專利名稱：電動汽車用智能車載高壓配電管理單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動汽車用智能車載高壓配電管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
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(qū)動電機(jī)提供動力來源，從而實(shí)現(xiàn)取代傳統(tǒng)的汽、柴油或節(jié)油的目的。在傳統(tǒng)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(shè)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(shí)現(xiàn)低壓電器設(shè)備的人工控制或自動控制，并具備相應(yīng)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(lǐng)域，電壓最高可達(dá)直流700V，放電電流最高可達(dá)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(diǎn)。同時(shí)，一些新能源汽車要求具備外充電功能，并需要統(tǒng)計(jì)、顯示電量的充放電情況。在車輛維修期間，需對高壓電設(shè)備進(jìn)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(yīng)當(dāng)包含:動力電池單元，能量管理單元(PDU:Power Distribution Unit),主電機(jī)，電機(jī)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(tǒng)，黑色細(xì)線代表低壓系統(tǒng) 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(shí)現(xiàn)能量的輸出及控制，內(nèi)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(tǒng)從板(LEQJ:Local Electric al Control Unit),實(shí)現(xiàn)單體電池?cái)?shù)據(jù)采集；電池模塊管理單元(BMU:Battery Management Unit),實(shí)現(xiàn) SOC (State Of Charger:荷電狀態(tài))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(zhuǎn)化輸出，為電池管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)；電源分配模塊(EDM:Electrical Distribution Module),輸出接觸器的控制,預(yù)充電管理；電池均衡模塊(MBB:Monitor Balance Board),自動實(shí)現(xiàn)電池單體間的均衡。傳統(tǒng)的能量管理單元(PDU)實(shí)現(xiàn)能量的分配和保護(hù)，主要包含:高壓接觸器、保險(xiǎn)絲、高壓連接器等，主要實(shí)現(xiàn)高壓電源的分配和保護(hù)，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(nèi)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(tǒng)是獨(dú)立的，而且功能上互有側(cè)重。國外的商用車技術(shù)狀態(tài)基本與乘用車技術(shù)狀態(tài)相同，動力電池為一個(gè)成組的電池系統(tǒng)。但在國內(nèi)，目前商用車新能源車輛主要運(yùn)用于客車領(lǐng)域，由于續(xù)駛里程的關(guān)系，通常會攜帶多個(gè)獨(dú)立的動力電池單元，并采用換電模式或外插充電的運(yùn)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(gè)獨(dú)立動力電池單元內(nèi)部無法實(shí)現(xiàn)、也沒有必要實(shí)現(xiàn)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(tǒng)從板LECU等最基本的模塊。而能量管理單元PDU系統(tǒng)包含高壓電源的分配和保護(hù)功能、電流的監(jiān)控功能、車身控制單元(BCM單元)等功能。整車控制器承擔(dān)了 PDU系統(tǒng)內(nèi)的控制、數(shù)據(jù)傳輸以及動力電池的安全檢測功倉泛。但是這樣的設(shè)計(jì)，多套控制系統(tǒng)往往互相獨(dú)立，協(xié)作性差，通用性不強(qiáng)，僅適用于特定的車型，并且需要整車控制器預(yù)留大量的控制接口和控制策略，導(dǎo)致整車控制器負(fù)擔(dān)嚴(yán)重，影響整車性能。