一种高压供电系统及电动车的制作方法

本实用新型属于新能源汽车领域，更具体地，涉及一种高压供电系统及电动车。

背景技术：

如图1所示，新能源车的高压供电系统包括电池管理系统(Battery Management System,BMS)，整车控制器(Vehicle Control Unit,VCU)，手动维护开关(Manual Service Disconnect,MSD)，继电器，预充电阻，多合一控制器(All In One Controller)等元件。其中，主负继电器K6的第一端连接油泵控制器DCAC1的输入端、电机控制器DCAC2的输入端、上装DCAC3的输入端、空调A的输入端、加热器PTC的输入端以及变压器DCDC的输入端，同时作为所述充电系统的输入端，主负继电器K6的第二端连接蓄电池的负极以及加热电阻R1的第一端，加热电阻R1的第二端连接加热正继电器K1的第一端，加热正继电器K1的第二端与充电正继电器K4的第一端、手动维护开关MSD的第一端、预充继电器K7的第二端、主正继电器K8的第一端、变压器DCDC的输出端、PTC继电器K9的第二端和空调继电器K10的第二端相连，手动维护开关MSD的第二端连接蓄电池的负极，预充继电器K7的第一端连接预充电阻R3的第二端，预充电阻R3的第一端连接油泵控制器DCAC1的输出端、电机控制器DCAC2的输出端、上装DCAC3的输出端和主正继电器K8的第二端，加热器PTC的输出端连接PTC继电器K9的第一端，空调A的输出端连接空调继电器K10的第一端，整车控制器的第一输出端连接PTC继电器K9的控制端、第二输出端空调继电器K10的控制端，电池管理系统BMS的第一输出端连接加热正继电器K1的控制端、第二输出端连接充电正继电器K4的控制端、第三输出端连接主负继电器K6的控制端、第四控制端连接预充继电器K7的控制端、第五输出端连接主正继电器K8的控制端。

其中，充电正继电器K4、主负继电器K6属于充电回路，当外接直流电源对该充电系统进行充电时，手动维护开关MSD闭合，BMS控制主负继电器K6和主负继电器K6连通，电流的运行轨迹为：主负继电器K6—蓄电池—手动维护开关MSD—充电正继电器K4；主正继电器K8、预充继电器K7、主负继电器K6、PTC继电器K9、空调继电器K10属于放电行车回路，当充电完成后电动车运行时，手动维护开关MSD闭合，BMS控制主正继电器K8、预充继电器K7、主负继电器K6开启，整车控制器VCU控制PTC继电器K9、空调继电器K10开启，蓄电池放电后同时供应加热器PTC、油泵控制器DCAC1、电机控制器DCAC2、上装DCAC3和变压器；加热正继电器K1属于放电加热回路，当进行放电加热时，电池管理系统BMS控制加热正继电器K1，蓄电池对加热电阻R1供电进行加热。电池包内仅放置蓄电池，而所有继电器均放置在高压配电箱(Power Distributor Unit,PDU)内。

由于整个高压供电系统仅有一个负极继电器，导致充电回路和放电回路共用主负继电器K6，长期使用，容易导致主负继电器K6粘连损坏，主负继电器K6的故障率较高；而电池加热支路只有加热正继电器K1，无负极继电器，加热正继电器K1如果粘连，必须断开主负继电器才能停止加热，从而导致整车无法行驶。同时，所有继电器均放置在高压配电箱PDU，这导致高压配电箱PDU体积过大，不便于结构布置；同时不同控制器控制的继电器物理上没有进行隔离，导致继电器出现问题时难以排查故障，导致电动车维修的困难。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种高压供电系统及电动车，其目的在于通过设置多个负极继电器，由此解决高压供电系统容易出现故障的技术问题。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种高压供电系统，包括蓄电池、第一负继电器，第二负继电器、充电正继电器以及放电行车正极模块；

所述第一负继电器的第一端作为所述供电系统的第一输入端，所述第一负继电器的第二端连接第二负继电器的第二端以及蓄电池的负极，所述蓄电池的正极连接所述充电正继电器的第一端以及放电行车正极模块的第一端，所述充电正继电器的第二端作为所述供电系统的第二输入端，所述放电行车正极模块的第二端连接所述第二负继电器的第一端。

