配电盒和车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种配电盒、车载充电系统和车辆。


背景技术：

2.随着新能源汽车和新能源设施行业的快速发展，新能源汽车再次进入大众视野。目前，新能源汽车行业的插电式混动车型均只配有交流充电插座，交流充电插座通过配电盒直接连接车载充电机，为车辆进行交流充电。
3.但是，在交流充电模式下，由于充电电流小，充电时间长，在交流充电站建设逐渐减少的情况下，混动车主会因充电时间长或车辆占位，无法享受快速充电场带来的便利，造成用户用体验降低。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种配电盒，该配电盒可以实现交流充电和直流充电两种充电模式的切换。
5.本发明的第二个目的在于提出一种车辆。
6.为了达到上述目的，本发明的第一方面实施例提出了一种配电盒，该配电盒包括：盒体；充电输入端口，用于输入充电信号；交流输出端口，用于输出交流电；直流输入端口，用于输入所述交流电转换的直流电；直流输出端口，用于输出所述直流电；控制端口，用于接收充电控制信号；；直流充电接触器，所述直流充电接触器的第一端与所述充电输入端口连接，所述直流充电接触器的第二端与所述直流输出端口连接，所述直流充电接触器的控制端与所述控制端口连接；交流充电接触器，所述交流充电接触器的第一端与所述充电输入端口连接，所述交流充电接触器的第二端与所述交流输出端口连接，所述交流充电接触器的控制端与所述控制端口连接；其中，在交流充电时，所述直流充电接触器断开且所述交流充电接触器闭合，或者，在直流充电时，所述直流充电接触器闭合且所述交流充电接触器断开。
7.根据本发明实施例的配电盒，通过在配电盒内部设置直流充电接触器和交流充电接触器，在充电输入端口接收到充电信号时，控制端口根据接收的充电控制信号，控制直流充电接触器或交流充电接触器断开或闭合，即利用不同组合的充电接触器的断开或闭合，实现直流充电回路和交流充电回路的相互切换，从而使得车辆既可以实现直流充电也能实现交流充电，对于只具有交流充电插座和端口的车辆，可以实现充电端口的复用，车辆无需设置专门的直流充电端口即可实现直流充电，减少了车辆充电时间，提高了用户体验。
8.在一些实施例中，所述充电输入端口、所述交流输出端口、所述直流输入端口和所述直流输出端口均设置在所述盒体上；所述配电盒还包括印刷电路板，所述印刷电路板设置在所述盒体中；所述直流充电接触器和所述交流充电接触器设置在所述印刷电路板上。
9.在一些实施例中，所述直流充电接触器包括：第一直流接触器，所述第一直流接触器的第一端与所述充电输入端口连接，所述第一直流接触器的第二端与所述直流输出端口
连接，所述第一直流接触器的控制端与所述控制端口连接；第二直流接触器，所述第二直流接触器的第一端与所述充电输入端口连接，所述第二直流接触器的第二端与所述直流输出端口连接，所述第二直流接触器的控制端与所述控制端口连接,在进行直流充电时，通过控制第一直流接触器和第二直流接触器的闭合，可以使得输入直流电直接输入电池包，实现车辆的直流充电功能。
10.在一些实施例中，所述配电盒还包括：电压检测单元，所述电压检测单元的第一端与所述第一直流接触器、所述第二直流接触器分别连接，所述电压检测单元的第二端与所述控制端口连接，用于检测直流充电电压信号以确定所述直流充电接触器的烧结状态。通过电压检测单元检测充电接触器的烧结状态，并在烧结状态下，进行故障报警，保证配电安全。
11.在一些实施例中，所述配电盒还包括：低压继电器，设置在所述印刷电路板上，与所述控制端口连接，用于控制直流充电信号的通断。控制端口与电池管理系统相连，通过电池管理系统控制直流充电信号的通断。
12.在一些实施例中，所述盒体包括：上盖和下箱体；其中，所述充电输入端口、所述交流输出端口、所述直流输入端口和所述直流输出端口和所述控制端口设置在所述下箱体的侧面，所述印刷电路板设置在所述下箱体的容纳腔中。
13.在一些实施例中，所述盒体还包括：密封圈，设置在所述上盖和所述下箱体之间，保证上盖和下箱体之间的稳固连接。
14.在一些实施例中，所述配电盒还包括：多个接线座，设置在所述印刷电路板上，用于接触器与对应端口的连接；低压接插件，设置在所述印刷电路板上，用于接触器、低压继电器、电压检测单元与所述控制端口的连接。
15.在一些实施例中，所述配电盒还包括：至少一个固定部，所述固定部设置在所述盒体的底部，用于配合固定件固定所述盒体。
