CN110356254A - 一种高压架构***、电动汽车和驱动方式切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电动汽车技术领域,提供一种高压架构***、电动汽车和驱动方式切换方法,高压架构***包括动力电池子***(1)、高压配电子***(2)和高压电器子***(3),高压配电子***(2)与动力电池子***(1)、高压电器子***(3)相连,包括配电控制单元(21)和电路保护单元(22),配电控制单元(21)用于控制所述动力电池子***(1)的充电状态,并根据车辆的驱动方式控制所述高压电器子***(3)的配电状态。该高压架构***具有更好的模块兼容性、更大的承载力、易扩展性、灵活性以及可靠性,可以根据车辆的驱动方式调整整车高压电的使用及分配策略,从而节省车辆能源消耗。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,特别涉及一种高压架构***、电动汽车和驱动方式切换方法。
背景技术
电动汽车(EV,electric vehicle)是指以车载动力电源为动力,由电动机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。纯电动汽车整车的电气***分为高压和低压两个***,其中,高压***主要是72/64V动力电源,主要负责启动、行驶、充放电和空调动力。
纯电动汽车的高压架构***是整车电力***的基础架构,决定了车辆动力***的性能、整车装配难度、系列车型的开发难度及费用等。相关技术中,高压***主要包括动力电池组、电驱动***、电动空调、电暖风、车载充电***、非车载充电***及高压电安全管理***等。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在一下问题:传统的纯电动汽车需要根据不同的车型和控制策略(包括两驱动和四驱)适用不同的高压***,且电动汽车由四驱切换为两驱时,另一驱动电机仍然存在功率输出。因此,为保障车辆动力***的性能,降低整车装配难度,提供一种具有更好的模块兼容性、更大的承载力、易扩展性、灵活性以及可靠性,能够实现电动汽车驱动方式彻底切换,从而节省车辆能源消耗的高压架构***至关重要。
发明内容
本申请实施例提供了一种高压架构***、电动汽车和驱动方式切换方法,该高压架构***具有更好的模块兼容性、更大的承载力、易扩展性、灵活性以及可靠性,可以根据车辆的驱动方式调整整车高压电的使用及分配策略,节省车辆的能源消耗。本发明的技术方案如下:
本申请实施例的第一方面,提供一种高压架构***,所述高压架构***包括动力电池子***、高压配电子***和高压电器子***,其中,
所述动力电池子***包括储能电池单元、与储能电池单元相连的电池配电单元,以及控制所述电池配电单元运行的电池管理***;
所述高压配电子***与所述电池配电单元相连,包括配电控制单元和与所述配电控制单元相连的电路保护单元,所述配电控制单元用于控制所述动力电池子***的充电状态,并根据车辆的驱动方式控制所述高压电器子***的配电状态;
所述高压电器子***与所述高压配电子***相连,包括将电能转换为车辆动力的驱动单元、为所述动力电池子***进行充电的充电单元和消耗动力电池子***电能的附件单元。
本申请实施例的一种实现方式中,所述电池配电单元包括至少两个预充电路和与所述储能电池单元相连的电池接口电路,所述至少两个预充电路并联连接到所述电池接口电路,并且每个所述预充电路连接到一个所述驱动单元。
本申请实施例的一种实现方式中,所述充电单元包括直流充电口和交流充电口,所述电池配电单元还包括并联连接到所述电池接口电路的两个充电电路,所述预充电路与所述充电电路并联,所述直流充电口和所述交流充电口分别连接到一个充电电路。
本申请实施例的一种实现方式中,所述驱动单元包括相连的电机控制器和驱动电机,所述电机控制器连接到所述预充电路。
本申请实施例的一种实现方式中,所述配电控制单元包括第二继电器和两个第一继电器,所述第二继电器设置在所述充电电路上并与所述直流充电口串联,所述第一继电器分别连接到一个充电电路,所述两个第一继电器的总输出端与所述附件单元相连。
本申请实施例的一种实现方式中,所述附件单元包括并联设置的DC/DC转换器、汽车空调加热器和汽车空调压缩机,汽车空调加热器和所述第一继电器的总输出端之间设置有配电控制器,所述电路保护单元分别设置在所述配电控制器与所述汽车空调加热器、所述第一继电器的总输出端与汽车空调压缩机之间。
