CN104553813A - 一种电动汽车高压上电电路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车高压上电电路及其控制方法，包括电池组和连接于电池组与负载之间的一正极继电器、一负极继电器、一预充电阻、一预充继电器，还包括设置于负载两端的预充电容，所述正极继电器、负极继电器一端分别连接于电池组总正、总负极端，所述正极继电器、负极继电器另一端与负载连接，所述预充电阻与所述预充继电器组成串联支路，所述串联支路设置于正极继电器两端并形成并联电路，所述预充电阻连接于电池组总正极端。本发明实现继电器实际状态的检测，以及高压回路出现故障的情况下能够及时报出故障，停止高压上电操作，保证电池系统和车辆的安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动汽车高压上电电路及其控制方法。
背景技术
电动汽车在启动的过程中，需要进行高压上电操作，完成高压继电器控制和预充电控制过程。目前高压继电器多采用无反馈触点的继电器，在高压上电过程中，电池管理系统需要检测继电器的实际状态，判断可能存在的继电器故障，以安全的实现高压上电。因此，需要设计合理的高压上电电路及高压上电控制方法。而现有的电动汽车高压上电电路拓扑简单，无法用于检测高压继电器的实际状态，高压上电控制方案简单，在无故障的情况下能够正常使用，但是在继电器存在故障的情况下无法检出故障，有可能会导致上电失败，甚至进一步扩大系统的故障。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种电动汽车高压上电电路及其控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种电动汽车高压上电电路，包括电池组和连接于电池组与负载之间的一正极继电器、一负极继电器、一预充电阻、一预充继电器，还包括设置于负载两端的预充电容，所述正极继电器、负极继电器一端分别连接于电池组总正、总负极端，所述正极继电器、负极继电器另一端与负载连接，所述预充电阻与所述预充继电器组成串联支路，所述串联支路设置于正极继电器两端并形成并联电路，所述预充电阻连接于电池组总正极端。
还包括设置于电池组总正、总负极之间的用于检测电池组两端总电压的第一电压检测电路，设置于预充继电器和负载的连接点与总负极端和负极继电器连接点之间的用于检测电池组外总压的第二电压检测电路。
基于权利要求1～2高压上电电路的一种电动汽车高压上电电路控制方法，包括以下步骤：
1）当电池管理系统上的低电压开始工作后，通过第一、第二电压检测电路测量得出电压值分别为V1、V2，若V2等于预设的第一阈值Va时，则判断预充继电器和正极继电器无粘连情况，并进入步骤2）；若V2与V1在设定的误差范围内等值，则判断预充继电器或正极继电器有粘连情况，并结束高压上电；
2）若预充继电器和正极继电器无粘连情况，则闭合预充继电器，再次测量V1、V2，若V2与V1在设定的误差范围内等值，则判断预充继电器无异常，并进入步骤3）；若V2等于预设的第一阈值Va时，则判断预充继电器失效或预充电阻已损坏，断开预充继电器并结束高压上电；若V2按照预设充电电压曲线持续上升时，则判断预充继电器处于闭合状态，且负极继电器粘连，断开预充继电器并结束高压上电；
3）若预充继电器无异常，则控制断开预充继电器，先闭合负极继电器，再闭合预充继电器，再次测量V1、V2，若V2按照预设充电电压曲线持续上升时，进入预充电阶段，则判断负极继电器正常闭合，并进入步骤4）；若V2与V1在设定的误差范围内等值，则判断负极继电器异常失效，断开负极继电器和预充继电器并结束高压上电；
4）当V2大于V1的90%时，闭合正极继电器，且在设定延时时段内断开预充继电器，并再次测量V1、V2，若V2与V1在设定的误差范围内等值，则判断正极继电器闭合成功，高压上电成功；若V2小于V1且呈下降趋势，则判断正极继电器失效，断开所有继电器并结束高压上电。
所述延时时段为20ms～50ms。
所述第一阈值为0V。
所述设定的误差范围为±3V。
综上所述，本发明具有以下有益效果：（1）本高压上电电路和高压上电控制方法，能够实现继电器实际状态的检测；（2）高压回路出现故障的情况下能够及时报出故障，停止高压上电操作，保证电池系统和车辆的安全。
附图说明
图1为本发明所述的电动汽车高压上电电路结构示意图；
图2为本发明所述的电动汽车高压上电电路控制方法流程示意图。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员能够更好地了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的阐述。
如图1所示，一种电动汽车高压上电电路，包括电池组和连接于电池组与负载之间的一正极继电器K1、一负极继电器K3、一预充电阻R、一预充继电器K2，还包括设置于负载两端的预充电容C，所述正极继电器K1、负极继电器K3一端分别连接于电池组总正、总负极端，所述正极继电器K1、负极继电器K3另一端与负载连接，所述预充电阻R与所述预充继电器K2组成串联支路，所述串联支路设置于正极继电器K1两端并形成并联电路，所述预充电阻R连接于电池组总正极端。
还包括设置于电池组总正、总负极之间的用于检测电池组两端总电压的第一电压检测电路，设置于预充继电器K2和负载的连接点与总负极端和负极继电器K3连接点之间的用于检测电池组外总压的第二电压检测电路。
