專利名稱：一種用于電動(dòng)車的電力管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車領(lǐng)域，特別是一種用于電動(dòng)車電力分配管理的裝置。
背景技術(shù)：
車載電力綜合管理系統(tǒng)是電動(dòng)車整車電氣控制及保護(hù)裝置的集成，負(fù)責(zé)整車的電力分配及控制與保護(hù)，保證各路用電設(shè)備的安全使用，它的好壞直接影響汽車的性能及安全。傳統(tǒng)的汽車各電氣控制部件和保護(hù)裝置多數(shù)采用獨(dú)立設(shè)置，分散安裝，或者將控制部件安裝在儀表盤(pán)下的狹小空間里，在儀表盤(pán)下布滿了各種電器元件及控制電路，以上安裝方式存在連線繁雜，故障多，安裝不方便、維修困難、可靠性差等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于電動(dòng)車電力分配管理的電力管理裝置，對(duì)電路和安裝方式重新設(shè)計(jì)，用以解決分散安裝可靠性差的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是一種用于電動(dòng)車的電力管理裝置，該裝置的主回路包括一個(gè)用于連接電池組的動(dòng)力接口與至少一個(gè)用于與外部設(shè)備對(duì)應(yīng)的外設(shè)接口，主回路中對(duì)應(yīng)所述動(dòng)力接口的主接觸器；該裝置裝配在一個(gè)封閉的箱體內(nèi)，該箱體上設(shè)有與所述接口一一對(duì)應(yīng)的高壓互鎖插座，每個(gè)高壓互鎖插座均設(shè)有兩個(gè)用于在與外部設(shè)備的插頭對(duì)應(yīng)連接時(shí)短接的互鎖端子，各高壓互鎖插座的互鎖端子首尾相接，形成保護(hù)互鎖電路； 該保護(hù)互鎖電路至少串設(shè)在所述主接觸器的控制線圈電源電路中。所述動(dòng)力接口輸入連接充電支路，輸出連接直流電源支路、至少一條交流設(shè)備支路、電機(jī)支路，所述充電支路、各交流設(shè)備支路、直流電源支路、電機(jī)支路相互并聯(lián)；所述外設(shè)接口包括所述充電支路中用于輸入連接充電機(jī)的充電接口，所述直流電源支路中用于輸出連接直流電源電路的直流電源接口，每條所述交流設(shè)備支路中的一個(gè)用于輸出連接對(duì)應(yīng)車載設(shè)備交流設(shè)備接口，所述電機(jī)支路中用于輸出連接對(duì)應(yīng)電機(jī)的至少一個(gè)電機(jī)接口， 各電機(jī)接口相互并聯(lián)；電機(jī)接口的正端連接一個(gè)預(yù)充電電路，所述并聯(lián)的各電機(jī)接口與所述預(yù)充電電路串聯(lián)構(gòu)成所述電機(jī)支路；所述預(yù)充電電路中設(shè)有兩個(gè)預(yù)充電接觸器的觸頭； 主回路的干路中還串設(shè)有手動(dòng)急停開(kāi)關(guān)及所述主繼電器觸頭。所述電力管理裝置包括用于與BMS通訊連接的通訊接口模塊，該通訊接口模塊輸出用于控制所述主繼電器、兩個(gè)預(yù)充電接觸器的控制信號(hào)；所述通訊接口模塊連接通訊插座。所述保護(hù)互鎖電路也串設(shè)在所述兩個(gè)預(yù)充電接觸器的控制線圈電源電路中。所述高壓互鎖插座、通訊插座、手動(dòng)急停開(kāi)關(guān)裝配在所述封閉箱體外側(cè)壁上；所述封閉箱體的內(nèi)壁面上鋪設(shè)有絕緣層。所述電力管理裝置中還設(shè)有用于檢測(cè)主回路電壓、電流及監(jiān)測(cè)絕緣的檢測(cè)模塊；主回路的干路中串設(shè)有用于所述檢測(cè)模塊檢測(cè)主回路電流的分流器；所述檢測(cè)模塊通訊連接所述通訊接口模塊。所述動(dòng)力接口、充電接口、各交流設(shè)備接口、直流電源接口均串聯(lián)有連接在各自正端的對(duì)應(yīng)的熔斷器。