CN105904971A - 一种用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，包括互锁开关、泄荷开关、泄荷电阻、若干放电电阻以及一一对应的若干投切开关、电压采集模块、电流采集模块、主控模块、开关驱动模块和通信模块。通过上述方式，本发明用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置在并联混合动力汽车的电池电量达到上限后无法再充电时，为制动回馈电流提供泄荷的通路，继续提供能量回馈的制动力矩，减少摩擦制动盘的磨损，提高其使用寿命，并确保整车制动性能不受影响，拓展了并联混合动力汽车在山区路况的使用范围，在用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置的普及上有着广泛的市场前景。

Description

一种用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置

技术领域

本发明涉及混合动力汽车高压电器设备领域，特别是涉及一种用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置。

背景技术

由于石油资源的不可再生性和机动车尾气污染问题日益严重，新能源汽车越来越得到世界各国的广泛的重视，成为汽车工业发展的一个重要方向。而并联混合动力汽车由于其爬坡能力强、续航时间长、尾气排放少等优点，在我国西部山区有着很大的市场前景。西部山区道路有个很大的特点：具有连绵几十公里的上坡或者下坡路段。在下坡路段中，并联混合动力汽车可以通过制动能量回收，将动能转化为电能储存在电池中，提供制动力矩来降低车速，保证行车安全。

但是现有技术中，当并联混合动力汽车的电池电量达到上限后，制动能量就无法回馈了。为了降低车速，只能通过摩擦制动盘来实现制动。如果是长下坡路段，时间长了，制动盘磨损严重，制动性能会受到很大的影响，尤其是在山区几十公里下坡的路况，车辆的行车安全就得不到保证，成为一个重大的安全隐患。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，通过采用电压采集模块采集电压信息、采用电流采集模块采集电流信息，并且通过主控模块工作在旁路状态、泄荷状态或故障状态下分别实现旁路功能、泄荷功能或者故障报告功能，在并联混合动力汽车的电池电量达到上限后无法再充电时，为制动回馈电流提供泄荷的通路，继续提供能量回馈的制动力矩，减少摩擦制动盘的磨损，提高其使用寿命，并确保整车制动性能不受影响，拓展了并联混合动力汽车在山区路况的使用范围，在用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置的普及上有着广泛的市场前景。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，包括：互锁开关、泄荷开关、泄荷电阻、若干放电电阻以及一一对应的若干投切开关、电压采集模块、电流采集模块、主控模块、开关驱动模块和通信模块，

所述泄荷开关、泄荷电阻、若干放电电阻、电流采集模块依次串联形成第一并联通路，所述电压采集模块与所述第一并联通路并联形成第二并联通路，所述第一并联通路、所述第二并联通路分别并联电池，所述互锁开关串联在所述第一并联通路与所述第二并联通路的主干路上，

所述主控模块分别与所述电压采集模块、所述电流采集模块、所述开关驱动模块和所述通信模块电性连接，

所述电压采集模块采集泄荷电压数据，所述电流采集模块采集泄荷电流数据，所述通信模块接收来自整车控制器的控制指令并将控制指令发送至所述主控模块，所述开关驱动模块分别控制所述投切开关、所述泄荷开关和所述互锁开关，

所述主控模块的工作状态包括旁路状态、泄荷状态、故障状态，所述主控模块根据接收到的控制指令、泄荷电压数据和泄荷电流数据切换不同的工作状态：

（1）当所述主控模块处于旁路状态：

所述开关驱动模块控制所述互锁开关处于闭合状态、控制所述泄荷开关和所述投切开关均处于断开状态，所述泄荷电阻与所述若干放电电阻均被旁路，

（2）当所述主控模块处于泄荷状态：

所述开关驱动模块控制所述互锁开关处于断开状态、控制所述泄荷开关处于闭合状态，并且根据泄荷方式的选择，控制所述投切开关来改变所述若干放电电阻的总体阻值；

（3）当所述主控模块处于故障状态：

所述通信模块将故障信息上传到整车控制器。

在本发明一个较佳实施例中，所述投切开关、所述泄荷开关、所述互锁开关为绝缘栅双极型晶体管IGBT或者直流接触器。

在本发明一个较佳实施例中，所述泄荷开关与所述互锁开关的状态互斥。

在本发明一个较佳实施例中，所述电压采集模块采用电阻分压的方式采集电压信号。

在本发明一个较佳实施例中，所述电流采集模块为电流传感器。

在本发明一个较佳实施例中，所述通信模块的通信方式为CAN通信方式。

在本发明一个较佳实施例中，所述泄荷方式包括恒流泄荷方式和恒电阻泄荷方式。

在本发明一个较佳实施例中，所述恒流泄荷方式下，所述主控模块根据所述电流采集模块和所述电压采集模块的采集数据，控制所述若干投切开关的状态来调整所述若干放电电阻的总体阻值，从而使得放电电流为恒定值。

