CN220281133U - 一种电动车多合一动力分配总成装置及动力分配总成系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆控制系统技术领域，公开了一种电动车多合一动力分配总成装置及动力分配总成系统，所述动力分配总成装置包括若干组输入接口、继电器组件、集成式高压控制电路板、辅驱模块和主驱模块；输入接口、集成式高压控制电路板、辅驱模块和主驱模块分别与继电器组件电性连接。本实用新型通过将输入接口、集成式高压控制电路板、辅驱模块、主驱模块分别与继电器组件连接，将整车上的高压系统进行集成，提高了配电系统的集成程度，降低了成本和重量。另外，集成式高压控制电路板对各个高压用电设备的开关和保护进行统一控制，提高了配电系统的可靠性和智能性，方便了维修升级。

Description

一种电动车多合一动力分配总成装置及动力分配总成系统

技术领域

本实用新型涉及车辆控制系统技术领域，更具体的，涉及一种电动车多合一动力分配总成装置及动力分配总成系统。

背景技术

在电动汽车上有一套高压配电系统。高压配电系统是将动力电池的高压电分配给电机控制器、驱动电机、电动空调压缩机、PTC加热器、DC/DC等高压用电设备。同时将交流、直流充电接口高压充电电流分配给动力电池，以便为动力电池充电。如图1所示，目前，电动车的高压配电系统完全独立，且分配在不同位置，特别是商用车的配电系统均由电池箱上的高压箱(BDU)、多合一高压箱(PDU)组成，再外加独立的充电线束连接到电池箱所在高压配电系统，存在功能上冗余度比较大，集成度差的问题。

现有技术有一种纯电动汽车的高压配电系统，涉及纯电动汽车配电设计领域。其包括：电池包，其内设有动力电池；直流快充模块，所述直流快充单元与所述电池包连接；驱动电机模块，所述驱动电机模块与所述电池包连接；电源分配模块，其与所述电池包连接，且用于向汽车电器件配电；多个继电器，其设于所述电池包和所述直流快充模块、驱动电机单元、电源分配单元PDU连接的线路上；电池管理系统BMS，所述BMS用于控制所述继电器的通断。

然而，上述纯电动汽车的高压配电系统仍然存在集成程度不足，成本高以及维修升级困难的问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术存在的集成程度不足、成本高和维修升级困难的缺陷，提出如下技术方案：

第一个方面，本实用新型提出一种电动车多合一动力分配总成装置，包括若干组输入接口、继电器组件、集成式高压控制电路板、辅驱模块和主驱模块；所述输入接口、集成式高压控制电路板、辅驱模块、主驱模块分别与所述继电器组件电性连接。

在本技术方案中，通过将输入接口、集成式高压控制电路板、辅驱模块、主驱模块分别与继电器组件连接，将整车上的高压系统进行集成，提高了配电系统的集成程度，降低了成本和重量。另外，集成式高压控制电路板对各个高压用电设备的开关和保护进行统一控制，提高了配电系统的可靠性和智能性，方便了维修升级。且继电器组件对高压回路进行切断或连接，实现了配电系统的安全性和灵活性，满足了不同工作状态的需要。

作为优选的技术方案，所述装置还设有箱体；所述继电器组件、集成式高压控制电路板、辅驱模块和主驱模块均设置在所述箱体的内部。

在本技术方案中，将所述装置安装在电动车的适当位置，将所述箱体与电动车的车身固定连接，将所述输入接口与动力电池或充电接口连接，将所述辅驱模块输出接口和主驱模块输出接口分别与辅助设备和主要设备连接。通过将各个高压用电设备集中设置在箱体内部，实现了高压系统的紧凑布局，节省了空间和线束，提高了安装和维护的便利性。

作为优选的技术方案，所述输入接口包括电池输入端连接线束接插头和维修开关；所述电池输入端连接线束接插头与维修开关电性连接；所述电池输入端连接线束接插头和维修开关分别与所述继电器组件电性连接；电池输入端连接线束接插头和维修开关设置在箱体上。

在本技术方案中，将动力电池的输出端与电池输入端连接线束接插头连接，将维修开关置于闭合状态，使动力电池向装置提供高压直流电源；当需要对装置进行维修或检测时，将维修开关置于断开状态，切断动力电池与装置之间的高压回路。通过设置维修开关，实现了高压系统的快速断开和恢复，提高了维修或检测的安全性和效率。

