一种新能源汽车高压配电的电子化集成系统的制作方法

本实用新型属于新能源汽车配电领域，具体涉及一种新能源汽车高压配电的电子化集成系统。

背景技术：

FC回路是由熔断器和接触器组成的组合电器，利用能够开断大范围短路故障电流的熔断器与可频繁操作接触器配合，用于电器产品的频繁启动、频繁投切。由于FC回路中熔断器的限流特性和快速切除故障能力，对电器产品的的伤害较小，因此开断性能适宜于电器产品的控制；其接触器动作无需储能，能够频繁快速动作，适宜于频繁操作。

现有的配电类产品FC回路绝大多数是通过高压接触器实现过载保护，具有能够频繁操作的优点。但是现有的高压接触器存在体积大、质量重的缺陷，对于系统产品来说，与贴片工艺相比较，现有的高压接触器组装起来较为繁琐。同时，高压接触器是通过机械触点接触进行电能传输，系统反应较慢，通常为毫秒级别。另外，高压接触器组装过程中是通过螺丝紧固，会存在触点粘连以及电连接不可靠的风险。

技术实现要素：

为了解决所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种新能源汽车高压配电的电子化集成系统，包括电池正极接口、电池负极接口、保护功能回路、PCB板、绝缘PP板、控制回路、电流检测回路、功能器件正极连接端口、功能器件负极连接端口以及冷却装置；所述保护功能回路由分流器、预充MOS管、预充电阻、MOSFET、熔断器组成；所述控制回路由DC/DC芯片、正极高压电路、负极高压电路、控制线路、低压控制端口组成；所述冷却装置由热管、散热器组成。所述PCB板设有内镶铜块；所述内镶铜块组成所述正极高压电路、所述负极高压电路；所述电流检测回路、所述控制线路通过蚀刻工艺蚀刻在所述PCB板的焊接面；所述MOS管、所述MOSFET焊接在所述内镶铜块上。所述电池正极接口、分流器、预充MOS管、预充电阻、MOSFET、熔断器、DC/DC芯片、功能器件正极连接端口贴装在所述PCB板的元件面，且与正极高压电路电连接；所述电池负极接口、功能器件负极连接端口贴装在所述PCB板的元件面，且与负极高压电路电连接。所述热管一端与PCB板的焊接面接触，另一端与散热器相连，将预充MOS管、MOSFET工作过程中产生的热量转移至散热器上。所述预充MOS管、所述MOSFET均与所述DC/DC芯片电连接，所述低压控制端口与控制器电连接，通过所述DC/DC芯片控制所述预充MOS管和所述MOSFET，实现对所述新能源汽车高压配电的电子化集成系统的控制。本实用新型有效解决了高压接触器上组装困难、反应时间比较慢、产品容易粘连、以及电连接不可靠性较高的问题，通过运用预充MOS管、MOSFET进行表面贴装，使得高压配电系统成本降低，组装工时减少，可靠性增加。

本实用新型所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本实用新型公开了一种新能源汽车高压配电的电子化集成系统，其特征在于：包括电池正极接口、电池负极接口、保护功能回路、PCB板、绝缘PP板、控制回路、电流检测回路、功能器件正极连接端口、功能器件负极连接端口以及冷却装置；

所述保护功能回路由分流器、预充MOS管、预充电阻、MOSFET、熔断器组成；

所述控制回路由DC/DC芯片、正极高压电路、负极高压电路、控制线路、低压控制端口组成；

所述功能器件正极连接端口包括快充正极连接端口、MCU正极连接端口、OBC正极连接端口、DC/DC正极连接端口、气泵正极连接端口、油泵正极连接端口、空调正极连接端口、PTC正极连接端口；

所述冷却装置由热管、散热器组成。

本实用新型中高压配电系统，将快充、MCU、OBC、DC/DC、气泵、油泵、空调、PTC等功能器件的端口集成到PCB板上，通过DC/DC芯片控制预充MOS管和MOSFET，进而实现对所述新能源汽车高压配电的电子化集成系统的控制。电流检测回路集成在PCB上，能够实时监控系统中电流大小和通断情况。采用表面贴装工艺进行元器件的组装，能够有效降低高压配电系统的制造成本，减少组装工时，增加其可靠性。本实用新型中采用热管配合散热器对系统进行热量转移。热管充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力，导热效率高。