所述封閉箱體內(nèi)設(shè)有布設(shè)電路元件的電路板， 電路板上的對(duì)應(yīng)電路元件與所述箱體外壁面上的插座、開(kāi)關(guān)通過(guò)銅排連接。所述絕緣層為粘貼在所述封閉箱體內(nèi)壁面上的絕緣紙。所述封閉箱體包括箱體上蓋與箱體主體，箱體上蓋與箱體主體結(jié)合處安裝有防水膠圈。所述通訊接口模塊與所述BMS通過(guò)CAN總線方式通訊連接。首先，將各高壓部件集中布置在一個(gè)封閉箱體內(nèi)，僅在箱體外壁上留出與各種外接設(shè)備連接的插座，以及手動(dòng)開(kāi)關(guān)，避免了分散安裝接線帶來(lái)的各種問(wèn)題，還能夠提高產(chǎn)品的通用性和可移植性，也容易維護(hù)。其次，插座上設(shè)有互鎖端子，當(dāng)與對(duì)應(yīng)具有互鎖端子的各種外接設(shè)備的插頭連接時(shí)，互鎖端子首尾短接形成通路，而該通路將連通接觸器控制線圈電源電路，此時(shí)各接觸器才能受控制電路的控制，只要有一對(duì)插頭與插座松脫，互鎖回路就會(huì)被切斷，控制電路不起作用，接觸器跳閘從而保護(hù)主回路，大大提高了安全可靠性。


圖1是本發(fā)明及其外圍系統(tǒng)框圖； 圖2是本發(fā)明的電氣原理圖3是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1所示，電力管理裝置是電動(dòng)車系統(tǒng)中非常重要的部分，它將來(lái)自于電池組的電能，分配給直流電源(DC/DC斬波電源)、交流設(shè)備(如車載空調(diào)、照明設(shè)備等)以及電機(jī)， 并且將來(lái)自于充電機(jī)的充電電流引到電池組。另外，電動(dòng)車系統(tǒng)還包括監(jiān)測(cè)電池組信息的 BMS (電池組管理系統(tǒng))，監(jiān)測(cè)電機(jī)信息的車載控制系統(tǒng)，所述直流電源為BMS提供12V或M 電源；BMS與充電機(jī)、車載控制系統(tǒng)通過(guò)CAN方式通訊連接。如圖2是電力管理裝置的管理保護(hù)控制電路原理圖，該管理保護(hù)控制電路由主回路、保護(hù)互鎖電路和控制電路構(gòu)成。主回路包括用于連接電池組的動(dòng)力接口 J2，動(dòng)力接口 J2輸入連接充電支路，輸出連接直流電源支路、交流設(shè)備支路、電機(jī)支路，充電支路、交流設(shè)備支路、直流電源支路、電機(jī)支路相互并聯(lián)。充電支路由熔斷器F2與充電接口 J3串聯(lián)構(gòu)成，充電接口 J3用于輸入連接充電機(jī)；直流電源支路由熔斷器F3與直流電源接口 J4串聯(lián)構(gòu)成，直流電源接口用于輸出連接直流電源；交流設(shè)備支路由熔斷器F4及交流設(shè)備接口 J5串聯(lián)構(gòu)成，交流設(shè)備接口用于輸出連接對(duì)應(yīng)車載設(shè)備；電機(jī)支路由預(yù)充電電路與電機(jī)接口 J6、J7構(gòu)成，電機(jī)接口用于輸出連接對(duì)應(yīng)電機(jī)的電機(jī)控制器，電機(jī)接口 J5，J6并聯(lián)后與預(yù)充電電路串聯(lián)，預(yù)充電電路由接觸器K2與預(yù)充電電阻Rl串聯(lián)而成的串聯(lián)電路與接觸器K3并聯(lián)構(gòu)成，預(yù)充電電阻Rl的選型根據(jù)電機(jī)控制器的預(yù)充電電容和預(yù)充電時(shí)間計(jì)算。主回路的干路中還串設(shè)有手動(dòng)急停開(kāi)關(guān)Si，主接觸器K1，以及主熔斷器F1，手動(dòng)急停開(kāi)關(guān)Sl起到維修時(shí)斷開(kāi)主回路或整車系統(tǒng)需要急停時(shí)的控制開(kāi)關(guān)。上述各熔斷器均連接在相應(yīng)接口的正端。