一种充电模组和电动汽车的制作方法

1.本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种充电模组和电动汽车。


背景技术：

2.电动汽车大功率充电技术充电电压可达700v直流电，充电电流可达500a，由此可知，大功率充电效率是非常高的。但充电功率提升随之带来电磁干扰问题。采用大功率充电模式时，充电线既有高压直流线，又有cc1和cc2等低压信号线，且高低压线束通过绝缘材料捆绑在一起形成一把完整的线束。高压直流线连接着快充设备的高压部件，其上存在着较大干扰，由于线束捆绑在一起，且高压线束上电压幅值远远高于低压信号电平值，高压线束上干扰极易耦合到低压线束上。同时高压直流线连接着动力电池箱体内的模组，传导干扰对模组的电压冲击也会影响动力电池的使用寿命。
3.因此大功率充电存在两个主要的干扰问题，第一：高压直流干扰耦合到低压信号线上，容易导致信号采集电路或处理电路工作状态出现严重偏差甚至导致大功率充电功能失效；第二：高压直流传导干扰对动力电池使用寿命的冲击影响。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种充电模组和电动汽车，以解决大功率充电中充电模组存在电磁干扰，导致大功率充电功能失效的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.本发明实施例提供一种充电模组，包括电池模组和电池管理系统，所述充电模组还包括：
7.快充连接器，与电池模组通过快充高压线连接，以及与电池管理系统通过低压信号线连接；
8.第一电磁干扰抑制器，连接在所述快充高压线上；
9.第二电磁干扰抑制器，连接在所述低压信号线上；
10.动力电池箱体，所述快充连接器设置在所述动力电池箱体上，且所述电池模组、所述电池管理系统、所述第一电磁干扰抑制器和所述第二电磁干扰抑制器设置在所述动力电池箱体的内部。
11.进一步地，所述第一电磁干扰抑制器和所述第二电磁干扰抑制器分别包括：
12.电磁干扰抑制电路，与所述快充高压线或者所述低压信号线连接；
13.围设在所述电磁干扰抑制电路外围的金属壳体；其中，所述金属壳体通过金属线路与所述动力电池箱体连接，所述电磁干扰抑制电路通过金属线路与所述金属壳体连接。
14.进一步地，所述电磁干扰抑制电路包括：
15.至少一磁环；其中，所述第一电磁干扰抑制器的所述磁环环绕所述快充高压线设置；所述第二电磁干扰抑制器的所述磁环环绕所述低压信号线；
16.至少一电容组线路；所述电容组线路包括至少两个串联的电容；
17.其中，所述第一电磁干扰抑制器的所述电容组线路的一端连接所述快充高压线中的第一线路，另一端连接所述快充高压线的第二线路；
18.所述第二电磁干扰抑制器的所述电容组线路的一端连接所述低压信号线中的第三线路，另一端连接所述低压信号线中的第四线路。
19.进一步地，所述电磁干扰抑制电路还包括：
20.第一连接线路和第二连接线路；
21.所述第一连接线路连接所述快充高压线中的第一线路，所述第二连接线路连接所述快充高压线的第二线路；或者，
22.所述第一连接线路连接所述低压信号线中的第三线路，所述第二连接线路连接所述低压信号线中的第四线路；
23.其中，所述快充高压线中的第一线路为正极线路，所述快充高压线中的第二线路为负极线路；所述低压信号线中的第三线路和第四线路均为信号线路。
24.进一步地，所述电容组线路中的电容均为规格型号相同的y电容。
25.进一步地，所述第一电磁干扰抑制器中的电磁干扰抑制电路还包括：
26.一x电容，所述x电容的一端连接所述快充高压线中的第一线路，另一端连接所述快充高压线的第二线路。
27.进一步地，所述充电模组还包括：