本申请实施例的一种实现方式中,所述储能电池单元内设置有与所述电池接口电路串联的手动维护开关,用于控制整车高压电的通断。
本申请实施例的一种实现方式中,所述高压配电子***设置在高压配电盒内,所述高压配电盒外侧设置有多个电器接口。
本申请实施例的第二方面,提供了一种电动汽车,所述电动汽车包括上述的高压架构***。
本申请实施例的第三方面,提供了一种驱动方式切换方法,所述方法适用于上述的电动汽车,所述方法包括:当将所述电动汽车的驱动方式从四驱切换为两驱时,将所述电动汽车其中一个驱动单元的输出功率调整为零。
本申请实施例的有益效果至少包括:
本申请实施例提供的高压架构***,其高压配电子***与动力电池子***、高压电器子***相连,高压配电子***可以控制动力电池子***的充电状态,从而实现减少动力电池子***的外接接口,提高其密封性;高压配电子***可以根据驱动方式控制高压电器子***的配电状态,从而提高搭载该高压架构***的电动汽车的电能使用效率。搭载该高压架构***的电动汽车的驱动方式从四驱切换为两驱时,该电动汽车其中一个驱动单元的输出功率为零,从而节省车辆的能源消耗。
本申请实施例提供的高压架构***为平台化架构,具有很高的兼容性及易扩展性,可以提高不同车型、不同性能高压***的配置效率,减少开发成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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。
图1为本申请实施例提供的一种高压架构***的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的另一种高压架构***的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种两驱车型的高压架构***的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的另一种两驱车型的高压架构***的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种四驱车型的驱动方式切换流程图;
图6为本申请实施例提供的另一种四驱车型的驱动方式切换流程图。
附图标记分别表示:
1、动力电池子***;11、储能电池单元;111、手动维护开关;12、电池配电单元;121、预充电路;122、电池接口电路;123、充电电路;2、高压配电子***;21、配电控制单元;211、第一继电器;212、第二继电器;22、电路保护单元;23、高压配电盒;231、电器接口;3、高压电器子***;31、驱动单元;311、电机控制器;312、驱动电机;32、充电单元;321、直流充电口;322、交流充电口;33、附件单元;331、DC/DC转换器;332、汽车空调加热器;3321、配电控制器;333、汽车空调压缩机。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本申请实施例提供一种高压架构***,如图1所示,高压架构***包括动力电池子***1、高压配电子***2和高压电器子***3,其中,动力电池子***1包括储能电池单元11、与储能电池单元11相连的电池配电单元12以及控制电池配电单元12运行的电池管理***;高压配电子***2与电池配电单元12相连,包括配电控制单元21和与配电控制单元21相连的电路保护单元22,配电控制单元21用于控制动力电池子***1的充电状态,并根据车辆的驱动方式控制高压电器子***3的配电状态;高压电器子***3与高压配电子***2相连,包括将电能转换为车辆动力的驱动单元31、为动力电池子***1进行充电的充电单元32和消耗动力电池子***1电能的附件单元33。
本申请实施例的一种实现方式中,如图1所示,储能电池单元11可包括电池模组,储能电池单元11外部可设置有正极接口和负极接口,电池接口电路通过两个接口与电池配电单元(Battery Disconnect Unit,BDU)相连。相应地,电池配电单元外部也可设置有第二正极接口和第二负极接口。电池管理***(Battery Management System,BMS)控制电池配电单元运行。
电池配电单元可通过快插式高压连接器与高压配电子***相连。高压配电子***可包括配电控制单元和电路保护单元,配电控制单元控制动力电池子***的充电状态,并根据车辆的驱动方式控制高压电器子***的配电状态。