作为优选的技术方案，所述装置还设有电流传感器组件和温度采集组件；所述电流传感器组件设于所述电池输入端连接线束接插头和所述继电器组件之间。

在本技术方案中，当动力电池向装置提供高压直流电源时，电流传感器组件采集高压回路的实时电流信号，并将其传输给集成式高压控制电路板，由微控制器进行处理和控制；温度采集组件采集箱体内部的温度信号，并将其传输给集成式高压控制电路板，由微控制器进行处理和控制。通过设置电流传感器组件和温度采集组件，实现了对高压回路的实时监测和调节，提高了配电系统的稳定性和安全性。

作为优选的技术方案，所述箱体内还设置有若干个用于对所述箱体内部进行冷却的液冷组件。

在本技术方案中，当装置工作时，液冷组件通过循环流动的冷却液对箱体内部的各个高压用电设备进行冷却，降低其工作温度，防止过热。通过设置液冷组件，实现了对高压系统的有效散热，提高了配电系统的工作效率和寿命。

作为优选的技术方案，所述装置还设有辅驱模块输出接口和主驱模块输出接口；辅驱模块输出接口与辅驱模块的输出端电性连接；主驱模块输出接口与主驱模块的输出端电性连接；所述辅驱模块输出接口和所述主驱模块输出接口设于箱体上。

在本技术方案中，通过设置辅驱模块输出接口和主驱模块输出接口，实现了对不同用电设备的分别供电，提高了配电系统的灵活性和适应性。

作为优选的技术方案，所述装置还设有充电插座；电动车的充电头与所述充电插座的输入端电性连接；所述充电插座的输出端与所述继电器组件电性连接。

在本技术方案中，当需要对动力电池进行充电时，将充电桩上的充电头与充电插座的输入端连接，使充电桩向装置提供高压充电电流；继电器组件根据集成式高压控制电路板的指令或检测到的充电信号，切换高压回路，使充电插座的输出端与动力电池连接，为动力电池充电。通过设置充电插座，实现了对动力电池的快速充放电切换，提高了配电系统的兼容性和便利性。

作为优选的技术方案，所述集成式高压控制电路板集成了微控制器、低压电源模块、继电器驱动模块、高压采集模块、绝缘检测模块、温度采集模块、互锁检测模块和电流采集模块；所述低压电源模块、继电器驱动模块、高压采集模块、绝缘检测模块、温度采集模块互锁检测模块和电流采集模块均与微控制器电性连接；所述继电器驱动模块还与低压电源模块电性连接。

在本技术方案中，当装置工作时，低压电源模块从高压回路中获取低压直流电源，为微控制器和其他模块提供电源；微控制器根据预设的程序或接收到的信号，通过继电器驱动模块控制继电器组件的开关状态，实现高压回路的切断或连接；高压采集模块、绝缘检测模块、温度采集模块、互锁检测模块和电流采集模块分别采集高压回路的相关参数，并将其传输给微控制器，由微控制器进行处理和控制。

第二个方面，本实用新型还提出一种电动车多合一动力分配总成系统，包括如上述任一技术方案所述的电动车动力分配总成装置和电池组；所述电池组与电动车动力分配总成装置的输入接口电性连接。

作为优选的技术方案，所述系统还包括高压配电盒；所述高压配电盒内集成有高压部件；电动车动力分配总成装置的主驱模块的输出端和辅驱模块的输出端均与所述高压配电盒电气连接。

本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型提出的电动车多合一动力分配总成装置，通过将输入接口、集成式高压控制电路板、辅驱模块、主驱模块分别与继电器组件连接，将整车上的高压系统进行集成，提高了配电系统的集成程度，降低了成本和重量。另外，集成式高压控制电路板对各个高压用电设备的开关和保护进行统一控制，提高了配电系统的可靠性和智能性，方便了维修升级。且继电器组件对高压回路进行切断或连接，实现了配电系统的安全性和灵活性，满足了不同工作状态的需要。

(2)本实用新型提供一种包括电池组和动力分配总成装置的电动车多合一动力分配总成系统，将电池端高压箱、负载端多和一、充电端插座等进行了集成融合，减少了继电器、电流传感器、MSD、电流传感器等高压零部件，在有效降低了电气系统的复杂性的同时也降低了控制板数量需求和成本，提升对后续大电流充电的支持能力，便于供应商管理及设备维保。由此，科学集成之后属于标准零部件产品，可适配不同电量不同类型的车型，具备标准化能力。

