一种智能高压配电管理器的制作方法

本实用新型属于电子电器领域，具体地说是涉及一种智能高压配电管理器。

背景技术：

随着人类的环境保护意识的不断提高，人们在不断的寻找能够替代石油的新能源，其中汽车作为主要的石油消耗产品必然是在改革的前列，近几年，市面上推出了大量新能源汽车以减少对石油资源的消耗，保护环境，目前新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、等其他新能源汽车。

其中，纯电动汽车(Blade Electric Vehicles，BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。其技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电，是目前市面上主要的新能源汽车之一。另外主要的新能源汽车还有油电混合动力汽车。

而不论是纯电动汽车还是油电混合动力汽车，其中高压配电管理器都是是保障新能源汽车高压系统的安全、配电、绝缘等功能的核心装置，但是现有的高压配电管理器检测功能单一，不能够对电路进行实时监测和管理。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高压配电管理器。

为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种智能高压配电管理器包括机箱，所述机箱内设有转向泵控制器、空压机控制器、控制器模块、熔断器模块、智能控制模块、DC/DC模块、接口模块，第一预充板、第一电容板、第二预充板、第二电容板，所述控制器模块包括主控制器、快充控制器、空调控制器、预充控制器、除霜控制器和电附件，

所述熔断器模块包括电控熔断器、快充熔断器、空调熔断器、除霜熔断器、转向泵熔断器、空压机熔断器和DC/DC熔断器，

所述接口模块包括电池接口组、主电控接口组、快充接口组、直流电源接口 组、空调接口、除霜接口、空压机接口、转向泵接口、调试接口和低压通讯接口，所述电池接口组包括电池正接口和电池负接口，电池正接口设有主正接触器，电池负接口设有主负接触器，所述主电控接口组包括主电控正接口和主电控负接口，所述快充接口组包括快充正接口和快充负接口，所述直流电源接口组包括直流电源正接口和直流电源负接口，

所述电池负接口、所述主电控负接口和所述快充负接口电连接，所述电池正接口与所述主控制器的一个触点电连接，所述主控制器的另一触点与所述电控熔断器的一端电连接，所述电控熔断器的另一端与所述主电控正接口电连接，所述快充正接口与所述快充熔断器的一端电连接，所述快充熔断器的另一端与所述快充控制器的一个触点电连接，所述快充控制器的另一触点与所述主控制器的另一触点通过第一导线电连接，所述空调接口与所述空调熔断器的一端电连接，所述空调熔断器的另一端与所述空调控制器的一个触点电连接，所处空调控制器的另一触点与所述第一导线电连接，所述除霜接口与所述除霜熔断器的一端电连接，所述除霜熔断器的另一端与所述除霜控制器的一个触点电连接，所述除霜控制器的另一触点与所述第一导线电连接，所述转向泵接口与所述转向泵控制器的一端电连接，所述转向泵控制器的另一端与所述转向泵熔断器的一端电连接，所述空压机接口与所述空压机控制器的一端电连接，所述空压机控制器的另一端与所述空压机熔断器的一端电连接，所述转向泵熔断器的另一端和所述空压机熔断器的另一端同时与所述电附件控制器的一个触点电连接，所述电附件的另一触点与所述第一导线电连接，所述调试接口与所述DC/DC熔断器的一端电连接，所述DC/DC熔断器的另一端与所述第一导线电连接，所述预充控制器的一个触点与所述第一导线电连接，所述预充控制器的另一触点同时与所述第一预充板和所述第二预充板电连接，所述第一预充板与所述第一电容板电连接，所述第二预充板与所述第二电容板电连接，所述转向泵控制器和所述空压机控制器分别与所述智能控制模块电连接，所述智能控制模块与所述调试接口和所述低压通讯接口电连接，所述转向泵控制模块与所述转向泵接口连接，所述空压机控制器与所述空压机接口电连接，

