电动汽车及其高压电气集成系统的制作方法

1.本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体提供一种电动汽车及其高压电气集成系统。


背景技术：

2.随着电动汽车的发展，为了提高电动汽车的续航里程和动力性能等指标，电动汽车的高压电气集成系统已成为整车的主要开发方向。
3.电动汽车的高压电气集成系统包括高压电池、高压电源分配单元、电驱、电力电子及充电部件。高压电池是整个高压电气集成系统的能源，可以经由电源分配单元为电驱及电力电子部件提供能量，充电系统包括慢充和快充，经由电源分配单元为电池提供能量。
4.然而各高压部件独立分散布置，体积较大，空间布置相对困难；它们之间的高压连接端口过多，所需高压导线更长；增加线路损耗的同时也增加相应的成本。


技术实现要素：

5.为了克服上述缺陷，提出了本实用新型，以提供解决或至少部分地解决各高压部件独立分散布置，体积较大，空间布置相对困难；它们之间的高压连接端口过多，所需高压导线更长；增加线路损耗的同时也增加相应的成本的技术问题的电动汽车及其高压电气集成系统。
6.在第一方面，本实用新型提供一种电动汽车的高压电气集成系统，包括第一电源集成设备和第二电源集成设备；
7.所述第一电源集成设备包括第一高压配电装置和电压变换装置；所述第二电源集成设备包括第二高压配电装置和慢充装置；
8.所述第一高压配电装置与所述电动汽车的高压电池、所述电压变换装置、所述第二高压配电装置以及所述电动汽车的第一高压负载相连；所述电压变换装置与所述电动汽车的低压电池相连；
9.所述第二高压配电装置还与所述电动汽车的直流充电接口、所述慢充装置以及所述电动汽车的第二高压负载相连；所述慢充装置还与所述电动汽车的交流充电接口相连；
10.在直流快充模式下，充电桩经由所述直流充电接口、所述第二高压配电装置和所述第一高压配电装置向所述高压电池充电；
11.在交流慢充模式下，充电桩经由所述交流充电接口、所述慢充装置、所述第二高压配电装置和所述第一高压配电装置向所述高压电池充电；
12.在整车运行模式下，所述高压电池经由所述第一高压配电装置向所述第一高压负载供电，经由所述第一高压配电装置和所述第二高压配电装置向所述第二高压负载供电，以及，经由所述电压变换装置向所述低压电池充电。
13.进一步地，上述所述的电动汽车的高压电气集成系统中，所述交流充电接口和所述直流充电接口集成设置在所述电动汽车的尾部；
14.所述第一电源集成设备设置在所述电动汽车的头部；
15.所述第二电源集成设备设置在所述电动汽车的尾部。
16.进一步地，上述所述的电动汽车的高压电气集成系统中，所述第一高压负载包括加热器和空调压缩机；
17.所述第一高压配电装置包括与所述加热器以及所述空调压缩机相连的第一支路；且所述第一支路上设置有第一保护装置。
18.进一步地，上述所述的电动汽车的高压电气集成系统中，所述第一高压负载还包括第一驱动装置；
19.所述第一高压配电装置还包括与所述第一驱动装置相连的第二支路；且所述第二支路上设置有第二保护装置。
20.进一步地，上述所述的电动汽车的高压电气集成系统中，所述第一高压配电装置还包括与所述电压变换装置相连的第三支路；且所述第三支路上设置有第三保护装置。
21.进一步地，上述所述的电动汽车的高压电气集成系统中，所述电压变换装置与所述低压电池之间设置有第四保护装置。
22.进一步地，上述所述的电动汽车的高压电气集成系统中，所述第二高压配电装置包括与所述直流充电接口相连的第四支路；
23.所述第四支路上设置有用于控制所述电动汽车进入直流快充模式的控制开关。
24.进一步地，上述所述的电动汽车的高压电气集成系统中，所述第二高压负载包括第二驱动装置；
25.所述第二高压配电装置包括与所述第二驱动装置相连的第五支路；
26.所述第四支路以及所述第五支路与所述第一高压配电装置之间设置有第五保护装置。
27.进一步地，上述所述的电动汽车的高压电气集成系统中，所述第二高压配电装置还包括与所述慢充装置相连的第六支路；
28.所述第六支路上设置有第六保护装置。
29.在第二方面，本实用新型提供一种车辆，包括上述任一项所述的高压电气集成系统。
30.本实用新型上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