附图说明

图1是现有电动车的高压配电系统的示意图。

图2是本实用新型一种电动车多合一动力分配总成装置的具体电气框图。

图3是本实用新型一种电动车多合一动力分配总成装置的正面箱体结构布置图。

图4是本实用新型一种电动车多合一动力分配总成装置的背面箱体结构布置图。

图5是本实用新型一种电动车多合一动力分配总成装置的集成式高压控制电路板电气图。

图6是本实用新型一种电动车多合一动力分配总成系统的具体电气框图。

图7是本实用新型一种电动车多合一动力分配总成系统的当前系统布置图。其中，1-电池输入端连接线束接插头，2-继电器组件，3-电流传感器组件，4-充电插座，5-集成式高压控制电路板，51-微控制器，52-低压电源模块，53-继电器驱动模块，54-高压采集模块，55-绝缘检测模块，56-温度采集模块，57-互锁检测模块，58-电流采集模块，6-辅驱模块，7-主驱模块、8-维修开关，9-箱体，10-液冷组件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做详细描述。

实施例1

如图2所示，本实施例提出一种电动车多合一动力分配总成装置，包括若干组输入接口、继电器组件2、集成式高压控制电路板5、辅驱模块6和主驱模块7；所述输入接口、集成式高压控制电路板5、辅驱模块6、主驱模块7分别与所述继电器组件2电性连接。

在具体实施过程中，当电动车行驶时，输入接口从动力电池获取高压直流电源，通过继电器组件2分配给集成式高压控制电路板5、辅驱模块6和主驱模块7，分别驱动辅助设备和主要设备，实现电动车的运行和舒适性。

当电动车充电时，输入接口从充电接口获取高压充电电流，通过继电器组件2分配给集成式高压控制电路板5，为动力电池充电，同时关闭辅驱模块6和主驱模块7，防止高压回馈和干扰。当电动车停止或发生故障时，继电器组件2根据集成式高压控制电路板5的指令或检测到的异常情况，切断高压回路，实现高压隔离和安全保护。

可以理解的是，通过将输入接口、集成式高压控制电路板5、辅驱模块6、主驱模块7分别与继电器组件2连接，将整车上的高压系统进行集成，提高了配电系统的集成程度，降低了成本和重量。另外，集成式高压控制电路板5对各个高压用电设备的开关和保护进行统一控制，提高了配电系统的可靠性和智能性，方便了维修升级。且继电器组件2对高压回路进行切断或连接，实现了配电系统的安全性和灵活性，满足了不同工作状态的需要。

可选地，在本申请的一个实施例中，如图3和图4所示，所述装置还设有箱体9；所述继电器组件2、集成式高压控制电路板5、辅驱模块6和主驱模块7均设置在所述箱体9的内部。

在具体实施过程中，将所述装置安装在电动车的适当位置，将所述箱体9与电动车的车身固定连接，将所述输入接口与动力电池或充电接口连接，将所述辅驱模块输出接口和主驱模块输出接口分别与辅助设备和主要设备连接。

可以理解的是，通过将各个高压用电设备集中设置在箱体9内部，实现了高压系统的紧凑布局，节省了空间和线束，提高了安装和维护的便利性。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述输入接口包括电池输入端连接线束接插头1和维修开关8；所述电池输入端连接线束接插头1与维修开关8电性连接；所述电池输入端连接线束接插头1和维修开关8分别与所述继电器组件2电性连接；电池输入端连接线束接插头1和维修开关8设置在箱体9上。

在具体实施过程中，将动力电池的输出端与电池输入端连接线束接插头1连接，将维修开关8置于闭合状态，使动力电池向装置提供高压直流电源；当需要对装置进行维修或检测时，将维修开关8置于断开状态，切断动力电池与装置之间的高压回路。

可以理解的是，通过设置维修开关8，实现了高压系统的快速断开和恢复，提高了维修或检测的安全性和效率。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述装置还设有电流传感器组件3和温度采集组件；所述电流传感器组件3设于所述电池输入端连接线束接插头1和所述继电器组件2之间。

在具体实施过程中，当动力电池向装置提供高压直流电源时，电流传感器组件3采集高压回路的实时电流信号，并将其传输给集成式高压控制电路板5，由微控制器51进行处理和控制；温度采集组件采集箱体内部的温度信号，并将其传输给集成式高压控制电路板5，由微控制器51进行处理和控制。

可以理解的是，通过设置电流传感器组件3和温度采集组件，实现了对高压回路的实时监测和调节，提高了配电系统的稳定性和安全性。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述箱体9内还设置有若干个用于对所述箱体9内部进行冷却的液冷组件10。

