电动汽车高压供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电动汽车领域，具体涉及电动汽车高压供电系统。
【背景技术】
[0002] 在环境污染日益严重和燃料资源日益枯竭的情况下，电动汽车成为一个重点发展 方向。与传统燃油车不同，电动汽车主要依靠电池包内的动力电池组驱动电机，以完成车辆 运行。因此在电动汽车中需有与动力电池组相关的高压部件。这些高压部件包括动力电池 组、驱动电机、D⑶C总成、电动空调、充电器等几个重要部件。
[0003] 而在电动汽车的整个运行工况中、不仅要包括驱动状态，即动力电池组处于放电 的状态，以完成电机、空调的驱动，而且还要包括充电状态，即对动力电池组进行充电，一般 电动汽车均提供两种充电模式：快充模式和慢充模式（也被称为车载充电模式）。一方面， 现有技术中的驱动电机、空调等由电池包直接供电，这就造成了短接等安全隐患。另一方 面，现有技术的充电系统如图1所示，电池包整车的接口主要包括供电正、供电负、慢充电 正、慢充电负、快充电正、快充电负，其中供电正、供电负主要为整车的用电负载如电机控制 器、空调等提供供电电源；慢充电正、慢充电负主要用于车载充电器与电池包的高压接口， 而快充电正、快充电负主要用于快速充电器与电池包的高压接口。当仅主正继电器、主负继 电器的常开触点闭合时，供电正、供电负两个接口分别与电池组的正极线P、负极线N接通， 电池包向外供电；当慢充电枪插入慢充电正、慢充电负接口时，车载充电（慢充）继电器和 主负继电器的常开触点闭合，电池包进入慢充状态；当快充电枪插入快充电正、快充电负接 口时，快速充电继电器和主负继电器的常开触点闭合，电池包进入快充状态。
[0004] 在现有技术方案中，首先并未考虑到高压接口向驱动电机、空调等供电的安全性， 其次未考虑到快充电接口与慢充电接口同时接入到电池包接口的状态，整个系统并无针对 多种输入状态下的识别机制，快充电接口与慢充电接口同时接入到整车后，并没有针对充 电接口的连接状态检测。为防止快充接口与慢充接口同时接入电池包，目前采取的应对措 施是快充接口与慢充接口采用独立的两个接口，同时对快充电枪和慢充电枪的长度、口径 等形状进行区分，这会对使用者带来困扰并增加了汽车厂商和充电粧生产商的生产成本、 配件成本。再次，当连接接口慢充电正、慢充电负、快充电正、快充电负连接不牢固时，在高 压连接端子连接处将产生较大的阻抗，一旦有电流通过，将会造成连接接口端子的烧蚀问 题，也就是说，现有技术缺乏高压连接口与电池包的接口部分的安全性冗余判断。最后，一 般来说，汽车生产厂与充电粧生产厂并非同一厂商，因此目前充电粧所提供的快充接口与 电动车的电池包之间缺少标准的相互通讯校验环节，电池包与车载充电器的接口、充电粧 的快充接口之间存在匹配性不足，一旦充电粧存在故障则会影响到整车的安全性。
[0005] 总而言之，现有技术对于电动车的高压供电系统匹配性及安全性考虑不足。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的目的是提高电动汽车的高压供电系统的安全性和快充、慢充之间的 匹配性。
[0007] 为实现上述目的，本实用新型的实施例提供了如下技术方案：
[0008] 一种电动汽车高压供电系统，包括：电池包、主正继电器、主负继电器、整车控制 器、电机控制器、驱动电机，所述电池包的正极经所述主正继电器的一对常开触点接入所述 电机控制器的IGBT模块，所述电池包的负极经所述主负继电器的一对常开触点接入所述 电机控制器的IGBT模块，所述电机控制器的IGBT模块向所述驱动电机提供三相交变电，所 述整车控制器与所述电机控制器通过整车动力CAN总线连接。
[0009] 优选地，上述电动汽车高压供电系统还包括空调，所述空调与所述电机控制器并 联。
[0010] 优选地，上述电动汽车高压供电系统还包括快充继电器、快充辅助继电器、慢充继 电器、慢充辅助继电器和车载充电器，所述电池包的正极与所述主正继电器的一对常开触 点、所述慢充继电器的一对常开触点串联后分为两路，一路经所述快充继电器的一对常开 触点后接入第一电压监控模块，另一路接入所述车载充电器的第二电压监控模块，所述电 池包的负极与所述主负继电器的一对常开触点、所述慢充辅助继电器的一对常开触点串联 后分为两路，一路经所述快充辅助继电器的一对常开触点后接入所述第一电压监控模块， 另一路接入所述车载充电器的第二电压监控模块，所述第一电压监控模块具有快充接口 端，所述车载充电器具有慢充接口端，所述快充继电器、所述快充辅助继电器、所述慢充继 电器、所述慢充辅助继电器的线圈与所述车载充电器连接，所述主正继电器、所述主负继电 器的线圈与所述整车控制器连接。
[0011] 优选地，所述整车控制器与所述车载充电器通信连接。
[0012] 优选地，所述车载充电器还具有与充电粧进行通信的端子。
[0013] 优选地，上述电动汽车高压供电系统，其特征在于，还包括预充继电器和预充电 阻，所述预充继电器的一对常开触点与所述预充电阻串联后与所述主正继电器的所述一对 常开触点形成并联，所述预充继电器的线圈与所述整车控制器连接。