31.在实施本实用新型的技术方案中，通过将第一高压配电装置和电压变换装置集成设置，以及，将第二高压配电装置和慢充装置集成设置，有效减小了高压电气集成系统的体积、线束成本，使得高压电气集成系统能够小型化、轻量化。
附图说明
32.参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：
33.图1是根据本实用新型的一个实施例的电动汽车的高压电气集成系统的主要结构示意图。
具体实施方式
34.下面参照附图来描述本实用新型的一些实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。
35.在本实用新型的描述中，尽管在本技术可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
37.可以理解的是，“术语“a和/或b”表示所有可能的a与b的组合，比如只是a、只是b或者a和b。术语“至少一个a或b”或者“a和b中的至少一个”含义与“a和/或b”类似，可以包括只是a、只是b或者a和b。单数形式的术语“一个”、“这个”也可以包含复数形式。
38.电动汽车的高压电气集成系统包括驱动电机控制器(mcu)、高压电源分配单元(pdu)、车载充电机(obc)、dc/dc转换器、电动空调压缩机、空调电加热ptc等。然而各高压部件独立分散布置，体积较大，空间布置相对困难；它们之间的高压连接端口过多，所需高压导线更长；增加线路损耗的同时也增加相应的成本。
39.因此，合理的高压部件方案及集成设计，可以优化整个高压电气集成系统的导线、继电器、熔断丝及接插件数量。另外，整个高压电气集成系统需满足高压安全要求，高压互锁、主被动放电、绝缘监测、预充电、继电器监测和线路保护等功能，合理的设计可满足安全的需求并实现成本的最优。
40.为了解决实现合理的高压部件方案及集成设计，本实用新型提供了以下技术方案：
41.参阅附图1，图1是根据本实用新型的一个实施例的电动汽车的高压电气集成系统的主要结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例中的电动汽车的高压电气集成系统可以包括第一电源集成设备10和第二电源集成设备11。其中，所述第一电源集成设备10包括第一高压配电装置101和电压变换装置102；所述第二电源集成设备11包括第二高压配电装置111和慢充装置112。慢充装置112可以电动汽车通信控制单元(evcc)和车载充电机(obc)。
42.如图1所示，所述第一高压配电装置101与所述电动汽车的高压电池2、所述电压变换装置102、所述第二高压配电装置111以及所述电动汽车的第一高压负载3相连；所述电压变换装置102与所述电动汽车的低压电池4相连。所述第二高压配电装置111还与所述电动汽车的直流充电接口j1、所述慢充装置112以及所述电动汽车的第二高压负载5相连；所述慢充装置112还与所述电动汽车的交流充电接口j2相连。
43.在一个具体实现过程中，当电动汽车在直流快充模式下进行充电时，充电桩可以
经由所述直流充电接口j1、所述第二高压配电装置111和所述第一高压配电装置101向所述高压电池2充电。
44.在一个具体实现过程中，当电动汽车在交流慢充模式下进行充电时，充电桩可以经由所述交流充电接口j2、所述慢充装置112、所述第二高压配电装置111和所述第一高压配电装置101向所述高压电池2充电。
45.在一个具体实现过程中，当电动汽车在整车运行模式下运行时，所述高压电池2可以经由所述第一高压配电装置101向所述第一高压负载3供电，经由所述第一高压配电装置101和所述第二高压配电装置111向所述第二高压负载5供电，以及，经由所述电压变换装置102向所述低压电池4充电。
46.本实施例的电动汽车的高压电气集成系统，通过将第一高压配电装置101和电压变换装置102集成设置，以及，将第二高压配电装置111和慢充装置112集成设置，有效减小了高压电气集成系统的体积、线束成本，使得高压电气集成系统能够小型化、轻量化。
47.在一个具体实现过程中，可以将所述交流充电接口j2和所述直流充电接口j1集成在ccs2充电座中，并设置在所述电动汽车的尾部，这样，可以将所述第一电源集成设备10设置在所述电动汽车的头部；所述第二电源集成设备11设置在所述电动汽车的尾部，从而缩减充电线束成本。