目前國內(nèi)相關(guān)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(zhí)行機(jī)構(gòu)，功能簡單，不包含高壓電源安全保護(hù)系統(tǒng)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(zhí)行機(jī)構(gòu)、絕緣監(jiān)測、能量顯示以及部分的控制系統(tǒng)等，在電動車輛安全和基本功能上還缺少外充電接口、預(yù)充電和快速放電等功能設(shè)計(jì)；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(qiáng)制要求；該專利還缺少高壓緊急斷開的設(shè)計(jì)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(shí)際問題需要解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明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(tǒng)內(nèi)部冗余功能整合到PDU單元中，并具有外充電接口、預(yù)充電管理和快速放電管理功能，實(shí)現(xiàn)PDU單元的模塊化。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)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(jiān)測系統(tǒng)、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(jīng)高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)接預(yù)充電電阻Rl后進(jìn)入高壓電路輸出口正極外接高壓設(shè)備，高壓電路輸出口負(fù)極接動力電池組負(fù)極；高壓直流接觸器KM3的常開觸點(diǎn)串接放電電阻R2后并接在動力電池組負(fù)極，以及高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)的后端，所述高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)后端為高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)串接于電阻Rl的端點(diǎn)；
高壓直流接觸器KMl的常開觸點(diǎn)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(diǎn)二端分別接在動力電池組正極輸入端和外接充電機(jī)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(fù)極輸入端和回路中；
所述PDU控制器經(jīng)CANl線連接整車控制器和其它外部設(shè)備，PDU控制器經(jīng)CANl線連接電池模塊管理單元BMU、絕緣監(jiān)測系統(tǒng)和電量顯示模塊；電池模塊管理單元BMU經(jīng)CAN2連接外部充電機(jī)，電池模塊管理單元BMU經(jīng)CAN3連接電池管理系統(tǒng)從板LE⑶，實(shí)現(xiàn)單體電池?cái)?shù)據(jù)采集。
所述高壓配電管理單元經(jīng)高壓連接器IL1、IL2、IL3、IL4連接動力電源系統(tǒng)輸入高壓電源，高壓電路輸出經(jīng)高壓連接器IL5、IL6、. . .1Ln連接至外接高壓設(shè)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(tǒng)連接狀態(tài)。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(guān)QS，高壓手動維修開關(guān)QS內(nèi)部含有高壓保險(xiǎn)絲。本發(fā)明通過將動力電池系統(tǒng)內(nèi)部冗余功能整合到PDU單元中，PDU單元具有外充電接口、預(yù)充電管理和快速放電管理功能，實(shí)現(xiàn)PDU單元的模塊化、智能化、柔性化和安全化，其標(biāo)準(zhǔn)化程度高；PDU單元能實(shí)現(xiàn)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(shí)時(shí)進(jìn)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)柔性化的目的，減少不同項(xiàng)目的重復(fù)開發(fā)，適應(yīng)性強(qiáng)。