在本发明一个较佳实施例中，所述恒电阻泄荷方式下，所述主控模块控制所述若干投切开关均处于断开状态，从而使得放电电阻为恒定值。

在本发明一个较佳实施例中，所述若干投切开关分别并联相对应的所述若干放电电阻。

本发明的有益效果是：本发明用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置在并联混合动力汽车的电池电量达到上限后无法再充电时，为制动回馈电流提供泄荷的通路，继续提供能量回馈的制动力矩，减少摩擦制动盘的磨损，提高其使用寿命，并确保整车制动性能不受影响，拓展了并联混合动力汽车在山区路况的使用范围，在用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置的普及上有着广泛的市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置一较佳实施例的主回路的结构示意图；

图2是本发明的用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置一较佳实施例的控制回路的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，本发明实施例包括：

一种用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，包括：互锁开关1、泄荷开关2、泄荷电阻4、若干放电电阻5以及一一对应的若干投切开关3、电压采集模块6、电流采集模块7、主控模块10、开关驱动模块8和通信模块9。

所述泄荷开关2、泄荷电阻4、若干放电电阻5、电流采集模块7依次串联形成第一并联通路，所述电压采集模块6与所述第一并联通路并联形成第二并联通路，所述第一并联通路、所述第二并联通路分别并联电池，所述互锁开关1串联在所述第一并联通路与所述第二并联通路的主干路上，

所述主控模块10分别与所述电压采集模块6、所述电流采集模块7、所述开关驱动模块8和所述通信模块9电性连接，

所述电压采集模块6采集泄荷电压数据，所述电流采集模块7采集泄荷电流数据，所述通信模块9接收来自整车控制器的控制指令并将控制指令发送至所述主控模块10，所述开关驱动模块8分别控制所述投切开关3、所述泄荷开关2和所述互锁开关1，

所述主控模块10的工作状态包括旁路状态、泄荷状态、故障状态，所述主控模块10根据接收到的控制指令、泄荷电压数据和泄荷电流数据切换不同的工作状态：

（1）当所述主控模块10处于旁路状态：

所述开关驱动模块8控制所述互锁开关1处于闭合状态、控制所述泄荷开关2和所述投切开关3均处于断开状态，所述泄荷电阻4与所述若干放电电阻5均被旁路，

（2）当所述主控模块10处于泄荷状态：

所述开关驱动模块8控制所述互锁开关1处于断开状态、控制所述泄荷开关2处于闭合状态，并且根据泄荷方式的选择，控制所述投切开关3来改变所述若干放电电阻5的总体阻值；

（3）当所述主控模块10处于故障状态：

所述通信模块9将故障信息上传到整车控制器。

车辆运行时，若需要电机提供部分转矩时，电池经过互锁开关1，为电机提供电能，此时互锁开关1处于闭合状态、泄荷开关2处于断开状态。若电池电量未满，驾驶员踩制动踏板时，制动回馈的电能经过互锁开关1为电池充电。此时互锁开关1处于闭合状态、泄荷开关2处于断开状态。当电池电量为上限时，驾驶员踩制动踏板时，制动回馈的电能可以经过泄荷开关2、泄荷电阻4、若干放电电阻5实现高压泄荷功能。此时互锁开关1处于断开状态、泄荷开关2处于闭合状态。这里的电池优选的是磷酸铁锂或者是三元锂电池，电机优选的是永磁同步电机。

优选地，所述投切开关3、所述泄荷开关2、所述互锁开关1为绝缘栅双极型晶体管IGBT或者直流接触器。

优选地，所述泄荷开关2与所述互锁开关1的状态互斥。

优选地，所述电压采集模块6采用电阻分压的方式采集电压信号。

优选地，所述电流采集模块7为电流传感器。

优选地，所述通信模块9的通信方式为CAN通信方式。

优选地，所述泄荷方式包括恒流泄荷方式和恒电阻泄荷方式。

优选地，所述恒流泄荷方式下，所述主控模块10根据所述电流采集模块7和所述电压采集模块6的采集数据，控制所述若干投切开关3的状态来调整所述若干放电电阻5的总体阻值，从而使得放电电流为恒定值，保护电机绕组。这里，放电电流值的大小可由整车控制器设置，放电电阻的大小由下式确定：。式中，R_x为放电电阻的阻值，U为电压采集模块采集到的电压值，I为电流采集模块采集到的电流值，R₁为泄荷电阻的阻值。