16.为了达到上述目的，本发明的第二方面实施例提出的一种车辆，车辆包括：电池包；上面实施例所述的配电盒；车载交流插座，与所述配电盒连接，用于输入充电信号；车载充电机，与所述配电盒连接，用于将交流电信号转换为直流电信号；电池管理系统，与所述配电盒连接，用于输出充电控制信号，以对所述配电盒中的接触器进行控制，以对所述电池包充电。
17.根据本发明实施例的车辆，基于复用车载交流插座的充电端口，在不同的充电情况下，利用配电盒中不同组合的直流充电接触器和交流充电接触器断开或闭合，可实现直流充电回路和交流充电回路的相互切换，相较于只支持交流充电的车辆，本实施例的车辆无需改装或设置专门的直流充电端口，基于车辆本身的交流充电端口，通过上面实施例的车载充电系统即可实现直流充电，实现直流快速充电，减小了充电时间，提高了用户体验。
18.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1是根据本发明一个实施例的电动车辆直流充电时的电路原理示意图；
21.图2是根据本发明一个实施例的配电盒的电路原理的示意图；
22.图3是根据本发明一个实施例的配电盒的外形的示意图；
23.图4是根据本发明一个实施例的配电盒外部结构的示意图；
24.图5是根据本发明一个实施例的配电盒内部结构分布的示意图；
25.图6是根据本发明一个实施例的配电盒外形的示意图；
26.图7是根据本发明一个实施例的车辆的框图。
具体实施方式
27.下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
28.对于只有交流充电插座的车辆，其车载交流插座通过配电盒直接连接车载充电机，为车辆进行交流充电。但是，交流充电电流小，充电时间长。为了实现对具有交流充电功能的车辆也可进行直流充电，在车辆端不增加专门直流充电口的情况下，本发明实施例提出了配电盒，直流充电时，通过直流充电转接头将输入直流传输车载交流充电端口，即通过直流充电转接头的转接以及基于复用车载交流充电端口和该配电盒的配电控制，即可实现对车辆的直流充电。
29.在实施例中，如图1所示，为本发明一个实施例的车辆直流充电时的电路原理示意图。车辆进行直流充电时，充电转接头2接入车载交流插座42，车载交流插座42的电源输入端口用于接收直流充电信号，若确定为直流充电模式，电池管理系统44响应于直流充电信号，控制配电盒1内的相关开关单元闭合或断开，实现直流充电设备为电池包41充电。本实施例中的配电盒1，内部集成了直流充电接触器和交流充电接触器，通过控制不同接触器的开关，实现直流回路和交流回路的相互切换。
30.下面参考图2-图6描述根据本发明第一方面实施例的配电盒。
31.如图2所示，本发明实施例的配电盒1包括盒体10、充电输入端口11、交流输出端口12、直流输入端口13、直流输出端口14、控制端口15、直流充电接触器17和交流充电接触器18。
32.其中，充电输入端口11可以设置在盒体10上，用于输入充电信号；交流输出端口12可以设置在盒体10上，用于输出交流电；直流输入端口13可以设置在盒体10上，用于输入交流电转换的直流电；直流输出端口14可以设置在盒体10上，用于输出直流电；控制端口15用于接收充电控制信号；直流充电接触器17的第一端与充电输入端口11连接，直流充电接触器17的第二端与直流输出端口14连接，直流充电接触器17的控制端与控制端口15连接；交流充电接触器18的第一端与充电输入端口11连接，交流充电接触器18的第二端与交流输出端口12连接，交流充电接触器18的控制端与控制端口15连接。在实施例中，直流充电接触器17和交流充电接触器18可以设置在盒体10中的印刷电路板上。
33.在交流充电时，直流充电接触器17断开且交流充电接触器18闭合，或者，在直流充电时，直流充电接触器17闭合且交流充电接触器18断开。
34.如图2所示，为本发明一个实施例的配电盒的电路原理的示意图。在进行交流充电时，交流充电设备接入车载交流插座42，使得交流充电设备与车辆端连接，在交流充电过程
中，配电盒1的控制端口15接收到交流充电控制信号，控制直流充电接触器17断开并控制交流充电接触器18闭合，交流电通过充电输入端口11输入配电盒1，交流经过交流输出端口12输出给车载充电机，车载充电机对交流电进行整流即可以将交流电变成直流电，直流电再经直流输入端口13输入至配电盒1，进而再经直流输出端口14输出给动力电池，实现为动力电池充电。
