一种汽车用智能型高压控制盒的制作方法

本发明涉及一种汽车用智能型高压控制盒。

背景技术：

随着国家对电动车的大力推行，高压安全问题越来越受到重视。高压部件的高压电供给都通过高压配电盒管理分配，为保证乘客人身安全、电气设备正常工作以及车辆安全运行，高压配电盒对整车电源的检测管理起着至关重要的作用。目前市场上高压配电盒，存在以下问题：线束数量多，易受车内外电磁干扰，引起继电器误动作；缺少内部元件自检功能；高压盒大多采用钣金设计，上下盖采用平面橡胶平垫片密封，壳体强度低易变性，防护等级低；上下盖被橡胶垫隔离，电磁兼容性能不满足汽车要求。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足之处，本发明提供一种汽车用智能型高压控制盒，其盒体铝合金铸造，盒体与上盖采用o形橡胶圈密封，防护等级达ip67；pcb板集成高低压线束；具有绝缘检测功能、铜排连接点温度检测功能、高压继电器故障检测功能；满足汽车电磁兼容。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种汽车用智能型高压控制盒，其特征在于，包括铝合金铸造的盒体、上盖，该盒体内具有固定于pcb板上的：高压控制模块、dcdc继电器、慢充继电器、快充继电器、预充继电器、空调继电器、主正继电器、快充正连接器、快充负连接器、电控正连接器、电控负连接器、动力电池连接器、慢充连接器、空调连接器、低压插头、盖控制开关、正极铜排温度传感器、负极铜排温度传感器，其中所述慢充连接器集成dcdc连接端口，所述空调连接器集成ptc连接端口；

所述动力电池连接器通过高压线束连接所述快充正连接器、快充负连接器、电控正连接器、电控负连接器、慢充连接器、空调连接器，其中间电路上分别连接所述快充继电器、主正继电器、慢充继电器、dcdc继电器、空调继电器，并通过动力电池与上述连接器连接的用电器形成高压供电回路；

所述高压控制模块通过低压线束连接所述dcdc继电器、慢充继电器、快充继电器、预充继电器、空调继电器、主正继电器；所述高压控制模块还通过高压线束连接所述预充继电器、慢充继电器和快充继电器的高压输出端；

所述动力电池连接器、低压插头、盖控制开关、正极铜排温度传感器、负极铜排温度传感器均连接于所述高压控制模块；

所述高压控制模块包括第一主控芯片、第二主控芯片、串口隔离芯片、继电器驱动芯片；所述第一主控芯片与第二主控芯片通过串口隔离芯片双向连接；所述第一主控芯片与所述继电器驱动芯片输入端连接；所述第一主控芯片与can隔离收发器双向连接；所述第一主控芯片输入端通过运放电路连接有光耦合器，所述第二主控芯片高压输入端设有分压运放隔离电路。

进一步地，所述预充继电器的高压电路输入端串联预充电阻后与所述主正继电器高压电路并联。

进一步地，所述低压插头集成有12v正极常电、12v负极、can高位、can低位、on挡唤醒和充电唤醒六个端口。

进一步地，所述dcdc继电器、慢充继电器、快充继电器、预充继电器、空调继电器、主正继电器的高压输入端分别连接有熔断器。

进一步地，所述盒体与所述上盖之间采用o型橡胶圈密封；所述盖控制开关设置于所述盒体与上盖扣合位置。

进一步地，所述高压线束为铜排。

进一步地，所述正极铜排温度传感器、负极铜排温度传感器为贴片温度传感器。

进一步地，第一主控芯片和第二主控芯片为飞思卡尔d60芯片，所述串口隔离芯片为adum1401wsrwz型隔离芯片，所述继电器驱动芯片为bts723gw型驱动芯片。

进一步地，所述pcb板的四个角固定于所述盒体内。

本发明的有益效果包括：防护等级达到ip67，满足汽车电磁兼容，开盖断电保证检修人员安全，实时检测铜排连接点温度，提前预警，对继电器触点进行粘连和开路检测，可持续的进行故障自诊断，为维修排查故障提供依据。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的电路原理图；

图3是本发明的高压控制模块结构原理图；

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本发明。

一种如图1至图2所示的一种汽车用智能型高压控制盒，其结构包括铝合金一体铸造成型的盒体1和上盖，以及盒体内固定于pcb板上的：高压控制模块2、dcdc继电器k5、慢充继电器k2、快充继电器k1、预充继电器k4、空调继电器k6、主正继电器k3、快充正连接器3a、快充负连接器3b、电控正连接器4a、电控负连接器4b、动力电池连接器5、慢充连接器6、空调连接器7、低压插头8、盖控制开关9、正极铜排温度传感器10、负极铜排温度传感器11，其中所述慢充连接器6集成dcdc连接端口，所述空调连接器7集成ptc连接端口。pcb板的四个角设有安装孔，且通过安装孔固定在盒体1内。