优选地，所述蓄电池包括串联的蓄电电源和手动维护开关，所述蓄电电源的负极作为所述蓄电池的负极，所述蓄电电源的正极连接所述手动维护开关的第一端，所述手动维护开关的第二端作为所述蓄电池的正极。

优选地，所述高压供电系统还包括控制模块，所述控制模块的第一输出端连接第一负继电器的控制端，第二输出端连接第二负继电器的控制端，第三输出端充电正继电器的控制端，第四输出端连接放电行车正极模块的控制端。

优选地，所述充电正继电器上并联有预检电路。

作为进一步优选地，所述预检电路包括预检继电器和预检电阻，所述预检继电器的第一端连接所述充电正继电器的第一端，所述预检继电器的第二端连接所述预检电阻的第一端，所述预检电阻的第二端连接所述充电正继电器的第二端。

优选地，所述高压供电系统还包括第三负继电器、加热正继电器和加热电阻，所述第三负继电器的第一端连接所述蓄电池的负极，所述第三负继电器的第二端连接所述加热电阻的第一端，所述加热电阻的第二端连接所述加热正继电器的第一端，所述加热正继电器的第二端连接所述蓄电池的正极。

优选地，所述放电行车正极模块包括并联的温度调节装置，变压器以及交流电转换装置；其中，所述温度调节装置包括加热器、空调、PTC继电器、空调继电器；所述PTC继电器和所述空调继电器的第二端相连，共同作为所述放电行车正极模块的第一端，所述加热器的输入端与所述空调的输入端相连，共同作为所述放电行车正极模块的第二端，所述加热器的输出端连接所述PTC继电器的第一端，所述空调的输出端连接所述空调继电器的第一端。

作为进一步优选地，所述高压供电系统还包括第一高压盒和第二高压盒，所述第一负继电器、第二负继电器、充电正继电器以及加热电阻设置于第一高压盒内，所述放电行车正极模块设置于第二高压盒内。

按照本实用新型的另一方面，还提供了一种包括上述高压供电系统的电动车。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于设置多个负极继电器，能够取得下列有益效果：

1、通过在充电回路和放电行车回路设置不同的负极继电器，避免了负级继电器的粘连损坏，降低了继电器的故障率，提高了整车充电和放电过程中安全性；

2、通过在放电加热回路设置单独的继电器，提高了放电加热过程中加热失控故障保护的有效性；

3、通过在充电回路、放电行车回路和放电加热回路设置不同的负极继电器，出现故障时可以针对性的断开相应的继电器，提高了故障排查的精确度，便于高压电器部件的维护；

4、通过把放电行车正极模块和其它的继电器放置在不同的高压盒内，减小了整车单个部件的体积，便于整车布置；

5、通过在充电正继电器上并联预检电路，确保充电正继电器在闭合的瞬间，不带载闭合导致充电正继电器出现粘连故障，增加了整个系统的安全性。

附图说明

图1是现有技术电动车供电系统的结构示意图；

图2是本实用新型电动车供电系统的结构示意图；

图3是本实用新型放电行车回路的结构示意图；

图4是本实用新型放电电池加热回路的结构示意图；

图5是本实用新型充电回路的结构示意图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：K1-加热正继电器，K2-第三负继电器，K3-预检继电器，K4-充电正继电器，K5-第二负继电器，K6-第一负继电器，K7-预充继电器，K8-主正继电器，K9-PTC继电器，K10-空调继电器，R1-加热电阻，R2-预检电阻，R3-预充电阻，DCAC1-油泵控制器，DCAC2-电机控制器，DCAC3-上装，A-空调，PTC-加热器，DCDC-变压器，BMS-电池管理系统，VCU-整车控制器，MSD-手动维护开关，BDU-第一高压盒，PDU-第二高压盒，AIOC-多合一控制器。

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，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型公开的提供了一种高压供电系统，包括蓄电池、第一负继电器K6，第二负继电器K5、充电正继电器K4以及放电行车正极模块；

所述第一负继电器K6的第一端作为所述供电系统的第一输入端，所述第一负继电器K6的第二端连接第二负继电器K5的第二端以及蓄电池的负极，所述蓄电池的正极连接所述充电正继电器K4的第一端以及放电行车正极模块的第一端，所述充电正继电器K4的第二端作为所述供电系统的第二输入端，所述放电行车正极模块的第二端连接所述第二负继电器K5的第一端。

