专利名称：电动汽车用高压配电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电动汽车用高压配电系统。
背景技术：
电动汽车是指以车载动力电池为动力,用电机驱动车轮行驶的车辆。动力电池为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将动力电池的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。在电动汽车中，其电气设备远多于传统车辆。因此，在整车除了低压控制系统外，还有高压输电系统。电动汽车中的很多元器件工作电压高达几百伏，电流则高达几十安，甚至上百安，因而，在电动汽车中引入高压配电系统是必须的。高压配电系统主要是控制由高压驱动的电气设备的通断，实现低压控制高压，提高车辆的安全性和保障车辆的正常行驶。现有技术中高压配电系统都比较复杂，且存在安全隐患，尤其是DC/DC转换器在电机供电和动力电池充电两种状态下不能都得到高压供电，存在着安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中DC/DC转换器在电机供电和动力电池充电两种状态下不能都得到高压供电，存在着安全隐患的缺陷，提供一种可以使DC/DC转换器在上述两种状态下均能得到高压供电的电动汽车用高压配电系统。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种电动汽车用高压配电系统，包括电磁继电器开关，以及均与其连接的充电机接触器、电机控制器供电接触器和DC/DC供电接触器；电机控制器供电接触器和充电机接触器均与DC/DC供电接触器连接；充电机接触器连接充电控制端，电磁继电器开关连接ACC控制端和充电控制端；在未接收到充电控制端的充电信号时，充电机接触器处于断开状态；在接收到充电控制端充电信号时，充电机接触器闭合为动力电池充电，电磁继电器开关的电磁线圈通电，电机控制器供电接触器由于其线圈断电而被断开，DC/DC供电接触器将会闭合为DC/DC转换器供电；在接收到ACC控制端的启动信号时，充电机接触器处于断开状态，电机控制器供电接触器闭合，动力电池将给电机控制器提供直流高压电，电磁继电开关的电磁线圈不会通电，但DC/DC供电接触器仍会闭合为DC/DC转换器供电。本发明所述的电动汽车用高压配电系统中，该系统还包括与暖风控制端连接的暖风供电接触器，与空调控制端连接的空调供电接触器，暖风供电接触器和空调供电接触器的控制线圈的负极均与电磁继电器开关的电磁线圈的负极连接实现低压共负极。本发明所述的电动汽车用高压配电系统中，充电机接触器、电机控制器供电接触器、DC/DC供电接触器、空调供电接触器和暖风供电接触器的控制线圈两端均并联一个二极管。
本发明所述的电动汽车用高压配电系统中，DC/DC供电接触器、空调供电接触器、暖风供电接触器和充电机接触器均连接有电流熔断器。本发明所述的电动汽车用高压配电系统中，该系统还包括直流高压共负极端，电机控制器供电接触器、DC/DC供电接触器、空调供电接触器、暖风供电接触器和充电机接触器的负极均与直流高压共负极端连接。本发明所述的电动汽车用高压配电系统中，与直流高压共负极端连接的大电流接口通过铜条连接，其相对小电流接口通过选择合适导线与铜条连接，以此方式实现高压共负。本发明所述的电动汽车用高压配电系统中，该系统设置在配电盒中，该配电盒的一侧面板上安装有具有防差错功能的连接器，该系统通过连接器与外围部件连接。