进一步地，所述电池正极接口、所述分流器、所述预充MOS管、所述预充电阻、所述电池负极接口依次电连接组成电路干路；所述快充正极连接端口、所述MCU正极连接端口、所述OBC正极连接端口、所述DC/DC正极连接端口、所述气泵正极连接端口、所述油泵正极连接端口、所述空调正极连接端口、所述PTC正极连接端口分别与所述功能器件负极连接端口电连接组成快充支路、MCU支路、OBC支路、DC/DC支路、气泵支路、油泵支路、空调支路、PTC支路；所述快充支路、MCU支路、OBC支路、DC/DC支路、气泵支路、油泵支路、空调支路、PTC支路并联组成电路支路；所述电路支路设于所述预充电阻与所述电池负极接口之间。

进一步地，所述快充支路、MCU支路、OBC支路、DC/DC支路、气泵支路、油泵支路、空调支路、PTC支路上均设有所述熔断器和所述MOSFET；所述熔断器、所述MOSFET、所述功能器件正极连接端口依次电连接。熔断器、MOSFET、功能器件正极端口依次电连接，在使用过程中能对功能器件进行有效的保护，当电流过大时通过熔断器来保护电路，有效防止因电流过大而出现安全问题。

进一步地，所述预充MOS管与所述预充电阻电连接组成的电路上并联有所述MOSFET；所述功能器件负极连接端口与所述电池负极接口之间串联有所述MOSFET。

进一步地，所述PCB板设有内镶铜块；所述内镶铜块组成所述正极高压电路、所述负极高压电路；所述电流检测回路、所述控制线路通过蚀刻工艺蚀刻在所述PCB板的焊接面。电流检测回路能够实时监控系统中电流大小和通断情况。控制线路导通DC/DC芯片、正极高压电路、负极高压电路、低压控制端口，组成控制回路。

进一步地，所述预充MOS管、所述MOSFET焊接在所述内镶铜块上。在实际生产过程中，为了内镶铜块外露，采用电铸铜工艺对内镶铜块进行加厚处理，进而方便预充MOS管和MOSFET的安装。

进一步地，所述电池正极接口、分流器、预充MOS管、预充电阻、MOSFET、熔断器、DC/DC芯片、功能器件正极连接端口贴装在所述PCB板的元件面，且与正极高压电路电连接；所述电池负极接口、功能器件负极连接端口贴装在所述PCB板的元件面，且与负极高压电路电连接。

进一步地，所述绝缘PP板设于所述PCB板与所述冷却装置之间；所述热管一端与所述PCB板的焊接面接触，通过所述绝缘PP板固定，另一端与所述散热器相连。热管与PCB板的焊接面接触，优选与PCB板的焊接面上的铜皮接触，能高效转移系统工作过程中产生的热量。

进一步地，所述功能器件正极连接端口与功能器件的正极电连接；所述功能器件负极连接端口与功能器件的负极电连接。将功能器件接入电子化集成系统，使得功能器件正常工作。

进一步地，所述预充MOS管、所述MOSFET均与所述DC/DC芯片电连接；所述低压控制端口与控制器电连接，控制器通过所述DC/DC芯片控制所述预充MOS管和所述MOSFET，实现对所述新能源汽车高压配电的电子化集成系统的控制。该控制方法反应快，元器件响应迅速，可靠性高。

本实用新型具有以下优点：

1. 本实用新型中元器件以贴装的方式安装在PCB板上，组装过程方便，能够减少组装工时，降低成本。

2. 本实用新型以分流器、预充MOS管、预充电阻、MOSFET、熔断器组成保护功能回路，通过DC/DC芯片控制预充MOS管和MOSFET，完成开关动作，进而控制整个高压配电系统，该系统反应速度快，可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型中新能源汽车高压配电的电子化集成系统的结构示意图。