高压电器子***与高压配电子***相连,包括驱动单元、充电单元和附件单元,其中,驱动单元和附件单元可通过快插式高压连接器与高压配电子***相连。充电单元与高压配电子***相连,从而将储能电池单元的充电接口设置在高压配电子***上,减少储能电池单元外接接口,提高其密封性,避免外界环境通过储能电池单元的外接接口造成破坏。
如图1所示,电池配电单元12可包括至少两个预充电路121和与储能电池单元11相连的电池接口电路122,至少两个预充电路121并联连接到电池接口电路122,并且每个预充电路121连接到一个驱动单元31。
本申请实施例的一种实现方式中,电池配电单元内可设置有两个并联连接到电池接口电路的预充电路,每个预充电路上可串联有预充电阻。两个预充电路的一端与电池接口电路相连,另一端与驱动单元相连。
本申请实施例中,该高压架构***适用于四驱车型,即车辆中设置有两个驱动单元,分别用于驱动前、后两排车轮。由于高压电路中存在很多容性负载,如电容。冷态启动时,电容上无电荷或只有很低的残留电压,此时电容两端电压接近于零,而储能电池单元供电时,输出高压电。若储能电池单元为高压电路直接供电,则,电容相当于瞬间短路,会对电容造成较大冲击,因此电池配电单元中设置有预充电路。预充电路接通时,储能电池单元通过预充电路供电,预充电路上串联有预充电阻,从而控制通过预充电路进入电容的最大电流。随着电容上电荷增加,电容两端的电压不断增大,接近储能电池单元输出的电池电压时,切断预充电路,储能电池单元正常输出。
如图1所示,充电单元32可包括直流充电口321和交流充电口322,电池配电单元12还可包括并联连接到电池接口电路122的两个充电电路123,预充电路121与充电电路123可并联,直流充电口321和交流充电口322分别连接到一个充电电路123。
本申请实施例的一种实现方式中,电池配电单元内可设置有两个充电电路,其中一个充电电路一端与电池接口相连,一端与直流充电口相连;另一个充电电路一端与电池接口相连,另一端与交流充电口相连。充电电路可与预充电路并联设置。直流充电口为快充口,交流充电口为慢充口。交流充电口与高压配电子***之间设置有车载充电机(On-boardCharger,OBD),交流充电口和车载充电机之间通过三相线相连。三相线一端通过端子压接与所述交流充电口相连,另一端通过快插式连接器与车载充电机相连。
电池配电单元内可设置有两个总正继电器、两个预充继电器和一个总负继电器。两个总正继电器分别串联在两个充电电路中,两个预充继电器分别串联在两个预充电路中,总负继电器串联在储能电池单元的负极电路中。负极电路通过储能电池单元的负极接口与电池配电单元相连,并通过设置在电池配电单元外部的快插式高压连接器与充电单元的负极相连。优选地,上述三种继电器采用电磁继电器,且集中布置以便统一进行继电器失效监测(包括继电器触点粘黏、开路检测等),从而减少管控成本,提高继电器可靠性。
本申请实施例中,储能电池单元充电时,接通总正继电器和总负继电器。储能电池单元充电放电时,首先接通总负继电器,然后接通预充继电器进行预充。预充完成后,即高压电路中的电容两端电压接近电池电压时,断开预充继电器,接通总正继电器,储能电池单元正常输出。电动汽车的驱动方式为四驱时,接通两个预充继电器;电动汽车的驱动方式为两驱时,接通运行的驱动单元对应的预充继电器。
本申请实施例的另一种实现方式中,如图2所示,可以将车载充电机与DC/DC转换器331二合一设置,则在该高压架构***的基础上,仅需要去掉一个高压配电子***的电器接口231。该高压架构***易于实现车型配置的提升,提高不同车型、不同性能高压***的配置效率,减少开发成本。
如图1所示,驱动单元31可包括相连的电机控制器311和驱动电机312,电机控制器311连接到预充电路121。
本申请实施例的一种实现方式中,驱动电机与电机控制器(Motor Control Unit,MCU)之间可采用三相高压线相连,三相高压线的一端通过接线端子与驱动电机相连,另一端通过快插式连接器与电机控制器相连。
本申请实施例中,该高压架构***适用于四驱车型时,该高压架构***设置有两个驱动单元,每个驱动单元对应设置一个预充电路。设置两套独立的预充电路,储能电池单元可以通过不同的预充电路对单个驱动单元进行预充,从而无需重新开发动力电池子***,搭载该高压架构***的电动汽车即可在任意工况下进行驱动方式的自由切换。
如图1所示,配电控制单元21可包括第二继电器212和两个第一继电器211,第二继电器212设置在充电电路123上并与直流充电口321串联,每个第一继电器211分别连接到一个预充电路121,两个第一继电器211的总输出端与附件单元33相连。
