CN105922885A - 汽车电气系统预充电电路及预充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了汽车电气系统预充电电路及方法，电控单元控制器通过CAN总线控制直流变换器监控启发一体电机、电气工作回路电压信息，电控单元控制器通过CAN总线监控锂电池电压信息，并计算电压差，在电压差较大情况下，判断需要预充电，电控单元控制直流变换器提升蓄电池输出电压至目标值对电气工作回路进行预充电，预充电完成，电控单元控制锂电池闭合继电器使锂电池向电气工作回路供电。预充过后，由于锂电池和电气工作回路两端电压接近，不再会产生较大的冲击电流，避免因冲击电流，确保线路可靠性的同时延长了电器使用寿命。

Description

汽车电气系统预充电电路及预充电方法
技术领域
本发明涉及48V系统汽车电器技术领域，具体涉及一种汽车电气系统预充电电路及预充电方案。
背景技术
随着电子电器技术的发展以及现代汽车对油耗、效能、环保的更高要求，基于12V电气系统的基础怠速启停（star-stop）系统对油耗的贡献已不能满足日益严苛的油耗标准，48V电气系统高效率、油耗优以及具备能量回收功能的优势日渐突出。48V系统电压等级相对传统12V电气系统较高，其电源闭合瞬间将产生较高的冲击电流，对整个电网以及电器的寿命有不利影响。
发明内容
本发明公开了汽车电气系统预充电电路，为电气系统提供安全可靠的预充电方案，有效减小冲击电流，消除因电流冲击带来的不利影响。
本发明另外还公开了汽车电气系统预充电方法，有效减小冲击电流，消除因电流冲击带来的不利影响。
本发明公开的汽车电气系统预充电电路，包括电控单元、直流变换器、锂电池、启发一体电机、电气系统及蓄电池；启发一体电机与电气系统电连接构成电气工作回路，蓄电池通过直流变换器接入电气工作回路并分别与启发一体电机、电气系统电连接，锂电池接入电气工作回路并分别与启发一体电机、电气系统电连接；所述电控单元通过CAN总线分别与启发一体电机、直流变换器、锂电池通讯连接。
进一步地，所述电气系统为用于为怠速启停系统供电的48V电气系统。
本发明公开的采用上述电路的汽车电气系统预充电方法，包括以下步骤：
步骤1：电控单元初始化默认控制参数；
步骤2：锂电池通过CAN总线向ECU发送锂电池电压信息,直流变换器通过CAN总线向电控单元发送电气工作回路电压信息；
步骤3：电控单元对比锂电池电压和电气工作回路电压，生成电压差；
若电压差值小于等于设定值V，电控单元通过CAN总线控制闭合锂电池内部继电器使锂电池向电气工作回路供电;
若电压差大于设定值V则进入步骤4；
步骤4：直流变换器以锂电池电压为目标值，根据电气工作回路等效电容计算预充电时间；
步骤5：直流变换器转化蓄电池中电能，提升蓄电池输出电压至目标值，开始对电气工作回路进行充电；
步骤6：经过预充电时间,进入步骤2。
本发明有益技术效果为：在支持怠速启停能量回收的48V电气系统中，新能源汽车向其提供锂电池电能的瞬间由于48V电气系统电压需求较传统模式12V电气系统高出一倍，新能源汽车切换至锂电池供电时，冲击电流造成的电器过流损坏、线路发热以及绝缘失效等问题。本发明中电控单元控制器通过CAN总线控制直流变换器监控启发一体电机、电气工作回路电压信息，电控单元控制器通过CAN总线监控锂电池电压信息，并计算电压差，在电压差较大情况下，判断需要预充电，电控单元控制直流变换器提升蓄电池输出电压至目标值对电气工作回路进行预充电，预充电完成，电控单元控制锂电池闭合继电器使锂电池向电气工作回路供电。预充过后，由于锂电池和电气工作回路两端电压接近，不再会产生较大的冲击电流，避免因冲击电流，确保线路可靠性的同时延长了电器使用寿命。
附图说明
图1为本发明所述汽车电气系统预充电电路示意图；
图2为本发明所述汽车电气系统预充电方法流程图。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过结合附图对本发明进行详细阐述。
如图1所示，汽车电气系统预充电电路，包括电控单元1（Electronic Control Unit）、直流变换器3、锂电池6、启发一体电机2（Boost Recuperation System）、电气系统5及蓄电池6。
启发一体电机与电气系统电连接构成电气工作回路，蓄电池通过直流变换器接入电气工作回路并分别与启发一体电机、电气系统电连接，锂电池接入电气工作回路并分别与启发一体电机、电气系统电连接。
电控单元通过CAN总线分别与启发一体电机、直流变换器、锂电池通讯连接。
电气系统为用于为怠速启停系统供电的48V电气系统。
如图2所示，汽车电气系统预充电方法，包括以下步骤：
步骤1：电控单元1初始化默认控制参数；
步骤2：锂电池6通过CAN总线向电控单元发送锂电池电压信息,直流变换器3通过CAN总线向电控单元发送电气工作回路电压信息；
步骤3：电控单元对比锂电池电压和电气工作回路电压，生成电压差；
若电压差值小于等于设定值（可设置为2.5V），通过CAN总线控制闭合锂电池内部继电器使锂电池向电气工作回路中的启发一体电机2及电气系统5供电;
若电压差大于设定值（可设定为2.5v）则进入步骤4；
步骤4：直流变换器以锂电池电压为目标值，根据电气工作回路等效电容计算预充电时间；
步骤5：直流变换器转化蓄电池中电能，提升蓄电池4输出电压至目标值，开始对电气工作回路进行充电；
步骤6：经过预充电时间，进入步骤2。
本发明所述预充电方案是基于直流变换器、锂电池、电控单元实现，为启发一体电机以及48V电气系统进行预充电，使48v电气系统与启发一体电机构成的电气回路电压与锂电池电压一致，从而减小锂电池内部继电器闭合时，在电气回路中产生的冲击电压。
整车控制中，锂电池唤醒后，电控单元通过直流变换器、锂电池分别获得电气回路电压、锂电池电压，并计算出电压差；电压差过大，电控单元判断需要预充电，电控单元控制直流变换器转化蓄电池电能对电气回路预充电到接近锂电池电压水平。预充过后，锂电池和电气回路两端电压接近，不再会产生较大的冲击电流，避免因冲击电流造成的电器过流损坏、线路发热以及绝缘失效等问题，确保线路可靠性的同时延长了电器使用寿命。