本发明产生的有益效果是本发明在未接收到充电控制端的充电信号时，充电机接触器处于断开状态；在接收到充电控制端充电信号时，充电机接触器闭合为动力电池充电，电磁继电器开关的电磁线圈通电，电机控制器供电接触器由于其控制线圈断电而断开，DC/DC供电接触器将会闭合为DC/DC转换器供电；在接收到ACC控制端的启动信号时，充电机接触器处于断开状态，电机控制器供电接触器闭合，动力电池将给电机控制器提供直流高压电，电磁继电开关的电磁线圈不会通电，但DC/DC供电接触器仍会闭合为DC/DC转换器供电。本发明可实现动力电池充电和电机供电的互锁，并使DC/DC转换器在电机供电和动力电池充电两种状态下均能得到高压供电，从而消除了安全隐患。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图I为本发明实施例电动汽车用高压配电系统的电气原理不意图；图2为本发明实施例设有电动汽车用高压配电系统的高压配电盒柜内部结构布置不意图；图3为高压配电盒正面接口示意图。图中I电磁继电器开关2、4、6、8、10 二极管3电机控制器供电接触器5 DC/DC供电接触器7空调供电接触器9暖风供电接触器11充电机接触器13预充电阻12、14、15、16、17 电流熔断器18充电控制端19暖风控制端20空调控制端21 ACC 控制端
22预充反馈23 二次火正24 二次火负25电机控制器高压供电端正极26电机控制器高压供电端负极27 DC/DC供电端正极28 DC/DC供电端负极29车载空调供电端正极
30车载空调供电端负极31暖风供电端正极32暖风供电端负极33交流充电端正极34交流充电端负极35直流充电端正极36直流充电端负极37高压母线正极38高压母线负极39绝缘板40、51褐色圆柱形绝缘端子41、46、49、50、52 铜条42、43、44、45、47、48 红色绝缘端子53高压配电盒54高压母线正极供电端连接器55直流充电端正极连接器56电机控制器高压供电端正极连接器57直流高压共负极端连接器58交流充电连接器59 DC/DC直流供电连接器60空调供电连接器61暖风供电连接器62七孔控制信号连接器
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。如图I所示，本发明实施例的电动汽车用高压配电系统包括电磁继电器开关1，以及均与其连接的充电机接触器11、电机控制器供电接触器3和DC/DC供电接触器5 ；电机控制器供电接触器3和充电机接触器11均与DC/DC供电接触器5连接；充电机接触器11连接充电控制端18，电磁继电器开关I连接ACC控制端21和充电控制端18 ；在未接收到充电控制端的充电信号时，充电机接触器11处于断开状态；在接收到充电控制端18的充电信号时，充电机接触器11闭合为动力电池充电，电磁继电器开关I的电磁线圈通电，电机控制器供电接触器3由于其控制线圈断电而断开，DC/DC供电接触器5将会闭合为DC/DC转换器供电；在接收到ACC控制端21的启动信号时，充电机接触器11处于断开状态，电机控制器供电接触器3闭合，动力电池将给电机控制器提供直流高压电，电磁继电开关I的电磁线圈不会通电，但DC/DC供电接触器5仍会闭合为DC/DC转换器供电。由上述实施例可见，各接触器能够通过控制信号控制相应接触器的断合，动力电池充电和电机供电可实现互锁；DC/DC转换器在动力电池充电和电机供电两种状态下，均可得到高压供电。进一步地，在上述实施例的基础上，本发明实施例的系统还包括与暖风控制端10·连接的暖风供电接触器9，与空调控制端20连接的空调供电接触器7，暖风供电接触器9和空调供电接触器7的控制线圈的负极均与电磁继电器开关I的电磁线圈的负极连接实现低压共负极。进一步地，在上述实施例的基础上，该系统还包括直流高压共负极端，电机控制器供电接触器3、DC/DC供电接触器5、空调供电接触器7、暖风供电接触器9和充电机接触器11的负极均与共负端连接。在本发明的一个实施例中，与直流高压共负极端连接的大电流接口通过铜条连接，其相对小电流接口通过选择合适导线与铜条连接。