CN103847531A - 一种电动汽车高压电气系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电动汽车高压电气系统，包括：动力电池和第一开关，第一开关的一端与动力电池的负极相连；充电电路，用于为动力电池充电；第二开关和预充电电路，第二开关的一端与动力电池的正极相连；至少一个控制器，用以在第一开关和预充电电路的第一开关组件闭合且第二开关断开时通过动力电池进行预充电，在第一开关和第二开关闭合且预充电电路的第一开关组件断开时进行上电；放电电路，用于在第一开关、第二开关以及预充电电路的第一开关组件断开且放电电路的第二开关组件闭合时对至少一个控制器的预充电电容进行放电。本发明实施例的高压电气系统具有安全可靠的优点。本发明还提出一种电动汽车高压电气系统控制方法。

Description

一种电动汽车高压电气系统及控制方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车高压电气系统及控制方法。

背景技术

随着车载电池技术的发展和进步，纯电动汽车低能耗、零排放、轻污染的优点日趋显著。目前纯电动汽车的设计与制造还没有非常成熟的技术方案，只是在探索中前进。已经投入生产的纯电动汽车，其技术上还存在很多缺陷甚至隐患，尤其是在整车的系统结构设计、能量的持续性、启/停及行驶过程的操控、整车功能性和安全性等方面还存在一些问题，使得目前纯电动汽车还不能完全市场化。

动力蓄电池是纯电动汽车的唯一动力源，可提供高达300V以上的直流电压，而传统的燃油汽车只有12V或者24V低压电源。目前对纯电动汽车高压系统的描述一般是介绍一种高压电气系统架构，缺少对高压电气系统控制方法的描述，因此，纯电动汽车的电气系统比传统的燃油汽车的电气系统要复杂的多。如果高压电气系统结构及控制方法设计不当，不仅有可能造成车辆用电器的损坏，从而影响整车的安全性和功能性，甚至有可能给驾乘人员和检修人员的生命带来危险。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种电动汽车高压电气系统，该系统能够保证电动汽车高压电气系统合理、安全地运行，具有安全可靠的优点。本发明还提出了一种控制方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出一种电动汽车高压电气系统，包括：动力电池和第一开关，所述第一开关的一端与所述动力电池的负极相连；充电电路，所述充电电路分别与所述第一开关的另一端和所述动力电池的正极相连，用于为所述动力电池充电；第二开关和与所述第二开关并联的预充电电路，其中，所述第二开关的一端与所述动力电池的正极相连；至少一个控制器，所述至少一个控制器的预充电电容分别与所述第一开关的另一端、所述预充电电路以及所述第二开关的另一端相连以在所述第一开关和所述预充电电路的第一开关组件闭合且所述第二开关断开时通过所述动力电池进行预充电，在所述第一开关和所述第二开关闭合且所述预充电电路的第一开关组件断开时进行上电；以及，与所述至少一个控制器并联的放电电路，用于在所述第一开关、所述第二开关以及所述预充电电路的第一开关组件断开且所述放电电路的第二开关组件闭合时对所述至少一个控制器的预充电电容进行放电，其中，所述第一开关、所述第二开关和所述预充电电路的第一开关组件由电池管理系统控制，以及所述放电电路的第二开关组件由整车控制器控制。

根据本发明实施例提出的电动汽车高压电气系统，通过电池管理系统对各开关之间的协同控制，及各控制器之间的协同控制，能够使电动汽车整车高压电气系统稳定、协调的运作，提高了电动汽车高压电气系统安全性和可靠性。

在本发明的一个实施例中，还包括：与所述充电电路并联的降压型直流电源转换器，所述降压型直流电源转换器用于给低压用电器提供低压电源。

在本发明的一个实施例中，还包括：充电互锁开关，所述充电互锁开关与所述第二开关和所述预充电电路的第一开关组件相连，所述充电互锁开关由外充电源控制，用于在充电时断开，使所述第二开关和所述第一开关组件处于断开状态。在为动力电池充电时，通过充电互锁开关可以使电动汽车的高压电气系统处于不工作状态，提高安全性。