图2为本实用新型中新能源汽车高压配电的电子化集成系统的剖面结构示意图。

图3为本实用新型中新能源汽车高压配电的电子化集成系统原理图。

图中：1、PCB板；2、绝缘PP板；3、散热器；4、热管；101、电池正极接口；102、分流器；103、预充MOS管；104、预充电阻；105、熔断器；106、MOSFET；107、MCU正极连接端口；108、快充正极连接端口；109、OBC正极连接端口；110、DC/DC正极连接端口；111、气泵正极连接端口；112、油泵正极连接端口；113、空调正极连接端口；114、PTC正极连接端口；115、功能器件负极连接端口；116、电池负极接口；117、DC/DC芯片；118、低压控制端口；119、内镶铜块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。

本实施例中新能源汽车高压配电的电子化集成系统结构如附图1、附图2所示，包括PCB板1，绝缘PP板2，散热器3，热管4，设于PCB板1中的内镶铜块119。预充MOS管103、MOSFET 106焊接在内镶铜块119上。

所述内镶铜块119组成正极高压电路和负极高压电路（图中未标出）；所述电池正极接口101、分流器102、预充MOS管103、预充电阻104、MOSFET 106、熔断器105、DC/DC芯片117、MCU正极连接端口107；快充正极连接端口108；OBC正极连接端口109； DC/DC正极连接端口110；气泵正极连接端口111；油泵正极连接端口112；空调正极连接端口113；PTC正极连接端口114贴装在所述PCB板1的元件面，且与所述正极高压电路电连接；所述电池负极接口116、功能器件负极连接端口115贴装在所述PCB板1的元件面，且与所述负极高压电路电连接。

所述绝缘PP板2设于所述PCB板1与冷却装置之间，所述冷却装置包括散热器3和热管4，所述热管4一端与所述PCB板1的焊接面接触，通过所述绝缘PP板2固定，另一端与所述散热器3相连，转移系统工作过程中产生的热量。

本实施例中新能源汽车高压配电的电子化集成系统的工作原理如附图3所示。所述电池正极接口101、所述分流器102、所述预充MOS管103、所述预充电阻104、所述电池负极接口116依次电连接组成电路干路；所述快充正极连接端口108、所述MCU正极连接端口107、所述OBC正极连接端口109、所述DC/DC正极连接端口110、所述气泵正极连接端口111、所述油泵正极连接端口112、所述空调正极连接端口113、所述PTC正极连接端口114分别与所述功能器件负极连接端口115电连接组成快充支路、MCU支路、OBC支路、DC/DC支路、气泵支路、油泵支路、空调支路、PTC支路；所述快充支路、MCU支路、OBC支路、DC/DC支路、气泵支路、油泵支路、空调支路、PTC支路并联组成电路支路；所述电路支路设于所述预充电阻104与所述电池负极接口116之间。

所述快充支路、MCU支路、OBC支路、DC/DC支路、气泵支路、油泵支路、空调支路、PTC支路上均设有所述熔断器105（附图3中熔断器105分别标注为FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6、FU7、FU8、）和所述MOSFET 106；所述熔断器105、所述MOSFET 106、所述功能器件正极连接端口依次电连接。当电流过大时通过熔断器来保护电路，有效防止因电流过大而出现安全问题。

所述预充MOS管103与所述预充电阻104电连接组成的电路上并联有所述MOSFET 106；所述功能器件负极连接端口115与所述电池负极接口116之间串联有所述MOSFET 106。

所述PCB板1的焊接面通过蚀刻工艺蚀刻出电流检测回路和控制线路（图中未标出），所述电流检测回路能实时检测系统线路中电流大小和通断情况。控制线路导通所述DC/DC芯片117、正极高压电路、负极高压电路、低压控制端口118，组成所述控制回路；所述预充MOS管103、所述MOSFET 106均与所述DC/DC芯片117电连接；所述低压控制端口118与控制器电连接，控制器通过所述DC/DC芯片117控制所述预充MOS管103和所述MOSFET 106，实现对所述新能源汽车高压配电的电子化集成系统的控制。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型实施例技术方案的范围。