Claims (3)

1.汽车电气系统预充电电路，其特征在于，包括电控单元(1)、直流变换器(3)、锂电池(6)、启发一体电机(2)、电气系统(5)及蓄电池(4)；启发一体电机与电气系统电连接构成电气工作回路，蓄电池通过直流变换器接入电气工作回路并分别与启发一体电机、电气系统电连接，锂电池接入电气工作回路并分别与启发一体电机、电气系统电连接；所述电控单元通过CAN总线分别与启发一体电机、直流变换器、锂电池通讯连接。
2.如权利要求1所述的汽车电气系统预充电电路，其特征在于：所述电气系统为用于为怠速启停系统供电的48V电气系统。
3.采用上述电路的汽车电气系统预充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：电控单元（1）初始化默认控制参数；
步骤2：锂电池（6）通过CAN总线向电控单元发送锂电池电压信息,直流变换器（3）通过CAN总线向电控单元发送电气工作回路电压信息；
步骤3：电控单元对比锂电池电压和电气工作回路电压，生成电压差；
若电压差值小于等于设定值V，电控单元通过CAN总线控制闭合锂电池内部继电器使锂电池向电气工作回路供电;
若电压差大于设定值V则进入步骤4；
步骤4：直流变换器以锂电池电压为目标值，根据电气工作回路等效电容计算预充电时间；
步骤5：直流变换器转化蓄电池中电能，提升蓄电池（4）输出电压至目标值，开始对电气工作回路进行充电；
步骤6：经过预充电时间，进入步骤2。
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