專利名稱：用于電動車的電力管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動汽車領(lǐng)域，特別是一種用于電動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下的狹小空間里，在儀表盤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)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種用于電動車電力分配管理的電力管理裝置，對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題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案是一種用于電動車的電力管理裝置，該裝置的主回路包括一個用于連接電池組的動力接口與至少一個用于與外部設(shè)備對應(yīng)的外設(shè)接口，主回路中對應(yīng)所述動力接口的主接觸器；該裝置裝配在一個封閉的箱體內(nèi)，該箱體上設(shè)有與所述接口一一對應(yīng)的高壓互鎖插座，每個高壓互鎖插座均設(shè)有兩個用于在與外部設(shè)備的插頭對應(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)備支路中的一個用于輸出連接對應(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應(yīng)電機(jī)的至少一個電機(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)有兩個預(yù)充電接觸器的觸頭； 主回路的干路中還串設(shè)有手動急停開關(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、兩個預(yù)充電接觸器的控制信號；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、手動急停開關(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)有用于檢測主回路電壓、電流及監(jiān)測絕緣的檢測模塊；主回路的干路中串設(shè)有用于所述檢測模塊檢測主回路電流的分流器；所述檢測模塊通訊連接所述通訊接口模塊。所述動力接口、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， 電路板上的對應(yīng)電路元件與所述箱體外壁面上的插座、開關(guān)通過銅排連接。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CAN總線方式通訊連接。首先，將各高壓部件集中布置在一個封閉箱體內(nèi)，僅在箱體外壁上留出與各種外接設(shè)備連接的插座，以及手動開關(guān)，避免了分散安裝接線帶來的各種問題，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，只要有一對插頭與插座松脫，互鎖回路就會被切斷，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是本實(shí)用新型及其外圍系統(tǒng)框圖；圖2是本實(shí)用新型的電氣原理圖；圖3是本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，電力管理裝置是電動車系統(tǒng)中非常重要的部分，它將來自于電池組的電能，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)， 并且將來自于充電機(jī)的充電電流引到電池組。另外，電動車系統(tǒng)還包括監(jiān)測電池組信息的 BMS (電池組管理系統(tǒng))，監(jiān)測電機(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力接口 J2，動力接口 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)有手動急停開關(guān)Si，主接觸器K1，以及主熔斷器F1，手動急停開關(guān)Sl起到維修時(shí)斷開主回路或整車系統(tǒng)需要急停時(shí)的控制開關(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的中的每個接口均對應(yīng)設(shè)有兩個互鎖端子，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自BMS的控制信號RELAY+，另一端連接各接觸器ΚΙ、K2、K3控制信號的公共端RELAY，而RELAY+是接通各接觸器的控制線圈回路的電源的。控制電路包括用于與BMS通訊連接的通訊接口模塊Jl，該通訊接口模塊設(shè)有控制信號輸出端，發(fā)出控制信號RELAYl、RELAY2、RELAY3、RELAY+ (分別對應(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均安裝在對應(yīng)高壓互鎖插座內(nèi)，高壓互鎖插頭連接到對應(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；如果任意一個插頭插座松脫，端子2、3斷開，整個保護(hù)互鎖電路就會斷開，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)本實(shí)用新型，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，通過采集其兩端的電壓計(jì)算檢測干路電流，檢測干路電流、電壓的任務(wù)由一個檢測模塊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、手動急停開關(guān)Sl (對應(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，電路板上的對應(yīng)電路元件與所述箱體外壁面上的插座、開關(guān)通過銅排連接。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，檢測模塊Ul (對應(yīng) 13)，還設(shè)有絕緣監(jiān)測功能，檢測封閉箱內(nèi)的絕緣性能。熔斷器F1-F4對應(yīng)16、17，接觸器K1-K3對應(yīng)19、20、21，分流器R2對應(yīng)15，預(yù)充電電阻Rl對應(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對應(yīng)J3、J4、J5為低電流等級的接插件，三個接插件之間具有防插錯功能，高壓互鎖接插件10、11對應(yīng)J6、J7為高電流等級的接插件，高壓互鎖接插件12 對應(yīng)J2，連接至電池組。熔斷器16對應(yīng)F2-F4，為低電流等級的熔斷器，熔斷器17對應(yīng)Fl 為高電流等級的熔斷器。高壓互鎖接插件的插頭與插座一一對應(yīng)，它們之間的連接采用雙重鎖緊措施，防止車輛在運(yùn)行過程中，因振動引起的接插件脫落現(xiàn)象。本實(shí)用新型采用雙重絕緣防護(hù)措施來提高系統(tǒng)的安全性能，一是軟件，通過檢測模塊實(shí)時(shí)檢測絕緣性能，通過與上位機(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)，主要包括對箱體內(nèi)壁進(jìn)行絕緣處理、對連接銅排加絕緣護(hù)套、對連接線纜加絕緣護(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。以上為本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方式，依據(jù)本實(shí)用新型公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠顯而易見地想到一些等同、替代或變型的方案，均應(yīng)落入本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種用于電動車的電力管理裝置，其特征在于，該裝置的主回路包括一個用于連接電池組的動力接口與至少一個用于與外部設(shè)備對應(yīng)的外設(shè)接口，主回路中對應(yīng)所述動力接口的主接觸器；該裝置裝配在一個封閉的箱體內(nèi)，該箱體上設(shè)有與所述接口一一對應(yīng)的高壓互鎖插座，每個高壓互鎖插座均設(shè)有兩個用于在與外部設(shè)備的插頭對應(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所述的用于電動車的電力管理裝置，其特征在于，所述動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)備支路中的一個用于輸出連接對應(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應(yīng)電機(jī)的至少一個電機(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)有兩個預(yù)充電接觸器的觸頭；主回路的干路中還串設(shè)有手動急停開關(guān)及所述主繼電器觸頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電動車的電力管理裝置，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、兩個預(yù)充電接觸器的控制信號；所述通訊接口模塊連接通訊插座。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于電動車的電力管理裝置，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所述的用于電動車的電力管理裝置，其特征在于，所述高壓互鎖插座、通訊插座、手動急停開關(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所述的用于電動車的電力管理裝置，其特征在于，所述電力管理裝置中還設(shè)有用于檢測主回路電壓、電流及監(jiān)測絕緣的檢測模塊；主回路的干路中串設(shè)有用于所述檢測模塊檢測主回路電流的分流器；所述檢測模塊通訊連接所述通訊接口模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電動車的電力管理裝置，其特征在于，所述動力接口、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應(yīng)的熔斷器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于電動車的電力管理裝置，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，電路板上的對應(yīng)電路元件與所述箱體外壁面上的插座、開關(guān)通過銅排連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于電動車的電力管理裝置，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所述的用于電動車的電力管理裝置，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。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于電動車的電力管理裝置，對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題。將各高壓部件集中布置在一個封閉箱體內(nèi)，僅在箱體外壁上留出與各種外接設(shè)備連接的插座，以及手動開關(guān)，避免了分散安裝接線帶來的各種問題，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控制信號與各接觸器的控制信號公共端時(shí)，各接觸器才能受控制電路的控制，只要有一對插頭與插座松脫，互鎖回路就會被切斷，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B60L3/00GK202319944SQ20112045728
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者許寧, 高萬兵 申請人:中航鋰電(洛陽)有限公司