28.高压继电器，所述高压继电器设置在所述电池模组和所述第一电磁干扰抑制器之间。
29.进一步地，所述充电模组还包括：
30.地线，所述地线设置在所述低压信号线上，且分别与所述动力电池箱体和第二电磁干扰抑制器的金属壳体连接。
31.进一步地，所述充电模组还包括：
32.快充座，所述快充座与所述快充连接器通过所述快充高压线、所述低压信号线和地线连接；
33.其中，所述快充高压线、所述低压信号线和地线的外部设有绝缘护套。
34.本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的充电模组。
35.本发明的有益效果是：
36.本发明实施例提供的充电模组，采用分区电磁干扰控制思想，通过在充电模组的中加入了两个电磁干扰抑制器，其中一个与快充高压线连接，另一个与所述低压信号线连接，高低压分别电磁干扰抑制，降低高压直流导致的干扰强度，提高低压信号线的信号质量，降低了电磁干扰抑制的难度。同时，本发明还提升了动力电池传导抗扰能力，降低高压直流传导干扰对动力电池使用寿命的冲击。
附图说明
37.图1表示本发明实施例提供的充电模组的结构示意图；
38.图2表示本发明实施例提供的电磁干扰抑制电路的结构示意图。
39.附图标记说明：1-快充连接器；2-电池模组；3-电池管理系统；4-第一电磁干扰抑制器；5-第二电磁干扰抑制器；6-动力电池箱体；7-快充座；81-第一搭铁线；82-第二搭铁
线。
具体实施方式
40.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
41.应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
42.在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
43.本发明针对大功率充电中充电模组存在电磁干扰，导致大功率充电功能失效的问题，提供一种充电模组和电动汽车。
44.如图1所示，本发明一可选实施例提供的充电模组，包括电池模组2和电池管理系统3，所述充电模组还包括：
45.快充连接器1，与电池模组2通过快充高压线连接，以及与电池管理系统3通过低压信号线连接；
46.第一电磁干扰抑制器4，连接在所述快充高压线上；
47.第二电磁干扰抑制器5，连接在所述低压信号线上；
48.动力电池箱体6，所述快充连接器1设置在所述动力电池箱体上，且所述电池模组2、所述电池管理系统3、所述第一电磁干扰抑制器4和所述第二电磁干扰抑制器5设置在所述动力电池箱体6的内部。
49.应当说明的是，充电模组与电动汽车进行交互的控制线和能量传输线为一体化设计，与高压继电器连接的能量传输线上的较高的瞬态电压会耦合到控制线上，也就是说控制线上传输的唤醒信号中可能会掺杂较高的瞬态电压，通常情况下，控制线上耦合的较高的瞬态电压可以被称为电磁干扰。
50.本发明实施例中，所述快充连接器1的快充线束将所述快充高压线和低压信号线捆绑在一起，为降低高、低压线束之间的串扰耦合，在动力电池箱体6内将快充高压线和低压信号线分开布局。所述充电模组包括：快充连接器1，与电池模组2通过快充高压线连接，以及与电池管理系统3通过低压信号线连接；所述快充连接器应用于大功率充电设备上，所述快充高压线可以承受700v直流电，充电电流可以达到500a，避免了传统的充电模组将快充高压线和低压信号线耦合在一起带来的电磁干扰问题。
51.具体地，在快充连接器1与电池模组2之间设有第一电磁干扰抑制器4，所述连接在所述快充高压线上，降低高压直流带来的干扰强度；在快充连接器1与电池管理系统3之间设置第二电磁干扰抑制器4，提高低压信号线的信号质量；所述充电模组还包括：动力电池