48.在一个具体实现过程中，如图1所示，所述第一高压负载3可以包括加热器31和空调压缩机32；所述第一高压配电装置101包括与所述加热器31以及所述空调压缩机32相连的第一支路；且所述第一支路上设置有第一保护装置f1，以保证电动汽车的高压电气集成系统的安全有效性。其中，第一保护装置f1可以为保险丝，加热器31可以为ptc加热器。
49.在一个具体实现过程中，如图1所示，所述第一高压负载3还可以包括第一驱动装置33；所述第一高压配电装置101还包括与所述第一驱动装置33相连的第二支路；且所述第二支路上设置有第二保护装置f2，以保证电动汽车的高压电气集成系统的安全有效性。其中，第二保护装置f2也可以为保险丝。
50.在一个具体实现过程中，如图1所示，所述第一高压配电装置101还包括与所述电压变换装置102相连的第三支路；且所述第三支路上设置有第三保护装置f3，以保证电动汽车的高压电气集成系统的安全有效性。其中，第三保护装置f3也可以为保险丝。
51.在一个具体实现过程中，如图1所示，所述电压变换装置102与所述低压电池4之间设置有第四保护装置f4，以保证电动汽车的高压电气集成系统的安全有效性。其中，第四保护装置f4也可以为保险丝。
52.在一个具体实现过程中，如图1所示，所述第二高压配电装置111包括与所述直流充电接口j1相连的第四支路；所述第四支路上设置有用于控制所述电动汽车进入直流快充模式的控制开关k。其中，该控制开关k可以包括主正继电器和主负继电器。
53.在一个具体实现过程中，如图1所示，所述第二高压负载5包括第二驱动装置51；所述第二高压配电装置111包括与所述第二驱动装置51相连的第五支路；所述第四支路以及所述第五支路与所述第一高压配电装置101之间设置有第五保护装置f5，以保证电动汽车的高压电气集成系统的安全有效性。其中，第五保护装置f5也可以为保险丝。
54.需要说明的是，本实施例中，以第四支路以及第五支路共用同一个第五保护装置f5为例进行说明的，实际应用中，第四支路以及第五支路也可以不共用同一个第五保护装
置f5，本实施例不做具体限制。
55.在一个具体实现过程中，如图1所示，所述第二高压配电装置111还包括与所述慢充装置112相连的第六支路；所述第六支路上设置有第六保护装置f6，以保证电动汽车的高压电气集成系统的安全有效性。其中，第六保护装置f6也可以为保险丝。
56.本实施例的电动汽车的高压电气集成系统具体工作过程如下：
57.在直流快充模式下，主正继电器和主负继电器吸合，充电桩高压电通过ccs2充电座中的直流充电接口j1、主正继电器、主负继电器、第五保护装置f5、第一高压配电装置101的主干支路向高压电池2充电。
58.在交流慢充模式下，充电桩高压电通过ccs2充电座中的交流充电接口j2、obc、第六保护装置f6、第一高压配电装置101的主干支路向高压电池2充电。
59.在整车运行模式下可以分为以下几种供电情况：
60.1、高压电池2通过第一高压配电装置101的第一支路、第一保护装置f1向加热器31和空调压缩机32进行供电；
61.2、高压电池2通过第一高压配电装置101的第三支路、第三保护装置f3向电压变换装置102进行供电，电压变换装置102将高压直流电转成12v低压通过第四保护装置f4给低压电池4充电。
62.3、高压电池2通过第一高压配电装置101的第二支路、第二保护装置f2为第一驱动装置33提供高压直流输入，以便第一驱动装置33中的第一电机控制器mcu331将高压直流电转成三相交流输入给第一电机332，以此驱动第一电机332进行运转，整车获得动力；通过第二高压配电装置111的第五支路、第五保护装置f5给第二驱动装置51提供高压直流输入，以便第二驱动装置51中的第二电机控制器mcu511将高压直流电转成三相交流输入给第二电机512，以此驱动第二电机512进行运转，整车获得动力。
63.进一步地，本发明还提供了电动汽车，该电动汽车可以包括上述实施例的高压电气集成系统。
64.本领域技术人员能够理解的是，可以对高压电气集成系统中的各个模块进行适应性地拆分或合并。对具体模块的这种拆分或合并并不会导致技术方案偏离本实用新型的原理，因此，拆分或合并之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围内。
65.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。