35.在进行直流充电时，直流充电设备通过充电转接头2与车载交流插座42匹配连接，实现直流充电设备为车辆端充电，在直流充电过程中，配电盒1的控制端口15接收到直流充电控制信号，控制直流充电接触器17闭合并控制交流充电接触器18断开，直流电通过充电输入端口11输入，直流电直接经过直流输出端口14输出给动力电池，从而实现为动力电池的直流充电。
36.根据本发明实施例的配电盒1，通过在配电盒1内部设置直流充电接触器17和交流充电接触器18，在充电输入端口11接收到充电电流时，控制端口15根据充电电流接收不同的充电控制信号，控制直流充电接触器17或交流充电接触器18断开或闭合，即利用不同组合充电接触器的断开或闭合，实现交流充电回路和直流充电回路的相互切换，相较于只支持交流充电的车辆，本发明实施的配电盒1使得车辆即可实现交流充电也可实现直流充电，在进行直流充电时，充电电流增大，车辆充电时间减少，提高用户体验。
37.在一些实施例中，如图2所示，配电盒1的充电输入端口11、交流输出端口12、直流输入端口13和直流输出端口14均设置在盒体10上；配电盒1还包括印刷电路板，印刷电路板设置在盒体10中；直流充电接触器17和交流充电接触器18设置在印刷电路板上，通过在配电盒1内部的印刷电路板上集成直流充电接触器17和交流充电接触器18，在进行直流充电或交流充电时，通过控制直流充电接触器17和交流充电接触器18的断开或者闭合，实现直流充电回路和交流充电回路的切换，从而实现车辆的直流充电以及交流充电功能。
38.在一些实施例中，直流充电接触器17包括第一直流接触器例如记为relaye1，第一直流接触器relaye1的第一端与充电输入端口11连接，第一直流接触器relaye1的第二端与直流输出端口13连接，第一直流接触器relaye1的控制端与控制端口15连接；第二直流接触器例如记为relaye2，第二直流接触器relaye2的第一端与充电输入端口11连接，第二直流接触器relaye2的第二端与直流输出端口14连接，第二直流接触器relaye2的控制端与控制端口15连接。
39.如图2所示，在交流充电时，控制端口15接收到交流充电控制信号，根据交流充电控制信号控制第一直流充电接触器relaye1和第二直流充电接触器relaye2断开，并控制交流充电接触器例如relaye3闭合，交流电通过充电输入端口11输入配电盒1，交流电经过交流输出端口12输出给车载充电机，车载充电机可以将交流电变成直流电，直流电再经直流输入端口13输入至配电盒1，进而再经直流输出端口14输出给动力电池，对动力电池进行交流充电。
40.在直流充电时，控制端口15接收到直流充电控制信号，根据充电控制信号控制第一直流充电接触器relaye1和第二直流充电接触器relaye2闭合，并控制交流充电接触器relaye3断开，直流充电通过充电输入端口11输入，直流电直接经过直流输出端口14输出给动力电池，为动力电池进行直流充电。
41.在一些实施例中，配电盒1还包括电压检测单元19，电压检测单元19可以设置在印
刷电路板上，电压检测单元19的第一端与第一直流接触器relaye1、第二直流接触器relaye2分别连接，电压检测单元19的第二端与控制端口15连接，用于检测直流充电电压信号以确定直流充电接触器的烧结状态。
42.在实施例中，电压检测单元19可以包括htl(high threshold logic，高阈值逻辑电路)。以htl电路为例，在直流充电开始和结束时，htl电路检测直流回路上是否有高电压信号，若有，htl电路输出一个低电压信号通过控制端口15反馈给电池管理系统，电池管理系统接收到低电压信号，则确定第一直流充电接触器relaye1和第二直流充电接触器relaye2发生烧结，即直流充电接触器17出现烧结，则进行故障报警，不允许继续充电，以保护直流充电安全。其中，htl电路输出的低电压信号一般小于1v。
43.若检测直流回路上没有高电压信号，则htl电路输出一个高电压信号，并通过控制端口15反馈给电池管理系统，电池管理系统接收到高电压信号，则确定第一直流充电接触器relaye1和第二直流充电接触器relaye2未发生烧结。其中，htl电路输出的高电压信号一般大于9v。
44.在一些实施例中，配电盒1还包括低压继电器20，低压继电器20设置在印刷电路板上，与控制端口15连接，用于控制直流充电信号的通断。
45.在实施例中，低压继电器20例如记为relaye4与控制端口15相连，控制端口15与电池管理系统相连，通过电池管理系统输出的充电控制信号，控制充电桩的直流信号例如s+和s-信号的通断。