在本发明的实施例中，所述充电电路包括：第三开关组件，所述第三开关组件的一端与所述动力电池的正极相连；充电接插件，所述充电接插件的一端与所述第三开关组件相连且所述充电接插件的另一端与所述第一开关的另一端相连；以及，第一熔断器，所述第一熔断器连接在所述第三开关组件和所述动力电池的正极之间。

在本发明的一个实施例中，所述预充电电路包括：第一开关组件；以及，第一电阻，所述第一电阻与所述第一开关组件串联。

在本发明的另一个实施例中，所述放电电路包括：第二开关组件，其中，所述第二开关组件常断开；以及，第二电阻，所述第二电阻与所述第二开关组件和所述第一开关串联。

在本发明的一个实施例中，所述至少一个控制器包括并联设置的电机控制器、集成电机控制器中的一个或多个。

在本发明的一个实施例中，所述充电互锁开关常闭合。

本发明第二方面的实施例提出了一种基于上述电动汽车高压电气系统的控制方法，包括：高压上电阶段，其中，所述高压上电阶段包括以下步骤：钥匙开关打开至ON档；所述电池管理系统在检测到ON档开关信号后控制所述第一开关闭合；整车控制器在检测Start档开关信号并接收到电池管理系统反馈的第一开关闭合信息后向所述电池管理系统发送上电指令；所述电池管理系统根据所述上电指令控制所述第一开关组件闭合以对所述至少一个控制器的预充电电容进行预充电；当预充电过程完成时所述电池管理系统控制所述第二开关闭合并断开所述第一开关组件，高压上电完成。

在本发明的一个实施例中，当对所述预充电电容进行预充电时，还包括：检测流经所述预充电电容的电流和/或所述预充电电容的端电压；比较所述电流与第一预定电流和/或所述端电压与第一预定电压；当所述电流小于所述第一预定电流和/或所述端电压大于所述第一预定电压时，判断所述预充电过程完成。

在本发明的一个实施例中，在所述高压上电阶段之后还包括：高压下电阶段，所述高压下电阶段包括以下步骤：钥匙开关由ON档变为OFF档；所述整车控制器在检测到ON档信号断开后，向所述电池管理系统发送下电指令；所述电池管理系统根据所述下电指令控制所述第二开关断开，并在所述第二开关断开后控制所述第一开关断开以完成下电。

在本发明的一个实施例中，在所述电池管理接收到所述熄火信号之后，还包括：判断在第一预定时间内是否接收到所述下电指令；如果在所述第一预定时间内未接收到所述下电指令，则所述电池管理系统控制所述第二开关断开，并在所述第二开关断开后控制所述第一开关断开以完成下电。

在本发明的一个实施例中，在所述电池管理系统控制所述第二开关断开之后还包括：判断所述第二开关是否异常；如果判断所述第二开关异常，则在第二预定时间之后控制所述第一开关断开以完成下电。

在本发明的一个实施例中，在所述电池管理系统控制所述第一开关断开之前，还包括：控制所述第二开关组件闭合以对所述至少一个控制器的预充电电容进行放电直至所述预充电电容的端电压小于第二预定电压时停止放电。

在本发明的一个实施例中，还包括：动力电池充电阶段，其中，所述动力电池充电阶段包括以下步骤：判断所述电动汽车是否为熄火状态；如果所述电动汽车为熄火状态，则将所述充电机与所述充电电路相连；所述电池管理系统控制所述充电互锁开关断开，并控制第一开关和第三开关组件闭合以对所述动力电池进行充电。

在本发明的一个实施例中，在对所述动力电池进行充电时，由充电机提供外充电源给电池管理系统供低压电。

根据本发明实施例的控制方法，通过电池管理系统和整车控制器对各个开关之间的协同控制，经过预充电过程、高压上电过程、高压下电过程、放电过程和动力电池充电过程，提高了电动汽车整车高压电气系统工作的稳定性、协调性及安全性，从而提高电动汽车高压电气系统安全性和可靠性。