電機(jī)接口 J5、J6可相互替換，可以根據(jù)電動(dòng)車所配電機(jī)控制器的數(shù)量相應(yīng)調(diào)整接口的數(shù)量。交流設(shè)備接口 J5的數(shù)量可以根據(jù)車載設(shè)備數(shù)量設(shè)計(jì)。支路電源接口 J4上也可以根據(jù)直流電源需要設(shè)置預(yù)充電電路。保護(hù)互鎖電路起保護(hù)作用，動(dòng)力接口 J2、充電接口 J3、交流設(shè)備接口 J5、直流電源接口 J4、電機(jī)接口 J5、J6的中的每個(gè)接口均對(duì)應(yīng)設(shè)有兩個(gè)互鎖端子，如圖所示各接口的2、3 端子(1端子為正端，4端子為負(fù)端)，各互鎖端子首尾相接，形成所述保護(hù)互鎖電路，保護(hù)互鎖電路一端連接來(lái)自BMS的控制信號(hào)RELAY+，另一端連接各接觸器ΚΙ、K2、K3控制信號(hào)的公共端RELAY，而RELAY+是接通各接觸器的控制線圈回路的電源的?？刂齐娐钒ㄓ糜谂cBMS通訊連接的通訊接口模塊Jl，該通訊接口模塊設(shè)有控制信號(hào)輸出端，發(fā)出控制信號(hào)RELAYl、RELAY2、RELAY3、RELAY+ (分別對(duì)應(yīng)控制各接觸器的通斷及上述保護(hù)互鎖電路)。保護(hù)互鎖原理如下
各接口 J2、J3、J4、J5、J6均安裝在對(duì)應(yīng)高壓互鎖插座內(nèi)，高壓互鎖插頭連接到對(duì)應(yīng)的設(shè)備(充電機(jī)、直流電源、交流設(shè)備等)高壓互鎖插座與插頭配合，當(dāng)緊密插接時(shí)，將使端子 2. 3短接(如圖2)，如此便使得RELAY與RELAY+短接，此時(shí)接觸器的控制線圈回路接通電源，控制電路才能控制接觸器接通；如果任意一個(gè)插頭插座松脫，端子2、3斷開(kāi)，整個(gè)保護(hù)互鎖電路就會(huì)斷開(kāi)，控制線圈回路失電，控制電路隨之失效，接觸器跳閘，切斷主回路。保護(hù)互鎖的實(shí)現(xiàn)是基于將保護(hù)互鎖電路串入接觸器的控制回路，串入的方式不止一種，由于是本領(lǐng)域技術(shù)人員所容易進(jìn)行擴(kuò)展的，所以在此不再贅述。另外，作為其他實(shí)施方式，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，實(shí)際上只需要將互鎖電路串入主接觸器即可。另外，主回路中的干路中還串設(shè)有分流器R2，通過(guò)采集其兩端的電壓計(jì)算檢測(cè)干路電流，檢測(cè)干路電流、電壓的任務(wù)由一個(gè)檢測(cè)模塊Ui完成。如圖3所示，為封閉箱體結(jié)構(gòu)及其中的元件布置。電力管理裝置裝配在該封閉箱體內(nèi)，各接口對(duì)應(yīng)的高壓互鎖插座(10、11、12 )、通訊接口模塊J1連接的通訊航插座8、手動(dòng)急停開(kāi)關(guān)Sl (對(duì)應(yīng)9)，裝配在封閉箱體外側(cè)壁上；封閉箱體的內(nèi)壁面上均鋪設(shè)有絕緣層(采用粘貼的絕緣紙)。電路的其他各種元件布設(shè)在封閉箱體中的電路板(絕緣板18)上，電路板上的對(duì)應(yīng)電路元件與所述箱體外壁面上的插座、開(kāi)關(guān)通過(guò)銅排連接。封閉箱體包括箱體上蓋與箱體主體，箱體上蓋與箱體主體結(jié)合處安裝有防水膠圈7。另外，檢測(cè)模塊Ul (對(duì)應(yīng) 13)，還設(shè)有絕緣監(jiān)測(cè)功能，檢測(cè)封閉箱內(nèi)的絕緣性能。熔斷器F1-F4對(duì)應(yīng)16、17，接觸器K1-K3對(duì)應(yīng)19、20、21，分流器R2對(duì)應(yīng)15，預(yù)充電電阻Rl對(duì)應(yīng)14。各器件之間的連接采用銅排或線纜連接。