電動汽車用智能車載高壓配電管理單元制造技術

本發明專利技術公開了一種電動汽車用智能車載高壓配電管理單元，其高壓電源由動力電池組正極輸入，經高壓直流接觸器KM2常開觸點接預充電電阻R1后進入高壓電路輸出口正極外接高壓設備，高壓電路輸出口負極接動力電池組負極；高壓直流接觸器KM3常開觸點串接放電電阻R2后并接在動力電池組負極、以及高壓直流接觸器KM2常開觸點后端；高壓直流接觸器KM1常開觸點二端分別接在動力電池組正極輸入端和高壓電路輸出口正極；高壓直流接觸器KM4常開觸點二端分別接在動力電池組正極輸入端和外接充電機輸入口正極；整車控制器控制高壓直流接觸器KM1、KM2、KM3和KM4的開閉；PDU控制器經CAN1線連接整車控制器和其它外部設備。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種電動汽車用智能車載高壓配電管理系統。
技術介紹
新能源商用車輛，如純電動、混合動力、燃料電池等通常采用大量的、成組的動力電池(如鋰離子電池)模塊作為車輛的動力存儲模塊，稱之為動力電池模塊，并由動力電池模塊為驅動電機提供動力來源，從而實現取代傳統的汽、柴油或節油的目的。在傳統車輛上，主要使用直流12V (對于乘用車而言)、直流24V (對于商用車而言)等低壓電源(電源電壓小于直流60V)作為車載用電設備的電源，并具備較為完善的電源分配管理及控制功能和模塊，稱之為車身控制器(BCM:Body Control Module),實現低壓電器設備的人工控制或自動控制，并具備相應的安全控制策略。在新能源車輛中，動力電池的電壓一般都大于60V的安全電壓，尤其在商用車領域，電壓最高可達直流700V，放電電流最高可達400A。因此，對車輛的高壓電源的安全、合理分配及控制成為新能源車輛研究的重點。同時，一些新能源汽車要求具備外充電功能，并需要統計、顯示電量的充放電情況。在車輛維修期間，需對高壓電設備進行維修操作，需要具備安全操作功能。在一般新能源車輛，尤其是乘用車，最基本的能量鏈應當包含:動力電池單元，能量管理單元(PDU:Power Distribution Unit),主電機，電機控制器，以及其他附件等。參見圖1，其中:黑色粗線代表高壓系統，黑色細線代表低壓系統 動力電池單元作為電動汽車的核心部件之一，動力電池單元主要實現能量的輸出及控制，內部包含有:成組的電池電芯(Battery)，作為最基本的儲能單元；電池管理系統從板(LEQJ:Local Electric al Control Unit),實現單體電池數據采集；電池模塊管理單元(BMU:Battery Management Unit),實現 SOC (State Of Charger:荷電狀態)估算，熱管理控制等；電壓互感器和電流傳感器對輸出電壓、電流的采集和轉化輸出，為電池管理系統提供數據；電源分配模塊(EDM:Electrical Distribution Module),輸出接觸器的控制,預充電管理；電池均衡模塊(MBB:Monitor Balance Board),自動實現電池單體間的均衡。傳統的能量管理單元(PDU)實現能量的分配和保護，主要包含:高壓接觸器、保險絲、高壓連接器等，主要實現高壓電源的分配和保護，但是由于能量管理單元(PDU)功能簡單，因此一般不包含控制功能，內部包含的接觸器的控制由整車控制器完成。一般情況下，能量管理單元(PDU)和整車控制器系統是獨立的，而且功能上互有側重。國外的商用車技術狀態基本與乘用車技術狀態相同，動力電池為一個成組的電池系統。