高压盒、车载电气系统、车辆和作业机械的制作方法

1.本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种高压盒、车载电气系统、车辆和作业机械。


背景技术：

2.随着日趋严重的能源危机和环境问题，以电能或混合动力作为动力源，是车辆或作业机械的重要发展方向。
3.以电能或混合动力作为动力源的车辆或作业机械中的电气系统，可以包括电池组、高压盒、电池管理系统、各类控制器以及负载等。电池组可以通过高压盒与各控制器连接，为上述各控制器供能。高压盒作为电气系统的安全性的重要屏障，可以根据整车上、下电控制需求，接通或断开高压回路，提供电流及漏电检测端子；当电池组外部电流过大时，能实现可控的带载切断；当电池组外部线路发生短路时，高压盒内熔断器可以断开高压回路。现有的电气系统在出现故障的情况下，高压盒可以切断高压回路，各控制器下电，进而可以对电气系统进行检修。但是，在某些特定场景下，需要保持某一个或多个控制器上电，而现有的电气系统在上述特定场景下，难以灵活的实现对电气系统的检修。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种高压盒、车载电气系统、车辆和作业机械，用以解决现有技术中在特定场景下难以灵活的实现对电气系统的检修的缺陷，实现更灵活的对电气系统的检修。
5.本实用新型提供一种高压盒，包括：第一导线、第二导线、第三导线和第四导线；其中，所述第二导线与所述第三导线对应，所述第二导线的数量和第三导线的数量均为第一数量；
6.所述第一导线的第一端与每一第二导线的第一端连接，所述第三导线的第一端与所述第四导线的第一端连接；
7.所述第二导线和/或所述第二导线对应的第三导线上设置有一个开关。
8.根据本实用新型提供的一种高压盒，还包括：绝缘检测模块；
9.所述绝缘检测模块，分别与所述第一导线和所述第四导线连接。
10.根据本实用新型提供的一种高压盒，还包括：接触器；
11.所述接触器设置于所述第一导线或所述第四导线上。
12.根据本实用新型提供的一种高压盒，所述开关，为手动维修开关。
13.本实用新型还提供一种车载电气系统，包括：电池组、至少一个控制器以及如上所述的高压盒；
14.所述电池组的第一端子与所述高压盒中第一导线的第二端连接；所述电池组的第二端子与所述高压盒中第四导线的第二端连接；
15.所述控制器的第一端子与所述高压盒中第二导线的第二端连接，所述控制器的第
二端子与所述第二导线对应的第三导线的第二端连接。
16.根据本实用新型提供的一种车载电气系统，所述电池组，包括第二数量个电池包；各所述电池包并联。
17.根据本实用新型提供的一种车载电气系统，所述系统还包括：第二数量个霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述电池包对应；
18.所述霍尔传感器，用于获取对应的电池包的参数。
19.根据本实用新型提供的一种车载电气系统，至少一个所述控制器为多合一控制器；
20.其中，所述多合一控制器，用于控制多个受电设备。
21.根据本实用新型提供的一种车载电气系统，所述多合一控制器设置有充电端口。
22.本实用新型还提供一种作业机械，其特征在于，包括：如上所述的车载电气系统。
23.本实用新型提供的高压盒、车载电气系统、车辆和作业机械，高压盒的第一导线的第一端与每一第二导线的第一端连接，第三导线的第一端与第四导线的第一端连接，每一第二导线和/或该第二导线对应的第三导线上设置有一个开关，能在保持其他各控制器正常运行的情况下，切断出现故障的分回路进行检修，能实现对车载电气系统更灵活、更有针对性的检修，能简化车载电气系统配电的复杂度。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
25.图1是本实用新型提供的高压盒的结构示意图；
26.图2是本实用新型提供的车载电气系统的结构示意图之一；
27.图3是本实用新型提供的车载电气系统的结构示意图之二；
28.附图标记：
29.101：高压盒；
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102：第一导线；
30.103：第二导线；
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104：第三导线；
31.105：第四导线；
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106：开关；
32.107：绝缘检测单元；
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108：接触器；
33.201：电池组；
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202：控制器；
34.203：电池组的第一端子；
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204：控制器的第一端子；
35.205：控制器的第二端子；
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206：电池组的第二端子；