在具体实施过程中，当装置工作时，液冷组件10通过循环流动的冷却液对箱体9内部的各个高压用电设备进行冷却，降低其工作温度，防止过热。

可以理解的是，通过设置液冷组件10，实现了对高压系统的有效散热，提高了配电系统的工作效率和寿命。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述装置还设有辅驱模块输出接口和主驱模块输出接口；辅驱模块输出接口与辅驱模块6的输出端电性连接；主驱模块输出接口与主驱模块7的输出端电性连接；所述辅驱模块输出接口和所述主驱模块输出接口设于箱体9上。

可以理解的是，通过设置辅驱模块输出接口和主驱模块输出接口，实现了对不同用电设备的分别供电，提高了配电系统的灵活性和适应性。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述装置还设有充电插座4；电动车的充电头与所述充电插座4的输入端电性连接；所述充电插座4的输出端与所述继电器组件2电性连接。

在具体实施过程中，当需要对动力电池进行充电时，将充电桩上的充电头与充电插座4的输入端连接，使充电桩向装置提供高压充电电流；继电器组件2根据集成式高压控制电路板5的指令或检测到的充电信号，切换高压回路，使充电插座4的输出端与动力电池连接，为动力电池充电。

可以理解的是，将充电插座4直接集成到动力分配总成装置上，解决了插电插座线束尺寸限制导致的充电电流能力过低问题，目前双枪充电电流一般不能超过500A，将充电插座4集成到高压配电盒上之后，搭配液冷枪可将双枪充电扩容到1000A，实现1MW级别的快速充电，支持后续的大电流充电，特别是商用车上优势比较明显。另外，充电插座4通过铜排进行连接及继电器组件2连接到高压回路正负极上，行成充电回路，由于用铜排连接替代了线束连接，充电回路电流可以进一步扩大。

实施例2

本实施例在实施例1提出的电动车多合一动力分配总成装置的基础上作出改进，本实施例中，如图5所示，所述集成式高压控制电路板5包括微控制器51、低压电源模块52、继电器驱动模块53、高压采集模块54、绝缘检测模块55、温度采集模块56、互锁检测模块57和电流采集模块58；所述低压电源模块52、继电器驱动模块53、高压采集模块54、绝缘检测模块55、温度采集模块56、互锁检测模块57和电流采集模块58均与微控制器51电性连接；继电器驱动模块53还与低压电源模块52电性连接。

在具体实施过程中，当装置工作时，低压电源模块52从高压回路中获取低压直流电源，为微控制器51和其他模块提供电源；微控制器51根据预设的程序或接收到的信号，通过继电器驱动模块53控制继电器组件2的开关状态，实现高压回路的切断或连接；高压采集模块54、绝缘检测模块55、温度采集模块56、互锁检测模块57和电流采集模块58分别采集高压回路的相关参数，并将其传输给微控制器51，由微控制器51进行处理和控制。

可以理解的是，集成式高压控制电路板5集成了电池管理系统和高电压电池控制系统的功能，包括高压继电器控制、高压互锁检测、高压采集、系统绝缘和电流采集功能在内的所有功能，实现动力系统的动力分配功能，将电池管理系统和高电压电池控制系统的功能进行了电路集成，降低了控制板数量需求和成本。电池管理系统原本负责的应用层软件由域控制器XCU实现，如此集成式高压控制电路板5可以做成接口统一的标准化产品，基本不需要远程升级和更新，实现底层和应用层的解耦。

实施例3

如图6所示，本实施例提出一种电动车多合一动力分配总成系统，包括如上述实施例所述的电动车多合一动力分配总成装置和电池组，所述电池组与电动车多合一动力分配总成装置的输入接口电性连接。

在具体实施过程中，电池组通过把电池动力直接连接到动力分配总成装置作为输入端，为了满足大功率充电功能，设计上可以多预留几个支路，本实施例提供一种5支路的应用场景，正常可满足大电流充电能力，根据实际应用场景可适配。另外，电池组高压进入动力分配总成装置后接入继电器组件2前端，每个电池输入端都配有独立的继电器，正常情况下继电器是断开的，继电器组件2的通断由集成式高压控制电路板5控制。继电器的组件后端并联到主回路，主回路上安装有维修开关8，该维修开关8主要是为了维修方便，可以把电池端和负载端彻底断开。维修开关8后端为高压回路正负极，其他组件通过继电器组件2连接到高压回路正负极上，行成放电总回路。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述电动车多合一动力分配总成系统还包括高压配电盒；所述高压配电盒内集成有高压部件；动力分配总成装置的主驱模块7的输出端和辅驱模块6的输出端均与所述高压配电盒电气连接。

