CN102975628A

CN102975628A - 电动汽车高压控制系统

Info

Publication number: CN102975628A
Application number: CN2012105562364A
Authority: CN
Inventors: 王钦普; 王波; 刘涛; 宋忠凯; 王力; 王飞
Original assignee: Zhongtong Bus Holding Co Ltd
Current assignee: Zhongtong Bus Holding Co Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: CN102975628B

Abstract

本发明公开了一种电动汽车高压控制系统，其特征是，包括高压用电设备、电池管理模块、信号输入模块、主回路、充电回路、预充回路、放电回路、配电回路及上电正常、充电指示电路，电池管理模块分别与信号输入模块、主回路、充电回路、预充回路连接，配电回路及各高压用电设备并在主回路中，上电正常、充电指示电路与主回路和充电回路的反馈连接。将所有的高压控制部件进行集中控制，开发了基于单片机的高压预充系统，实现了程序化控制；增加了放电电路和充电电路，增强了人员和部件的安全保护，具有控制合理、安全可靠的优点。

Description

电动汽车高压控制系统

技术领域

本发明涉及新能源汽车设计与制造领域，尤其涉及一种电动汽车高压控制系统。

背景技术

电动汽车的功率部件是由高压电驱动的，高压系统的控制技术直接影响到整车的安全和性能。现有技术的大多数电动汽车的高压控制系统都是分块实现的：预充电路放在动力电池控制器内，主回路放在整车设计一个高压配电柜内，没有专门的放电回路，不利于系统维护人员的人身安全；没有专门的充电回路，采用充电插座进行充电，没有任何的故障保护措施，容易造成安全隐患。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术存在的上述问题和不足；提供一种电动汽车高压控制系统；将所有的高压控制部件进行集中控制，开发了基于单片机的高压预充系统，实现了程序化控制；增加了放电电路和充电电路，增强了人员和部件的安全保护，具有控制合理、安全可靠的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电动汽车高压控制系统，包括高压用电设备、电池管理模块（BMS）、信号输入模块、主回路、充电回路、预充回路、放电回路、配电回路及上电正常、充电指示电路，电池管理模块分别与信号输入模块、主回路、充电回路、预充回路连接，配电回路及各高压用电设备并在主回路中，上电正常、充电指示电路与主回路和充电回路的反馈连接。

信号输入模块的输入信号包括整车控制器和电池箱控制器的CAN信号、钥匙电源信号、24V常电信号、主回路电压和电流检测信号。

所述主回路包括高压保险F7、主正接触器K3、用电设备总成、主负接触器K6,高压保险F7、主正接触器K3的、用电设备总成、主负接触器K6与电源依次串联后与电源连接。

所述充电回路包括高压保险F7、充电接触器K5、主负接触器K6，所述高压保险F7、充电接触器K5、主负接触器K6与充电器串联后与电源连接。

所述预充回路包括高压保险F7、预充电阻R1、预充接触器K2、主正接触器3、设备内部电容、主负接触器K6，其中预充电阻R1与预充接触器K2串联后、再与主正接触器3并联，然后依次与设备电容、主负接触器K6、电源连接。

所述放电回路包括放电接触器K4、放电电阻R2以及放电控制（低压控制线路）电路，所述电接触器K4、放电电阻R2与设备电容形成回路。

所述放电控制电路包括外部仪表板手动自复位开关S1、手拨开关S2、电源总开关S3、单触点常闭继电器K1,手动自复位开关S1与K1的触点串联形成第一电路，电源总开关S3与K1的控制线圈串联形成第二电路,第一电路与第二电路并联后与手拨开关S2串联,手拨开关S2与电源连接。外部仪表板手动自复位开关S1控制，通过外部低压电路设置，保证在上二级电源后，K4不可能闭合。整车正常运行，S2、S3闭合，K0断开，K4不可能闭合；只有在S2闭合，S3断开且手按S1情况下才可使K4闭合，实现放电。

所述上电正常、充电指示电路，主要包括主正反馈LED指示灯、主负反馈LED指示灯、充电反馈LED指示灯。所述主正反馈LED指示灯、主负反馈LED指示灯、充电反馈LED指示灯一端接地；另一端分别连接主正接触器K3、主负接触器K6、充电接触器K5的联动辅助触点，再与电源连接。

