本实用新型提供的一种高压控制盒，预留有DC/DC高压接口提高了产品的通用性，使用甲醇增程器可以省去停车充电时间，提高工作效率，降低车辆使用成本，优化散热器件布局，可以降低成本和缩小尺寸，设置内部控制模块和整车控制器硬件相同，可以减少整车硬件种类，增加通用性。

Description

一种高压控制盒

技术领域

本实用新型涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种高压控制盒。

背景技术

高压控制盒，又称高压配电盒、高压配电箱、PDU或者多合一系统，是纯电动汽车或者混合动力汽车的高压电路控制装置，主要用于对动力电池中储存的电能进行输出和分配，实现对支路用电器件的切断和保护。

在高压控制盒中设有DC/DC模块用于将高压电转换为低压电给低压器件供电，但是不同车型的DC/DC电源功率需求不同，需要按车型定制，使得产品的通用性不高。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中高压控制盒的DC/DC模块需要按车型定制，导致通用性较低的技术问题，提供一种高压控制盒，可按照实际需要外接并联DC/DC电源，从而提高了其通用性。

本实用新型采用的技术方案：

一种高压控制盒，包括：

第一DC/DC模块；

DC/DC高压接口，所述DC/DC高压接口用于外接第二DC/DC模块，所述第二DC/DC模块与所述第一DC/DC模块并联，一起提供低压电能。

进一步地，所述DC/DC高压接口至少为一个；所述DC/DC高压接口为两个或者两个以上时，每个DC/DC高压接口对应外接一个第二DC/DC模块，两个或者两个以上外接的第二DC/DC模块均与所述第一DC/DC模块并联，一起提供低压电能。

进一步地，所述高压控制盒还包括有主线和多个并联的支线，所述主线用于与动力电池连接，多个所述支线包括与所述第一DC/DC模块连接的第一支线和与所述DC/DC高压接口连接的第二支线。

进一步地，所述高压控制盒还包括有控制模块，所述第一DC/DC模块与动力电池电连接且与所述控制模块电连接，所述DC/DC高压接口包括用于将外接的第二DC/DC模块与动力电池电连接的功率接口以及与控制模块电连接的控制接口。

进一步地，多个所述支线还包括用于与甲醇增程器连接的第三支线。

优选地，所述高压控制盒为宽体车高压控制盒，所述甲醇增程器的功率为250kW。

进一步地，多个所述支线还包括用于与电驱动系统连接的第四支线、用于与PTC加热器连接的第五支线、用于与压缩机连接的第六支线、与油泵DC/AC模块连接的第七支线和与气泵DC/AC模块连接的第八支线。

进一步地，所述主线上在第四支线前端设有手动维修开关，在第四支线后端设有第一熔断器和第一接触器，所述第一接触器并联有第一预充回路，所述第一预充回路包括第二接触器和第一电阻；所述第四支线上设有第二熔断器和第三接触器，所述第三接触器并联有第二预充回路，所述第二预充回路包括第四接触器和第二电阻；所述第五支线上设有第三熔断器和第五接触器；所述第六支线上设有第四熔断器和第六接触器；所述第七支线和第八支线上分别设有第五熔断器和第六熔断器；所述第一支线上设有第七熔断器；所述DC/DC高压接口与外接的第二DC/DC模块之间设有第八熔断器；所述第一接触器、第二接触器、第三接触器、第四接触器、第五接触器、第六接触器、油泵DC/AC模块、气泵DC/AC模块和第一DC/DC模块均与所述控制模块电连接。

优选地，所述高压控制盒还包括有控制模块，所述控制模块与整车控制器通过CAN总线连接，所述控制模块与所述整车控制器的硬件结构相同。

优选地，所述高压控制盒包括有集中散热区，散热器件集中设置在所述集中散热区，通过水冷板进行冷却。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型提供的一种高压控制盒，对DC/DC电源接口进行优化，在原有的DC/DC处预留至少一组DC/DC高压接口，可按照不同车型实际需求外接并联DC/DC，而且该DC/DC高压接口还可以直接给高压负载供电，产品通用性高。

2、本实用新型提供的一种高压控制盒，可应用于非道路宽体车，而且为了满足实际工况，将增程器功率增加到250kW，并适应性地将内部器件加大，保证单趟增程器的最大发电量大于单趟累计消耗电量，可以省去车辆停车充电环节，提高工作效率；同时采用甲醇增程器，相比柴油、氢能源，甲醇价格更低，车辆使用成本更低。