本发明附加的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

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的电动汽车高压电气系统的结构图；

图2为根据本发明实施例的电动汽车高压电气系统的控制方法的高压上电阶段流程图；

图3为根据本发明的一个实施例的电动汽车高压电气系统的控制方法的下电阶段流程图；

图4为根据本发明的一个实施例的电动汽车高压电气系统的控制方法的放电阶段流程图；以及，

图5为根据本发明的一个实施例的电动汽车高压电气系统的控制方法的动力电池充电流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照附图描述根据本发明实施例的电动汽车高压电气系统及控制方法。

图1是根据本发明一个实施例的电动汽车高压电气系统的结构图。如图1所示，根据本发明一个实施例的电动汽车高压电气系统包括：动力电池101、第一开关102、充电电路103、第二开关104、预充电电路105、至少一个控制器106、放电电路107。

具体地，第一开关102的一端与动力电池101的负极相连。充电电路103分别与第一开关102的另一端和动力电池101的正极相连，用于为动力电池101充电。预充电电路105与第二开关104并联，第二开关104的一端与动力电池101的正极相连。至少一个控制器106的预充电电容分别与第一开关102的另一端、预充电电路105以及第二开关104的另一端相连以在第一开关102和预充电电路105的第一开关组件109闭合且第二开关104断开时通过动力电池101进行预上充电，在第一开关102和第二开关104闭合且预充电电路105的第一开关组件109断开时进行上电。以及，放电电路107与至少一个控制器106并联，用于在第一开关102、第二开关104以及预充电电路105的第一开关组件109断开且放电电路107的第二开关组件110闭合时对至少一个控制器106的预充电电容进行放电，其中，第一开关组件109和第二开关组件110分别是预充电电路105和放电电路107内的开关或开关组合。第一开关102、第二开关104、预充电电路105的第一开关组件109电池管理系统BMS(Battery Management System)控制，以及放电电路107的第二开关组件110由整车控制器控制

如图1所示的一个实施例中，R1和R2是电阻，RX1至RX5为熔断器。手动开关用于紧急情况或者维修时断开动力电池。第一开关102和第二开关104分别是负极主接触器和正极主接触器。

至少一个控制器106包括但不限于：并联设置的电机控制器、集成电机控制器中的一个或多个。如图1所示，示出了包括电机控制器、集成电机控制器的电动汽车高压电气系统。

在本发明的一个实施例中，电动汽车高压电气系统还包括：降压型直流电源转换器和充电互锁开关108。降压型直流电源转换器与充电电路103并联的，通过降压型直流电源转换器可以提供低压供电。充电互锁开关108与第二开关104和预充电电路105的第一开关组件109相连，充电互锁开关108由外充电源控制，用于在断开时使第二开关104和第一开关组件109处于断开状态，充电互锁开关108例如为但不限于：图1所示的充电互锁继电器。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，充电电路103包括：第三开关组件111、充电接插件，第一熔断器。第三开关组件111(第三开关组件是充电电路内的开关或开关组合)，的一端与动力电池101的正极相连，在该实例中，第三开关组件111是充电接触器。充电接插件的一端与第三开关组件111相连且充电接插件的另一端与第一开关102的另一端相连；第一熔断器为如图1中的RX2，第一熔断器连接在第三开关组件111和动力电池101的正极之间。当为动力电池充电时，充电互锁开关108断开，使得第二开关104和第一开关组件109不能闭合，汽车的高压电力系统不能工作，第一开关102闭合，充电接插件连接外电源，第三开关组件111闭合，导通充电电路103，对动力电池101进行充电。

预充电电路105包括第一开关组件109和第一电阻，如图1所示，在本发明的一个实施例中，第一开关组件109为预充接触器。第一电阻与第一开关组件109串联，第一电阻为图1中的R1。进行预充电时，第一开关102闭合，第一开关组件109闭合，导通预充电电路105，对至少一个控制器106的预充电电容进行预充电。当预充电电容的电流或电压达到预定值时，例如，电压达到动力电池101的总电压的95%或者预充电流小于约0.07A时，第一开关组件109断开，第二开关104闭合，进行上电。