高壓互鎖接插件12對(duì)應(yīng)J3、J4、J5為低電流等級(jí)的接插件，三個(gè)接插件之間具有防插錯(cuò)功能，高壓互鎖接插件10、11對(duì)應(yīng)J6、J7為高電流等級(jí)的接插件，高壓互鎖接插件12 對(duì)應(yīng)J2，連接至電池組。熔斷器16對(duì)應(yīng)F2-F4，為低電流等級(jí)的熔斷器，熔斷器17對(duì)應(yīng)Fl 為高電流等級(jí)的熔斷器。高壓互鎖接插件的插頭與插座一一對(duì)應(yīng)，它們之間的連接采用雙重鎖緊措施，防止車輛在運(yùn)行過(guò)程中，因振動(dòng)引起的接插件脫落現(xiàn)象。本發(fā)明采用雙重絕緣防護(hù)措施來(lái)提高系統(tǒng)的安全性能，一是軟件，通過(guò)檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)絕緣性能，通過(guò)與上位機(jī)的通訊進(jìn)行故障診斷控制，提高系統(tǒng)的安全性；二是硬件，進(jìn)行各零部件的絕緣設(shè)計(jì)，主要包括對(duì)箱體內(nèi)壁進(jìn)行絕緣處理、對(duì)連接銅排加絕緣護(hù)套、對(duì)連接線纜加絕緣護(hù)套、各器件的布局設(shè)計(jì)合理的爬電距離、高壓器件安裝在絕緣隔板上，實(shí)現(xiàn)與箱體的完全隔離等絕緣措施。防止在極端情況下出現(xiàn)系統(tǒng)漏電，避免由此造成嚴(yán)重事故，降低安全隱患發(fā)生的概率。以上為本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，依據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠顯而易見(jiàn)地想到一些等同、替代或變型的方案，均應(yīng)落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于電動(dòng)車的電力管理裝置，其特征在于，該裝置的主回路包括一個(gè)用于連接電池組的動(dòng)力接口與至少一個(gè)用于與外部設(shè)備對(duì)應(yīng)的外設(shè)接口，主回路中對(duì)應(yīng)所述動(dòng)力接口的主接觸器；該裝置裝配在一個(gè)封閉的箱體內(nèi)，該箱體上設(shè)有與所述接口一一對(duì)應(yīng)的高壓互鎖插座，每個(gè)高壓互鎖插座均設(shè)有兩個(gè)用于在與外部設(shè)備的插頭對(duì)應(yīng)連接時(shí)短接的互鎖端子，各高壓互鎖插座的互鎖端子首尾相接，形成保護(hù)互鎖電路；該保護(hù)互鎖電路至少串設(shè)在所述主接觸器的控制線圈電源電路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電動(dòng)車的電力管理裝置，其特征在于，所述動(dòng)力接口輸入連接充電支路，輸出連接直流電源支路、至少一條交流設(shè)備支路、電機(jī)支路，所述充電支路、各交流設(shè)備支路、直流電源支路、電機(jī)支路相互并聯(lián)；所述外設(shè)接口包括所述充電支路中用于輸入連接充電機(jī)的充電接口，所述直流電源支路中用于輸出連接直流電源電路的直流電源接口，每條所述交流設(shè)備支路中的一個(gè)用于輸出連接對(duì)應(yīng)車載設(shè)備交流設(shè)備接口，所述電機(jī)支路中用于輸出連接對(duì)應(yīng)電機(jī)的至少一個(gè)電機(jī)接口，各電機(jī)接口相互并聯(lián)； 電機(jī)接口的正端連接一個(gè)預(yù)充電電路，所述并聯(lián)的各電機(jī)接口與所述預(yù)充電電路串聯(lián)構(gòu)成所述電機(jī)支路；所述預(yù)充電電路中設(shè)有兩個(gè)預(yù)充電接觸器的觸頭；主回路的干路中還串設(shè)有手動(dòng)急停開(kāi)關(guān)及所述主繼電器觸頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于電動(dòng)車的電力管理裝置，其特征在于，所述電力管理裝置包括用于與BMS通訊連接的通訊接口模塊，該通訊接口模塊輸出用于控制所述主繼電器、兩個(gè)預(yù)充電接觸器的控制信號(hào)；所述通訊接口模塊連接通訊插座。