但在國內，目前商用車新能源車輛主要運用于客車領域，由于續駛里程的關系，通常會攜帶多個獨立的動力電池單元，并采用換電模式或外插充電的運作方式，即用完后換電模式或外充電模式。因此，基于可靠性、安全性以及成本的考慮，商用車上所使用的每個獨立動力電池單元內部無法實現、也沒有必要實現類似乘用車那樣完整的控制、檢測等功能。因此，其動力電池單元僅包含電池單芯、電池管理系統從板LECU等最基本的模塊。而能量管理單元PDU系統包含高壓電源的分配和保護功能、電流的監控功能、車身控制單元(BCM單元)等功能。整車控制器承擔了 PDU系統內的控制、數據傳輸以及動力電池的安全檢測功倉泛。但是這樣的設計，多套控制系統往往互相獨立，協作性差，通用性不強，僅適用于特定的車型，并且需要整車控制器預留大量的控制接口和控制策略，導致整車控制器負擔嚴重，影響整車性能。目前國內相關專利有中國專利201020277614.1公開了一種電動車用高壓電源控制盒，主要適用于乘用車輛，僅包含高壓電源的輸入與輸出執行機構，功能簡單，不包含高壓電源安全保護系統和智能控制單元。中國專利201110086132. 2公開了一種純電動商用車高壓配電箱，該配電箱雖然是針對純電動商用車，但該專利也僅僅包含高壓電源的輸入與輸出執行機構、絕緣監測、能量顯示以及部分的控制系統等，在電動車輛安全和基本功能上還缺少外充電接口、預充電和快速放電等功能設計；還缺少高壓互鎖功能，高壓互鎖功能在 SAE J2344《⑶ILDELINES FOR ELECTRIC VEHICLE SAFETY))中有強制要求；該專利還缺少高壓緊急斷開的設計考慮等。因此該專利在純電動商用車上的使用還存在較多的實際問題需要解決。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種電動汽車用智能車載高壓配電管理單元，該配電管理單元將動力電池系統內部冗余功能整合到PDU單元中，并具有外充電接口、預充電管理和快速放電管理功能，實現PDU單元的模塊化。本專利技術是這樣實現的 一種電動汽車用智能車載高壓配電管理單元，包括PDU控制器、電池模塊管理單元BMU、電量顯示模塊、絕緣監測系統、電阻、高壓直流接觸器、電壓互感器WBl和電流傳感器WB2 ； 高壓電源由動力電池組正極輸入，經高壓直流接觸器KM2常開觸點接預充電電阻Rl后進入高壓電路輸出口正極外接高壓設備，高壓電路輸出口負極接動力電池組負極；高壓直流接觸器KM3的常開觸點串接放電電阻R2后并接在動力電池組負極，以及高壓直流接觸器KM2常開觸點的后端，所述高壓直流接觸器KM2常開觸點后端為高壓直流接觸器KM2常開觸點串接于電阻Rl的端點； 高壓直流接觸器KMl的常開觸點二端分別接在動力電池組正極輸入端和高壓電路輸出口正極；高壓直流接觸器KM4的常開觸點二端分別接在動力電池組正極輸入端和外接充電機輸入口正極； 整車控制器控制高壓直流接觸器KM1、KM2、KM3和KM4的開閉； 所述PDU控制器輸入端連接電壓互感器WBl和電流傳感器WB2，電壓互感器WBl和電流傳感器WB2接在動力電池組正極和負極輸入端和回路中； 所述PDU控制器經CANl線連接整車控制器和其它外部設備，PDU控制器經CANl線連接電池模塊管理單元BMU、絕緣監測系統和電量顯示模塊；電池模塊管理單元BMU經CAN2連接外部充電機，電池模塊管理單元BMU經CAN3連接電池管理系統從板LE⑶，實現單體電池數據采集。