进一步地，在上述实施例的基础上，DC/DC供电接触器5、空调供电接触器7、暖风供电接触器9和充电机接触器11均连接有电流熔断器。本发明实施例电动汽车用高压配电系统还包括预充电阻13、电流熔断器12、14、15、16、17，电流熔断器的数量与接触器的数量相同。如图I所示，本发明的一个较佳实施例中，充电机接触器11的一端连接电流熔断器17，电流熔断器17的另一端连接直流充电正极35和交流充电正极33 ;电机控制器供电接触器3的一端与预充电阻13的一端连接，并在这一端用如图2所示的铜条49引出接口(即电机控制器高压供电端正极25)与电机控制器连接；DC/DC供电接触器5 —端与预充电阻13的另一端相连，同时这一端还连接电流熔断器14的一端，电流熔断器14的另一端(DC/DC供电端正极27)与DC/DC转换器连接；暖风供电接触器9 一端与电流熔断器16连接，电流熔断器16的另一端(暖风供电正极31)与暖风系统连接；空调供电接触器7 —端与电流熔断器15相连，电流熔断器15的另一端(车载空调供电端正极29)与空调系统连接；充电机接触器11、电机控制器供电接触器3、DC/DC供电接触器5的另一端与一个较大的电流熔断器12的一端连接，该电流熔断器12的另一端与高压母线正极37连接；暖风供电接触器9、空调供电接触器7的另一端与DC/DC供电接触器5连接的电流熔断器14的一端连接。本发明的实施例中，每个接触器的控制线圈两端均并联一个二极管，用来消耗接触器电磁线圈断开时产生的自感电动势。每个二极管的正极与其相应接触器的线圈的负极相连，每个二极管负极与其相应的接触器的线圈的正极相连。充电机接触器11的二极管10正极与电磁继电器控制线圈的负极相连，二极管10负极与电磁继电器开关I的一个常开触点相连，同时与电磁继电器I的控制线圈的正极相连，并引出一根外接导线作为充电控制端18 ;电机控制器供电接触器3的二极管2的负极直接引出导线作为二次火正23，二极管2的正极与电磁继电器开关I的另一组常闭触点连接；DC/DC供电接触器5的二极管4正极与电磁继电器开关I线圈的负极相连，二极管4负极与电磁继电器开关I中已经连接了充电机继电器11的二极管10的该组开关的中间触点连接，并在该组触点的常闭触点端引出一条导线作为ACC控制端21 ;暖风供电接触器9的二极管8的正极与电磁继电器开关I线圈的负极相连，并且从二极管8的正极直接引出一根导线作为暖风控制端19 ;空调供电接触器7的二极管6的正极与电磁继电器开关I线圈的负极相连，并且从二极管6的正极直接引出一根导线作为空调控制端20;对于电磁继电器开关I线圈的负极也应当直接引出一个导线作为二次火负24。该电动汽车用高压配电系统设置在一高压配电盒53中，具有一定的防水、防尘和高绝缘的功能。该配电盒53的一侧面板上安装有具有防差错功能的连接器，该系统通过连接器与外围部件连接。如图2所示，系统的电器元件固定在一个绝缘板39上，从左到右电器元件具体为高压母线电流熔断器12、充电机接触器11、电机控制器供电接触器3、DC/DC 供电接触器5、空调供电接触器7、暖风供电接触器9、电磁继电器开关I ;其余四个电流熔断器14、15、16、17和预充电阻13与相应的接触器对应放置在下一排。本发明的一个实施例中，绝缘板49可放置固定在高压配电盒53的底面，各个弓I线将通过连接器54、55、56、57、58、59、60、61和62固定在高压配电盒53的外表面，这样就可以通过导线将电动汽车用高压配电系统的各个接口与相应的电气系统连接，同时定义各个接口的功能；所选的高压配电盒53为密封盒，其IP等级符合相关要求。