所述直流电源正接口和所述直流电源负接口分别与所述DC/DC模块电连接，所述DC/DC模块与所述智能控制模块电连接，所述智能控制模块分别与所述转向 泵控制器和所述空压机控制器电连接，所述智能控制模块包括控制主板、通讯模块、接触器控制模块、触点检测模块、电压检测模块、电流检测模块、环境检测模块、高压互锁模块、预充检测/自放电检测模块、绝缘检测模块、固件升级模块、系统自检模块、电源隔离模块和历史故障代码管理模块，所述控制主板分别与所述通讯模块、所述接触器控制模块、所述触点检测模块、所述电压检测模块、所述电流检测模块、所述环境检测模块、所述高压互锁模块、所述预充检测/自放电检测模块、所述绝缘检测模块、所述固件升级模块、所述电源隔离模块和历史故障代码管理模块电连接，所述控制主板与所述接口模板电连接，

所述预充检测/自放电检测模块包括预充接触器和预充电阻，所述预充接触器和所述预充电阻串联，所述主正接触器与所述预充接触器和所述预充电阻并联，所述预充检测/自放电检测模块分别与所述第一电容板和所述第二电容板的两端电连接，用于分别对所述第一电容板和所述第二电容板的两端电压进行检测，当所述主正接触器未接通，所述预充接触器接通，为预充检测状态，当所述主正接触器未接通，所述预充接触器未接通，为自放电检测状态，

所述绝缘检测模块用于双通道检测绝缘电阻，所述绝缘检测模块同时与主正接触器和主负接触器的两端电连接，

所述系统自检模块用于收到高压上电指令时，需要对智能高压配电管理器进行一次系统全面的检测，包括通讯、接触器控制、触点检测、电压检测、电流检测、环境检测、高压互锁、预充检测/自放电检测、绝缘检测，保证所有功能模块工作正常，

所述电源隔离模块用于实现所述控制主板的抗浪涌，

所述历史故障代码管理模块包括集成大容量FLASH芯片，用于保存故障信息，并根据故障发生时车辆行驶情况，进行代码分类，方便维修人员针对各种情况的故障进行系统故障排除。

以上所述的智能高压配电管理器，优选的，所述触点检测模块包括主触点检测模块和辅助触点检测模块。通过设置主触点检测模块和辅助触点检测模块能够对电路中的各个触点的接通状况进行实时监测，预防发生触点基础不良导致的电路不稳定而供电不足，甚至是短路，避免发生安全隐患。

以上所述的智能高压配电管理器，优选的，所述电压检测模块采集母线电压 进行检测。通过对母线电压进行检测，将采集到的母线电压数据用于对绝缘电阻计算、预充/自放电的判断，利用母线的数据进行计算和判断，计算更加精确而且效率高。

以上所述的智能高压配电管理器，优选的，所述环境检测模块包括温度采集模块、湿度采集模块和碰撞检测模块，所述温度采集模块包括两个温度传感器探头，第一温度传感器探头设置于机箱内，用于测量智能高压配电管理器内的温度，可对电流检测模块进行温度补偿计算，第二温度传感器探头设置于预充电阻上，用于测量预充电阻的温度，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述控制主板连接，所述碰撞检测模块包括加速度传感器，所述加速度传感器与所述控制主板连接。其中温度采集模块主要是为了采集温度，从而监控预充电阻的温度，防止预充时间过长，预充电阻温度过高而导致损坏，而湿度采集模块主要是为了测量出环境的湿度，辅助绝缘检测，碰撞检测模块的功能主要是检测碰撞程度，为了防止因为碰撞损坏高压回路而引起的短路的风险

以上所述的智能高压配电管理器，优选的，所述智能高压配电管理器还包括手动维修开关，所述主控制器通过所述手动维修开关与所述电源正接口电连接，所述电源正接口与所述维修开关的一个触点电连接，所述维修开关的另一触点与所述主控制器的与所述第一导线连接的触点连接。通过手动维修开关，能够在不需要关闭电源的情况下，将智能高压配电管理器于电源断开，保证在维修的时候智能高压配电管理器中不带电，不会引起维修人员的安全事故，还可以对其他高压系统检修进行保护。

以上所述的智能高压配电管理器，优选的，所述接口模块设置在所述机箱的侧壁，所述手动维修开关也设置在所述机箱的侧壁。设置在侧壁便于与从外部直接和接口模块的对接以及对手动维修开关的处理。