所述配电回路即各高压用电设备并在主回路中，高压用电设备包括主电机控制器（MCU）、电动空调、变频器DC/AC，DC/DC、电动除霜器。

所述包括电池管理模块、信号输入模块、主回路、充电回路、预充回路、放电回路、配电回路、上电正常、充电指示电路集成在一个绝缘箱体内。

高压系统的安全控制需与低压系统、各控制单元共同实现，具体实现方式如下：

1、主回路：主回路控制通过主接触器K3、主负接触器K6的控制实现。由电池管理模块控制其通断状态，其控制模式分两种：

（1）电池管理模块检测电池无故障，CAN数据传输给整车控制器，整车控制器控制。

（2）电池管理模块检测电池无故障，直接控制；

2、充电回路：通过充电接触器K5控制。电池管理模块检测充电连接状态与通讯状态，直接控制接触器K5，导通充电回路。

3、预充回路：预充接触器K2控制。整车控制器检测到K6闭合后，控制K2闭合，开始预充；电机控制器检测预充后电压大于等于0.95倍预充前电压后，控制K3闭合；整车控制器检测到K3闭合后，断开接触器K2；若整车控制器10S检测不到K3闭合信号，断开K2。

4、放电回路：接触器K4控制。外部仪表板手动自复位开关S1控制，通过外部低压电路设置，保证在上二级电源后，K4不可能闭合。

整车正常运行，S2、S3闭合，K0断开，K4不可能闭合；只有在S2闭合，S3断开且手按S1情况下才可使K4闭合，实现放电。

5、配电回路：除了DC/DC外，其它用电设备均直接从主回路K3后分支。DC/DC在K3之前的目的是为了充电时防止低压24V蓄电池馈电。

6、上电正常、充电指示电路：主正接触器K3、主负接触器K6、充电接触器K5均选用带反馈功能类型。当上电正常，LED1、2亮，充电时，LED3亮。

本发明的有益效果：

1、设有放电电路和充电电路，增强了人员和部件的安全保护，控制合理、安全可靠；

2、所有的用电设备均通过预充过程，改过程是由控制器根据预充电阻的压差、电机控制器的压差呵电池端的压差进行双重比较的，其整个过程都是由软件来实现的，避免了纯硬件控制带来的粗旷型控制的弊端；

3.设有接触器工作状态指示电路，可以轻松监测各接触器的状态；

4．模块化设计，减小了设计尺寸与部件数量，便于整车布置；将各个分散零部件高度集成，提高了高压系统维修方便性，利于整车高压布线，减少施工强度。

附图说明

图1为本发明的控制电路原理图；

图2为高压电路原理图；

图3主回路电路连接关系图；

图4充电回路电路连接关系图；

图5为预充回路电路连接关系图；

图6为放电回路连接关系图；

图7为放电控制电路连接关系图；

图8为上电正常、充电指示电路连接关系图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

结合图1至图8，一种电动汽车高压控制系统，包括高压用电设备、电池管理模块（BMS）、信号输入模块、主回路、充电回路、预充回路、放电回路、配电回路及上电正常、充电指示电路，电池管理模块分别与信号输入模块、主回路、充电回路、预充回路连接，配电回路及各高压用电设备并在主回路中，上电正常、充电指示电路与主回路和充电回路的反馈连接。

所述主回路包括高压保险F7、主正接触器K3、用电设备总成、主负接触器K6,高压保险F7、主正接触器K3的、用电设备总成、主负接触器K6与电源依次串联后与电源连接。主回路电路连接关系如图3。主回路控制通过主接触器K3、主负接触器K6的控制实现。由电池管理模块控制其通断状态，其控制模式分两种：第一种是电池管理模块检测电池无故障，CAN数据传输给整车控制器，整车控制器控制。第二种是电池管理模块检测电池无故障，直接控制。

充电回路包括高压保险F7、充电接触器K5、主负接触器K6，所述高压保险F7、充电接触器K5、主负接触器K6与充电器串联后与电源连接。连接关系如图4。充电回路通过充电接触器K5控制。电池管理模块检测充电连接状态与通讯状态，直接控制接触器K5，导通充电回路。

预充回路包括高压保险F7、预充电阻R1、预充接触器K2、主正接触器3、设备内部电容、主负接触器K6，其中预充电阻R1与预充接触器K2串联后、再与主正接触器3并联，然后依次与设备电容、主负接触器K6、电源连接。连接关系如图5。预充回路通过预充接触器K2控制。整车控制器检测到K6闭合后，控制K2闭合，开始预充；电机控制器检测预充后电压大于等于0.95倍预充前电压后，控制K3闭合；整车控制器检测到K3闭合后，断开接触器K2；若整车控制器10S检测不到K3闭合信号，断开K2。

放电回路包括放电接触器K4、放电电阻R2以及放电控制（低压控制线路）电路，所述电接触器K4、放电电阻R2与设备电容形成回路。连接关系如如图6。放电回路通过接触器K4控制。外部仪表板手动自复位开关S1控制，通过外部低压电路设置，保证在上二级电源后，K4不可能闭合。