可选地，在本申请的一个实施例中，箱体9为铝合金材料的系统框架，可承载所有高压部件，具有散热好，重量轻的特点，搭配液冷组件10实现箱体9内部电机控制模块的冷却功能。如图7所示，所述高压部件包括油泵、气泵、空调、直流-直流变换器、水冷机组、主驱电机。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述辅驱模块6通过辅驱模块输出接口分别与油泵、气泵、空调、直流-直流变换器、水冷机组连接。

可选地，在本申请的一个实施例中，电池动力母线或母排直接连接到该高压配电盒，辅驱模块6、主驱模块7通过高压接插件输出到其对应的各零部件，对于整车系统来说就只有一个高压配电系统；由此本实用新型有效降低了电气系统的复杂性。

可以理解的是，电动车多合一动力分配总成系统将电池端高压箱、负载端多和一、充电端插座等进行了集成融合，减少了继电器、电流传感器、MSD、电流传感器等高压零部件，在有效降低了电气系统的复杂性的同时也降低了控制板数量需求和成本，提升对后续大电流充电的支持能力，便于供应商管理及设备维保。由此，科学集成之后属于标准零部件产品，可适配不同电量不同类型的车型，具备标准化能力。另外，电动车多合一动力分配总成系统的布置位置可以选择车辆底盘靠近外侧的地方，方便充电接插和设备维护安装等，解决控制器种类多、商家多、位置分散不好维护的问题。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

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)

1.一种电动车多合一动力分配总成装置，其特征在于：包括若干组输入接口、继电器组件(2)、集成式高压控制电路板(5)、辅驱模块(6)和主驱模块(7)；所述输入接口、集成式高压控制电路板(5)、辅驱模块(6)、主驱模块(7)分别与所述继电器组件(2)电性连接。

2.根据权利要求1所述的电动车多合一动力分配总成装置，其特征在于：所述装置还设有箱体(9)；所述继电器组件(2)、集成式高压控制电路板(5)、辅驱模块(6)和主驱模块(7)均设置在所述箱体(9)的内部。

3.根据权利要求2所述的电动车多合一动力分配总成装置，其特征在于：所述输入接口包括电池输入端连接线束接插头(1)和维修开关(8)；所述电池输入端连接线束接插头(1)与维修开关(8)电性连接；所述电池输入端连接线束接插头(1)和维修开关(8)分别与所述继电器组件(2)电性连接；电池输入端连接线束接插头(1)和维修开关(8)设置在箱体(9)上。

4.根据权利要求3所述的电动车多合一动力分配总成装置，其特征在于：所述装置还设有电流传感器组件(3)和温度采集组件；所述电流传感器组件(3)设于所述电池输入端连接线束接插头(1)和所述继电器组件(2)之间。

5.根据权利要求2所述的电动车多合一动力分配总成装置，其特征在于：所述箱体(9)内还设置有若干个用于对所述箱体(9)内部进行冷却的液冷组件(10)。

6.根据权利要求2所述的电动车多合一动力分配总成装置，其特征在于：所述装置还设有辅驱模块输出接口和主驱模块输出接口；辅驱模块输出接口与辅驱模块(6)的输出端电性连接；主驱模块输出接口与主驱模块(7)的输出端电性连接；所述辅驱模块输出接口和所述主驱模块输出接口设于箱体(9)上。

7.根据权利要求1所述的电动车多合一动力分配总成装置，其特征在于：所述装置还设有充电插座(4)；电动车的充电头与所述充电插座(4)的输入端电性连接；所述充电插座(4)的输出端与所述继电器组件(2)电性连接。

8.根据权利要求1所述的电动车多合一动力分配总成装置，其特征在于：所述集成式高压控制电路板(5)集成了微控制器(51)、低压电源模块(52)、继电器驱动模块(53)、高压采集模块(54)、绝缘检测模块(55)、温度采集模块(56)、互锁检测模块(57)和电流采集模块(58)；所述低压电源模块(52)、继电器驱动模块(53)、高压采集模块(54)、绝缘检测模块(55)、温度采集模块(56)互锁检测模块(57)和电流采集模块(58)均与微控制器(51)电性连接；所述继电器驱动模块(53)还与低压电源模块(52)电性连接。

9.一种电动车多合一动力分配总成系统，其特征在于：包括如权利要求1～8任一项所述的电动车动力分配总成装置和电池组；所述电池组与电动车动力分配总成装置的输入接口电性连接。

10.根据权利要求9所述的电动车多合一动力分配总成系统，其特征在于：所述系统还包括高压配电盒；所述高压配电盒内集成有高压部件；电动车动力分配总成装置的主驱模块(7)的输出端和辅驱模块(6)的输出端均与所述高压配电盒电气连接。