本申请实施例的一种实现方式中,配电控制单元可包括三个继电器,其中两个第一继电器分别串联在两个预充电路上,第一继电器设置在储能电池单元的输出端与附件单元的总输入端之间,第一继电器用于根据车辆的驱动方式控制附件单元的配电状态;第二继电器设置在与直流充电口相连的充电电路上,用于控制储能电池单元的充电状态。优选地,配电控制单元中的继电器可采用固态继电器。固态继电器是用半导体元件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关元件,输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后,输出端就可以从断态转变为通态。
本申请实施例中,电动汽车进行驱动切换时,预充电路的通断状态、预充电路对应的驱动电机的输出功率会发生变化,从而在一个预充电路上的电流减小至预设值时,该预充电路上的第一继电器断开,由另一个预充电路为附件单元提供高压电,从而保证附件单元(尤其是DC/DC转换器)不会断电。同时,当车辆发生附件高压故障时,配电控制单元可以将附件***与整车隔离,保持整车安全。
本申请实施例的另一种实现方式中,如图3所示,该高压架构***适用于两驱车型时,该高压架构***中只设置有一个驱动单元31,则在该高压架构***的基础上,只需要去掉其中一个驱动单元31对应的预充电路121,及该预充电路121上的第一继电器211,从而可以节省开发费用,缩短开发周期。
如图1所示,附件单元33可包括并联设置的DC/DC转换器331、汽车空调加热器332和汽车空调压缩机333。汽车空调加热器332和第一继电器211的总输出端之间可设置有配电控制器3321,电路保护单元22可分别设置在配电控制器3321与汽车空调加热器332、第一继电器211的总输出端与汽车空调压缩机333之间。
本申请实施例的一种实现方式中,DC/DC转换器、汽车空调加热器(PositiveTemperature Coefficient,PTC)和汽车空调压缩机(Air Conditioning,AC)可设置在高压配电子***的一侧,且DC/DC转换器、汽车空调加热器和汽车空调压缩机可并联设置。附件单元的总输入端可与预充电路的总输出端相连。每个预充电路上可分别设置一个第一继电器,附件单元可与并联设置的两个第一继电器的总输出端相连,附件单元之间可并联设置。汽车空调加热器与第一继电器的总输出端之间可设置有配电控制器,用于控制空调加热器的控制状态。汽车空调压缩机内部本身设置有控制装置,因此不需要在高压配电子***中额外设置汽车空调压缩机的控制装置。汽车空调加热器和汽车空调压缩机对应的电路上可都设置有电路保护单元。本申请实施例中,电路保护单元可以设置为保险丝,也可以设置为单向晶体管。
如图1所示,储能电池单元11内可设置有与电池接口电路122串联的手动维护开关111,用于控制整车高压电的通断。
本申请实施例的一种实现方式中,储能电池单元可包括电池模组和手动维护开关(Manual Service Disconnect,MSD),手动维护开关可设置在电池模组外部,通过快插式连接器与储能电池单元相连。手动维护开关可快速断开高压电路的连接,方便进行维修。
如图1所示,高压配电子***2可设置在高压配电盒23内,高压配电盒23外侧设置有多个电器接口231。
本申请实施例的一种实现方式中,高压配电子***和配电控制器可集成在高压配电盒(Power Distributor Unit,PDU)内,高压配电盒外侧设置有与电池配电单元、驱动单元、充电单元和附件单元相连的多个电器接口。其中,电池配电单元对应的电器接口可设置在高压配电盒的一侧,通过三芯高压连接插件与高压配电盒相连。直流充电口和附件单元对应的电器接口可并列设置在高压配电盒的与电池配电单元相邻一侧。交流充电口和其中一个驱动单元对应的电器接口可并列设置在在高压配电盒的与电池配电单元相邻的另一侧。另一个驱动单元可设置在高压配电盒的与电池配电单元相对一侧。驱动单元、充电单元和附件单元可均通过甩线端子与高压配电盒相连。采用甩线连接,降低了高压线束与高压配电盒的连接成本,同时简化了高压***的整车装配。整车装配时,高压配电盒进行线下分装,整车集成后,高压配电盒与动力电池子***的高压连接插件对接即可。
本申请实施例的另一种实现方式中,如图4所示,该高压架构***适用于两驱车型,实现汽车空调加热器自动控制、车载充电机与DC/DC转换器二合一配置时,可以在配电控制器内设置功率板,从而实现汽车空调加热器自动控制。在高压配电盒内去掉其中一个驱动单元31对应的预充电路121,及该预充电路121上的第一继电器211即可适用于两驱车型。同时采用车载充电机与DC/DC装置二合一装置,并去掉一个DC/DC转换器311对应的电器接口231,即可实现车载充电机与DC/DC转换器331二合一配置。