以上所述的智能高压配电管理器，优选的，所述机箱底部设有散热模块，所述散热模块包括散热翅片和风机，所述散热翅片贴合所述机箱底部设置，所述风机设置在所述散热翅片的边缘。通过散热翅片能够带走机箱上的热量，从而对机箱内部进行降温，再配合风机对散热翅片进行降温，提高了智能高压配电管理器的降热效率，保证智能高压配电管理器的温度不会过高，降低了高温 对于智能高压配电管理器内部元件的损耗，即保证了智能高压配电管理器的正常工作，同时还延长了智能高压配电管理器的使用寿命。

以上所述的智能高压配电管理器，优选的，所述散热翅片为矩形散热翅片，多个矩形散热翅片并排阵列于所述机箱的底部，所述矩形散热翅片之间形成通风道，所述通风道与所述风机的风向平行。

以上所述的智能高压配电管理器，优选的，所述电流检测模块采用多通道电流采集模块对电流进行采集，所述主电控接口组与所述主控制器的电连接上套设有第一霍尔传感器，所述空调接口与所述空调控制器的电连接上套设有第二霍尔传感器，所述除霜接口与所述除霜控制器的电连接上套设有第三霍尔传感器。

以上所述的智能高压配电管理器，优选的，所述通讯模块为CAN BUS通讯模块和RS232通讯模块的至少一种。

本实用新型的有益效果:本实用新型的智能高压配电管理器融合了多种功能于一体，既可以通过通讯模块进行数据的传输，便于通过外部对汽车的电源电路系统进行检测和数据分析，这种通讯模块可以为多种修形式，主要可以为CAN BUS和RS232这两种通讯方式，同时利用接触器控制模块和触点检测模块能够对接触器进行准确的检测和控制，对电路实现主动防御功能，另外增设电压检测模块、电流检测模块，对整个电路系统进行实时监测，发生异常能够及时发现，在配合环境检测模块对于整个智能高压配电管理器所处的环境状态进行评估和检测，从而对电压检测模块、电流检测模块的检测数据进行修正，使得检测的结果更加精确，判断的也更加客观，再利用高压互锁模块对整个电路进行整体检测和预防，检测整个高压回路的完整性，保证各插件的正常插接，避免发生短路或者设备运转不良的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为本实用新型第一实施例提供的智能高压配电管理器的结构主视示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的智能高压配电管理器的结构仰视示意图；

图3为本实用新型第一实施例提供的智能高压配电管理器的结构轴测示意图。

转向泵控制器101、空压机控制器102、控制器模块103、熔断器模块104、智能控制模块105、DC/DC模块106、接口模块107,第一预充板108、第一电容板109、第二预充板110、第二电容板111、手动维修开关112、散热翅片113、风机114、机箱115、主控制器1031、快充控制器1032、空调控制器1033、预充控制器1034、除霜控制器1035、电附件控制器1036、主电控熔断器1041、快充熔断器1042、空调熔断器1043、除霜熔断器1044、转向泵熔断器1045、空压机熔断器1046、DC/DC熔断器1047、电池接口组1071、主电控接口组1072、快充接口组1073、直流电源接口组1074、空调接口1075、除霜接口1076、空压机接口1077、转向泵接口1078、调试接口1079、低压通讯接口1171。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种智能高压配电管理器，功能多样，同时能够对电流电压进行有效检测，成本低且便于维护。

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、完整地描述，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。

下面结合具体实施例对本实用新型所述技术方案作进一步的说明。

本实用新型第一实施例提供了一种智能高压配电管理器包括机箱115,所述机箱115内设有转向泵控制器101、空压机控制器102、控制器模块103、熔断器模块104、智能控制模块105、DC/DC模块106、接口模块107,第一预充板108、第一电容板109、第二预充板110、第二电容板111，控制器模块103包括主控制器1031、快充控制器1032、空调控制器1033、预充控制器1034、除霜控制器1035和电附件控制器1036。

熔断器模块104包括电控熔断器1041、快充熔断器1042、空调熔断器1043、 除霜熔断器1044、转向泵熔断器1045、空压机熔断器1046和DC/DC熔断器1047。

接口模块107包括电池接口组1071、主电控接口组1072、快充接口组1073、直流电源接口组1074、空调接口1075、除霜接口1076、空压机接口1077、转向泵接口1078、调试接口1079和低压通讯接口1171，电池接口组1071包括电池正接口和电池负接口，主电控接口组1072包括主电控正接口和主电控负接口，快充接口组1073包括快充正接口和快充负接口，直流电源接口组1074包括直流电源正接口和直流电源负接口。