箱体6，所述快充连接器1设置在所述动力电池箱体上，且所述电池模组2、所述电池管理系统3、所述第一电磁干扰抑制器4和所述第二电磁干扰抑制器5设置在所述动力电池箱体6的内部，进一步地保护的所述充电模组的主要器件。
52.进一步地，所述第一电磁干扰抑制器4和所述第二电磁干扰抑制器5分别包括：
53.电磁干扰抑制电路，与所述快充高压线或者所述低压信号线连接；
54.围设在所述电磁干扰抑制电路外围的金属壳体；其中，所述金属壳体通过金属线路与所述动力电池箱体6连接，所述电磁干扰抑制电路通过金属线路与所述金属壳体连接。
55.该实施例中，电磁干扰抑制电路接收可以根据实际需求进行单点接地或多点接地的特性，将所述充电模组的低频部分就近单点接地，高频部分采用多点接地。当然也可以采取差模电容抵消差模干扰，共模电容抵消共模干扰的方法达到电磁干扰抑制的问题，在电磁干扰抑制电路的设计中选用x和y电容器时，要重视其电容量、耐压等级和安全等级的要求，因为它们直接关系到电磁干扰抑制电路的的安全性能；在电子设备中接地是抑制电磁噪声和防止电磁干扰以及保护人员和设备安全的重要方法之一。要求电子设备时机座、金属外壳必须可靠地接地，这是为了保护人员和设备的安全，称为“保护接地”；另一类接地称为“屏蔽接地”，指为抑制干扰而采用的屏蔽层(体)的接地，以起到良好的抗干扰作用，故所述第一电磁干扰抑制器4和所述第二电磁干扰抑制器5分别包括：围设在所述电磁干扰抑制电路外围的金属壳体，其中，所述金属壳体通过金属线路与所述动力电池箱体6连接，所述电磁干扰抑制电路通过金属线路与所述金属壳体连接。
56.具体地，如图1所示，在所述第一电磁干扰抑制器4中通过第一搭铁线81与所述动力电池箱体6连接，因为第一搭铁线81设置在所述第一电磁干扰抑制器4的金属壳体和金属制成的所述动力电池箱体6之间，且所述电磁干扰抑制电路通过金属线路与所述金属壳体连接，通过这种“屏蔽接地”的设置，对所述金属壳体内的电磁干扰抑制电路起到良好的抗干扰作用；同理，在所述第二电磁干扰抑制器5通过第二搭铁线82与所述动力电池箱体6连接，避免所述第一电磁干扰抑制器4和所述第二电磁干扰抑制器5中的电磁干扰抑制电路掺杂电磁干扰。
57.具体地，所述电磁干扰抑制电路包括：
58.至少一磁环；其中，所述第一电磁干扰抑制器4的所述磁环环绕所述快充高压线设置；所述第二电磁干扰抑制器5的所述磁环环绕所述低压信号线；
59.至少一电容组线路；所述电容组线路包括至少两个串联的电容；
60.其中，所述第一电磁干扰抑制器4的所述电容组线路的一端连接所述快充高压线中的第一线路，另一端连接所述快充高压线的第二线路；
61.所述第二电磁干扰抑制器5的所述电容组线路的一端连接所述低压信号线中的第三线路，另一端连接所述低压信号线中的第四线路。
62.应当说明的是，磁环采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰，即用电导率良好的材料对电场进行屏蔽，用磁导率高的材料对磁场进行屏蔽，屏蔽有两个目的，一是限制内部辐射的电磁能量泄漏出，二是防止外来的辐射干扰进入该内部区域，其原理是利用屏蔽体对电磁能量的反射、吸收和引导作用。
63.该实施例中，所述电磁干扰抑制电路设有至少一磁环，所述磁环环绕所述电磁干扰抑制电路的线束设置，在第一电磁干扰抑制器4的所述磁环环绕所述快充高压线设置，所
述第二电磁干扰抑制器5的所述磁环环绕所述低压信号线，这里的磁环数量不做限制，当然磁环的数量多可以达到更好的效果，考虑电路内的体积优选设置有两个磁环；因为充电模组的快充高压线和低压信号线均为双线设置，故所述电磁干扰抑制电路还包括：至少一电容组线路；所述电容组线路包括至少两个串联的电容，其中在第一电磁干扰抑制器4中所述电容组线路的一端连接所述快充高压线中的第一线路，另一端连接所述快充高压线的第二线路，并且将两个电容的连接点连接至第一电磁干扰抑制器4的金属壳体，本发明可以根据电磁干扰抑制电路的使用需求进行增加电容组线路的数量，同理，在第二电磁干扰抑制器4中的布局相同。