在本发明的一个实施例中，放电电路103包括：第二开关组件110和第二电阻。在本发明的一个实施例中，第二开关组件110为放电接触器，且常断开。第二电阻与第一开关102串联，如图1中的R2。在汽车的高压电力系统在全部完成下电之前，要对至少一个控制器106的的预充电电容进行放电，放电电路导通，即第二开关组件闭合，开始放电。此时，第二开关104和第一开关组件109是断开的。

根据本发明实施例的电动汽车高压电气系统，通过电池管理系统对各开关之间的合理控制，及各控制器之间的协同控制，能够使电动汽车整车高压电气系统更加稳定、协调的运作，从而提高了电动汽车高压电气系统的安全性和可靠性。

本发明的进一步实施例提出了一种电动汽车高压电气系统的控制方法，包括：高压上电阶段，其中，所述高压上电阶段包括以下步骤：钥匙开关打开至ON档；电池管理系统在检测到ON档开关信号后控制第一开关102闭合；整车控制器再检测到Start档开关信号并接收到电池管理系统反馈的第一开关102闭合信息后，向电池管理系统发送上电指令；电池管理系统根据上电指令控制第一开关组件109闭合以对至少一个控制器106的预充电电容进行预充电；当预充电过程完成时电池管理系统控制第二开关104闭合并断开第一开关组件109高压上电完成。

作为一个具体的例子，如图2所示，高压上电阶段包括以下步骤：

步骤S201：当钥匙开关至ON档时，电池管理系统和整车控制器检测到启动指令。

步骤S202：各控制器初始化并自检。具体地，各个控制器包括例如整车控制器、电池管理系统、电机控制器、集成电机控制器等开始初始化并进行自检。

步骤S203：开始CAN通讯，各控制器将状态信息上报给整车控制器，同时电池管理系统闭合负极主接触器。具体地，自检后进行CAN（Controller Area Network，控制器局域网）通信，自检和通信正常，各个控制器将状态信息上报给整车控制器。

步骤S204：电池管理系统控制第一开关闭合。即电池管理系统检测到ON档信号后控制第一开关102闭合。

步骤S205：钥匙开关至START档。

步骤S206：整车控制器向电池管理系统发出上电指令。具体地，整车控制器判断满足上电条件，整车控制器向电池管理系统发送上电指令。

步骤S207：电池管理系统控制第一开关组件闭合，进行预充电。即电池管理系统根据上电指令控制第一开关组件109闭合以对至少一个控制器106的预充电电容进行预充电。

步骤S208：判断预充电是否完成，即当对预充电电容进行预充电时，还需要检测流经预充电电容的电流和/或预充电电容的端电压，并比较电流与第一预定电流和/或端电压与第一预定电压的大小，当电流小于第一预定电流和/或端电压大于第一预定电压时，判断预充电过程完成。在本发明的一个实施例中，第一预定电流为0.07A，第一预定电压为动力电池101的总电压的95%，将检测的预充电电容的电流和/或预充电电容的端电压分别与0.07A和/或动力电池101的总电压的95%进行比较，当预充电电容的电流小于0.07A和/或预充充电电容的端电压大于动力电池101的95%时，预充电过程完成。

步骤S209：电池管理系统控制第二开关闭合，同时断开第一开关组件。具体地，当预充电过程完成时电池管理系统控制第二开关104闭合并断开第一开关组件109，此操作完成即上电完成。

上电阶段完成后，电动汽车可以进行正常的运行，当电动汽车停止时，电动汽车的高压电力系统需要经历下电阶段，如图3所示，在本发明的一个实施例中，高压下电阶段包括以下步骤：