电池正接口设有主正接触器，电池负接口设有主负接触器，电池负接口、主电控负接口和快充负接口电连接，电池正接口与主控制器1031的一个触点电连接，主控制器1031的另一触点与电控熔断器1041的一端电连接，电控熔断器1041的另一端与主电控正接口电连接，快充正接口与快充熔断器1042的一端电连接，快充熔断器1042的另一端与快充控制器1032的一个触点电连接，快充控制器1032的另一触点与主控制器1031的另一触点通过第一导线电连接，空调接口1075与空调熔断器1043的一端电连接，空调熔断器1043的另一端与空调控制器1033的一个触点电连接，所处空调控制器1033的另一触点与第一导线电连接，除霜接口1076与除霜熔断器1044的一端电连接，除霜熔断器1044的另一端与除霜控制器1035的一个触点电连接，除霜控制器1035的另一触点与第一导线电连接，转向泵接口1078与转向泵控制器101的一端电连接，转向泵控制器101的另一端与转向泵熔断器1045的一端电连接，空压机接口1077与空压机控制器102的一端电连接，空压机控制器102的另一端与空压机熔断器1046的一端电连接，转向泵熔断器1045的另一端和空压机熔断器1046的另一端同时与电附件控制器1036的一个触点电连接，电附件控制器1036的另一触点与第一导线电连接，调试接口1079与DC/DC熔断器1047的一端电连接，DC/DC熔断器1047的另一端与第一导线电连接，预充控制器的一个触点与第一导线电连接，预充控制器1034的另一触点同时与第一预充板108和第二预充板110电连接，第一预充板108与第一电容板109电连接，第二预充板110与第二电容板111电连接，转向泵控制器101和空压机控制器102分别与智能控制模块105电连接，智能控制模块105与调试接口1079和低压通讯接口1171电连接，转向泵控制模块与转向泵接口1078连接，空压机控制器102与空压机接口1077电连接。

直流电源正接口和直流电源负接口分别与DC/DC模块106电连接，DC/DC模块106与智能控制模块105电连接，智能控制模块105分别与转向泵控制器101和空压机控制器102电连接，智能控制模105块包括控制主板、通讯模块、接触器控制模块、触点检测模块、电压检测模块、电流检测模块、环境检测模块、高压互锁模块、预充检测/自放电检测模块、绝缘检测模块、固件升级模块、系统自检模块、电源隔离模块和历史故障代码管理模块，控制主板分别与通讯模块、接触器控制模块、触点检测模块、电压检测模块、电流检测模块、环境检测模块、高压互锁模块、预充检测/自放电检测模块、绝缘检测模块、固件升级模块、电源隔离模块和历史故障代码管理模块电连接，控制主板与接口模板电连接。

预充检测/自放电检测模块包括预充接触器和预充电阻，预充接触器和预充电阻串联，主正接触器与预充接触器和预充电阻并联，预充检测/自放电检测模块分别与第一电容板109和第二电容板111的两端电连接，用于分别对第一电容板109和第二电容板111的两端电压进行检测，当主正接触器未接通，预充接触器接通，为预充检测状态，当主正接触器未接通，预充接触器未接通，为自放电检测状态。

绝缘检测模块用于双通道检测绝缘电阻，绝缘检测模块同时与主正接触器和主负接触器的两端电连接。

系统自检模块用于收到高压上电指令时，需要对智能高压配电管理进行一次系统全面的检测，包括通讯、接触器控制、触点检测、电压检测、电流检测、环境检测、高压互锁、预充检测/自放电检测、绝缘检测，保证所有功能模块工作正常。

电源隔离模块用于实现控制主板的抗浪涌功能。

历史故障代码管理模块包括集成大容量FLASH芯片，用于保存故障信息，并根据故障发生时车辆行驶情况，进行代码分类，方便维修人员针对各种情况的故障进行系统故障排除。

本实施例中，触点检测模块包括主触点检测模块和辅助触点检测模块。通过设置主触点检测模块和辅助触点检测模块能够对电路中的各个触点的接通状况进行实时监测，预防发生触点基础不良导致的电路不稳定而供电不足，甚至是短路，避免发生安全隐患。