本发明还提供了一种电动汽车高压上电电路控制方法，能够实现继电器实际状态的检测，高压回路出现故障的情况下能够及时报出故障，停止高压上电操作，保证电池系统和车辆的安全。
如图2所示，以100串磷酸铁锂动力电池组，预充电阻R为60欧姆为例，对本发明控制方法的具体实施进一步详细说明，包括以下步骤：
1）当电池管理系统上的低电压开始工作后，通过第一、第二电压检测电路测量得出电压值分别为V1、V2，若V2等于预设的第一阈值Va时，则判断预充继电器K2和正极继电器K1无粘连情况，并进入步骤2）；若V2与V1在设定的误差范围内等值，则判断预充继电器K2或正极继电器K1有粘连情况，并结束高压上电；
2）若预充继电器K2和正极继电器K1无粘连情况，则闭合预充继电器K2，再次测量V1、V2，若V2与V1在设定的误差范围内等值，则判断预充继电器K2无异常，并进入步骤3）；若V2等于预设的第一阈值Va时，则判断预充继电器K2失效或预充电阻R已损坏，断开预充继电器K2并结束高压上电；若V2按照预设充电电压曲线持续上升时，则判断预充继电器K2处于闭合状态，且负极继电器K3粘连，断开预充继电器K2并结束高压上电；
3）若预充继电器K2无异常，则控制断开预充继电器K2，先闭合负极继电器K3，再闭合预充继电器K2，再次测量V1、V2，若V2按照预设充电电压曲线持续上升时，进入预充电阶段，则判断负极继电器K3正常闭合，并进入步骤4）；若V2与V1在设定的误差范围内等值，则判断负极继电器K3异常失效，断开负极继电器K3和预充继电器K2并结束高压上电；
4）当V2大于V1的90%时，闭合正极继电器，且在设定延时时段内断开预充继电器K2，并再次测量V1、V2，若V2与V1在设定的误差范围内等值，则判断正极继电器K1闭合成功，高压上电成功；若V2小于V1且呈下降趋势，则判断正极继电器K1失效，断开所有继电器并结束高压上电。
上面数据中V1、V2都不是常量，具体数据是根据客户需要和行业标准等实际情况而定，其中所述第一阈值Va为0V，所述延时时段为20ms～50ms。
本实施例中设定的延时时段为50ms。
本实施例中所述设定的误差范围为±3V。
本实施例只是本发明的较优实施方式，未进行详细描述的部分均采用公知的成熟技术。需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种电动汽车高压上电电路，包括电池组和连接于电池组与负载之间的一正极继电器、一负极继电器、一预充电阻、一预充继电器，其特征在于，还包括设置于负载两端的预充电容，所述正极继电器、负极继电器一端分别连接于电池组总正、总负极端，所述正极继电器、负极继电器另一端与负载连接，所述预充电阻与所述预充继电器组成串联支路，所述串联支路设置于正极继电器两端并形成并联电路，所述预充电阻连接于电池组总正极端。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车高压上电电路，其特征在于，还包括设置于电池组总正、总负极之间的用于检测电池组两端总电压的第一电压检测电路，设置于预充继电器和负载的连接点与总负极端和负极继电器连接点之间的用于检测电池组外总压的第二电压检测电路。
3.基于权利要求1～2高压上电电路的一种电动汽车高压上电电路控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）当电池管理系统上的低电压开始工作后，通过第一、第二电压检测电路测量得出电压值分别为V1、V2，若V2等于预设的第一阈值Va时，则判断预充继电器和正极继电器无粘连情况，并进入步骤2）；若V2与V1在设定的误差范围内等值，则判断预充继电器或正极继电器有粘连情况，并结束高压上电；
2）若预充继电器和正极继电器无粘连情况，则闭合预充继电器，再次测量V1、V2，若V2与V1在设定的误差范围内等值，则判断预充继电器无异常，并进入步骤3）；若V2等于预设的第一阈值Va时，则判断预充继电器失效或预充电阻已损坏，断开预充继电器并结束高压上电；若V2按照预设充电电压曲线持续上升时，则判断预充继电器处于闭合状态，且负极继电器粘连，断开预充继电器并结束高压上电；
3）若预充继电器无异常，则控制断开预充继电器，先闭合负极继电器，再闭合预充继电器，再次测量V1、V2，若V2按照预设充电电压曲线持续上升时，进入预充电阶段，则判断负极继电器正常闭合，并进入步骤4）；若V2与V1在设定的误差范围内等值，则判断负极继电器异常失效，断开负极继电器和预充继电器并结束高压上电；
4）当V2大于V1的90%时，闭合正极继电器，且在设定延时时段内断开预充继电器，并再次测量V1、V2，若V2与V1在设定的误差范围内等值，则判断正极继电器闭合成功，高压上电成功；若V2小于V1且呈下降趋势，则判断正极继电器失效，断开所有继电器并结束高压上电。
4. 根据权利要求3所述的一种电动汽车高压上电电路控制方法，其特征在于，所述第一阈值为0V。
5. 根据权利要求3所述的一种电动汽车高压上电电路控制方法，其特征在于，所述延时时段为20ms～50ms。
6.根据权利要求3所述的一种电动汽车高压上电电路控制方法，其特征在于，所述设定的误差范围为±3V 。
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