高压母线电流熔断器12、充电机接触器11、电机控制器供电接触器3、DC/DC供电接触器5四者的并联端用铜条41连接，DC/DC供电接触器5与其相应的电流熔断器14用铜条46连接；高压母线正极37、高压母线负极38、直流充电端正极35、直流充电端负极36、电机控制器高压供电端正极25、电机控制器高压供电端负极26采用六个连接器54、55、56、57 (其中57包括三个连接器)连接，三个负极用一个铜条并联；交流充电端正极33、交流充电端负极34、DC/DC供电端正极27、DC/DC供电端负极28、空调供电端正极29、空调供电端负极30、暖风供电端正极31和暖风供电端负极32选用四个大于等于两芯的连接器58、59、60,61 ;对于信号导线选用一个七芯的连接器62，将与整车控制器连接，这些连接器全部布置在高压配电盒53的正面上。电动汽车用高压配电系统上的各个接口应当具有防差错的功能，除了三个直流高压共负极端连接器可以采用统一的型号，其他8个连接器的型号皆应不同，故连接器的选择至少具有9种不同的型号。本发明的工作原理为控制信号的电压均为12V。ACC控制端21控制DC/DC供电接触器5，预充反馈端22和二次火正极23两者同时控制电机控制器供电接触器3，空调控制端20控制空调供电接触器7，暖风控制端19控制暖风供电接触器9。充电机接触器11一般处于断开状态，当充电控制端18给予信号时，充电机接触器11闭合，电磁继电器开关I的电磁线圈通电，使得两组常闭触点跳到常开触点上，此时电机控制器供电接触器3由于其线圈断电而断开，DC/DC供电接触器5将会闭合，继续给DC/DC转换器供电。此装置可以实现动力电池充电和电机供电互锁，DC/DC转换器在电机供电和动力电池充电两种状态下均可以得到高压供电。在图I中虚线表示与直流高压共负极端连接的高压线，即所有高压线采用同一个负极点。从图I中可得，当充电机接触器11闭合时，电机控制器供电接触器3所在的线路会出现断开，故两者互锁。接口 ACC控制端21供高电平时，DC/DC供电接触器5会闭合，由于空调供电接触器7和暖风供电接触器9的一端与DC/DC供电接触器5的接出端相连，故只有在DC/DC供电接触器5工作的状态下，空调供电接触器7和暖风供电接触器9才能工作。分析图I可得充电机接触器11闭合时，DC/DC供电接触器5也会闭合，因此可得，DC/DC转换器在电池充电和电机供电时均能处于工作状态，空调系统和暖风系统也可以在两种状态下均工作。在图2中，给出了一种高压配电系统内部电器元件的结构布置图，所有电器元件均固定在绝缘板39上。电流熔断器12通过褐色圆柱形绝缘端子40、51支撑在绝缘板39上，电流熔断器14、15、16、17通过红色绝缘端子42、43、44、45、47、48支撑在绝缘板39上。电流熔断器12、充电机接触器11、电机控制器供电接触器3、DC/DC供电接触器5的共正极 端通过铜条41连接，电流熔断器12与高压母线正极供电端连接器54通过铜条52连接，电流熔断器17与直流充电端正极连接器55通过铜条50连接，电机控制器供电接触器3与电机控制器高压供电端正极连接器56通过铜条49连接，DC/DC供电接触器5与电流熔断器14通过铜条46连接。对于其他电路连接部分均采用导线连接，所使用导线线径根据所计算的电流大小选择。在图3中，由于高压配电系统与外界连接的都是高压电线、大电流，故所有接口都应当有防差错的功能。在该图中上面的六个连接器通过的电流较大，选择安费诺的专用小型电动汽车的连接器，共选用四个型号，其防插错的角度分别为90度、120度、135度、180度，其中与直流高压共负极端连接的三个连接器(即直流高压共负极端连接器57)均采用90度的，插座均为插针型。对于下排的连接器，前四个由于电流较小，故可选用威普的航插，交流充电连接器58为两芯的插孔式插座、DC/DC直流供电连接器45为两芯的插针式插座、空调供电连接器60为三芯的插孔式插座、暖风供电连接器64为三芯式插针式插座，七孔控制信号连接器62可选用威浦的七芯的插孔式插座。对于该插座定义I为正极，2为负极，三芯的另外一芯空出备用。