同时本实施例中的电压检测模块采集母线电压进行检测。通过对母线电压进行检测，将采集到的母线电压数据用于对绝缘电阻计算、预充/自放电的判断，利用母线的数据进行计算和判断，计算更加精确而且效率高。

环境检测模块包括温度采集模块、湿度采集模块和碰撞检测模块。其中温度采集模块主要是为了采集温度，从而监控预充电阻的温度，防止预充时间过长，预充电阻温度过高而导致损坏，而湿度采集模块主要是为了测量出环境的湿度，辅助绝缘检测，碰撞检测模块的功能主要是检测碰撞程度，为了防止因为碰撞损坏高压回路而引起的短路的风险。

智能高压配电管理器还包括手动维修开关112,主控制器1031通过手动维修开关112与电源正接口电连接，电源正接口与手动维修开关112的一个触点电连接，手动维修开关112的另一触点与主控制器1031的与第一导线连接的触点连接。通过手动维修开关112,能够在不需要关闭电源的情况下，将智能高压配电管理器于电源断开，保证在维修的时候智能高压配电管理器中不带电，不会引起维修人员的安全事故，还可以对其他高压系统检修进行保护。

接口模块107设置在机箱115的侧壁，手动维修开关112也设置在机箱115的侧壁。设置在侧壁便于与从外部直接和接口模块107的对接以及对手动维修开关112的开闭。

机箱115底部设有散热模块，散热模块包括散热翅片113和风机114，散热翅片113贴合机箱115底部设置，风机114设置在散热翅片113的边缘。通过散热翅片113能够带走机箱115上的热量，从而对机箱115内部进行降温，再配合风机114对散热翅片113进行降温，提高了智能高压配电管理器的降热效率，保证智能高压配电管理器的温度不会过高，降低了高温对于智能高压配电管理器内部元件的损耗，即保证了智能高压配电管理器的正常工作，同时还延长了智能高压配电管理器的使用寿命。

散热翅片113为矩形散热翅片，多个矩形散热翅片并排阵列于机箱115的底部，矩形散热翅片之间形成通风道，通风道与风机114的风向平行。

本实用新型的智能高压配电管理器融合了多种功能于一体，既可以通过通讯模块进行数据的传输，便于通过外部对汽车的电源电路系统进行检测和数据分析，这种通讯模块可以为多种修形式，主要可以为CAN BUS和RS232这两种通讯方 式，同时利用接触器控制模块和触点检测模块能够对接触器进行准确的检测和控制，对电路实现主动防御功能，另外增设电压检测模块、电流检测模块，对整个电路系统进行实时监测，发生异常能够及时发现，在配合环境检测模块对于整个智能高压配电管理器所处的环境状态进行评估和检测，从而对电压检测模块、电流检测模块的检测数据进行修正，使得检测的结果更加精确，判断的也更加客观，再利用高压互锁模块对整个电路进行整体检测和预防，检测整个高压回路的完整性，保证各插件的正常插接，避免发生短路或者设备运转不良的现象。

其中CAN BUS即CAN总线技术，全称为“控制器局域网总线技术(Controller AreaNetwork-BUS)”。Can-Bus总线技术最早被用于飞机、坦克等武器电子系统的通讯联络上。将这种技术用于民用汽车最早起源于欧洲，在汽车上这种总线网络用于车上各种传感器数据的传递。智能高压配电管理器模块通过CAN BUS与整车控制器进行信息交流，通过接受整车控制器的指令来完成对接触器的通断控制，极大的减轻整车控制器与高压配电管理器之间的线束复杂度。使用高性能MOS管对接触器控制，能有效避免因浪涌电流而造成的模块损坏。

RS232中文名称异步传输标准接口，在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。RS-232-C接口(又称EIARS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。("RS-232-C〃中的〃-C〃只不过表示RS-232的版本，所以与〃RS-232"简称是一样的)

它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是〃数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准〃该标准规定采用一个25个脚的DB-25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。后来IBM的PC机将RS232简化成了DB-9连接器，从而成为事实标准。而工业控制的RS-232口一般只使用RXD、TXD、GND三条线。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的 过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。