步骤S301：当钥匙开关由ON档至OFF档后，电池管理系统和整车控制器检测到熄火指令。

步骤S302：各控制器保存数据并下电，整车控制器向电池管理系统发送下电指令。具体地，各个控制器保存数据并将状态信息上报给整车控制器，准备下电。

步骤S303：电池管理系统接收到下电指令。即整车控制器在检测到熄火指令后，向电池管理系统发送下电指令。

步骤S304：电池管理系统延迟第一预设时间。具体地，电池管理系统接收到熄火指令后，首先判断在第一预定时间内是否接收到下电指令，第一预定时间由设计人员设定，比如1s或2s。

步骤S305：电池管理系统控制第二开关断开，并将状态信息上报给整车控制器。即如果在第一预定时间内电池管理系统未接收到下电指令，则在第一预定时间后电池管理系统同样控制第二开关104断开，并将状态信息上报给整车控制器，否则根据下电指令控制第二开关104断开。

步骤S306：判断第二开关是否断开。

步骤S307：电池管理系统控制第一开关断开，并将状态信息上报给整车控制器。具体地，如果第二开关断开，则第二开关104断开后控制第一开关102断开，以完成下电。进一步地，判断第二开关104是否异常，如果判断第二开关104正常，在第二开关104断开后控制第一开关102断开以完成下电。

步骤S308：电池管理系统延时第二预设时间后断开正极主接触器并报警，保存故障信息。具体地，如果判断第二开关104异常，则在第二预定时间之后自行控制第一开关102断开以完成下电，并发出报警，同时将状态信息上报给整车控制器。所谓第二预定时间由设计人员设定，比如2s或者3s等。

步骤S309：判断第一开关是否断开。

步骤S310：电池管理系统保存数据并下电，具体地，如果第一开关断开，则电池管理系统控制第一开关102断开后，保存数据并下电

步骤S311：电池管理系统报警并保存故障信息。具体地，如果第一开关102发生异常，电池管理系统发出告警并保存故障信息，然后保存数据并下电。

步骤S312：整车控制器控制第二开关组件110闭合以进行放电。

步骤S313：判断放电是否完成。

步骤S314：如果放电完成，则整车控制器保存数据并下电，从而完成下电。

对控制器106的预充电电容进行放电。整车控制器控制第二开关组件110闭合以对至少一个控制器106的预充电电容进行放电直至预充电电容的端电压小于第二预定电压时停止放电。在高压下电阶段，当电池管理系统控制第二开关104断开，并将状态信息上报给整车控制器后，在整车控制器下电之前，还要等待对控制器106的预充电电容的放电完成。如图4所示，在本发明的一个实施例中，放电过程包括以下步骤：

S401：整车控制器接收到第二开关104断开的状态信息反馈。

当电池管理系统控制第二开关104断开，并将状态信息上报给整车控制器后，整车控制器检测接收第二开关104断开的状态信息的反馈信息。

S402：整车控制器控制第二开关组件110闭合，对预充电电容进行放电。

整车控制器接收到电池管理系统发送的第二开关104断开的状态信息反馈后，控制第二开关组件110闭合，导通放电电路107，对至少一个控制器106的预充电电容进行放电。S403：判断预充电电容两端电压是否小于在第二预定电压。

S404：整车控制器控制第二开关组件110断开，放电完成。

当预充电电容的端电压小于第二预定电压时，例如，第二预定电压为36V时，当预充电电容的端电压降至36V或36V以下时，整车控制器控制第二开关组件110断开，放电过程结束。

