一种纯电动客车动力配电单元的制作方法

[0001]
本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种纯电动客车动力配电单元。


背景技术：

[0002]
随着能源紧缺、石油涨价、城市环境污染的日益严重，调整汽车产业结构，发展新能源汽车已刻不容缓。
[0003]
随着新能源领域不断发展，电动汽车行业取得了长足的进步。动力控制系统（pcu）是电动汽车的整车核心零部件系统，担负着控制、运算、信号转换处理、故障诊断、通信和驱动等多项功能，其根据驾驶员的意图和行驶工况，实时进行合理的动力分配并协调各部件间的能量流动，以提高整车的动力性、安全性和高效性。
[0004]
在一般新能源车辆，尤其是乘用车，最基本的能量链应当包含：动力电池单元，动力配电单元（pdu：power distribution unit），主电机，电机控制器，以及其他附件等。
[0005]
动力电池单元作为电动汽车的核心部件之一，动力电池单元主要实现能量的输出及控制，内部包含有：成组的电池电芯（battery），作为最基本的储能单元；电池管理系统从板（lecu）：（localelectrical control unit），实现单体电池数据采集；电池模块管理单元 （bmu）：（batterymanagement unit），实现soc（state of charger：荷电状态）估算，热管理控制等；电压互感器和电流传感器对输出电压、电流的采集和转化输出，为电池管理系统提供数据；电源分配模块（edm：electrical distribution module），输出接触器的控制，预充电管理；电池均衡模块（mbb：monitorbalance board），自动实现电池单体间的均衡。
[0006]
传统的动力配电单元（pdu）实现能量的分配和保护，主要包含：高压接触器、保险丝、高压连接器等，主要实现高压电源的分配和保护，但是由于动力配电单元（pdu）功能简单，因此一般不包含控制功能，内部包含的接触器的控制由整车控制器完成。一般情况下，动力配电单元（pdu）和整车控制器系统是独立的，而且功能上互有侧重。
[0007]
目前，动力配电单元（pdu）主要是由总正继电器、总负继电器、预充继电器和充电继电器控制高压系统的充放电，现有的动力配电单元（pdu）的pdu主回路通断由一个总正继电器进行控制，总正继电器失效会导致整个动力系统故障，而且控制源单一，安全性差；且
[0008]
pdu需匹配不同的动力部件，如电机控制器等。动力部件通用性功能在pdu集成度低，pdu兼容性低，通用性不强。