46.在一些实施例中，如图3所示，为本发明一个实施例的配电盒的外形的示意图。盒体10包括上盖21和下箱体22；其中，充电输入端口11、交流输出端口12、直流输入端口13和直流输出端口14和控制端口15设置在下箱体22的侧面，印刷电路板可以设置在下箱体22的容纳腔中，配电盒1通过这样的集成结构设置体积更小，在车载端安装更加方便。
47.在一些实施例中，如图4所示，为本发明一个实施例的配电盒外部结构的示意图。盒体10还包括密封圈23，密封圈23设置在上盖21和下箱体22之间，使上盖21和下箱体22之间连接更加紧密，可以避免水汽灰尘进入箱体内，以保护其内部的端口线路。
48.在一些实施例中，如图5所示，配电盒1还包括多个接线座24和低压接插件25，接线座24设置在印刷电路板27上，用于接触器与对应端口的连接；低压接插件25设置在印刷电路板27上，用于接触器、低压继电器20、电压检测单元19与控制端口15的连接。
49.如图5所示，为本发明一个实施例的配电盒的内部结构分布的示意图。多个接线座24设置在印刷电路板27上，配电盒1中的电路连接线通过接线端子与接线座24连接，通过印刷电路板27上的金属例如铜箔进行导通。
50.控制端口15的电路连接线与低压接插件25连接，低压接插件25设置在印刷电路板27上，通过印刷电路板27上的铜箔进行导通。在配电盒1中的每个元器件都可以焊接在印刷电路板27上的，通过印刷电路板27的铜箔进行导通的。
51.在一些实施例中，如图6所示，为本发明一个实施例的配电盒外形的示意图。配电盒1还包括至少一个固定部26，固定部26设置在盒体10的底部，用于配合固定件固定盒体10，使盒体10安装更加牢固。
52.总而言之，根据本发明实施例的配电盒1，通过在配电盒1内部设置直流充电接触器17和交流充电接触器18，在充电输入端口11接收到充电信号时，控制端口15根据充电信
号接收不同的充电控制信号，控制直流充电接触器17或交流充电接触器18断开或闭合，即利用不同组合充电接触器的断开或闭合，实现交流充电回路和直流充电回路的相互切换，相较于只能进行交流充电的配电盒，本实施的配电盒1在进行直流充电时，充电电路增大，充电时间减小，减少车辆充电时间，提高用户体验。
53.下面参照附图描述本发明第二方面实施例的车辆。
54.图7是根据本发明一个实施例的车辆的框图，如图7所示，本发明实施例的车辆40包括电池包41、配电盒1、车载交流插座42、车载充电机43和电池管理系统44。
55.其中，车载交流插座42与配电盒1连接，用于输入充电信号；车载充电机43与配电盒1连接，用于将交流电信号转换为直流电信号；电池管理系统44与配电盒1连接，用于输出充电控制信号，以对配电盒1中的接触器进行控制，以对电池包41充电。
56.在实施例中，车辆进行交流充电时，车载端识别到当前的充电模式为交流充电模式时，电池管理系统44接收到交流充电信号，控制配电盒1中的直流充电接触器17断开并控制交流充电接触器18闭合，交流电经过交流输出端口12输出至车载充电机43，交流电信号经车载充电机43整流，将交流电变为直流电，直流电经过直流输出端口14输出为动力电池充电。
57.在进行直流充电时，车载端识别到当前的充电模式为直流充电模式，电池管理系统44接收直流充电信号，控制直流充电接触器17闭合并控制交流充电接触器18断开，直流电直接经过配电盒1的直流输出端口输出为动力电池充电。
58.根据本发明实施例的车辆40，通过采用上面实施例提到的车载充电系统40，基于复用车载交流插座42的充电端口，在不同的充电情况下，利用配电盒1中不同组合的直流充电接触器17和交流充电接触器18断开或闭合，可实现直流充电回路和交流充电回路的相互切换，相较于只支持交流充电的车辆，本实施例的车辆40无需改装或设置专门的直流充电端口，基于车辆40本身的交流充电端口，可实现直流快速充电，减小了充电时间，提高了用户体验。
59.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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发明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。
60.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。