本申请实施例提供一种电动汽车,包括上述高压架构***。
本申请实施例中,电动汽车可以为搭载该高压架构***的四驱车型,也可以是两驱车型,该两驱电动汽车搭载的高压架构***是在上述高压架构***的基础上去掉一个驱动单元得到的。
本申请实施例提供一种驱动方式切换方法,适用于上述的电动汽车,该电动汽车的驱动方式从四驱切换为为两驱时,将电动汽车的其中一个驱动单元的输出功率调整为零。
搭载上述高压架构***的电动汽车,可以实现电动汽车在任意工况下四驱、前驱、后驱的自由切换,且由四驱切换为两驱时,另一驱动单元输出功率为零,从而节省车辆的能源消耗。
本申请实施例的一种实现方式中,如图5所示,电动汽车运动过程中由四驱切换为前驱的过程可包括以下步骤:
步骤S501,获取当前时刻车速;
步骤S502,判断当前时刻车速是否在驱动可切换区间范围内;
步骤S503,若当前时刻车速不在驱动可切换区间范围内,仪表指示灯提示不可改变当前驱动方式;
步骤S504,若当前时刻车速在驱动可切换区间范围内,则降低后驱电机的输出功率,增大前驱电机的输出功率,保持整车输出功率不变,直至后驱电机输出功率为零;
步骤S505,附件单元切换至前驱电机对应的回路,断开后驱电机对应的总正继电器;
步骤S506,后驱电机对应的电机控制器泄放残余电能;
步骤S507,仪表指示灯反馈切换成功。
本申请实施例的一种实现方式中,仪表指示灯提示不可改变当前驱动方式时,可以同时给出继续切换操作动作提示,驾驶员按操作动作提示降低或提高车速,使车速达到驱动可切换区间范围内。车速达到驱动可切换区间范围后,仪表指示灯熄灭,提示即将改变当前驱动方式。切换操作动作提示可以通过设置相应的降低车速和提高车速的指示灯,也可以由车载终端通过语音或文字播报。
本申请实施例中,电机控制器泄放的残余电能可以由附件单元消耗,也可以输送至储能电池单元中。
电动汽车运动过程中由四驱切换为后驱的过程,与上述过程相似,只是将上述过程中前驱电机对应替换为后驱电机,上述过程中的后驱电机对应替换为前驱电机。具体地,具体地,将步骤S604、步骤S605和步骤S606中的后驱电机替换为前驱电机;将步骤S604和步骤S605中的前驱电机替换为后驱电机。
本申请实施例的另一种实现方式中,如图6所示,电动汽车运动过程中由前驱切换为后驱的过程可包括以下步骤:
步骤S601,获取当前时刻车速;
步骤S602,判断当前时刻车速是否在驱动可切换区间范围内;
步骤S603,若当前时刻车速不在驱动可切换区间范围内,仪表指示灯提示不可改变当前驱动方式;
步骤S604,若当前时刻车速在驱动可切换区间范围内,则接通后驱电机对应的预充电路,完成预充;
步骤S605,接通后驱电机对应的总正继电器;
步骤S606,降低前驱电机的输出功率,增大后驱电机的输出功率,保持整车输出功率不变,直至前驱电机输出功率为零;
步骤S607,附件单元切换至后驱电机对应的回路,断开前驱电机对应的总正继电器;
步骤S608,前驱电机对应的电机控制器泄放残余电能;
步骤S609,仪表指示灯反馈切换成功。
电动汽车运动过程中由后驱切换为前驱的过程,与上述过程相似,只是将上述过程中前驱电机对应替换为后驱电机,上述过程中的后驱电机对应替换为前驱电机。具体地,将步骤S604、步骤S605、步骤S606和步骤S607中的后驱电机替换为前驱电机;将步骤S606、步骤S607和步骤S608中的前驱电机替换为后驱电机。
本申请实施例中,步骤S601到步骤S605,可用于实现电动汽车运动过程中由前驱切换为四驱。相应地,将步骤S601到步骤S605中的前驱电机对应替换为后驱电机,且后驱电机对应替换为前驱电机后,可用于实现电动汽车运动过程中由后驱切换为四驱。
本申请实施例的其他实现方式中,车辆静态下驱动方式切换完成后,需要主动泄放已关闭电机控制器的电容中的残余电能,并限制相邻两次驱动方式切换的最短时间间隔,防止短时间内反复切换对电动汽车造成损坏。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式,均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高压架构***,其特征在于,所述高压架构***包括动力电池子***(1)、高压配电子***(2)和高压电器子***(3),其中,
所述动力电池子***(1)包括储能电池单元(11)、与储能电池单元(11)相连的电池配电单元(12),以及控制所述电池配电单元(12)运行的电池管理***;