技术实现要素：

[0009]
本实用新型是为了克服现有技术中动力部件通用性功能在pdu集成度低，pdu兼容性低，通用性不强的技术问题，提供一种纯电动客车动力配电单元，通过在动力配电单元pdu主回路增加一个主正继电器，增加动力配电单元的安全性，通过在动力配电单元pdu中增加绝缘监测功能，将绝缘监测模块独立的安装在pdu中，避免动力部件与绝缘监测模块不匹配风险，提高动力配电单元pdu的兼容性。
[0010]
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0011]
一种纯电动客车动力配电单元，包括电池包、接插件、绝缘监测模块、pdu主回路通断控制模块、电流采样模块、故障维修模块、充电接触器模块和主负接触器模块，所述接插件包括第一充电接口接插件、第二充电接口接插件、高压采样接口接插件、dcdc高压接口接插件和bmu连接器控制接插件，所述电池包与pdu主回路通断控制模块的一端相连，所述pdu主回路通断控制模块的另一端与故障维修模块的一端相连，所述故障维修模块另一端既与充电接触器模块相连，又与电源正极相连，所述电流采样模块一端与电源负极相连，另一端与主负接触器模块相连。
[0012]
本方案通过在动力配电单元pdu中增加绝缘监测功能，将绝缘监测模块独立的安装在pdu中，避免动力部件与绝缘监测模块不匹配风险，提高动力配电单元pdu的兼容性。
[0013]
作为优选，所述电池包包括预充回路，所述预充回路包括预充继电器、预充电阻r1和总正继电器，所述总正继电器的常开触点开关一端与第一充电接口接插件相连，另一端与dcdc高压接口接插件的正极相连，所述总正继电器的线圈plym脚和jt1脚均与bmu连接器控制接插件相连，所述预充继电器的常开触点开关与预充电阻r1的串联电路并联在总正继电器的常开触点开关的两端，所述预充继电器的线圈plym脚和jt1脚均与bmu连接器控制接插件相连。
[0014]
作为优选，所述pdu主回路通断控制模块包括主正接触器，所述主正接触器的常开触点开关一端与预充电阻r1的另一端相连，另一端通过熔断丝f2后与高压采样接口接插件相连，所述主正接触器的线圈so4d脚和plzf脚均与bmu连接器控制接插件连接。电源管理系统（bms）通过控制主正继电器的通断进而控制动力配电单元pdu主回路的通断，增加pdu工作的控制源。
[0015]
作为优选，所述电流采样模块包括电流传感器，所述电流传感器一路与电源负极相连，一路与主负接触器模块相连，另一路与bmu连接器控制接插件相连。电流传感器实现对输出电流的采集和转化输出。
[0016]
作为优选，所述绝缘监测模块包括绝缘监测仪，所述绝缘监测仪的4脚接地，2脚、5脚和6脚均与bmu连接器控制接插件相连，1脚和7脚均与主负接触器模块相连，8脚与高压采样接口接插件相连。绝缘监测仪实时监测整车动力系统的绝缘值，并将其结果送到电源管理系统（bms）中。
[0017]
作为优选，所述充电接触器模块包括充电接触器，所述充电接触器的常开触点开关一端与故障维修模块相连，另一端与熔断器f1的一端相连，所述充电接触器的线圈so4d脚和plzf脚均与bmu连接器控制接插件连接，所述熔断器f1的另一端与第二充电接口接插件相连。第二充电接口接插件为直流充电接口。
[0018]
作为优选，所述主负接触器模块包括主负接触器，所述主负接触器的常开触点开关一端与电流传感器相连，另一端既与第一充电接口接插件相连，又与第二充电接口接插件相连，还与绝缘监测仪的7脚相连，所述主负接触器的线圈so4d脚和plzf脚均与bmu连接器控制接插件连接，所述主负接触器的线圈so4d脚还与绝缘监测仪的1脚相连。
[0019]
作为优选，所述故障维修模块包括维修开关dlq3，所述维修开关dlq3内置熔断器f3与信号开关s1，所述熔断器f3一端既经过熔断丝f2后与高压采样接口接插件相连，又与充电接触器的常开触点开关一端相连，所述熔断器f3的另一端通过信号开关s1后与电源正极相连。
[0020]
作为优选，所述第一充电接口接插件包括蓄电池。
[0021]
本实用新型的有益效果是：1.通过在动力配电单元pdu主回路增加一个主正继电器，增加动力配电单元的安全性；2.通过在动力配电单元pdu中增加绝缘监测功能，将绝缘监测模块独立的安装在pdu中，避免动力部件与绝缘监测模块不匹配风险，提高动力配电单元pdu的兼容性。
附图说明
[0022]
图1是本实用新型的一种结构框图。
[0023]
图2是本实用新型的一种电路原理图。
[0024]
图中：1.电池包，101.预充继电器，102.总正继电器，2.接插件，201.第二充电接口接插件，202.dcdc高压接口接插件，203.bmu连接器控制接插件，204.高压采样接口接插件，205.第一充电接口接插件，3.绝缘监测模块，301.绝缘监测仪，4.pdu主回路通断控制模块，401.主正接触器，5.电流采样模块，501.电流传感器，6.故障维修模块，7.充电接触器模块，701.充电接触器，8.主负接触器模块，801.主负接触器。
具体实施方式
[0025]
