CN209675960U - 一种预充保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种预充保护装置，包括电压输入接插件、保险丝、负极电流检测单元、正极电流检测单元、EMC滤波单元、输入电压检测单元、通信单元、预充继电器、预充电阻、主继电器、预充电容、电压输出接插件、输出电压检测单元、放电单元和控制单元，该预充保护装置，通过一个智能预充电控制器，能够实现对高压系统电路的可靠预充电，集成了多种保护功能减少了安全隐患的存在，从而使高压系统的安全性大大提高，采用可靠的can通信方式，可以实时反馈高压回路的电压及电流状态，提高了预充电路的可控性，用以解决现有预充电装置保护功能不足、无法实施反馈和可靠性降低的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池供电系统领域，尤其是涉及一种预充电保护装置。
背景技术
在高压电池供电系统中，高压的用电设备并联在高压直流母线上，在用电设备内部，通常还设有母线电容。高压上电过程中，如果不对其进行可靠的预充电处理，在上电瞬间母线高压将直接加在负载的母线电容上，将在母线回路中产生较大的冲击电流。此电流将造成高压接触器发生粘连、保险烧坏以及电池过放电等后果。
现有的预充电电路主要由附图1中预充电继电器8和预充电阻9主继电器 10及预充电容11组成。其存在着以下缺点：
1、预充电系统本身不带有防反接，过压，负载短路等保护功能。
2、预充电系统不具备通信功能，无法实时反馈高压系统的电压，电流等信息。
3、预充电系统控制方式为简单的继电器控制，在长距离的应用中，控制线上的损耗加大，可靠性将会大大降低。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提出一种预充电保护装置，用以解决预充电保护功能不足、无法实施反馈和可靠性降低的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种预充保护装置，包括电压输入接插件、保险丝、负极电流检测单元、正极电流检测单元、EMC滤波单元、输入电压检测单元、通信单元、预充继电器、预充电阻、主继电器、预充电容、电压输出接插件、输出电压检测单元、放电单元和控制单元。
所述电压输入接插件的正极与保险丝的左端相连接，所述电压输入接插件的负极与负极电流检测单元的左端相连。所述负极电流检测单元与滤波单元的输入负极相连；所述保险丝的右端直接与正极电流检测单元的左端相连，所述正极电流检测单元的右端与滤波单元的输入正极相连，所述滤波单元的输出正极分别连接主继电器的左端、预充继电器的左端、输入电压检测单元的输入正极端，所述滤波单元的负极分别与预充电容的负极，所述输入电压检测单元的负极输入，所述输出电压检测单元的负极输入及放电单元的负极输入端相连，所述预充继电器右端与预充电阻左端相连接。
优选的，预充电阻右端分别与主继电器右端、预充电容正极、电压输出接插件的正极输出端、输出电压检测单元的正极输入端和放电单元的正极输入端相连。
(三)有益效果
本实用新型提供了一种预充保护装置，具备以下有益效果：
(1)、该预充保护装置，通过一个智能预充电控制器，能够实现对高压系统电路的可靠预充电，集成了多种保护功能减少了安全隐患的存在，从而使高压系统的安全性大大提高。采用可靠的can通信方式，可以实时反馈高压回路的电压及电流状态，提高了预充电路的可控性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的预充电控制器的电路框图；
图2为本实用新型的预充装置充电系统框图。
其中：1、电压输入接插件；2、保险丝；3、负极电流检测单元；4、正极电流检测单元；5、滤波单元；6、输入电压检测单元；7、通信单元；8、预充继电器；9、预充电阻；10、主继电器；11、预充电容；12、电压输出接插件； 13、输出电压检测单元；14、放电单元；15、控制单元。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种预充保护装置，包括电压输入接插件1、保险丝2、负极电流检测单元3、正极电流检测单元4、滤波单元5、输入电压检测单元6、通信单元7、预充继电器8、预充电阻9、主继电器10、预充电容11、电压输出接插件12、输出电压检测单元13、放电单元14 和控制单元15；
电压输入接插件1的正极与保险丝2的左端相连接，电压输入接插件1的负极与负极电流检测单元3的左端相连。负极电流检测单元3与滤波单元5的输入负极相连；保险丝2的右端直接与正极电流检测单元4的左端相连，正极电流检测单元4的右端与滤波单元5的输入正极相连，滤波单元5的输出正极分别连接主继电器10的左端、预充继电器8的左端、输入电压检测单元6的输入正极端，滤波单元5的负极分别与预充电容11的负极，输入电压检测单元6 的负极输入，输出电压检测单元13的负极输入及放电单元14的负极输入端相连，预充继电器8右端与预充电阻9左端相连接；
预充电阻9右端分别与主继电器10右端、预充电容11正极、电压输出接插件12的正极输出端、输出电压检测单元13的正极输入端和放电单元14的正极输入端相连。
在具体使用时，通过硬连接及其它控制单元对上电时序的控制，即可实现预充及高压保护的目的，具体的功能实现如下：
(1)预充功能实现：预充控制器通过can总线通信单元7接收到预充电上电指令，检测输入高压电压正常后，闭合预充继电器8，检测输出电压正常后，闭合主继电器10，再次检测输出电压正常后，断开预充继电器8，即可完成高压回路的预充功能，并实现高压上电；预充控制器通过can总线通信单元7接收到预充电下电指令后，检测到母线上电流在0A附近时断开主继电器10，然后执行放电动作，直到输出电压为0V时，结束放电，完成高压下电功能。
