CN106696713A - 一种电动汽车高压预充控制电路与控制方法 - Google Patents

一种电动汽车高压预充控制电路与控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电动汽车高压预充控制电路和控制方法，包括动力电池组、控制单元，还包括接触器Ⅱ与预充电阻组成的串联电路、接触器Ⅰ，串联电路与接触器Ⅰ并联形成并联电路，并联电路与动力电池组、控制单元、电机控制器和控制单元连接；还包括检测预充电阻电压值的电压检测装置Ⅰ、电压检测装置Ⅱ。电动车启动时，高压进行预充，控制单元对高压预充上电过程进行监测，根据预充电阻两端电压值的差值与电压差值阈值的对比，判断高压上电是否完成，完成则发出上电完成信号；空调系统/DC模块接收到进入工作的指令时，如果接收到上电完成信号，则空调系统或者DC模块开始工作。本发明预充未完成之前，其余高压部件不能工作，避免预充不能完成。

Description

一种电动汽车高压预充控制电路与控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车安全领域，尤其涉及一种电动汽车高压预充控制电路与控制方法。
背景技术
电动汽车需要高压电源工作的除了电机控制器外，还有空调系统，电压转换模块等，设计的预充电路如果在动力电池总正一端，需要高压工作的部件并联在预充电路之后，会出现在对电机控制器预充时，其它高压系统已经工作，可能造成预充电不能完成；预充电路如果在电机控制器电源一端，则需要增加高压接触器，增加整车成本。还有一些预充电路是按照固定时间来控制，并不能保证可靠的预充完成。
发明内容
本发明提供一种预充未完成之前，其余高压部件不能工作，且根据预充电路前后的电压，保证预充可靠完成的预充控制电路和控制方法，以解决现有技术存在的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种电动汽车高压预充控制电路，包括动力电池组、控制单元、电机控制器和空调系统/DC模块，还包括接触器Ⅱ4与预充电阻3组成的串联电路、接触器Ⅰ2，所述串联电路与接触器Ⅰ2并联形成并联电路，所述并联电路的一端连接动力电池组1和控制单元7，另一端连接电机控制器5和控制单元7，所述控制单元7还通过接触器Ⅲ8连接空调系统/DC模块6，接触器Ⅲ8同时连接并联电路的另一端；
还包括用于检测预充电阻3一端电压值的电压检测装置Ⅰ9和检测预充电阻3另一端电压值的电压检测装置Ⅱ10，所述电压检测装置Ⅰ和电压检测装置Ⅱ均与控制单元7连接。
所述动力电池组1和控制单元7连接接触器Ⅰ2和接触器Ⅱ4并联的开关一端，接触器Ⅱ4的开关另一端连接预充电阻3的一端，预充电阻3的另一端与接触器Ⅰ2的开关另一端连接以后，与电机控制器5、控制单元7、接触器Ⅲ8的开关一端连接，同时空调系统/DC模块6连接接触器Ⅲ8的开关另一端，接触器Ⅰ2、接触器Ⅱ4、接触器Ⅲ8的线圈一端连接控制单元7，接触器Ⅰ2、接触器Ⅱ4、接触器Ⅲ8的线圈另一端均接地。
所述接触器Ⅰ2和接触器Ⅱ4并联的开关一端设置电压检测装置Ⅰ，所述接触器Ⅰ2开关的另一端、和预充电组3并联的另一端设置电压检测装置Ⅱ，所述电压检测装置Ⅰ和电压检测装置Ⅱ均与控制单元7连接。
一种使用电动汽车高压预充控制电路进行预充控制的方法，
电动车启动时，高压进行预充环节，此时，控制单元对高压预充上电过程进行监测，根据检测的预充电阻3两端电压值的差值与控制单元7内设置的电压差值阈值进行对比，判断高压上电是否完成，上电完成则控制单元向外发出上电完成的使能信号；