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于電動(dòng)車的電力管理裝置，其特征在于，所述保護(hù)互鎖電路也串設(shè)在所述兩個(gè)預(yù)充電接觸器的控制線圈電源電路中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于電動(dòng)車的電力管理裝置，其特征在于，所述高壓互鎖插座、通訊插座、手動(dòng)急停開(kāi)關(guān)裝配在所述箱體外側(cè)壁上；所述箱體的內(nèi)壁面上鋪設(shè)有絕緣層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于電動(dòng)車的電力管理裝置，其特征在于，所述電力管理裝置中還設(shè)有用于檢測(cè)主回路電壓、電流及監(jiān)測(cè)絕緣的檢測(cè)模塊；主回路的干路中串設(shè)有用于所述檢測(cè)模塊檢測(cè)主回路電流的分流器；所述檢測(cè)模塊通訊連接所述通訊接口模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于電動(dòng)車的電力管理裝置，其特征在于，所述動(dòng)力接口、充電接口、各交流設(shè)備接口、直流電源接口均串聯(lián)有連接在各自正端的對(duì)應(yīng)的熔斷器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于電動(dòng)車的電力管理裝置，其特征在于，所述箱體內(nèi)設(shè)有布設(shè)電路元件的電路板，電路板上的對(duì)應(yīng)電路元件與所述箱體外壁面上的插座、開(kāi)關(guān)通過(guò)銅排連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于電動(dòng)車的電力管理裝置，其特征在于，所述絕緣層為粘貼在所述箱體內(nèi)壁面上的絕緣紙。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電動(dòng)車的電力管理裝置，其特征在于，所述箱體包括箱體上蓋與箱體主體，箱體上蓋與箱體主體結(jié)合處安裝有防水膠圈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電動(dòng)車的電力管理裝置，對(duì)電路和安裝方式重新設(shè)計(jì)，用以解決分散安裝可靠性差的問(wèn)題。將各高壓部件集中布置在一個(gè)封閉箱體內(nèi)，僅在箱體外壁上留出與各種外接設(shè)備連接的插座，以及手動(dòng)開(kāi)關(guān)，避免了分散安裝接線帶來(lái)的各種問(wèn)題，還能夠提高產(chǎn)品的通用性和可移植性，也容易維護(hù)。插座上設(shè)有互鎖端子，當(dāng)與對(duì)應(yīng)具有互鎖端子的各種外接設(shè)備的插頭連接時(shí)，互鎖端子首尾短接形成通路，當(dāng)該通路連通控制電路中的一個(gè)控制信號(hào)與各接觸器的控制信號(hào)公共端時(shí)，各接觸器才能受控制電路的控制，只要有一對(duì)插頭與插座松脫，互鎖回路就會(huì)被切斷，接觸器跳閘從而保護(hù)主回路，大大提高了安全可靠性。
文檔編號(hào)B60L1/00GK102398524SQ20111036560
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者許寧, 高萬(wàn)兵 申請(qǐng)人:中航鋰電(洛陽(yáng))有限公司