其中，所述蓄电池包括串联的蓄电电源和手动维护开关MSD，所述蓄电电源的负极作为所述蓄电池的负极，所述蓄电电源的正极连接所述手动维护开关MSD的第一端，所述手动维护开关MSD的第二端作为所述蓄电池的正极。

其中，所述充电正继电器K4上并联有预检电路；所述预检电路包括预检继电器K3和预检电阻R2，所述预检继电器K3的第一端连接所述充电正继电器K4的第一端，所述预检继电器K3的第二端连接所述预检电阻R2的第一端，所述预检电阻R2的第二端连接所述充电正继电器K4的第二端。

其中，所述放电行车正极模块包括并联的温度调节装置，变压器以及交流电转换装置；所述变压器用于将所述蓄电池提供的高压直流电转换为整车用低压电；所述温度调节装置包括加热器PTC、空调A、PTC继电器K9、空调继电器K10；所述PTC继电器K9和所述空调继电器K10的第二端相连，共同作为所述放电行车正极模块的第一端，所述加热器PTC的输入端与所述空调A的输入端相连，共同作为所述放电行车正极模块的第二端，所述加热器PTC的输出端连接所述PTC继电器K9的第一端，所述空调A的输出端连接所述空调继电器K10的第一端；所述交流电转换装置包括主正继电器K8以及油泵控制器DCAC1，电机控制器DCAC2和上装，所述油泵控制器DCAC1，电机控制器DCAC2和上装DCAC3并联后与主正继电器K8串联，所述油泵控制器DCAC1，电机控制器DCAC2和上装DCAC3的输入端共同作为所述交流电转换装置的第二端，所述油泵控制器DCAC1、电机控制器DCAC2和上装DCAC3的输出端共同连接主正继电器K8的第一端，所述主正继电器K8的第二端作为所述交流电转换装置的第一端；所述主正继电器K8上并联有预充电路，所述预充电路包括预充继电器K7和预充电阻R3，所述预充电阻R3的第一端连接所述主正继电器K8的第一端，所述预充电阻R3的第二端连接预充继电器K7的第一端，所述预充继电器K7的第二端连接主正继电器K8的第二端。

所述高压供电系统还包括第三负继电器K2、加热正继电器K1和加热电阻R1，所述第三负继电器K2的第一端连接所述蓄电池的负极，所述第三负继电器的第二端连接所述加热电阻R1的第一端，所述加热电阻R1的第二端连接所述加热正继电器K1的第一端，所述加热正继电器K1的第二端连接所述蓄电池的正极。

所述高压供电系统还包括控制模块，所述控制模块包括电池管理系统BMS、整车控制器VCU和多合一控制器(AllIn One Controller,AIOC)，电池管理系统BMS的第一输出端连接第二负继电器K5的控制端，第二输出端连接第一负继电器K6的控制端，第三输出端连接加热正继电器K1的控制端，第四输出端连接充电正继电器K4的控制端，第五输出端连接预检继电器K3的控制端，整车控制器VCU的第一输出端连接多合一控制器AIOC的控制端，第二输出端连接PTC继电器K9的控制端，第三输出端连接空调继电器K10的控制端，第四输出端连接油泵控制器DCAC1的控制端，第五输出端连接电机控制器DCAC2的控制端，第六输出端连接BMS的控制端，第七输出端连接变压器DCDC的控制端，多合一控制器AIOC的第一输出端连接预充继电器K7的控制端，第二输出端连接主正继电器K8的控制端。

所述高压供电系统还包括第一高压盒BDU和第二高压盒PDU，所述加热正继电器K1、第三负继电器K2、预检继电器K3、充电正继电器K4、第一负继电器K6、第二负继电器K5、加热电阻R1、预检电阻R2、电池管理系统BMS和手动维护开关MSD设置于第一高压盒内BDU，所述预充继电器K7、主正继电器K8、PTC继电器K9、空调继电器K10、预充电阻R3、多合一控制器AIOC、油泵控制器DCAC1、电机控制器DCAC2、上装DCAC3-，空调A和加热器PTC设置于第二高压盒内PDU。