圖1為現(xiàn)有的新能源車輛能量鏈架構(gòu)示意 圖2本發(fā)明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(fā)明的電動汽車用智能車載高壓配電管理單元CAN網(wǎng)絡(luò)示意圖。圖中I電池管理系統(tǒng)從板LE⑶，2電池模塊管理單元BMU，3絕緣監(jiān)測系統(tǒng)，4PDU控制器，5外充機(jī)(外部充電機(jī))，6整車控制器，7其它設(shè)備(其它高壓設(shè)備)，8電量顯示模塊(電量顯示單元)，9動力電池組(動力電源)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。參見圖2、圖3，一種電動汽車用智能車載高壓配電管理單元(以下簡稱PDU單元)，包括PDU控制器4、電池模塊管理單元BMU 2、電量顯示模塊8、絕緣監(jiān)測系統(tǒng)3、電阻Rl和R2、高壓直流接觸器KM1、KM2、KM3和KM4、電壓互感器WBl和電流傳感器WB2。高壓電源由動力電池組9正極輸入，經(jīng)高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)接預(yù)充電電阻Rl后進(jìn)入高壓電路輸出口正極外接高壓設(shè)備7，高壓電路輸出口負(fù)極接動力電池組9負(fù)極；高壓直流接觸器KM3的常開觸點(diǎn)串接放電電阻R2后并接在動力電池組9負(fù)極，以及高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)的后端，所述高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)后端為高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)串接于電阻Rl的端點(diǎn)。高壓直流接觸器KMl的常開觸點(diǎn)二端分別接在動力電池組9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(diǎn)二端分別接在動力電池組9正極輸入端和外接充電機(jī)5輸入口正極；
整車控制器6控制高壓直流接觸器KM1、KM2、KM3和KM4的開閉。電動汽車用智能車載高壓配電管理單元工作原理是
首先，系統(tǒng)上電時(shí)高壓電源由動力電池組9正極輸入，經(jīng)高壓手動維修開關(guān)QS后，到高壓直流接觸器KM2，該接觸器接收到整車控制器6指令，接通其常開觸點(diǎn)，高壓電流經(jīng)過預(yù)充電電阻Rl后進(jìn)入高壓電路輸出口正極外接主電機(jī)和其他高壓設(shè)備7，高壓電路輸出口負(fù)極接動力電池組9負(fù)極，從而完成主電機(jī)和其他高壓設(shè)備7的預(yù)充電。
當(dāng)預(yù)充電完成后，高壓直流接觸器KMl接收到整車控制器6指令，接通其常開觸點(diǎn)，高壓電流從動力電池組9正極通過分路保險(xiǎn)FU2、FU3、…FUn進(jìn)入各個(gè)高壓設(shè)備7。此時(shí)，高壓直流接觸器KM2斷電，恢復(fù)其觸點(diǎn)的常開狀態(tài)。各個(gè)高壓設(shè)備7進(jìn)入可工作狀態(tài)。其次，當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，首先，高壓直流接觸器KM2和KMl接收到整車控制器6指令，斷電，恢復(fù)其觸點(diǎn)的常開狀態(tài)。高壓直流接觸器KM3接收到整車控制器6指令，閉合其常開觸點(diǎn)，使得各個(gè)高壓設(shè)備7的正極通過預(yù)充電電阻R1、高壓直流接觸器KM3觸點(diǎn)以及放電電阻R2連接到高壓電源負(fù)極上，構(gòu)成放電回路。電阻Rl、R2快速消耗高壓設(shè)備7中殘余電能，使得高壓設(shè)備7中的殘余電能迅速下降到安全電壓下。大約5秒后，高壓直流接觸器KM3接收到整車控制器6指令，斷電，恢復(fù)其觸點(diǎn)常開狀態(tài)。整個(gè)系統(tǒng)斷電完成。在外充電狀態(tài)時(shí)，整車控制器6控制高壓直流接觸器KMl、KM2、KM3處于斷電狀態(tài)，即觸點(diǎn)處于常開狀態(tài)。整車控制器6并控制高壓直流接觸器KM4通電，其常開觸點(diǎn)閉合，高壓電源正極從充電機(jī)5通過高壓保險(xiǎn)絲FU2、高壓直流接觸器KM4閉合觸點(diǎn)、高壓手動維修開關(guān)QS后連接到高壓電池正極，負(fù)極由外充電機(jī)5負(fù)極連接到高壓電池負(fù)極上進(jìn)行外充電。當(dāng)充電完成后，整車控制器6控制高壓直流接觸器KM4處于斷電狀態(tài)，高壓直流接觸器KM4的觸點(diǎn)恢復(fù)常開狀態(tài)。在電動汽車用智能車載高壓配電管理單元中，所述PDU控制器4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9正極和負(fù)極輸入端和回路中；
所述電流傳感器WB2用于電流采集，可以采用分流器或霍爾傳感器的方式，通過采集母線或各個(gè)分支的電流數(shù)據(jù)，并通過PDU控制器4將電流數(shù)據(jù)發(fā)送到整車CAN網(wǎng)絡(luò)供駕駛員和相關(guān)技術(shù)人員使用。