优选地，所述恒电阻泄荷方式下，所述主控模块10控制所述若干投切开关3均处于断开状态，从而使得放电电阻为恒定值。

优选地，所述若干投切开关3分别并联相对应的所述若干放电电阻5。

本发明用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置的有益效果是：

通过采用电压采集模块采集电压信息、采用电流采集模块采集电流信息，并且通过主控模块工作在旁路状态、泄荷状态或故障状态下分别实现旁路功能、泄荷功能或者故障报告功能，在并联混合动力汽车的电池电量达到上限后无法再充电时，为制动回馈电流提供泄荷的通路，继续提供能量回馈的制动力矩，减少摩擦制动盘的磨损，提高其使用寿命，并确保整车制动性能不受影响，拓展了并联混合动力汽车在山区路况的使用范围。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，所述并联混合动力汽车包括电池，其特征在于，包括：互锁开关、泄荷开关、泄荷电阻、若干放电电阻以及一一对应的若干投切开关、电压采集模块、电流采集模块、主控模块、开关驱动模块和通信模块，

所述泄荷开关、泄荷电阻、若干放电电阻、电流采集模块依次串联形成第一并联通路，所述电压采集模块与所述第一并联通路并联形成第二并联通路，所述第一并联通路、所述第二并联通路分别并联所述电池，所述互锁开关串联在所述第一并联通路与所述第二并联通路的主干路上，

所述主控模块分别与所述电压采集模块、所述电流采集模块、所述开关驱动模块和所述通信模块电性连接，

所述电压采集模块采集泄荷电压数据，所述电流采集模块采集泄荷电流数据，所述通信模块接收来自整车控制器的控制指令并将控制指令发送至所述主控模块，所述开关驱动模块分别控制所述投切开关、所述泄荷开关和所述互锁开关，

所述主控模块的工作状态包括旁路状态、泄荷状态、故障状态，所述主控模块根据接收到的控制指令、泄荷电压数据和泄荷电流数据切换不同的工作状态：

（1）当所述主控模块处于旁路状态：

所述开关驱动模块控制所述互锁开关处于闭合状态、控制所述泄荷开关和所述投切开关均处于断开状态，所述泄荷电阻与所述若干放电电阻均被旁路，

（2）当所述主控模块处于泄荷状态：

所述开关驱动模块控制所述互锁开关处于断开状态、控制所述泄荷开关处于闭合状态，并且根据泄荷方式的选择，控制所述投切开关来改变所述若干放电电阻的总体阻值；

（3）当所述主控模块处于故障状态：

所述通信模块将故障信息上传到整车控制器。

2.根据权利要求1所述的用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，其特征在于，所述投切开关、所述泄荷开关、所述互锁开关为绝缘栅双极型晶体管IGBT或者直流接触器。

3.根据权利要求1所述的用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，其特征在于，所述泄荷开关与所述互锁开关的状态互斥。

4.根据权利要求1所述的用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，其特征在于，所述电压采集模块采用电阻分压的方式采集电压信号。

5.根据权利要求1所述的用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，其特征在于，所述电流采集模块为电流传感器。

6.根据权利要求1所述的用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，其特征在于，所述通信模块的通信方式为CAN通信方式。

7.根据权利要求1所述的用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，其特征在于，所述泄荷方式包括恒流泄荷方式和恒电阻泄荷方式。

8.根据权利要求7所述的用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，其特征在于，所述恒流泄荷方式下，所述主控模块根据所述电流采集模块和所述电压采集模块的采集数据，控制所述若干投切开关的状态来调整所述若干放电电阻的总体阻值，从而使得放电电流为恒定值。

9.根据权利要求7所述的用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，其特征在于，所述恒电阻泄荷方式下，所述主控模块控制所述若干投切开关均处于断开状态，从而使得放电电阻为恒定值。

10.根据权利要求1所述的用于并联混合动力汽车的高压泄荷装置，其特征在于，所述若干投切开关分别并联相对应的所述若干放电电阻。