实施例1

本实施例涉及的技术术语含义如下：

电池包(Pack)——用于放置作为新能源车的主要供电装置和储能装置的蓄电池。

手动维护开关MSD——设置于高压回路与蓄电池之间，用于在进行手动维护时，切断高压回路与电池包之间的连接。

变压器DCDC，即DCDC控制器——用于将蓄电池提供的高压直流电转换为整车用低压电的装置。

油泵控制器DCAC1——用于将蓄电池提供的高压直流电转换为整车转向油泵电机使用的交流电。

电机控制器DCAC2——用于将蓄电池提供的高压直流电转换为整车驱动电机使用的三相交流电。

上装DCAC3——整车上其他DCAC装置的一个统称，主要是将蓄电池提供的高压直流电转换为整车其他电机使用的交流电的控制装置。

相对于现有技术，本实用新型的元件组成变化如下：

1、原本的主负继电器作为第二负继电器K5，在供电系统的第一输入端(即电池包中蓄电池的负极)，增加了充电负继电器即第一负继电器K6；

2、在供电系统的第二输入端(即电池包中蓄电池的正极)，在充电正继电器K4两端以并联方式增加了预检继电器K3、预检电阻R2，其中预检继电器K3和预检电阻R2为串联方式连接；

3、在放电加热回路，增加了加热负继电器即第三负继电器K2。

4、整个高压架构外部结构上主要分为三个大的部分：电箱、BMS高压盒即第一高压盒BDU、整车高压盒即第二高压盒PDU；其中，手动维护开关MSD、预检继电器K3、预检电阻R2、充电正继电器K4、加热正继电器K1、加热电阻R1、BMS控制器、加热负继电器K2、主负继电器K6、充电负继电器K6设置于BMS高压盒内，并由电池管理系统BMS控制；整车控制器VCU、预充继电器K7、预充电阻R3、主正继电器K8、PTC继电器K9、空调继电器K10、多合一控制器AIOC设置于整车高压盒PDU里，整车控制器VCU直接硬线控制PTC继电器K9和空调继电器K10，多合一控制器AIOC接收报文后，硬线控制预充继电器K3和主正继电器K8，并报文控制变压器。

本实用新型在实施放电行车回路功能时，结构和信号传输过程如图3所示，具体包括：

①电池包内的蓄电池正极连接手动维护开关MSD；

②预充继电器K7与预充电阻K3串联再与主正继电器K8并联；

③油泵控制器DCAC1、电机控制器DCAC2、上装DCAC3三者并联；

④PTC继电器K9与加热器PTC串联；

⑤空调继电器K10与空调A串联；

⑥将②③④⑤所述模块及变压器DCDC并联；

⑦手动维护开关MSD后端与⑥中所述模块输入端相连，⑥中所述模块输出端与放电负继电器K5前端相连；

⑧放电负继电器K5输出端与电池包内的蓄电池负极相连接。

本实用新型在实施放电加热回路功能时，结构和信号传输过程如图4所示，具体包括：

①电池包内的蓄电池正极与手动维护开关MSD输入端相连接；

②手动维护开关MSD输出端与加热正继电器K1输入端连接；

③加热正继电器K1输出端与加热电阻R1输入端连接；

④加热电阻R1输出端与加热负继电器K2输入端连接；

⑤加热负继电器K2输出端与电池包内的蓄电池负极连接。

其中，加热电阻R1靠近电池包，通电后可为电池包加热使用，加热正继电器K1和加热负继电器K2，通过协同闭合和断开来控制放电加热回路供电。

本实用新型在实施充电回路功能时，结构和信号传输过程如图5所示，具体包括：

①电池包内的蓄电池正极与手动维护开关MSD输出端相连接；

②手动维护开关MSD输入端与充电正继电器K4输出端连接；

③充电正继电器K4输入端与外部电源的正极相连接；

④预检继电器K3与预检电阻R2串联后，并联在充电正继电器K4两端；

⑤外部电源的负极与充电负继电器K6输出端连接；

⑥充电负继电器K6输入端与电池包内的蓄电池负极连接。

其中，预检继电器K3、预检电阻R2以及充电正继电器K4，通过协同闭合和断开来完成蓄电池充电预充过程，充电负继电器K6协同上述三个部件，一同对整个充电回路进行控制。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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的保护范围之内。