当控制器106和电池管理系统保存数据并完成下电，并且控制器106的预充电电容放电完成后，整车控制器保存数据并下电，高压下电过程完成。

当动力电池101的总电量为零或不能再满足电动汽车运行时，需要对动力电池101进行充电，如图5所示，在本发明的一个实施例中，动力电池101充电阶段包括以下步骤：

S501：确定电动汽车处于熄火状态，充电插头接入充电接插件。

首先操作人员判断电动汽车是否为熄火状态，即钥匙开关是否处于熄火停止档。如果电动汽车为熄火状态，则将充电机与充电电路103相连。

S502：充电机判断充电接口是否完全连接且自检正常

操作人员将充电机的充电插头接入充电接插件，充电机判断车辆充电接口是否完全连接并进行自检，如果连接不正常，则检查插口连接情况。

S503：充电机控制低压供电回路导通，并为电池管理系统提供低压供电。

如果充电接口连接自检正常，充电机导通低压供电电路，充电机通过低压供电电路给电池管理系统供电。

S504：电池管理系统进行初始化自检。

S505：电池管理系统检测充电接口是否完全连接，如果连接不正常，则检查插口连接情况。并且电池管理系统会周期性地向充电机发送“电池管理系统辨识报文”与充电机建立CAN通讯。

S506：充电机提供外充电源控制充电互锁开关108断开。

充电机提供的外充电源控制充电互锁开关108断开，使得第二开关104和第一开关组件109无法闭合，整车高压系统无法上电，保证充电操作人员的安全。

S507：电池管理系统控制第一开关102闭合。

S508：判断第一开关102是否闭合。

S509：电池管理系统控制第三开关组件111闭合。

确认第一开关102闭合后，电池管理系统控制第三开关组件111闭合。

S510：电池管理系统控制第三开关组件111保持断开，并报警。

若电池管理系统检测到第一开关102没有闭合，则发出报警，并控制第三开关组件111保持断开。

S511：充电机根据电池管理系统要求的充电电流和电压进行充电。

电池管理系统控制第三开关组件111闭合后，充电机根据电池管理系统设置的充电电流和电压进行充电。为动力电池101充电完成后，电池管理系统发送充电终止指令给充电机，并在一段时间后控制断开第三开关组件111和第一开关102，电池管理系统进行下电进入休眠状态。操作人员操作充电机停止充电时，充电机切断低压电源输出。动力电池101的充电过程完成。

综上所述，根据本发明实施例提出的基于电动汽车高压电气系统的控制方法，通过电池管理系统和整车控制器对各个开关之间及各个控制器之间的协同控制，经过高压上电过程、高压下电过程、放电过程和动力电池充电过程，提高了电动汽车整车高压电气系统工作的稳定性、协调性及安全性，从而保证电动汽车高压电气系统的安全可靠。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (16)

1.一种电动汽车高压电气系统，其特征在于，包括：

动力电池和第一开关，所述第一开关的一端与所述动力电池的负极相连；

充电电路，所述充电电路分别与所述第一开关的另一端和所述动力电池的正极相连，用于为所述动力电池充电；

第二开关和与所述第二开关并联的预充电电路，其中，所述第二开关的一端与所述动力电池的正极相连；

至少一个控制器，所述至少一个控制器的预充电电容分别与所述第一开关的另一端、所述预充电电路以及所述第二开关的另一端相连以在所述第一开关和所述预充电电路的第一开关组件闭合且所述第二开关断开时通过所述动力电池进行预充电，在所述第一开关和所述第二开关闭合且所述预充电电路的第一开关组件断开时进行上电；以及

与所述至少一个控制器并联的放电电路，用于在所述第一开关、所述第二开关以及所述预充电电路的第一开关组件断开且所述放电电路的第二开关组件闭合时对所述至少一个控制器的预充电电容进行放电，

其中，所述第一开关、所述第二开关、所述预充电电路的第一开关组件由电池管理系统控制，所述放电电路的第二开关组件由整车控制器控制。

2.如权利要求1所述的电动汽车高压电气系统，其特征在于，还包括：

与所述充电电路并联的降压型直流电源转换器，所述降压型直流电源转换器用于给低压用电器件提供低压电源。

3.如权利要求1所述的电动汽车高压电气系统，其特征在于，还包括：

充电互锁开关，所述充电互锁开关与所述第二开关和所述预充电电路的第一开关组件相连，所述充电互锁开关由外充电源控制，用于在充电时断开，使所述第二开关和所述第一开关组件处于断开状态。