36.301：电池包；
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302：霍尔传感器；
37.303：负载；
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304：受电设备；
38.305：充电端口；
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306：充电桩。
具体实施方式
39.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的
附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.图1是本实用新型提供的高压盒的结构示意图。下面结合图1描述本实用新型的高压盒。如图1所示，高压盒101，包括：第一导线102、第二导线103、第三导线104和第四导线105；其中，第二导线103与第三导线104对应，所述第二导线的数量和第三导线的数量均为第一数量。
42.第一导线102的第一端与每一第二导线103的第一端连接，第三导线104的第一端与第四导线105的第一端连接。
43.第二导线103和/或上述第二导线103对应的第三导线104上设置有一个开关106。
44.具体地，电池组可以为电气系统中的各控制器供电，进而可以为各控制器控制的受电设备供电。电池组可以包括两个端子，分别为电池组的第一端子和电池组的第二端子。上述电池组的第一端子和电池组的第二端子可以分别对应电池组的正极和负极。
45.控制器可以单独控制一个受电设备，例如：主泵电机控制器、上装电机控制器或转向电机控制器等。控制器还可以同时控制多个受电设备，例如：控制器可以为多合一控制器，同时控制主泵电机控制器、上装电机控制器和转向电机控制器等。控制器可以包括两个端子，分别为控制器的第一端子和控制器的第二端子，分别用于与电池组的正极和负极连接。
46.电池组、高压盒101和每一控制器可以依次连接，电池组可以为各控制器供电，进而可以为各控制器控制的受电设备供电。
47.第一导线102的第一端分别与每一第二导线103的第一端连接，电池组的第一端子203可以与第一导线102的第二端连接。
48.控制器的第一端子可以与一个第二导线103的第二端连接。电流从电池组流出，可以经由第一导线102和各第二导线103，分为多路分电流，流入每一控制器。
49.控制器的第二端子可以与一个第三导线104的第二端连接。
50.需要说明的是，与任一控制器的第一端子连接的第二导线103，和与该控制器的第二端子连接的第三导线104存在对应关系。
51.每一第三导线104的第一端可以与第四导线105的第一端连接。第四导线105的第二端可以与电池组的第二端子连接。各分电流从各控制器202流出，经由各第三导线104和第四导线105可以回流至电池组。
52.需要说明的是，如图1所示的高压盒101为本实用新型提供的高压盒的一个实例。高压盒101中第二导线103和第三导线104的第一数量可以根据实际情况确定。本实用新型实施例中，对第一数量不作具体限定。
53.对于每一第二导线103，该第二导线103和/或该第二导线103对应的第三导线104上设置有一个开关106，可以用于控制由电池组、该第二导线103、与该第二导线103的第二端连接的控制器、与上述控制器连接的第三导线104以及第四导线105组成的分回路的通断。在上述分回路出现故障的情况下，仅关闭上述开关106，即可切断该分回路进行检修，而不影响其他控制器的正常运行。
54.本实用新型实施例中高压盒的第一导线的第一端与每一第二导线的第一端连接，第三导线的第一端与第四导线的第一端连接，每一第二导线和/或该第二导线对应的第三导线上设置有一个开关，能在保持其他各控制器正常运行的情况下，切断出现故障的分回路进行检修，能实现对车载电气系统更灵活、更有针对性的检修，能简化车载电气系统配电的复杂度。
55.基于上述各实施例的内容，高压盒101，还包括：绝缘检测模块107。
56.车载电气系统运行期间，将受到各种外界因素的影响，上述外界因素主要包括外部电场、环境、高压与腐蚀度等。车载电气系统受上述外界因素的影响，容易出现不可预知的故障，严重的还会导致供电中断。通过对车载电气系统进行绝缘检测，可以保障车载电气系统的安全稳定运行。
57.绝缘检测模块107可以针对车载电气系统的绝缘状态进行检测与管理。可以进行实时监控车载电气系统交直流电压并告警、实时监控车载电气系统绝缘并告警、实时接地回路检测、车载电气系统电流检测诊断、回路绝缘分级预警、接地历史记录分析、电压平衡功能、电池组回路监测功能以及系统分布电容检测功能等。
58.绝缘检测模块107，分别与第一导线102和第四导线105连接。
59.如图1所示，绝缘检测模块107分别与第一导线102与第四导线105连接。在将各控制器202和每一控制器202控制的受电设备作为一个集成受电设备的情况下，绝缘检测模块107与上述集成收到设备并联，可以实现对电气系统的绝缘检测。
60.本实用新型实施例中的高压盒包括绝缘检测模块，分别与高压盒中的第一导线和第四导线连接，能对车载电气系统进行绝缘检测，能提高车载电气系统的安全性。