动力电池连接器5用于外接动力电池，如图2所示动力电池连接器5通过高压线束连接快充正连接器3a、快充负连接器3b、电控正连接器4a、电控负连接器4b、慢充连接器6、空调连接器7，其中动力电池连接器5与快充正连接器3a之间连接快充继电器k1；动力电池连接器5与慢充连接器6正极端之间连接慢充继电器k2；动力电池连接器5与慢充连接器6集成的dcdc端口正极电路之间连接dcdc继电器k5；动力电池连接器5与空调连接器7之间连接空调继电器k6。进一步地，快充继电器k1高压输入端连接有规格为400v/200a的快充熔断器f1；慢充继电器k2高压输入端连接有规格为400v/30a的慢充熔断器f2；预充继电器k4的高压电路输入端串联预充电阻r1后与主正继电器k3的高压电路并联，且在并联电路的前端连接有规格为400v/400a的主熔断器f3；dcdc继电器k5高压输入端连接有规格为400v/10a的dcdc熔断器f4；空调继电器k6高压输出端并联有规格为400v/15a的空调压缩机熔断器f5和规格为400v/30a的ptc熔断器f6。

高压控制模块2通过低压线束连接dcdc继电器k5、慢充继电器k2、快充继电器k1、预充继电器k4、空调继电器k6、主正继电器k3，并根据vcu和bms的指令控制继电器的通断。高压控制模块2还通过高压线束连接预充继电器k4、慢充继电器k2和快充继电器k1的高压端，其目的在于检测继电器触点状态和检测充电电压。其中高压线束和低压线束分别集成与pcb上且互不干扰。

动力电池连接器5、低压插头8、盖控制开关9、正极铜排温度传感器10以及负极铜排温度传感器11均直接连接于高压控制模块2，其中低压插头集成了：12v正极常电、12v负极、can-h、can-l、on挡唤醒和充电唤醒六个端口。

如图3所示高压控制模块主要由第一主控芯片201、第二主控芯片202、串口隔离芯片203、继电器驱动芯片204以、光耦合器205、can隔离收发器206组成。第一主控芯片201和第二主控芯片202均采用飞思卡尔d60芯片，同时选用型号为adum1401wsrwz型的串口隔离芯片203。继电器驱动芯片204型号选用bts723gw型驱动芯片。第一主控芯片201用于连接低压，低压侧连接低压插头8。低压插头8功能包括12v常电供电，休眠唤醒，总线通讯，其中唤醒功能有on挡唤醒和充电唤醒，输入电压均为12v。第一主控芯片201通过继电器驱动芯片204控制继电器通断。另外输入端通过光耦合器以及运放电路排除干扰。第二主控芯片202为高压侧，用于连接继电器高压端以及动力电池连接器5的高压电路。高压电经过分压运放隔离电路将检测信号输入到第二主控芯片202，由第二主控芯片202进行数据处理后通过串口隔离芯片203与第一主控芯片201进行相互通讯。

如图1至3所示的一种汽车用智能型高压控制盒内置高级算法，包括基于数学模型的统计算法和有源式绝缘电阻检测法，可以准确实时的检测高压系统的绝缘电阻，以及实时检测预充继电器k4、慢充继电器k2和快充继电器k1的触点状态，并将继电器的粘连或者开路故障报告通过can隔离收发器发送至整车控制器，保证整车上下电安全和驾乘人员安全，提醒驾乘人员安全操作，提前更换故障零部件，减少故障引起的其他非必要损失。高压控制模块2连接的正极铜排温度传感器10和负极铜排温度传感器11可以实时监测正极汇流铜排和负极汇流铜排的温度，并将温度信息发送至高压控制模块2，经过模块内置参数进行比对后，再将结果数据发送至整车控制系统，可以分析出由压接点松动、继电器触点粘连等引起的温升故障。同时高压控制模块2适于uds诊断，为故障排查提供依据。

为了满足汽车电池兼容，本发明采用了o型橡胶密封圈，盒体1与上盖金属全密封，同时防护等级达到ip67。为保证检修人员的安全本发明还设计了盖控制开关9，该盖控制开关9与高压控制模块2相连，具有高压互锁检测功能，即当本实施例中的高压控制盒上盖打开时，高压控制模块2控制断开所有高压回路，以保证操作人员的安全。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。