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0026]
实施例1：本实施例的一种纯电动客车动力配电单元，如图1所示，包括电池包1、接插件2、绝缘监测模块3、pdu主回路通断控制模块4、电流采样模块5、故障维修模块6、充电接触器模块7和主负接触器模块8，接插件包括第一充电接口接插件205、第二充电接口接插件201、高压采样接口接插件204、dcdc高压接口接插件202和bmu连接器控制接插件203，电池包1与pdu主回路通断控制模块4的一端相连，pdu主回路通断控制模块4的另一端与故障维修模块6的一端相连，故障维修模块6另一端既与充电接触器模块4相连，又与电源正极相连，电流采样模块5一端与电源负极相连，另一端与主负接触器模块8相连。
[0027]
动力配电单元pdu实现能量的分配、保护和控制，与电源管理系统bms联动合作，如图2所示，电池包1包括预充回路，预充回路包括预充继电器101、预充电阻r1和总正继电器102，总正继电器102的常开触点开关一端与第一充电接口接插件205相连，另一端与dcdc高压接口接插件202的正极相连，总正继电器102的线圈plym脚和jt1脚均与bmu连接器控制接插件203相连，预充继电器101的常开触点开关与预充电阻r1的串联电路并联在总正继电器102的常开触点开关的两端，预充继电器101的线圈plym脚和jt1脚均与bmu连接器控制接插件203相连。
[0028]
现有的动力配电单元（pdu）的pdu主回路通断由一个总正继电器进行控制，总正继电器失效会导致整个动力系统故障，而且控制源单一，安全性差，因此本实施例中在原有pdu的基础上增加主正继电器，如图2所示，pdu主回路通断控制模块4包括主正接触器401，主正接触器401的常开触点开关一端与预充电阻r1的另一端相连，另一端通过熔断丝f2后与高压采样接口接插件204相连，主正接触器的线圈so4d脚和plzf脚均与bmu连接器控制接插件203连接。电源管理系统（bms）通过控制主正继电器的通断进而控制动力配电单元pdu主回路的通断，增加pdu工作的控制源。
[0029]
电流采样模块5包括电流传感器501，电流传感器501一路与电源负极相连，一路与
主负接触器模块8相连，另一路与bmu连接器控制接插件203相连。电流传感器实现对输出电流的采集和转化输出。
[0030]
由于现有的pdu需匹配不同的动力部件，如电机控制器等。动力部件通用性功能在pdu集成度低，pdu兼容性低，通用性不强，因此在pdu中增加绝缘监测模块，使得pdu具有绝缘监测功能，将绝缘监测模块独立地安装在pdu中，避免动力部件与绝缘监测模块不匹配风险，提高pdu的兼容性，如图2所示，绝缘监测模块3包括绝缘监测仪301，绝缘监测仪301的4脚接地，2脚、5脚和6脚均与bmu连接器控制接插件203相连，1脚和7脚均与主负接触器模块8相连，8脚与高压采样接口接插件204相连，绝缘监测仪实时监测整车动力系统的绝缘值，并将其结果送到电源管理系统（bms）中。
[0031]
充电接触器模块4包括充电接触器701，充电接触器701的常开触点开关一端与故障维修模块6相连，另一端与熔断器f1的一端相连，充电接触器701的线圈so4d脚和plzf脚均与bmu连接器控制接插件203连接，熔断器f1的另一端与第二充电接口接插件201相连。第二充电接口接插件为直流充电接口。
[0032]
主负接触器模块8包括主负接触器801，主负接触器801的常开触点开关一端与电流传感器501相连，另一端既与第一充电接口接插件205相连，又与第二充电接口接插件201相连，还与绝缘监测仪301的7脚相连，主负接触器801的线圈so4d脚和plzf脚均与bmu连接器控制接插件203连接，主负接触器801的线圈so4d脚还与绝缘监测仪301的1脚相连。第一充电接口接插件205包括蓄电池。
[0033]
故障维修模块6包括维修开关dlq3，维修开关dlq3内置熔断器f3与信号开关s1，熔断器f3一端既经过熔断丝f2后与高压采样接口接插件204相连，又与充电接触器701的常开触点开关一端相连，熔断器f3的另一端通过信号开关s1后与电源正极相连。
[0034]
如图2所示，该纯电动客车动力配电单元的工作过程为：车辆充电时，首先预充继电器101闭合，完成预充，主正接触器401闭合，充电电流经过熔断器f1、熔断丝f2、充电接触器701和主正接触器401输出至动力电池，充电过程中dcdc高压接口接插件202工作，工作电流经电流传感器501、主负继电器801以及导线后进入dcdc高压接口接插件202，经dcdc高压接口接插件202输出电压给第一充电接口接插件205中的蓄电池充电，绝缘监测仪301实时监测整车动力单元的绝缘值，避免动力部件与绝缘监测模块不匹配风险，提高pdu的兼容性。
[0035]
本实用新型通过在动力配电单元pdu主回路增加一个主正继电器，增加动力配电单元的安全性；并通过在动力配电单元pdu中增加绝缘监测功能，将绝缘监测模块独立的安装在pdu中，避免动力部件与绝缘监测模块不匹配风险，提高动力配电单元pdu的兼容性。