(2)保护及反馈功能实现：
a)预充控制器通过输入电压检测单元6实现对输入端电压的检测，实现高压回路的过压及欠压保护功能，通过判断电压极性即可实现输入端防反接保护。
b)上电或下电过程中，闭合或断开预充继电器8后通过检测和比较输入和输出端的电压，即可判断出输入电压是否虚电，以及预充继电器8及预充电阻9 是否正常工作。上电或下电过程中闭合或者断开主继电器10后，通过检测和比较输入和输出端的电压，即可判断出主继电器10是否可以正常工作。
c)预充控制器通过电流检测单元实现对母线正极及负极的实时电流检测，实现高压回路的过流保护功能，同时可在母线发生短路及负载突然开路的情况下及时切断高压回路，从而实现对高压的系统的保护。
d)通过比较母线的正极及负极的实时电流，即可判断高压回路是否已经发生漏电。
e)预充控制器通过通信单元7，实现实时反馈高压回路状态，接收动作指令功能。
(3)详细控制方式及步骤：
a)控制电上电，控制器自检继电器状态、输入电压、输出电流值、CAN通信回路，判断预充控制器是否有故障；有故障，通过CAN输出对应故障代码，否则进行后续动作；
b)实时反馈当前检测的高压电电压值和正负侧电流值；并接收CAN指令，是否启动预充动作，若接收到高压上电指令，首先检测主回路输入电压，在电压超出设定的电压范围，即过高或过低，反馈电压信息状态和对应的故障代码，不启动的预充电路动作；若电压正常，再检测CAN通信指令中后续高压部件的当前电压，若预充没有动作，而高压部件有高压，报警输出继电器粘连故障代码；否则进行下一步。
c)吸合预充继电器8，给后续电路充电，其充电电流根据充电电阻值确定，若电流传感器检测充电电流异常，包括过大或为0，输出对应预充故障代码，否则进行下一步。
d)延时并检测CAN反馈的高压部件电压，比较输入侧电压和高压部件反馈电压大小，在压差符合设定的电压范围内，吸合主继电器10回路；再延时释放预充继电器8回路。在设定的时间内压差一直满足不了要求，输出对应故障代码；否则进行下一步。在整个预充电路工作过程中，实时检测正负侧电流，若电流不平衡，报漏电流故障，并及时切断高压继电器回路；若检测到电流值超过设定的电流值，报过流故障，并及时切断高压继电器回路；若检测到高压输入范围超过设定范围，则切断高压继电器回路，输出对应的故障报警；若检测到CAN信号断开，实时反馈故障信息；
若控制器接收到高压下电指令，首先检测主回路电流，在电流满足设定的安全下电电流范围情况下，断开主继电器10。延时一段时间后执行放电动作，直至输出电压接近0V，结束下电过程。
通过一个智能预充电控制器，能够实现对高压系统电路的可靠预充电，集成了多种保护功能减少了安全隐患的存在，从而使高压系统的安全性大大提高。采用可靠的can通信方式，可以实时反馈高压回路的电压及电流状态，提高了预充电路的可控性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种预充保护装置，其特征在于，包括电压输入接插件(1)、保险丝(2)、负极电流检测单元(3)、正极电流检测单元(4)、EMC滤波单元(5)、输入电压检测单元(6)、通信单元(7)、预充继电器(8)、预充电阻(9)、主继电器(10)、预充电容(11)、电压输出接插件(12)、输出电压检测单元(13)、放电单元(14)和控制单元(15)；
所述电压输入接插件(1)的正极与保险丝(2)的左端相连接，所述电压输入接插件(1)的负极与负极电流检测单元(3)的左端相连，所述负极电流检测单元(3)与滤波单元(5)的输入负极相连；所述保险丝(2)的右端直接与正极电流检测单元(4)的左端相连，所述正极电流检测单元(4)的右端与滤波单元(5)的输入正极相连，所述滤波单元(5)的输出正极分别连接主继电器(10)的左端、预充继电器(8)的左端、输入电压检测单元(6)的输入正极端，所述滤波单元(5)的负极分别与预充电容(11)的负极，所述输入电压检测单元(6)的负极输入，所述输出电压检测单元(13)的负极输入及放电单元(14)的负极输入端相连，所述预充继电器(8)右端与预充电阻(9)左端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种预充保护装置，其特征在于：所述预充电阻(9)右端分别与主继电器(10)右端、预充电容(11)正极、电压输出接插件(12)的正极输出端、输出电压检测单元(13)的正极输入端和放电单元(14)的正极输入端相连。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112349544A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-09 | 惠州拓邦电气技术有限公司 | 一种开关控制电路、方法及装置 |
| CN112636307A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-09 | 儒竞艾默生环境优化技术（上海）有限公司 | 驱动器预充电及上电电路 |
| CN112956098A (zh) * | 2020-07-15 | 2021-06-11 | 深圳欣锐科技股份有限公司 | 隔离电路、隔离方法 |
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