3、本实用新型提供的一种高压控制盒，内部的控制模块与外部的整车控制器通过CAN总线连接，并且设置控制模块与整车控制器的硬件结构完全相同，仅在软件上有所不同，可以减少硬件种类，提高通用性。

4、本实用新型提供的一种高压控制盒，还包括有集中散热区，通过合理化布局，将发热量大或者散热需求大的散热器件集中设置在集中散热区，并在背面设置水冷板进行冷却，如此使得水冷散热无需布满整个高压控制盒底部，减少了水冷板和散热通道的面积，降低了水冷成本且缩小了机柜尺寸。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本实用新型的高压控制盒的原理示意图；

图2为本实用新型的高压控制盒的正面结构示意图；

图3为本实用新型的高压控制盒的背面结构示意图。

其中，

第一DC/DC模块1，低压接口11，低压蓄电池12；DC/DC高压接口2，第二DC/DC模块21；动力电池3，主线接口31；电驱动系统4，电驱动接口41；甲醇增程器5，增程器接口51；PTC加热器6，加热器接口61；压缩机7，压缩机接口71；油泵DC/AC模块8，油泵接口81，油泵电机82；气泵DC/AC模块9，气泵接口91，气泵电机92；控制模块10，总线接口101，整车控制器102；集中散热区A；水冷板B。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实施例提供一种高压控制盒，该高压控制盒包括有第一DC/DC模块1和DC/DC高压接口2，其中，第一DC/DC模块1设置在高压控制盒内，DC/DC高压接口2用于外接第二DC/DC模块21，该第二DC/DC模块21与第一DC/DC模块1并联，一起提供低压电能。

具体地，高压控制盒包括有主线和多个并联的支线，主线即母线，通过主线接口31与动力电池3连接，多个支线均从主线上引出。多个支线包括有第一支线和第二支线，其中第一支线连接所述第一DC/DC模块1的输入端，第一DC/DC模块1的输出端通过低压接口11连接低压蓄电池12，可以给低压器件供电；第二支线连接所述DC/DC高压接口2，该DC/DC高压接口2可与外部的第二DC/DC模块21连接，从而通过第二DC/DC模块21和第一DC/DC模块1并联一起给低压蓄电池12提供低压电能。

这样，本实施例提供的一种高压控制盒，当内部原有的DC/DC模块（即第一DC/DC模块1）的功率无法满足当前车型需求时，可以通过DC/DC高压接口2在外部并联一个DC/DC模块（即第二DC/DC模块21）以增加功率，从而满足车型需求，提升了该高压控制盒的通用性。并且，本实施例仅在高压控制盒上设置DC/DC高压接口2，而并未直接在高压控制盒内设置额外的DC/DC模块，减少了高压控制盒的体积和成本。此外，该DC/DC高压接口2是一个高压冗余接口，还可以直接给高压负载供电。

在本实施例中，所述DC/DC高压接口2可以是一个，也可以是两个或者两个以上，本实施例对此不作限制。当DC/DC高压接口2为两个或者两个以上时，每个DC/DC高压接口2对应外接一个第二DC/DC模块21，两个或者两个以上外接的第二DC/DC模块21均与第一DC/DC模块1并联，一起提供低压电能，第二DC/DC模块21的功率和数量可以按照实际需要适配的车型设置，从而进一步提升该高压控制盒的通用性。

在本实施例中，所述DC/DC高压接口2包括有功率接口和控制接口，具体地，第一DC/DC模块1通过第一支线和主线与动力电池3电连接，在DC/DC高压接口2上设有功率接口，该功率接口在内部通过第二支线和主线与动力电池3电连接，在外部与第二DC/DC模块21的输入端连接；此外，该高压控制盒还包括有控制模块10，第一DC/DC模块1与该控制模块10电连接，在DC/DC高压接口2上还设有控制接口（图中未示出），该控制接口在内部与控制模块10电连接，在外部与DC/DC模块的控制端连接。如此通过设置功率接口和控制接口可以实现对第二DC/DC模块21的供电和控制。

该高压控制盒可以应用在各种纯电动车辆或者混合动力车辆中，优选地，可以应用在非道路宽体车中，即所述高压控制盒为宽体车高压控制盒。基于绿色矿山的基本建设理念，现有的非道路宽体车一般采用新能源车辆，其中纯电车方案由于车辆载重大、运行时间长，需要配备大容量的电池，导致电池充电等待时间长，工作效率低，因此部分纯电车开始向混动转型，既可以保持新能源优势，有可以避免长时间的充电等待，提高了工作效率。目前市场上常见的有柴油、氢能源和甲醇增程混动。