64.具体地，所述电容组线路中的电容均为规格型号相同的y电容。
65.需要说明的是，通过改变电容组中的电容值可以进行不同赫兹信号的电磁干扰进行抑制。例如设置相同的0.22uf的y电容和其他容量的y电容带来的效果不同，本发明可以根据具体地使用需求进行调试电容组的电容值。
66.进一步地，所述电磁干扰抑制电路还包括：
67.第一连接线路和第二连接线路；
68.所述第一连接线路连接所述快充高压线中的第一线路，所述第二连接线路连接所述快充高压线的第二线路；或者，
69.所述第一连接线路连接所述低压信号线中的第三线路，所述第二连接线路连接所述低压信号线中的第四线路；
70.其中，所述快充高压线中的第一线路为正极线路，所述快充高压线中的第二线路为负极线路；所述低压信号线中的第三线路和第四线路均为信号线路。
71.进一步地，所述第一电磁干扰抑制器4中的电磁干扰抑制电路还包括：
72.一x电容，所述x电容的一端连接所述快充高压线中的第一线路，另一端连接所述快充高压线的第二线路。
73.具体地，如图1所示，在第一电磁干扰抑制器4中的所述电磁干扰抑制电路包括：
74.连接所述快充高压线中的第一线路的第一连接线路41，和连接所述快充高压线的第二线路的第二连接线路42；
75.串接在所述第一连接线路41和所述第二连接线路42之间的第一电容组，即第一电容y1和第二电容y1；
76.和串接在所述第一连接线路41和所述第二连接线路42之间的第二电容组，即第三电容y3和第四电容y4；
77.其中，所述第一电容y1和第二电容y1的连接点，所述第三电容y3和第四电容y4的连接点，分别接至所述第一电磁干扰抑制器4中的金属壳体；
78.所述电磁干扰抑制电路还包括：环绕所述第一连接线路41和所述第二连接线路42设置的两个磁环，即第一磁环l1和第二磁环l2。
79.在连接快充连接器1的一端的所述电磁干扰抑制电路还包括：一x电容，所述x电容串接在所述第一连接线路41和所述第二连接线路42之间。
80.本发明通过具体地设置上述的电磁干扰抑制电路，通过金属线路将电磁干扰抑制电路和动力电池箱体6金属导体连接，为保证接地可靠性；所述第一电磁干扰抑制器4中的电磁干扰抑制电路主要包括x电容(c1)、y电容(y1、y2、y3和y4)，磁环(l1和l2)。c1主要用于
滤掉高压直流正负极线束之间的差模干扰。l1和l2主要用于滤除共模干扰，由于快充高压线在线径上远远超过低压信号线，所以快充高压线无法在l1和l2上缠绕几匝，快充高压线穿过l1和l2，为提高感量或为提高共模干扰抑制能力，需要增大l1和l2的厚度，且可以根据设计及测试结果选择不同材料的磁环，这里设计为铁氧体磁环。y电容主要用于滤除高压共模干扰，y1和y3的一端连接到快充高压线一条线上，y2和y4的一端连接到快充高压线另一条线上，y1、y2、y3和y4的公共端均连接到金属壳体上，其参考地最终为动力电池箱体。第一电磁干扰抑制器4主要用于降低高压直流线上的传导干扰，从而降低电池模组2上电压波动，降低干扰对电池模组2的寿命冲击。
81.具体地，如图2所示，在第二电磁干扰抑制器5中的所述电磁干扰抑制电路包括：
82.连接所述低压信号线中的第三线路的第一连接线路cc1，和连接所述低压信号线的第四线路的第二连接线路cc2；
83.串接在所述第一连接线路cc1和所述第二连接线路cc2之间的第三电容组，即第五电容y5和第六电容y6；
84.和串接在所述第一连接线路cc1和所述第二连接线路cc2之间的第四电容组，即第七电容y7和第八电容y8；