所述電壓傳感器WBl用于電壓采集，可以采用電壓互感器或電壓變送器的方式，通過采集母線電壓數(shù)據(jù)，并通過PDU控制器4將電壓數(shù)據(jù)發(fā)送到整車CAN網(wǎng)絡(luò)供駕駛員和相關(guān)技術(shù)人員使用。所述PDU控制器4經(jīng)CANl線連接整車控制器6和其它外部設(shè)備7，PDU控制器4經(jīng)CANl線連接電池模塊管理單元BMU 2、絕緣監(jiān)測系統(tǒng)3和電量顯示模塊8 ;電池模塊管理單元BMU 2經(jīng)CAN2連接外部充電機(jī)5，電池模塊管理單元BMU 2經(jīng)CAN3連接電池管理系統(tǒng)從板LE⑶1，實(shí)現(xiàn)單體電池?cái)?shù)據(jù)采集。所述高壓配電管理單元(即PDU單元)經(jīng)高壓連接器IL1、IL2、IL3、IL4連接動力電源9系統(tǒng)輸入高壓電源，高壓電路輸出經(jīng)高壓連接器IL5、IL6-1Ln連接至外接高壓設(shè)備7，高壓連接器IL1、IL2…ILn具備高壓互鎖功能，互鎖回路一端連接至整車控制器6，用于檢測高壓系統(tǒng)連接狀態(tài)。所述高壓連接器IL1、IL2...ILn用于連接高壓系統(tǒng)，具備高壓互鎖功能，用于檢測高壓系統(tǒng)連接狀態(tài)。當(dāng)高壓連接器拔出時(shí)，低壓檢測回路首先切斷，并將切斷的信號傳送給整車控制器6，整車控制器6根據(jù)控制策略切斷相應(yīng)高壓直流接觸器的線圈供電，從而切斷高壓電源的輸出，確保人員的安全。當(dāng)高壓連接器插入時(shí)，首先接通高壓回路，此時(shí)的高壓回路由于高壓互鎖的存在是沒有高壓電的，當(dāng)高壓連接器的高壓回路充分接觸后，低壓檢測回路才能被接通，并將接通信號傳送給整車控制器6，整車控制器6根據(jù)控制策略接通相應(yīng)高壓直流接觸器的線圈供電，從而實(shí)現(xiàn)高壓電源的輸出。
所述動力電池組9輸入所述管理單元回路中的高壓母線，高壓母線接有高壓手動維修開關(guān)QS。高壓手動維修開關(guān)QS用于實(shí)現(xiàn)手動切斷高壓功能，是將高壓母線主保險(xiǎn)和手動維修開關(guān)集合為一體，以實(shí)現(xiàn)集成化的目的，并且具備高壓互鎖接口，可以將接口串聯(lián)到整車的高壓互鎖回路中，實(shí)現(xiàn)高壓互鎖的功能。當(dāng)高壓手動維修開關(guān)QS拔出時(shí)，可以將主保險(xiǎn)一同拔出，隨維修人員攜帶，防止其他人員誤上電，從而最大程度上保護(hù)車輛的維修人員。本發(fā)明電動汽車用智能車載高壓配電管理單元控制原理如下
首先，高壓電源由動力電池組9正極輸入，該動力電池組9內(nèi)部含有高壓保險(xiǎn)絲FUO，通過帶有高壓互鎖接口的高壓連接器IL3、IL4連接到PDU單元內(nèi)部，在PDU單元內(nèi)部使用銅條，形成高壓母線。高壓母線經(jīng)過高壓手動維修開關(guān)QS，高壓手動維修開關(guān)QS含高壓回路主保險(xiǎn)絲,分配給高壓主回路和外充電回路。所述高壓主回路由高壓直流接觸器組KM1、KM2、KM3和KM4、高壓保險(xiǎn)絲組FU3、FU4、FU5、FU6-8、FU9、FUn、大功率無感電阻 R1、R2 以及高壓連接器 IL1、IL2、IL3、IL4、IL5 IL8和ILn組成。當(dāng)電動汽車執(zhí)行上電流程時(shí)，整車控制器6通過CAN網(wǎng)絡(luò)判斷PDU單元內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)是否處于正常的工作狀態(tài)，然后通過低壓接口輸出低壓電源，控制高壓直流接觸器KM2吸合其常開觸點(diǎn)，高壓直流電源通過保險(xiǎn)絲FUl向預(yù)充電電阻Rl進(jìn)行預(yù)充電操作；當(dāng)預(yù)充電完成后，整車控制器6通過低壓接口輸出低壓電源，控制高壓直流接觸器KMl吸合其常開觸點(diǎn)，高壓直流接觸器KM2斷開，高壓電源向整個(gè)高壓主回路供電。從而完成上電流程。上電后，高壓電源經(jīng)過高壓直流接觸器KMl的觸點(diǎn)，通過銅條的分配，并經(jīng)過高壓保險(xiǎn)絲組FU3、FU4 FUn保護(hù)輸出給不同的高壓用電設(shè)備7。在整個(gè)運(yùn)行過程中，整車控制器6和PDU控制器4采集各個(gè)接觸器觸點(diǎn)信號，與控制指令進(jìn)行對比，從而判斷是否工作正常。如果高壓直流接觸器KMl的控制指令與狀態(tài)反饋信號不符合時(shí)就可以認(rèn)為是高壓直流接觸器KMl故障狀態(tài)，整車控制器6通過CANl網(wǎng)絡(luò)發(fā)出故障信號，向司機(jī)報(bào)警。