本实例中所选择的电器元件的参数，是根据所匹配的车型及该车所选择的附件的参数计算所确定的。本发明实施例中的额定电压为336V，所匹配的电机控制器的额定电流为120A。对于匹配不同参数的车辆，可以在本发明实施例的基础上根据所需的电压和附件参数不同，计算选择电器元件的参数，采用相同的位置布置，选择适合大小和IP等级的配电盒，选择合适的铜条、导线连接，就可得到所需要的高压配电系统。本发明的电动汽车用高压配电系统，能够实现对直流充电、交流充电、电机供电、DC/DC供电、空调供电、暖风供电的控制；且能够实现充电和电机供电的互锁；另外本发明的电动汽车用高压配电系统，体积小，便于安装，防水、防尘较好，绝缘性能好。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种电动汽车用高压配电系统，其特征在于，包括电磁继电器开关，以及均与其连接的充电机接触器、电机控制器供电接触器和DC/DC供电接触器；电机控制器供电接触器和充电机接触器均与DC/DC供电接触器连接；充电机接触器连接充电控制端，电磁继电器开关连接ACC控制端和充电控制端； 在未接收到充电控制端的充电信号时，充电机接触器处于断开状态；在接收到充电控制端充电信号时，充电机接触器闭合为动力电池充电，电磁继电器开关的电磁线圈通电，电机控制器供电接触器由于其线圈断电而被断开，DC/DC供电接触器将会闭合为DC/DC转换器供电； 在接收到ACC控制端的启动信号时，充电机接触器处于断开状态，电机控制器供电接触器闭合，动力电池将给电机控制器提供直流高压电，电磁继电开关的电磁线圈不通电，但DC/DC供电接触器仍会闭合为DC/DC转换器供电。
2.根据权利要求I所述的电动汽车用高压配电系统，其特征在于，该系统还包括与暖风控制端连接的暖风供电接触器，与空调控制端连接的空调供电接触器，暖风供电接触器和空调供电接触器的控制线圈的负极均与电磁继电器开关的电磁线圈负极连接实现低压共负极。
3.根据权利要求2所述的电动汽车用高压配电系统，其特征在于，充电机接触器、电机控制器供电接触器、DC/DC供电接触器、空调供电接触器和暖风供电接触器的控制线圈两端均并联一个二极管。
4.根据权利要求3所述的电动汽车用高压配电系统，其特征在于，DC/DC供电接触器、空调供电接触器、暖风供电接触器和充电机接触器均连接有电流熔断器。
5.根据权利要求4所述的电动汽车用高压配电系统，其特征在于，该系统还包括直流高压共负极端，电机控制器供电接触器、DC/DC供电接触器、空调供电接触器、暖风供电接触器和充电机接触器的负极均与直流高压共负极端连接。
6.根据权利要求5所述的电动汽车用高压配电系统，其特征在于，与直流高压共负极端连接的大电流接口通过铜条连接，其相对小电流接口通过选择合适导线与铜条连接。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电动汽车用高压配电系统，其特征在于，该系统设置在配电盒中，该配电盒的一侧面板上安装有具有防差错功能的连接器，该系统通过连接器与外围部件连接。
全文摘要
本发明公开了一种电动汽车用高压配电系统，包括电磁继电器开关，以及均与其连接的充电机接触器、电机控制器供电接触器和DC/DC供电接触器；电机控制器供电接触器和充电机接触器均与DC/DC供电接触器连接；充电机接触器与充电控制端连接，电磁继电器开关与ACC控制端和充电控制端连接。本发明可实现动力电池充电和电机供电的互锁，并使DC/DC转换器在电机供电和动力电池充电两种状态下均能得到高压供电，从而消除了安全隐患。
文档编号B60R16/02GK102923070SQ20121041781
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者曹正策, 龙成冰, 杨芸芸 申请人:武汉理工通宇新源动力有限公司