所述高压配电子***(2)与所述电池配电单元(12)相连,包括配电控制单元(21)和与所述配电控制单元(21)相连的电路保护单元(22),所述配电控制单元(21)用于控制所述动力电池子***(1)的充电状态,并根据车辆的驱动方式控制所述高压电器子***(3)的配电状态;
所述高压电器子***(3)与所述高压配电子***(2)相连,包括将电能转换为车辆动力的驱动单元(31)、为所述动力电池子***(1)进行充电的充电单元(32)和消耗动力电池子***(1)电能的附件单元(33)。
2.根据权利要求1所述的高压架构***,其特征在于,所述电池配电单元(12)包括至少两个预充电路(121)和与所述储能电池单元(11)相连的电池接口电路(122),所述至少两个预充电路(121)并联连接到所述电池接口电路(122),并且每个所述预充电路(121)连接到一个所述驱动单元(31)。
3.根据权利要求2所述的高压架构***,其特征在于,所述充电单元(32)包括直流充电口(321)和交流充电口(322),所述电池配电单元(12)还包括并联连接到所述电池接口电路(122)的两个充电电路(123),所述预充电路(121)与所述充电电路(123)并联,所述直流充电口(321)和所述交流充电口(322)分别连接到一个充电电路(123)。
4.根据权利要求1所述的高压架构***,其特征在于,所述驱动单元(31)包括相连的电机控制器(311)和驱动电机(312),所述电机控制器(311)连接到所述预充电路(121)。
5.根据权利要求3所述的高压架构***,其特征在于,所述配电控制单元(21)包括第二继电器(212)和两个第一继电器(211),所述第二继电器(212)设置在所述充电电路(123)上并与所述直流充电口(321)串联,每个所述第一继电器(211)分别连接到一个所述预充电路(121),所述两个第一继电器(211)的总输出端与所述附件单元(33)相连。
6.根据权利要求5所述的高压架构***,其特征在于,所述附件单元包括并联设置的DC/DC转换器、汽车空调加热器和汽车空调压缩机,所述汽车空调加热器(332)和所述第一继电器(211)的总输出端之间设置有配电控制器(3321),所述电路保护单元(22)分别设置在所述配电控制器(3321)与所述汽车空调加热器(332)、所述第一继电器(211)的总输出端与汽车空调压缩机(333)之间。
7.根据权利要求2所述的高压架构***,其特征在于,所述储能电池单元(11)内设置有与所述电池接口电路(122)串联的手动维护开关(111),用于控制整车高压电的通断。
8.根据权利要求1所述的高压架构***,其特征在于,所述高压配电子***(2)设置在高压配电盒(23)内,所述高压配电盒(23)外侧设置有多个电器接口(231)。
9.一种电动汽车,其特征在于,所述电动汽车包括如权利要求1-8任一项所述的一种高压架构***。
10.一种驱动方式切换方法,其特征在于,所述方法适用于如权利要求9所述的电动汽车,所述方法包括:当将所述电动汽车的驱动方式从四驱切换为两驱时,将所述电动汽车其中一个驱动单元的输出功率调整为零。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110745022A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-04 | 吉林北斗航天汽车研究院有限公司 | 一种用于新能源汽车的多功能控制器及新能源汽车 |
CN110884368A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-03-17 | 江铃汽车股份有限公司 | 高压控制***及故障控制方法 |
CN112104050A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-12-18 | 华为技术有限公司 | 一种车载充电机控制架构、车载充电机以及车辆 |
CN112238763A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-19 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种预充电/充电电路及其控制装置、控制方法 |
CN112373313A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-19 | 哈尔滨理工大学 | 一种纯电动汽车的动力控制***以及纯电动汽车 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103187762A (zh) * | 2011-12-31 | 2013-07-03 | 比亚迪股份有限公司 | 用于电动汽车的大功率充电***及其控制方法 |