61.基于上述各实施例的内容，高压盒101，还包括：接触器108。
62.接触器108，可以指利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。接触器108不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。
63.接触器108设置于第一导线102或第四导线105上。
64.第一导线102或第四导线105上设置有接触器108，可以在将各控制器202和每一控制器202控制的受电设备作为一个集成受电设备的情况下，控制上述集成受电设备是否上电。
65.本实用新型实施例中高压盒在每一第二导线和/或该第二导线对应的第三导线上设置有一个开关的基础上，第一导线或第四导线上设置有接触器，能在分别控制每一控制器是否上电的基础上，控制所有控制器是否上电，能进一步提高车载电气系统的安全性。
66.基于上述各实施例的内容，开关106，为手动维修开关。
67.手动维修开关(manual service device，msd)内置高压保险丝，并设计有高压互锁功能。在外部发生短路的情况下，保险丝熔断切断高压回路；在根据用户的操作切断高压回路的情况下，高压互锁首先断开，然后再切断高压回路。
68.对于任一控制器，由电池组与该控制器构成的分回路中串联一个手动维修开关，可以根据实际需求，控制上述分回路的通断，而不影响其他控制器的正常运行。
69.本实用新型实施例中高压盒在每一第二导线和/或该第二导线对应的第三导线上设置有一个手动维修开关，能实现根据用户的操作切断出现故障的分回路进行检修，还能在发生短路的情况下，切断发生短路的分回路，能提高电气系统的安全性。
70.图2是本实用新型提供的车载电气系统的结构示意图之一。下面结合图2描述本实用新型的车载电气系统。如图2所示，车载电气系统，包括：电池组201、至少一个控制器202以及如上的高压盒101。
71.电池组的第一端子203与高压盒中第一导线102的第二端连接。
72.控制器的第一端子204与高压盒中第二线103的第二端连接，控制器的第二端子205与高压盒中第三导线104的第二端连接。
73.电池组的第二端子206与高压盒中第四导线105的第二端连接。
74.其中，控制器202的数量不大于第一数量。
75.具体地，电池组201可以为电气系统中的各控制器202供电，进而可以为各控制器202控制的受电设备供电。电池组201可以包括两个端子，分别为电池组的第一端子203和电池组的第二端子206。上述电池组的第一端子203和电池组的第二端子206可以分别对应电池组的正极和负极。
76.控制器202可以单独控制一个受电设备，例如：主泵电机控制器、上装电机控制器或转向电机控制器等。控制器202还可以为多合一控制器，可以同时控制多个受电设备。控制器202可以包括两个端子，分别为控制器的第一端子204和控制器的第二端子205，分别用于与电池组201的正极和负极连接。
77.电池组201、高压盒101和每一控制器202可以依次连接，电池组201可以为各控制器202供电，进而可以为各控制器202控制的受电设备供电。
78.电池组的第一端子203可以与第一导线102的第二端连接，第一导线102的第一端分别与每一第二导线103的第一端连接。
79.控制器的第一端子204可以与一个第二导线103的第二端连接。电流从电池组201流出，可以经由第一导线102和各第二导线103，分为多路分电流，流入每一控制器202。
80.控制器的第二端子205，可以与一个第三导线104的第二端连接。
81.需要说明的是，分别与同一控制器的第一端子204和第二端子205连接的第二导线103和第三导线104存在对应关系。
82.需要说明的是，高压盒101中，第二导线103的数量和第三导线104的数量相同，为第一数量条。控制器202的数量不大于第一数量。
83.每一第三导线104的第一端可以与第四导线105的第一端连接。第四导线105的第二端可以与电池组的第二端子206连接。各分电流从各控制器202流出，经由各第三导线104和第四导线105可以回流至电池组201。
84.对于高压盒101中的每一第二导线103，该第二导线103和/或该第二导线103对应的第三导线104上设置有一个开关106，可以用于控制由电池组201、该第二导线103、与该第二导线103的第二端连接的控制器202、与上述控制器202连接的第三导线104以及第四导线105组成的分回路的通断。在上述分回路出现故障的情况下，仅关闭上述开关106，即可切断
该分回路进行检修，而不影响其他控制器202的正常运行。
85.需要说明的是，如图2所示的车载电气系统为本实用新型提供的一个实例。电池组201的具体结构、控制器202的数量等可以根据实际情况确定，本实用新型实施例中不作具体限定。
86.本实用新型实施例中车载电气系统包括电池组、高压盒和至少一个控制器，上述高压盒的第一导线的第一端与每一第二导线的第一端连接，第三导线的第一端与第四导线的第一端连接，每一第二导线和/或该第二导线对应的第三导线上设置有一个开关，能在保持其他各控制器正常运行的情况下，切断出现故障的分回路进行检修，能实现对车载电气系统更灵活、更有针对性的检修，能简化车载电气系统配电的复杂度。
