一种电动汽车用高压电路系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电动汽车用高压电路系统，主要由动力电池包模块、高压配电模块、高压负载模块和高压线束模块组成。本实用新型专利技术将主继电器复用为交流充电继电器，既节省一个交流充电继电器，又保证交流充电时直流充电接口无高压电；同时，将车载充电机、直流‑直流交换器、一体机集成化设计，体积小，节省空间和线束，降本减重；此外，还将电机控制器、电动空调压缩机、一体机全部接入预充，降低了因预充不足带来的继电器粘连失效风险；本实用新型专利技术统一车辆各工作模式的高压上电策略，其特性在于统一的预充控制策略，简化电池管理系统高压上电程序，增强程序稳定性，设计合理，安全可靠，具有很强的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车用高压电路系统
本技术涉及高压电路系统领域，尤其涉及一种电动汽车用高压电路系统。
技术介绍
新能源汽车作为我国的战略性产业得到了政府的大力支持，电动物流车作为新能源汽车的一个重要分支也得到了大力的推广应用。但是现阶段随着国家补贴退坡的影响，电动物流车的成本压力正逐渐显现。未来需要电动物流车成本继续降低才能符合后补贴时代市场的需求。高压电路系统是电动汽车的核心组件，研究低成本、高可靠性的高压电路系统已成为迫切需求。由于部分高压负载属于容性负载，所以在高压上电前需要对其进行预充电。高压电路系统中需要预充电的高压负载一般有电机控制器（MCU）、电动空调压缩机（EAC）、直流-直流变换器（DC/DC）等。现阶段电动汽车高压电路系统设计中主要对MCU进行了预充电，未对EAC、DC/DC进行预充电。这很可能导致EAC、DC/DC高压上电时给高压系统带来瞬时大电流冲击，从而引起继电器粘连失效的现象。电动汽车充电分为交流充电和直流充电，交流充直流电接口传导的是交流市电，利用车载充电机（OBC）输出高压直流电给电池充电，其高压回路在OBC端，属于车内负载，充电时车外人员无法直接触及。直流充电口利用非车载充电机直接将高压直流电传导至电池充电。如果交流充电和直流充电共用一个充电继电器，交流充电时直流充电口是带有高压直流电的，这是极其危险的情况。为此现阶段高压电路设计中通用做法是将交/直流充电回路各设置一个高压继电器。交流充电时直流充电继电器断开，直流充电口不会携带高压电。这种做法虽然避免了交流充电时直流充电口携带高压电的问题，但这也导致了PDU内继电器过多，同时成本和重量增加。现行的电动汽车高压电路设计方案中普遍存在高压继电器过多的现象，不仅带来成本和重量的增加，也会降低系统的可靠性。目前动力电池加热方法一般有电热和液热两种，电热系统的加热元件在电池包内部，结构简单，不需要电池包额外增加水路管件，加热效率高。但同时也存在热失控风险大的隐患，为此需要做好电热系统的安全控制。市面主流产品现阶段对电热加热回路只采用1路继电器控制，这只能做到基本防护，一旦继电器粘连将存在热失控风险。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本技术旨在提供一种在不降低安全性的前提下还能降本减重、提高可靠性的电动汽车用高压电路系统。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案如下：一种电动汽车用高压电路系统，其特征在于：所述高压电路系统主要包括动力电池包模块、高压配电模块、高压负载模块和两个高压线束模块；所述动力电池包模块通过一个高压线束模块与高压配电模块电连接，所述高压负载模块通过另一个高压线束模块与高压配电模块电连接，所述高压线束模块与所述动力电池包模块、高压配电模块、高压负载模块之间通过高压电接口连接。进一步的，所述动力电池包模块包括动力电池、手动维修开关、加热装置、总负继电器、电池输出电接口和电池加热输入电接口；所述手动维修开关设置在动力电池的正极端部，所述手动维修开关触点一端连接动力电池的正极，另一端连接电池输出电接口正极针脚；总负继电器触点一端连接动力电池的负极，另一端连接电池输出电接口负极针脚；所述加热装置连接电池加热输入电接口。进一步的，所述动力电池包模块还包括电池熔断器，所述电池熔断器内嵌于手动维修开关内部。进一步的，所述高压负载模块包括电机控制器、驱动电机、电动空调压缩机、一体机和车厢风暖，所述电机控制器上设有电机控制器输入电接口和电机控制器交流电接口，所述一体机上设有一体机输入电接口和一体机交流电接口，所述驱动电机、电动空调压缩机和车厢风暖上分别对应设有驱动电机输入电接口、电动空调压缩机输入电接口和车厢风暖输入电接口。进一步的，所述一体机可以采用车载充电机和直流-直流变换器分体机进行替换。进一步的，所述高压配电模块（2）包括1个电池输入电接口、6个继电器、6个熔断器、1个预充电阻、5个输出电接口和1个直流充电电接口；所述6个继电器分别为主继电器，预充继电器，车厢暖风继电器，直流充电继电器，电池加热正极继电器，电池加热负极继电器；所述6个熔断器分别为电机控制器熔断器，电动空调压缩机熔断器，一体机熔断器，车厢暖风熔断器，直流充电熔断器，电池加热熔断器，所述5个输出电接口分别为电池加热输出电接口，电机控制器输出电接口，电动空调压缩机输出电接口，一体机输出电接口，车厢暖风输出电接口；6个所述继电器分别与所述电池输入电接口的正极并联连接；所述主继电器上还并联连接有电机控制器熔断器、电动空调压缩机熔断器和一体机熔断器，所述电机控制器熔断器、电动空调压缩机熔断器和一体机熔断器分别对应与电机控制器输出电接口，电动空调压缩机输出电接口和一体机输出电接口的正极相连，所述电机控制器输出电接口，电动空调压缩机输出电接口和一体机输出电接口的负极分别与电池输入电接口的负极相连；所述预充继电器与预充电阻串联后也与电机控制器熔断器、电动空调压缩机熔断器和一体机熔断器并联连接；所述车厢暖风继电器和直流充电继电器分别对应通过车厢暖风熔断器和直流充电熔断器与车厢风暖输出电接口和直流充电电接口的正极相连，所述车厢风暖输出电接口和直流充电电接口的负极分别与电池输入电接口的负极相连；所述电池加热正极继电器通过电池加热熔断器与电池加热输出电接口的正极相连，所述电池加热输出电接口的负极通过电池加热负极继电器与电池输入电接口的负极相连。进一步的，所述高压线束模块包括电池高压线束、电池加热高压线束、电机控制器高压线束、驱动电机高压线束、电动空调压缩机高压线束、一体机高压线束、车厢风暖高压线束、交流充电线束、直流充电线束；每条所述线束两端都连接有电接口与各模块上的对应电接口耦合连接。本技术的有益效果是：与现有技术相比，本技术的改进之处在于：1、将主继电器复用为交流充电继电器，既节省一个交流充电继电器，又保证交流充电时直流充直流电接口无高压电，不降低安全性的前提下降本减重，提高可靠性；2、采用车载充电机、直流-直流变换器一体机集成化设计，体积小，节省空间和线束，降本减重；3、将电机控制器、电动空调压缩机、一体机全部接入预充，既节省一个电动空调压缩机继电器和一个一体机继电器，又可大大降低因预充不足带来的继电器粘连失效风险，不降低安全性的前提下降本减重，提高可靠性；4、统一车辆各工作模式的高压上电策略，其特性在于统一的预充控制策略，这使得电池管理系统中的高压上电程序得以简化，稳定性提高；5、保留总负继电器，将高压正极回路保护分散到各高压负载支路，节省一个总正继电器，不降低安全性的前提下降本减重，提高可靠性；6、电池加热回路正/负极都设置继电器，提高安全性，避免单点失效带来的热失控风险；7、手动维修开关上内嵌电池总正熔断器，即可用手断开高压回路，又能快速更换电池总正熔断器，提高维修便利性；8、手动维修开关设置在动力电池正极端，配合总负继电器保证动力电池包在不使用状态下所有电接口无高压电；9、本专利技术所述高压电路系统结构紧凑，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车用高压电路系统，其特征在于：所述高压电路系统主要包括动力电池包模块(1)、高压配电模块(2)、高压负载模块(3)和两个高压线束模块(4)；所述动力电池包模块(1)通过一个高压线束模块(4)与高压配电模块(2)电连接，所述高压负载模块(3)通过另一个高压线束模块(4)与高压配电模块(2)电连接，所述高压线束模块(4)与所述动力电池包模块(1)、高压配电模块(2)、高压负载模块(3)之间通过高压电接口连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车用高压电路系统，其特征在于：所述高压电路系统主要包括动力电池包模块(1)、高压配电模块(2)、高压负载模块(3)和两个高压线束模块(4)；所述动力电池包模块(1)通过一个高压线束模块(4)与高压配电模块(2)电连接，所述高压负载模块(3)通过另一个高压线束模块(4)与高压配电模块(2)电连接，所述高压线束模块(4)与所述动力电池包模块(1)、高压配电模块(2)、高压负载模块(3)之间通过高压电接口连接。