當(dāng)車輛需要斷電時(shí)，整車控制器6控制高壓直流接觸器KMl和KM2同時(shí)斷電，高壓直流接觸器KM3通電，吸合其常開觸點(diǎn)閉合，從而將高壓主回路系統(tǒng)中的殘余能量通過大功率電阻Rl、R2進(jìn)行消耗，確保高壓主回路系統(tǒng)中殘余電壓在5秒內(nèi)下降到36V安全電壓以下，確保人的安全。當(dāng)放電完成后，高壓直流接觸器KM3也斷開。整個(gè)系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)。外充電回路的是由高壓直流接觸器KM4控制輸出，該高壓直流接觸器KM4的控制經(jīng)整車控制器6通過采集PDU單元內(nèi)置外充電接口上的充電確認(rèn)信號進(jìn)行控制輸出，當(dāng)外充電接口接上外置充電設(shè)備5后，整車控制器6采集到充電確認(rèn)信號，根據(jù)控制策略程序斷開高壓直流接觸器KMl、預(yù)充電的高壓直流接觸器KM2和高壓直流接觸器KM3，同時(shí)閉合外充電的高壓直流接觸器KM4，從而接通外充電回路。由外置充電設(shè)備5向車載動力電池組充電。當(dāng)充電完成后，首先斷開低壓控制信號——充電確認(rèn)信號，當(dāng)整車控制器6接收到充電確認(rèn)信號斷開時(shí)，首先切斷外充電的高壓直流接觸器KM4，然后再根據(jù)控制策略，確定高壓直流接觸器KMl的閉合與否。外充電接口具備CAN網(wǎng)絡(luò)通訊功能，并在PDU單元內(nèi)部與電池管理單元BMU 2經(jīng)CAN2線進(jìn)行CAN通訊，監(jiān)控充電電流，充電電壓等相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能充電。當(dāng)充電發(fā)生異常，電池管理單元BMU 2經(jīng)CANl線通過CAN網(wǎng)絡(luò)將故障信息傳給PDU控制器4，PDU控制器4經(jīng)CANl線再向整車控制器6發(fā)出報(bào)警信息，整車控制器6根據(jù)控制策略采取相應(yīng)操作。在CAN網(wǎng)絡(luò)中，CANl代表整車網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)主要包含PDU控制器4，外部設(shè)備7 (包括電機(jī)、儀表等)，CANl線也連接PDU單元內(nèi)部子網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)主要包含電池模塊管理單元BMU 2、絕緣監(jiān)測系統(tǒng)3和PDU控制器4。CAN2為外充電子網(wǎng)絡(luò)，CAN3為電池內(nèi)部子網(wǎng)絡(luò)，這兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)屬于電池系統(tǒng)的兩個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)。在PDU單元內(nèi)部還包含絕緣監(jiān)測系統(tǒng)3，用于實(shí)施對整車高壓系統(tǒng)與車身間的絕緣電阻監(jiān)測，并通過PDU控制器4經(jīng)CANl線將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到整車CAN網(wǎng)絡(luò)中，并在儀表上進(jìn)行顯示。當(dāng)發(fā)生絕緣降低的情況發(fā)生時(shí)，PDU控制器4接收到絕緣監(jiān)測系統(tǒng)3經(jīng)CANl線從CAN網(wǎng)絡(luò)中發(fā)出的報(bào)警信號，抄送給整車控制器6，整車控制器6通過相應(yīng)的控制策略，切斷相應(yīng)高壓直流接觸器的線圈供電，從而切斷高壓電源的輸出，并通知駕駛?cè)藛T，確保人員的安全。當(dāng)絕緣恢復(fù)正常時(shí)，通過重新啟動車輛方式再接通相應(yīng)的高壓電源的輸出。PDU控制器單元主要由PDU控制器4、電壓互感器WBl、電流傳感器WB2以及電量顯示單元8構(gòu)成，并通過采集高壓直流接觸器KMl和外充電高壓直流接觸器KM4的狀態(tài)信號判斷整車處于放電狀態(tài)還是處于外充電狀態(tài)。并在電量顯示單元8上顯示出系統(tǒng)目前狀態(tài)，會同采集的電壓和電流數(shù)據(jù)等信息通過CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到整車網(wǎng)絡(luò)中，主要是在儀表上進(jìn)行顯示，并將系統(tǒng)故障和報(bào)警信息發(fā)送給整車控制器6，由整車控制器6判斷系統(tǒng)狀態(tài)、安全等級，從而確定相應(yīng)的操作。PDU控制器4也可以將高壓直流接觸器KMl、KM2、KM3和KM4的控制由PDU控制器4執(zhí)行，但控制策略上的指令還是由整車控制器6發(fā)出。為了確保系統(tǒng)維修安全和緊急情況安全，本發(fā)明的PDU單元還需要配備高壓手動維修開關(guān)QS，以及緊急開關(guān)的低壓接口。