所述高壓配電管理單元經高壓連接器IL1、IL2、IL3、IL4連接動力電源系統輸入高壓電源，高壓電路輸出經高壓連接器IL5、IL6、. . .1Ln連接至外接高壓設備，高壓連接器ILU IL2、一ILn組成互鎖回路，互鎖回路連接整車控制器，高壓連接器用于檢測高壓系統連接狀態。所述動力電池組輸入所述管理單元回路中的高壓母線接有高壓手動維修開關QS，高壓手動維修開關QS內部含有高壓保險絲。本專利技術通過將動力電池系統內部冗余功能整合到PDU單元中，PDU單元具有外充電接口、預充電管理和快速放電管理功能，實現PDU單元的模塊化、智能化、柔性化和安全化，其標準化程度高；PDU單元能實現新能源車輛的高壓電源分配管理和安全控制功能，并能與整車控制器實時進行通訊，能通過功能增減適用于多種不同類型的新能源車輛，從而實現系統柔性化的目的，減少不同項目的重復開發，適應性強。附圖說明圖1為現有的新能源車輛能量鏈架構示意 圖2本專利技術電動汽車用智能車載高壓配電管理單元電路示意圖。圖3為本發本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動汽車用智能車載高壓配電管理單元，其特征是：包括PDU控制器、電池模塊管理單元BMU、電量顯示模塊、絕緣監測系統、電阻、高壓直流接觸器、電壓互感器WB1和電流傳感器WB2；高壓電源由動力電池組正極輸入，經高壓直流接觸器KM2常開觸點接預充電電阻R1后進入高壓電路輸出口正極外接高壓設備，高壓電路輸出口負極接動力電池組負極；高壓直流接觸器KM3的常開觸點串接放電電阻R2后并接在動力電池組負極，以及高壓直流接觸器KM2常開觸點的后端，所述高壓直流接觸器KM2常開觸點后端為高壓直流接觸器KM2常開觸點串接于電阻R1的端點；高壓直流接觸器KM1的常開觸點二端分別接在動力電池組正極輸入端和高壓電路輸出口正極；高壓直流接觸器KM4的常開觸點二端分別接在動力電池組正極輸入端和外接充電機輸入口正極；整車控制器控制高壓直流接觸器KM1、KM2、KM3和KM4的開閉；所述PDU控制器輸入端連接電壓互感器WB1和電流傳感器WB2，電壓互感器WB1和電流傳感器WB2接在動力電池組正極和負極輸入端和回路中；所述PDU控制器經CAN1線連接整車控制器和其它外部設備，PDU控制器經CAN1線連接電池模塊管理單元BMU、絕緣監測系統和電量顯示模塊；電池模塊管理單元BMU經CAN2連接外部充電機，電池模塊管理單元BMU經CAN3連接電池管理系統從板LECU，實現單體電池數據采集。...

【技術特征摘要】
1.一種電動汽車用智能車載高壓配電管理單元，其特征是:包括PDU控制器、電池模塊管理單元BMU、電量顯示模塊、絕緣監測系統、電阻、高壓直流接觸器、電壓互感器WBl和電流傳感器WB2 ； 高壓電源由動力電池組正極輸入，經高壓直流接觸器KM2常開觸點接預充電電阻Rl后進入高壓電路輸出口正極外接高壓設備，高壓電路輸出口負極接動力電池組負極；高壓直流接觸器KM3的常開觸點串接放電電阻R2后并接在動力電池組負極，以及高壓直流接觸器KM2常開觸點的后端，所述高壓直流接觸器KM2常開觸點后端為高壓直流接觸器KM2常開觸點串接于電阻Rl的端點； 高壓直流接觸器KMl的常開觸點二端分別接在動力電池組正極輸入端和高壓電路輸出口正極；高壓直流接觸器KM4的常開觸點二端分別接在動力電池組正極輸入端和外接充電機輸入口正極； 整車控制器控制高壓直流接觸器KM1、KM2、KM3和KM4的開閉； 所述PDU控制器輸入端連接電壓互感器WBl和電流傳感器WB2，電壓互感器W...

【專利技術屬性】
技術研發人員：柴冬燕，唐瑩，
申請(專利權)人：柴冬燕，唐瑩，
類型：發明
國別省市：