2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用高压电路系统，其特征在于：所述动力电池包模块(1)包括动力电池(101)、手动维修开关(102)、加热装置(103)、总负继电器、电池输出电接口和电池加热输入电接口；所述手动维修开关(102)设置在动力电池(101)的正极端部，所述手动维修开关(102)触点一端连接动力电池(101)的正极，另一端连接电池输出电接口正极针脚；总负继电器触点一端连接动力电池(101)的负极，另一端连接电池输出电接口负极针脚；所述加热装置(103)连接电池加热输入电接口。


3.根据权利要求2所述的一种电动汽车用高压电路系统，其特征在于：所述动力电池包模块(1)还包括电池熔断器，所述电池熔断器内嵌于手动维修开关(102)内部。


4.根据权利要求1所述的一种电动汽车用高压电路系统，其特征在于：所述高压负载模块(3)包括电机控制器(301)、驱动电机(302)、电动空调压缩机(303)、一体机(304)和车厢风暖(305)，所述电机控制器(301)上设有电机控制器输入电接口和电机控制器交流电接口，所述一体机上(304)设有一体机输入电接口和一体机交流电接口，所述驱动电机(302)、电动空调压缩机(303)和车厢风暖(305)上分别对应设有驱动电机输入电接口、电动空调压缩机输入电接口和车厢风暖输入电接口。


5.根据权利要求4所述的一种电动汽车用高压电路系统，其特征在于：所述一体机(304)可以采用车载充电机和直流-直...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁红杰，刘延涛，苏建华，欧阳劲志，
申请(专利权)人：郑州中电新能源汽车有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41