DE102014219641A1 (de) * | 2014-09-29 | 2016-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Bordnetz für ein Schienenfahrzeug |
CN106347169A (zh) * | 2015-07-17 | 2017-01-25 | 北京理工大学 | 一种分布式四轮驱动的纯电动汽车电气*** |
CN207291683U (zh) * | 2017-04-24 | 2018-05-01 | 理原车辆技术研发(苏州)有限公司 | 一种电动汽车智能高压配电盒 |
CN207772908U (zh) * | 2017-09-20 | 2018-08-28 | 中国重汽集团济南动力有限公司 | 一种多轴轮边驱动电动汽车用分布式高压*** |
-
2019
- 2019-08-02 CN CN201910713148.2A patent/CN110356254B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103187762A (zh) * | 2011-12-31 | 2013-07-03 | 比亚迪股份有限公司 | 用于电动汽车的大功率充电***及其控制方法 |
DE102014219641A1 (de) * | 2014-09-29 | 2016-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Bordnetz für ein Schienenfahrzeug |
CN106347169A (zh) * | 2015-07-17 | 2017-01-25 | 北京理工大学 | 一种分布式四轮驱动的纯电动汽车电气*** |
CN207291683U (zh) * | 2017-04-24 | 2018-05-01 | 理原车辆技术研发(苏州)有限公司 | 一种电动汽车智能高压配电盒 |
CN207772908U (zh) * | 2017-09-20 | 2018-08-28 | 中国重汽集团济南动力有限公司 | 一种多轴轮边驱动电动汽车用分布式高压*** |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110745022A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-04 | 吉林北斗航天汽车研究院有限公司 | 一种用于新能源汽车的多功能控制器及新能源汽车 |
CN110884368A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-03-17 | 江铃汽车股份有限公司 | 高压控制***及故障控制方法 |
CN112104050A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-12-18 | 华为技术有限公司 | 一种车载充电机控制架构、车载充电机以及车辆 |
CN112104050B (zh) * | 2020-07-31 | 2022-07-19 | 华为数字能源技术有限公司 | 一种车载充电机控制架构、车载充电机以及车辆 |
CN112238763A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-19 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种预充电/充电电路及其控制装置、控制方法 |
CN112238763B (zh) * | 2020-10-23 | 2022-05-13 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种充电电路及其控制装置、控制方法 |
CN112373313A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-19 | 哈尔滨理工大学 | 一种纯电动汽车的动力控制***以及纯电动汽车 |
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