87.图3是本实用新型提供的车载电气系统的结构示意图之二。下面结合图3描述本实用新型的车载电气系统。如图2所示，电池组201，包括第二数量个电池包301；各电池包301并联。
88.通常情况下，在电池组201包括多个电池包301的情况下，上述各电池包301串联连接。
89.本实用新型实施例中，在电池组201包括多个电池包301的情况下，上述各电池组201并联连接，从而可以更好的满足大功率、大电流的受电设备的供电需求；还可以在某一个或多个电池包301出现故障的情况下，供电不中断，确保受电设备的正常运行。
90.需要说明的是，在电池组201包括多个电池包301，且上述各电池包301并联连接的情况下，可以选用相同规格、型号等的电池包301，从而可以延长电池组201的使用寿命。
91.需要说明的是，第二数量可以根据实际情况确定。本实用新型实施例中对第二数量不作具体限定。
92.本实用新型实施例中车载电气系统中的电池组包括多个电池包，且上述各电池包并联，能更好的满足大功率、大电流的受电设备的供电需求，能提高电气系统的安全性。
93.基于上述各实施例的内容，系统还包括：第二数量个霍尔传感器302，霍尔传感器302与电池包301对应。
94.霍尔传感器302，用于获取对应的电池包301的参数。
95.霍尔传感器302，是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，可以用于测量任意波形的电流和电压。
96.如图2所示，在电池组201包括多个电池包301的情况下，每一霍尔传感器302可以与一个电池包301对应，并可以与该电池包301串联，从而可以测量该电池包301输出的电流和电压，并可以基于测量结果，对该电池包301的运行状态进行监控和分析。
97.本实用新型实施例中车载电气系统中电池组中的每一电池包与一个霍尔传感器串联，能测量每一电池包输出的电流和电压，并能基于测量结果，对每一电池包以及电池组的运行状态进行监控和分析，能提高电气系统的安全性。
98.基于上述各实施例的内容，至少一个控制器202为多合一控制器。
99.其中，多合一控制器，用于控制多个受电设备。
100.具体地，车载电气系统中，可以通过多合一控制器，集成多个控制器，从而可以避免各控制器之间电磁兼容的现象。如图3所示，图2中的控制器202可以为多合一控制器，可以分别与多个受电设备304连接。其中，受电设备304可以包括但不限于：主泵电机、上装电
机、转向电机以及气泵等。
101.多合一控制器还可以与负载303连接。
102.电池组201可以经由高压盒101、多合一控制器202，为上述受电设备304供电。
103.需要说明的是，车载电气系统可以包括一个多合一控制器，用于控制多个受电设备304；电气系统还可以包括一个多合一控制器和至少一个控制器202，且上述多合一控制器与上述各控制器202并联。
104.本实用新型实施例中车载电气系统中包括至少一个多合一控制器，能通过多合一控制器同时控制多个受电设备，能避免控制器之间出现电磁兼容的现象，能提高电气系统的安全性。
105.基于上述各实施例的内容，多合一控制器202设置有充电端口305。
106.具体地，如图2所示，多合一控制器202还可以设置有充电端口305，并可以通过充电端口305连接充电桩306。充电桩306输出的电流经由充电端口305流入多合一控制器202之后，可以流入高压盒101，并经由高压盒101流入电池组201，为电池组201充电。
107.本实用新型实施例中充电桩可以通过多合一控制器的充电端口，对电池组充电。
108.基于上述各实施例的内容，一种车辆，包括：如上述的车载电气系统。
109.具体地，本实用新型实施例中的车辆，包括如上述各实用新型实施例中的车载电气系统，可以在保持其他各控制器正常运行的情况下，切断出现故障的分回路进行检修。
110.上述电气系统的具体结构可以参见上述各实用新型实施例的内容，此处不再赘述。
111.本实用新型实施例中车辆中的车载电气系统，包括一种高压盒，上述高压盒的第一导线的第一端与每一第二导线的第一端连接，每一第三导线的第一端与第四导线的第一端连接，每一第二导线和/或该第二导线对应的第三导线上设置有一个开关，能在保持其他各控制器正常运行的情况下，切断出现故障的分回路进行检修，能实现对车载电气系统更灵活、更有针对性的检修，能简化车载电气系统配电的复杂度。
112.基于上述各实施例的内容，一种作业机械，包括：如上述的车载电气系统。
113.具体地，本实用新型实施例中的作业机械，包括如上述各实用新型实施例中的车载电气系统，可以在保持其他各控制器正常运行的情况下，切断出现故障的分回路进行检修。
114.上述电气系统的具体结构可以参见上述各实用新型实施例的内容，此处不再赘述。
115.本实用新型实施例中作业机械中的车载电气系统，包括一种高压盒，上述高压盒的第一导线的第一端与每一第二导线的第一端连接，第三导线的第一端与第四导线的第一端连接，每一第二导线和/或该第二导线对应的第三导线上设置有一个开关，能在保持其他各控制器正常运行的情况下，切断出现故障的分回路进行检修，能实现对车载电气系统更灵活、更有针对性的检修，能简化车载电气系统配电的复杂度。
116.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术
方案的精神和范围。