85.其中，所述第五电容y5和第六电容y6的连接点，所述第七电容y7和第八电容y8的连接点，分别接至所述第二电磁干扰抑制器5中的金属壳体；
86.所述电磁干扰抑制电路还包括：环绕所述第一连接线路cc1和所述第二连接线路cc2设置的两个磁环，即第三磁环l3和第四磁环l4。
87.本发明通过具体地设置上述的电磁干扰抑制电路，第二电磁干扰抑制器5主要由磁环(l3和l4)，y电容(y5、y6、y7和y8)组成，其中y电容与第二电磁干扰抑制器5中的金属壳体连接。第二电磁干扰抑制器5的金属壳体和动力电池箱体6的金属导电部分等电位连接。第二电磁干扰抑制器5主要用于降低低压信号线上从快充高压线上耦合到的电磁干扰，从而保证输出给电池管理系统3的信号质量，利于保证低压装置的可靠工作。
88.具体地，所述充电模组还包括：
89.高压继电器，所述高压继电器设置在所述电池模组2和所述第一电磁干扰抑制器4之间。
90.需要说明的是，在所述电池模组2和所述第一电磁干扰抑制器4之间设置高压继电器，可以用一个很微小的控制量，可以控制大功率的电路，即通过快充高压线的电路。正常工作下，将第一电磁干扰抑制器4连接到快充高压线，确保充电完成时电流完全阻断，可以承载数百安培电流，且功率消耗低；当存在故障时，即第一电磁干扰抑制器4的电路在过载(尤其是短路)时，只要继电器被激励，触点必须保持闭合；高压继电器在过载后必须仍能分开电路，能够切断通过快充高压线的高额电流。
91.进一步地，如图1所示，本发明的所述充电模组包括：第一高压继电器sw1和第二高压继电器sw2，分别与第一电磁干扰抑制器4的第一连接线路41和第二连接线路42连接。当然，若通过第一电磁干扰抑制器4的线路大于两根时，可以根据第一电磁干扰抑制器4的线路数量，相应的布置高压继电器的数量。
92.进一步地，如图1和2所示，所述充电模组还包括：
93.地线pe，所述地线pe设置在所述低压信号线上，且分别与所述动力电池箱体6和所
述第二电磁干扰抑制器5的金属壳体连接。
94.应当说明的是，地线pe接在所述动力电池箱体6和第二电磁干扰抑制器5的金属壳体上，以防所述充电模组因内部绝缘破坏外壳带电而引起的触电事故。地线是接地装置的简称。地线又分为工作接地和安全性接地。这里既可以防止使用充电模组时发生触电事故而采取的保护接地，还为了保护所述充电模组中线路和器件的正常，进行的安全性的接地护线。故在图2中第二电磁干扰抑制器5主要由磁环(l3和l4)，y电容(y5、y6、y7和y8)组成，其中pe线和y电容的公共端连接，并连接到第二电磁干扰抑制器5的金属壳体上。
95.进一步地，所述充电模组还包括：
96.快充座7，所述快充座7与所述快充连接器1通过所述快充高压线、所述低压信号线和地线连接；
97.其中，所述快充高压线、所述低压信号线和地线的外部设有绝缘护套。
98.需要说明的是，快充座7可以固定安装于电动汽车的车身上，所述快充座7用于和大功率充电设备连接。在车辆端，所述快充座7通过快充线缆和快充连接器2连接，所述快充线缆包括快充高压线、低压信号线(cc1和cc2)和pe线(保护地线)。通过设置快充座7，本发明的充电模组应用于大功率充电的设备上，可以实现大功率充电，提高了电动汽车的充电效率。
99.本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的充电模组。
100.本发明实施例提供的电动汽车中的充电模组中，即可以实现大功率充电，还降低高压直流导致的干扰强度，提高低压信号线的信号质量，以及降低高压直流传导干扰对动力电池使用寿命的冲击。本发明考虑了动力电池传导抗扰能力的提升，解决大功率充电中充电模组存在电磁干扰，导致大功率充电功能失效的问题。
101.以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。