4.如权利要求1所述的电动汽车高压电气系统，其特征在于，所述充电电路包括：

第三开关组件，所述第三开关组件的一端与所述动力电池的正极相连；

充电接插件，所述充电接插件的一端与所述第三开关组件相连且所述充电接插件的另一端与所述第一开关的另一端相连；以及

第一熔断器，所述第一熔断器连接在所述第三开关组件和所述动力电池的正极之间。

5.如权利要求1所述的电动汽车高压电气系统，其特征在于，所述预充电电路包括：

第一开关组件；以及，

第一电阻，所述第一电阻与所述第一开关组件串联。

6.如权利要求1所述的电动汽车高压电气系统，其特征在于，所述放电电路包括：

第二开关组件，其中，所述第二开关组件常断开；以及，

第二电阻，所述第二电阻与所述第二开关组件串联。

7.如权利要求1所述的电动汽车高压电气系统，其特征在于，所述至少一个控制器包括并联设置的电机控制器、集成电机控制器中的一个或多个。

8.如权利要求3所述电动汽车高压电气系统，其特征在于，所述充电互锁开关常闭合。

9.一种如权利要求1至8任一项所述的电动汽车高压电气系统的控制方法，其特征在于，包括：高压上电阶段，其中，所述高压上电阶段包括以下步骤：

钥匙开关打开至ON档；

所述电池管理系统在检测到ON档开关信号后控制所述第一开关闭合；

整车控制器在检测到Start档开关信号并接收到电池管理系统反馈的第一开关闭合信息后向所述电池管理系统发送上电指令；

所述电池管理系统根据所述上电指令控制所述第一开关组件闭合以对所述至少一个控制器的预充电电容进行预充电；

当预充电过程完成时所述电池管理系统控制所述第二开关闭合并断开所述第一开关组件，高压上电完成。

10.如权利要求9所述控制方法，其特征在于，当对所述预充电电容进行预充电时，还包括：

检测流经所述预充电电容的电流和/或所述预充电电容的端电压；

比较所述电流与第一预定电流和/或所述端电压与第一预定电压；

当所述电流小于所述第一预定电流和/或所述端电压大于所述第一预定电压时，判断所述预充电过程完成。

11.如权利要求9所述控制方法，其特征在于，在所述高压上电阶段之后还包括：高压下电阶段，所述高压下电阶段包括以下步骤：

钥匙开关由ON档变为OFF档；

所述整车控制器在检测到ON档信号断开后，向所述电池管理系统发送下电指令；

所述电池管理系统根据所述下电指令控制所述第二开关断开，并在所述第二开关断开后控制所述第一开关断开以完成下电。

12.如权利要求11所述控制方法，其特征在于，在所述电池管理系统接收到所述熄火信号之后，还包括：

判断在第一预定时间内是否接收到所述下电指令；

如果在所述第一预定时间内未接收到所述下电指令，则所述电池管理系统控制所述第二开关断开，并在所述第二开关断开后控制所述第一开关断开以完成下电。

13.如权利要求11或12所述控制方法，其特征在于，在所述电池管理系统控制所述第二开关断开之后还包括：

判断所述第二开关是否异常；

如果判断所述第二开关异常，则在第二预定时间之后控制所述第一开关断开以完成下电。

14.如权利要求13所述控制方法，其特征在于，在所述高压下电完成之前，还包括：

控制所述第二开关组件闭合以对所述至少一个控制器的预充电电容进行放电直至所述预充电电容的端电压小于第二预定电压时停止放电。

15.如权利要求9所述控制方法，其特征在于，还包括：动力电池充电阶段，其中，所述动力电池充电阶段包括以下步骤：

判断所述电动汽车是否为熄火状态；

如果所述电动汽车为熄火状态，则将所述充电机与所述充电电路相连；

控制所述充电互锁开关断开，并且电池管理系统控制第一开关和第三开关组件闭合以对所述动力电池进行充电。

16.如权利要求15所述控制方法，其特征在于，还包括：

在对所述动力电池进行充电时，由充电机提供外电源给电池管理系统提供低压电。

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