當(dāng)車輛處于維修狀態(tài)時(shí)，維修人員可以將手動維修開關(guān)QS拔出，并可以隨維修人員攜帶，防止其他人員誤上電，從而最大程度上保護(hù)車輛的維修人員安全工作，也便于車輛保險(xiǎn)的更換。當(dāng)車輛發(fā)生緊急情況時(shí)，如火災(zāi)，撞車等意外情況，駕駛?cè)藛T可以通過切斷車輛前部的緊急開關(guān)，從而切斷車輛高壓接觸器的電源，使得高壓系統(tǒng)斷電。從而在最大程度上保護(hù)車輛的行駛安全。以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定發(fā)明的保護(hù)范圍，因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
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(jiān)測系統(tǒng)、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(jīng)高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)接預(yù)充電電阻Rl后進(jìn)入高壓電路輸出口正極外接高壓設(shè)備，高壓電路輸出口負(fù)極接動力電池組負(fù)極；高壓直流接觸器KM3的常開觸點(diǎn)串接放電電阻R2后并接在動力電池組負(fù)極，以及高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)的后端，所述高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)后端為高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)串接于電阻Rl的端點(diǎn)； 高壓直流接觸器KMl的常開觸點(diǎn)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(diǎn)二端分別接在動力電池組正極輸入端和外接充電機(jī)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(fù)極輸入端和回路中； 所述PDU控制器經(jīng)CANl線連接整車控制器和其它外部設(shè)備，PDU控制器經(jīng)CANl線連接電池模塊管理單元BMU、絕緣監(jiān)測系統(tǒng)和電量顯示模塊；電池模塊管理單元BMU經(jīng)CAN2連接外部充電機(jī)，電池模塊管理單元BMU經(jīng)CAN3連接電池管理系統(tǒng)從板LE⑶，實(shí)現(xiàn)單體電池?cái)?shù)據(jù)采集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車用智能車載高壓配電管理單元，其特征是:所述高壓配電管理單元經(jīng)高壓連接器IL1、IL2、IL3、IL4連接動力電源系統(tǒng)輸入高壓電源，高壓電路輸出經(jīng)高壓連接器IL5、IL6、...1Ln連接至外接高壓設(shè)備，高壓連接器IL1、IL2、…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(tǒng)連接狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車用智能車載高壓配電管理單元，其特征是: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(guān)QS，高壓手動維修開關(guān)QS內(nèi)部含有聞壓保險(xiǎn)絲。
全文摘要
本發(fā)明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(jīng)高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)接預(yù)充電電阻R1后進(jìn)入高壓電路輸出口正極外接高壓設(shè)備，高壓電路輸出口負(fù)極接動力電池組負(fù)極；高壓直流接觸器KM3常開觸點(diǎn)串接放電電阻R2后并接在動力電池組負(fù)極、以及高壓直流接觸器KM2常開觸點(diǎn)后端；高壓直流接觸器KM1常開觸點(diǎn)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(diǎn)二端分別接在動力電池組正極輸入端和外接充電機(jī)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(jīng)CAN1線連接整車控制器和其它外部設(shè)備。
文檔編號H02J7/00GK103078357SQ20121006057
公開日2013年5月1日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者柴冬燕, 唐瑩 申請人:柴冬燕, 唐瑩