对此，本实施例的高压控制盒内还设有第三支线，第三支线通过增程器接口51与甲醇增程器5连接，通过甲醇增程器5可以给动力电池3充电，或者与动力电池3一起进行供电，并且设置甲醇增程器5的功率为250kW，可省去停车充电时间，提高工作效率，而且甲醇增程器5相对于柴油和氢能源其价格更低，降低了车辆的使用成本。

具体地，本实施例的高压控制盒内还包括有第四支线、第五支线、第六支线、第七支线和第八支线，其中，第四支线通过电驱动接口41与电驱动系统4连接，第五支线通过加热器接口61与PTC加热器6连接，第六支线通过压缩机接口71与压缩机7连接，第七支线通过油泵DC/AC模块8和油泵接口81连接油泵电机82，第八支线通过气泵DC/AC模块9和气泵接口91连接气泵电机92。各接口均为接插件形式，方便连接。

进一步地，本实施例在主线上设有手动维修开关MSD，手动维修开关MSD设置在第四支线的前端，即设置在最前端，用于在维修时断开高压电源降低操作风险；本实施例的主线上位于第四支线后端、第三支线前端设有第一熔断器F1和第一接触器K1，第一接触器K1还并联有第一预充回路，第一预充回路包括第二接触器K2和第一电阻R1。

进一步地，本实施例在第四支线上设有第二熔断器F2和第三接触器K3，第三接触器K3并联有第二预充回路，第二预充回路包括第四接触器K4和第二电阻R2；在第五支线上设有第三熔断器F3和第五接触器K5；在第六支线上设有第四熔断器F4和第六接触器K6；在第七支线和第八支线上分别设有第五熔断器F5和第六熔断器F6；在第一支线上设有第七熔断器F7；DC/DC高压接口2与外接的第二DC/DC模块21之间也可以设置第八熔断器（图中未示出）；第一接触器K1、第二接触器K2、第三接触器K3、第四接触器K4、第五接触器K5、第六接触器K6、油泵DC/AC模块8、气泵DC/AC模块9均与所述控制模块10电连接，由所述控制模块10控制。

动力电池3通过高压接插件进入高压控制盒，通过第四接触器K4和第二电阻R2完成预充后，再经第三接触器K3控制和第二熔断器F2保护给电驱动系统4供电；同时通过第二接触器K2和第一电阻R1完成预充后，再经第一接触器K1控制和第一熔断器F1保护给PTC加热器6、压缩机7、油泵DC/AC模块8、气泵DC/AC模块9、第一DC/DC模块1、外接的第二DC/DC模块21等供电；PTC加热器6由第五接触器K5控制和第三熔断器F3保护，压缩机7由第六接触器K6控制和第四熔断器F4保护，油泵DC/AC模块8、气泵DC/AC模块9、第一DC/DC模块1分别由第五熔断器F5、第六熔断器F6和第七熔断器F7熔断保护。

进一步地，250kW的甲醇增程器5直接通过高压接插件进入高压控制盒，实现对动力电池3充电或者与动力电池3一起给电驱动系统4、PTC加热器6、压缩机7、油泵DC/AC模块8、气泵DC/AC模块9、第一DC/DC模块1、外接的第二DC/DC模块21等供电。根据250kW的甲醇增程器5的功率要求，第一接触器K1选择600A额定电流，第一熔断器F1选择1000A额定电流，可保证甲醇增程器5满载工作，在标准计算工况下，即单程运距3km、重载上坡2.7km、平均坡度7%、传动效率85%的工况下，计算所得甲醇增程器5工作最大发电量为93.57kWh，大于单趟累计消耗电量91.37kWh，如此可省去停车充电时间，提高工作效率，同时相比柴油、氢能源，甲醇的价格更低，降低车辆使用成本。

如图1所示，本实施例的高压控制盒上还设有总线接口101，内部的控制模块10与VCU即整车控制器102通过CAN总线连接，整车控制器102通过CAN通讯发送指令给内部的控制模块10，控制模块10收到指令后控制各接触器以及油泵DC/AC模块8、气泵DC/AC模块9和第一DC/DC模块1的工作状态；同样，反馈信号时，控制模块10通过CAN通讯上传信号给整车控制器102。优选地，本实施例设置控制模块10与整车控制器102的硬件结构完全相同，仅在软件程序上有所不同，如此设计可以减少硬件种类，提高通用性。