放电控制电路包括外部仪表板手动自复位开关S1、手拨开关S2、电源总开关S3、单触点常闭继电器K1,手动自复位开关S1与接触器K1串联形成第一电路，电源总开关S3与K1的控制线圈串联形成第二电路,第一电路与第二电路并联后与手拨开关S2串联,手拨开关S2与电源连接，外部仪表板手动自复位开关S1控制，通过外部低压电路设置，保证在上二级电源后，K4不可能闭合。整车正常运行，S2、S3闭合，K0断开，K4不可能闭合；只有在S2闭合，S3断开且手按S1情况下才可使K4闭合，实现放电。放电控制电路如图7。整车正常运行，S2、S3闭合，K0断开，K4不可能闭合；只有在S2闭合，S3断开且手按S1情况下才可使K4闭合，实现放电。

上电正常、充电指示电路，主要包括主正反馈LED指示灯、主负反馈LED指示灯、充电反馈LED指示灯，所述主正反馈LED指示灯、主负反馈LED指示灯、充电反馈LED指示灯一端接地，另一端分别通过主正接触器K3、主负接触器K6、充电接触器K5的联动辅助触点，再与电源连接。连接关系如图8。上电正常、充电指示电路的主正接触器K3、主负接触器K6、充电接触器K5均选用带反馈功能类型。当上电正常，LED1、2亮，充电时，LED3亮。

配电回路即各高压用电设备并在主回路中，高压用电设备包括主电机控制器（MCU）、电动空调、变频器DC/AC，DC/DC、电动除霜器。配电回路除了DC/DC外，其它用电设备均直接从主回路K3后分支。DC/DC在K3之前的目的是为了充电时防止低压24V蓄电池馈电。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种电动汽车高压控制系统，其特征是，包括高压用电设备、电池管理模块、信号输入模块、主回路、充电回路、预充回路、放电回路、配电回路及上电正常、充电指示电路，电池管理模块分别与信号输入模块、主回路、充电回路、预充回路连接，配电回路及各高压用电设备并在主回路中，上电正常、充电指示电路与主回路和充电回路的反馈连接。

2.如权利要求1所述的电动汽车高压控制系统，其特征是，所述信号输入模块的输入信号包括整车控制器和电池箱控制器的CAN信号、钥匙电源信号、24V常电信号、主回路电压和电流检测信号。

3.如权利要求1所述的电动汽车高压控制系统，其特征是，所述主回路包括高压保险F7、主正接触器K3、用电设备总成、主负接触器K6,所述高压保险F7、主正接触器K3、用电设备总成、主负接触器K6与电源依次串联后与电源连接。

4.如权利要求1所述的电动汽车高压控制系统，其特征是，所述充电回路包括高压保险F7、充电接触器K5、主负接触器K6，所述高压保险F7、充电接触器K5、主负接触器K6与充电器串联后与电源连接。

5.如权利要求1所述的电动汽车高压控制系统，其特征是，所述预充回路包括高压保险F7、预充电阻R1、预充接触器K2、主正接触器K3、设备内部电容、主负接触器K6，其中预充电阻R1与预充接触器K2串联后、再与主正接触器K3并联，然后依次与设备电容、主负接触器K6、电源连接。

6.如权利要求1所述的电动汽车高压控制系统，其特征是，所述放电回路包括放电接触器K4，放电电阻R2以及放电控制电路，所述电接触器K4、放电电阻R2与设备电容形成回路。

7.如权利要求1所述的电动汽车高压控制系统，其特征是，所述放电控制电路包括外部仪表板手动自复位开关S1、手拨开关S2、电源总开关S3、单触点常闭继电器K1,手动自复位开关S1与K1的触点串联形成第一电路，电源总开关S3与K1的控制线圈串联形成第二电路,第一电路与第二电路并联后与手拨开关S2串联,手拨开关S2与电源连接。

8.如权利要求1所述的电动汽车高压控制系统，其特征是，所述上电正常、充电指示电路，主要包括主正反馈LED指示灯、主负反馈LED指示灯、充电反馈LED指示灯，所述主正反馈LED指示灯、主负反馈LED指示灯、充电反馈LED指示灯一端接地，另一端分别通过主正接触器K3、主负接触器K6、充电接触器K5与电源连接。

9.如权利要求1所述的电动汽车高压控制系统，其特征是，所述配电回路即各高压用电设备并在主回路中，高压用电设备包括主电机、电动空调、变频器DC/AC，DC/DC、电动除霜器。

10.如权利要求1所述的电动汽车高压控制系统，其特征是，所述包括电池管理模块、信号输入模块、主回路、充电回路、预充回路、放电回路、配电回路、上电正常、充电指示电路集成在一个绝缘箱体内。