一种新能源汽车用能量管理及高压电源分配装置的制作方法

1.本实用新型属于新能源汽车技术领域，特别是涉及一种新能源汽车用能量管理及高压电源分配装置。


背景技术：

2.商用车/工程机械等类型新能源电动汽车具有高电压和大电流的，多个回路辅助回路输出要求等特点，通常配备500v以上的高压系统，工作电流可达200a以上，可能危及人身安全和高压零部件的使用安全性。动力电池作为电动汽车的能量存储装置，受整车尺寸及布置的影响，可用空间非常有限，实现高低压分开，低压控制高压回路通断。需要保证动力电池系统维修的便利性，减少拆卸动力电池包的次数，解决整车动力集成的技术难题，先进的智能诊断和电能管理增进电气系统安全性能，增加高压配电系统可靠性，智能监控低压bcu单元和高压配电pdu单元应运而生。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种新能源汽车用能量管理及高压电源分配装置，通过低压bcu单元和高压pdu单元进行集成，在车辆有限的空间内实现了高低压分离；通过低压bcu单元低压控制控制高压pdu单元，主要进行继电器控制、高压采集及电流信号和互锁信号采集；实现绝缘状态监测、总电压采集和回路控制功能，实现智能电源管理，采用高压互锁回路设计，在车辆发生碰撞或翻车时或高压连接器有松脱现象，有切断高压功能。
4.为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
5.本实用新型为一种新能源汽车用能量管理及高压电源分配装置，包括低压bcu单元和高压pdu单元；所述低压bcu单元控制高压pdu单元主要进行继电器控制、高压采集及电流信号和互锁信号采集；所述低压bcu单元通过电源通讯线与低压供电电源模块连接；所述低压bcu单元通过通讯线与整车控制器连接进行信息交互；所述低压bcu单元通过通讯线与从控采集模块进行通信；从控通过电压采集线束与电池组连接；所述低压bcu单元还通过低压通讯线束与直流充电桩连接；所述高压pdu单元通过动力回路分别与电池组、电机控制器和直流充电桩连接；所述整车控制器与电机控制器进行信息交互。
6.进一步地，所述低压bcu单元采集电池组的单体电池电压及温度信息。
7.进一步地，所述高压pdu单元接收低压bcu单元传输的控制信号控制直流充电桩向电池组进行充电，并通过高压采集端口监测电池组的端口电压。
8.进一步地，所述低压控制bcu单元向整车控制器实时发送电池组允许放电电流信息及荷电soc状态信息。
9.进一步地，所述通讯线为can总线。
10.进一步地，所述低压bcu单元控制高压pdu单元向电机控制器输出电压信号。
11.进一步地，所述电机控制器根据高压pdu单元和整车控制器传输的信号控制驱动电机的开关以及运行功率。
12.本实用新型具有以下有益效果：
13.本实用新型通过将低压bcu单元和高压pdu单元进行集成，在车辆有限的空间内实现了高低压分离；通过低压bcu单元低压控制控制高压pdu单元进行继电器控制、高压及电流信号和互锁信号采集；实现绝缘状态监测、总电压采集和回路控制功能，实现智能电源管理，采用高压互锁回路设计，在车辆发生碰撞或翻车时或高压连接器有松脱现象，有切断高压功能。
14.当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为一种新能源汽车用能量管理及高压电源分配装置的系统框图；
17.图2为一种新能源汽车用能量管理及高压电源分配装置的结构示意图；
18.图3为低压bcu单元的结构示意图；
19.图4为高压pdu单元的电气原理图。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.实施例一：
22.请参阅图1-2所示，本实用新型为一种新能源汽车用能量管理及高压电源分配装置，包括低压bcu单元和高压pdu单元；低压bcu单元控制高压pdu单元进行继电器控制、高压采集及电流信号和互锁信号采集；
23.低压bcu单元通过电源通讯线与低压供电电源模块连接；低压bcu单元通过通讯线与整车控制器连接进行信息交互；低压bcu单元通过通讯线与从控采集模块进行通信；从控通过电压采集线束与电池组连接；低压bcu单元还通过国标快充接口的低压通讯线束与直流充电桩连接；
24.低压bcu单元通过采集电路采集电池组的单体电池电压及温度信息；
25.低压控制bcu单元向整车控制器实时发送电池组允许放电电流信息及荷电soc状态信息；
26.高压pdu单元通过动力回路分别与电池组、电机控制器和直流充电桩连接；整车控制器与电机控制器进行信息交互；高压pdu单元接收低压bcu单元传输的控制信号控制直流充电桩向电池组进行充电，并通过高压采集端口监测电池组的端口电压；
27.低压bcu单元控制高压pdu单元向电机控制器输出电池组状态信息；电池组状态信息包括总电压信号、总电流、soc、功率sop等信号；电机控制器根据高压pdu单元及低压bcu
单元和整车控制器传输的信号控制驱动电机的开关以及运行功率；
28.其中，通讯线为can总线。
29.实施例二：
30.如图3所示，低压bcu单元包括电池组通讯口、调试通讯口、高压采集口、继电器控制/电流采样口和整车通讯/快充通讯口；电池组通讯口通过电源通讯线与低压供电电源模块连接；
31.低压bcu单元通过获取电池组的单体电池电压及温度信息，同时通过高压采集口监测电池组的端口电压，通过继电器前后端电压判断粘连；
32.低压控制bcu单元通过继电器控制/电流采样口获取电流信息、控制继电器通断，支持与整车端通过can方式交互动力电池组的荷电状态soc、单体电池电压及温度信息，时刻提供当前状态下电池系统允许最大输出能力信息至整车控制器，保证soc维持在合理的范围内，防止电池过充过放对电池造成损伤；
33.实施例三：
34.如图4所示的高压pdu单元的电气原理图所示；
35.行车模式状态下，整车端下发行车指令，低压bcu单元控制高压pdu单元的继电器relay a和继电器relay k闭合，从而输出高压至电机控制器，低压bcu单元实时发送当前的电池组允许放电电流信息及荷电soc状态；
36.水冷高压回路根据上电自检电池系统无故障自动闭合，低压bcu单元控制高压pdu单元的继电器relay b闭合，并反馈继电器relay的状态至整车端；
37.直流快充模式状态下，低压bcu单元控制高压pdu单元的继电器relay a、继电器relay e、继电器relay c、继电器relay f和继电器relay d闭合，从而输出高压至直流充电端口1、2，低压bcu单元实时发送当前的电池组允许充电电流信息及荷电soc状态至直流充电桩；
38.加热回路根据当前的电池温度采用低温加热策略进入或退出，低压bcu单元控制高压pdu单元的继电器relay a、继电器relay h和继电器relay g闭合；
39.高压pdu单元内置电流采样的电流传感器实时采集，计算电池组的核电状态soc及相应的过流保护策略。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
41.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。