[0014] 优选地，所述第一电压监控模块、所述快充继电器、所述快充辅助继电器、所述慢 充继电器和所述慢充辅助继电器位于D⑶C总成内。
[0015] 优选地，所述快充继电器与所述快充辅助继电器采用同一个继电器的不同组常开 触点且/或所述慢充继电器与所述慢充辅助继电器采用同一个继电器的不同组常开触点。
[0016] 本实用新型利用整车控制器与电机控制器之间的整车动力CAN总线来判断电机 控制器进入工作状态，然后整车控制器才控制主正继电器、主负继电器的常开触点的闭合， 从而使IGBT模块得电，能够向驱动电机输出三相交变电，避免了在短路状态下电池包输出 高压电流造成伤害。
[0017] 进一步地，空调位于主正继电器和主负继电器的后方，也能够避免非驱动状态下 空调短路时对电池包造成伤害。
[0018] 进一步地，本实用新型利用两个电压监控模块来监控快充电压和慢充电压，利用 车载充电器来实现快充继电器、快充辅助继电器、慢充继电器、慢充辅助继电器的线圈带电 状态，由于快充继电器的常开触点与慢充继电器的常开触点是串联的，快充辅助继电器的 常开触点与慢充辅助继电器的常开触点是串联的，因此利用车载充电器的控制，就能够实 现仅慢充继电器、慢充辅助继电器的常开触点的闭合，或者实现快充继电器、快充辅助继电 器、慢充继电器、慢充辅助继电器的常开触点的同时闭合，也就是说，该高压供电系统能够 实现如下控制逻辑：只要车载充电器接收到了慢充电压，则无论是否同时接入快充，车载 充电器只允许进行慢充充电，从而避免了快充、慢充同时接入带来的安全隐患，提高了安全 性。
[0019] 进一步地，整车控制器与车载充电器之间的通信端子能够实现整车控制器的自检 信息向车载充电器的发送，从而进行冗余校验，通过对主正继电器和主负继电器、快充继电 器和快充辅助继电器、慢充继电器和慢充辅助继电器的分别控制来提高安全裕度。
[0020] 进一步地，利用车载充电器的与充电粧进行通信的端子，能够采集充电粧的工作 状态，当充电粧的充电条件允许时才控制相应继电器的常开触点的闭合，避免了充电粧本 身故障对汽车造成安全风险。
【附图说明】
[0021] 接下来将结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细说明，其中：
[0022] 图1是现有技术的电动汽车高压供电系统的电路结构图；
[0023] 图2是本实用新型的实施例的电动汽车高压供电系统的电路结构图；
[0024] 图3是利用本实用新型的实施例的电动汽车高压供电系统进行慢充时整车控制 器与车载充电器之间的通信框图；
[0025] 图4是本实用新型的实施例的电动汽车高压供电系统进行快充时快速充电枪与 车载充电器和整车控制器之间的通信框图。
【具体实施方式】
[0026] 在本申请中，"常开触点"指的是在汽车未充电状态下继电器的一对处于断开状态 的触点，而非单独的不带电的继电器的一对触点的物理状态，例如对于主正继电器来说，能 够利用一个继电器的一对常开触点，在汽车未充电状态下继电器线圈不带电，也能够利用 该继电器的一对常闭触点，但在未充电状态下继电器线圈带电使常闭触点断开成为"常开 触点"，其它各继电器与此类似。同时，各电气部件对继电器的线圈进行通/断电来实现对 继电器触点的断开/闭合的动作控制属于本领域惯用技术手段，因此其控制原理在本申请 中不再进行详细描述。
[0027] 参考图2,本实用新型中的电动汽车高压供电系统主要包括电池包、整车控制器、 DCDC总成、车载充电器、电机控制器、空调几个属于电动汽车的部件，同时充电粧作为与电 动汽车实现电气、通信连接的外部设施在图2中也被示出。
[0028] 电池包内部主要有电池单体、高压继电器、预充电阻、电池管理系统、高压互锁电 路和维修开关。其中高压继电器包括主正继电器、主负继电器、预充继电器，这三个继电器 的线圈均与整车控制器连接，因此这三个继电器触点的闭合与断开受到整车控制器的直接 控制。更具体地，主负继电器的线圈通过电池包的端子1与整车控制器的端子9连接、主正 继电器的线圈通过电池包的端子2与整车控制器的端子10连接、预充继电器的线圈通过电 池包的端子3与整车控制器的端子11连接。主正继电器、主负继电器盒预充继电器的线圈 共同通过电池包的端子6接地。电池管理系统通过温度传感器检测电池包内的电池组电池 单体温度，并检测电池电量、电池单体电压等，并将检测结果通过电池包的端子7和端子8 经整车动力CAN总线EV_CAN向外输出。
[0029] 整车控制器除与主正继电器、主负继电器、预充继电器的线圈连接外，还通过端子 12和端子13经整车动力CAN总线实现与其它部件的通信，从而控制主正继电器、主负继电 器、预充继电器的动作。
[0030] D⑶C总成的主要作用是通过D⑶C转换器将动力电池包的高压直流电转换为12V 的低压直流电，并通过端子14向低压系统供电。Drac总成的端子15接地，端子16和端子 17具有与端子14和端子15相似的功能。另外，在本实施例中，在DCDC总成内部结构上，还 布置有快充继电器、快充辅助继电器、慢充继电器、慢充辅助继电器和第一电压监控模块。 在实际电路中，快充继电器、快充辅助继电器、慢充继电器、慢充辅助继电器和第