如图2-3所示，优选地，本实施例的高压控制盒还包括有集中散热区A，通过合理化布局，将DC/DC模块、DC/AC模块、控制模块10等发热量大或者散热需求大的散热器件集中设置在一侧，对应该集中散热区A，在背面设置有水冷板B进行冷却，如此和现有技术相比，水冷散热无需布满整个高压控制盒底部，整体减少了水冷板和散热通道的面积，降低了水冷成本且缩小了机柜部分尺寸。

综上所述，本实施例提供的一种高压控制盒，预留有DC/DC高压接口提高了产品的通用性；使用250kW甲醇增程器可以省去停车充电时间，提高工作效率，降低车辆使用成本；优化散热器件布局，可降低成本和缩小尺寸；设置内部控制模块和整车控制器硬件相同，减少整车硬件种类，增加通用性。

以上的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高压控制盒，其特征在于，包括：

第一DC/DC模块（1）；

DC/DC高压接口（2），所述DC/DC高压接口（2）用于外接第二DC/DC模块（21），所述第二DC/DC模块（21）与所述第一DC/DC模块（1）并联，一起提供低压电能。

2.根据权利要求1所述的高压控制盒，其特征在于，所述DC/DC高压接口（2）至少为一个；所述DC/DC高压接口（2）为两个或者两个以上时，每个DC/DC高压接口（2）对应外接一个第二DC/DC模块（21），两个或者两个以上外接的第二DC/DC模块（21）均与所述第一DC/DC模块（1）并联，一起提供低压电能。

3.根据权利要求2所述的高压控制盒，其特征在于，所述高压控制盒还包括有主线和多个并联的支线，所述主线用于与动力电池（3）连接，多个所述支线包括与所述第一DC/DC模块（1）连接的第一支线和与所述DC/DC高压接口（2）连接的第二支线。

4.根据权利要求3所述的高压控制盒，其特征在于，所述高压控制盒还包括有控制模块（10），所述第一DC/DC模块（1）与动力电池（3）电连接且与所述控制模块（10）电连接，所述DC/DC高压接口（2）包括用于将外接的第二DC/DC模块（21）与动力电池（3）电连接的功率接口以及与控制模块（10）电连接的控制接口。

5.根据权利要求4所述的高压控制盒，其特征在于，多个所述支线还包括用于与甲醇增程器（5）连接的第三支线。

6.根据权利要求5所述的高压控制盒，其特征在于，所述高压控制盒为宽体车高压控制盒，所述甲醇增程器（5）的功率为250kW。

7.根据权利要求5所述的高压控制盒，其特征在于，多个所述支线还包括用于与电驱动系统（4）连接的第四支线、用于与PTC加热器（6）连接的第五支线、用于与压缩机（7）连接的第六支线、与油泵DC/AC模块（8）连接的第七支线和与气泵DC/AC模块（9）连接的第八支线。

8.根据权利要求7所述的高压控制盒，其特征在于，所述主线上在第四支线前端设有手动维修开关，在第四支线后端设有第一熔断器和第一接触器，所述第一接触器并联有第一预充回路，所述第一预充回路包括第二接触器和第一电阻；所述第四支线上设有第二熔断器和第三接触器，所述第三接触器并联有第二预充回路，所述第二预充回路包括第四接触器和第二电阻；所述第五支线上设有第三熔断器和第五接触器；所述第六支线上设有第四熔断器和第六接触器；所述第七支线和第八支线上分别设有第五熔断器和第六熔断器；所述第一支线上设有第七熔断器；所述DC/DC高压接口（2）与外接的第二DC/DC模块（21）之间设有第八熔断器；所述第一接触器、第二接触器、第三接触器、第四接触器、第五接触器、第六接触器、油泵DC/AC模块（8）、气泵DC/AC模块（9）和第一DC/DC模块（1）均与所述控制模块（10）电连接。

9.根据权利要求1所述的高压控制盒，其特征在于，所述高压控制盒还包括有控制模块（10），所述控制模块（10）与整车控制器（102）通过CAN总线连接，所述控制模块（10）与所述整车控制器（102）的硬件结构相同。

10.根据权利要求1所述的高压控制盒，其特征在于，所述高压控制盒包括有集中散热区，散热器件集中设置在所述集中散热区，通过水冷板进行冷却。