空调系统/DC模块接收到进入工作的指令时，判断是否接收到控制单元发出的使能信号，如果接收到控制单元发出的上电完成的使能信号，则空调系统或者DC模块响应进入工作的指令，开始工作，否则处于等待工作状态。
判断高压上电是否完成的方法为：
如果控制单元在预设的时间内，获取的预充电阻3两端的电压值的差值低于电压差值阈值，则控制单元向外部发出信号，提示高压上电故障；
如果控制单元在预设的时间内，获取的预充电阻3两端的电压值的差值不低于电压差值阈值，则控制单元向外部发出预充电完成的使能信号。
所述控制单元与空调系统/DC模块之间设置接触器Ⅲ8，在预充未完成时，接触器Ⅰ2处于断开状态，接触器Ⅱ4处于闭合状态，接触器Ⅲ8处于断开状态，当预充完成后，控制单元发出预充完成信号，接触器Ⅰ2闭合，接触器Ⅱ4断开不再进行预充，同时接触器Ⅲ8闭合，为空调系统/DC模块提供电源输入进行工作。
本发明的有益效果：本发明预充未完成之前，其余高压部件不能工作，避免预充不能完成；检测预充电路前后的电压，保证预充功能可靠实现。
附图说明
图1为本发明的预充控制电路图。
图2为本发明的预充控制流程图。
图3为本发明的空调系统上电控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供一种电动汽车高压预充控制电路，包括动力电池组、控制单元、电机控制器、空调系统/DC模块、接触器Ⅰ2、接触器Ⅱ4、接触器Ⅲ8、预充电阻3，其中，接触器Ⅰ2、接触器Ⅱ4、预充电阻3形成一个对高压电源进行预充的回路，预充回路的作用为对电机控制器5内部的滤波电容进行预充电，如果预充状态未完成的情况下空调高压系统开始工作，那么空调高压系统的高压用电设备会对充电电压进行分压，使得预充电回路上的电压无法上升到预期的数值，导致预充过程无法完成，进而造成高压上电故障。
因此，本发明的电路对预充过程进行控制，完成预充后，空调高压系统再进行工作，防止出现高压上电过程的故障。
本发明的电路包括接触器Ⅱ4与预充电阻3的串联电路，该串联电路与接触器Ⅰ2并联形成并联电路，而该并联电路的一端连接动力电池组1和控制单元7，另一端连接电机控制器5和控制单元7，控制单元7还通过接触器Ⅲ8连接空调系统/DC模块6，并且接触器Ⅲ8同时连接并联电路的另一端。本发明还包括用于检测预充电阻3一端电压值的电压检测装置Ⅰ9和检测预充电阻3另一端电压值的电压检测装置Ⅱ10，电压检测装置Ⅰ和电压检测装置Ⅱ均与控制单元7连接。电压检测装置Ⅰ和电压检测装置Ⅱ也可舍去，将此功能由控制单元替换。
上述的接触器均包括线圈和开关触点，三个接触器的线圈一端均连接控制单元7，而线圈另一端均接地。接触器Ⅰ2和接触器Ⅱ4的开关一端并联，且并联后连接动力电池组1和控制单元7，接触器Ⅱ4的开关另一端连接预充电阻3的一端，且接触器Ⅰ2的开关另一端与预充电阻3的另一端并联后，连接电机控制器5、控制单元7、接触器Ⅲ8的开关一端，空调系统或DC模块连接接触器Ⅲ8的开关另一端。
上述接触器Ⅰ2和接触器Ⅱ4并联的开关一端设置电压检测装置Ⅰ9，所述接触器Ⅰ2开关的另一端、和预充电组3并联的另一端设置电压检测装置Ⅱ10，电压检测装置Ⅰ9和电压检测装置Ⅱ10均与控制单元7连接。
上述的接触器Ⅰ2为主接触器，预充完成后主接触器闭合；接触器Ⅱ3为预充接触器，开始预充时闭合，预充完成及主接触器闭合后断开，接触器Ⅲ8为其它高压部件（DC或空调系统）的电源输入，预充完成后才能闭合，保证了预充未完成之前，其余高压部件不能工作，避免预充不能完成；检测预充电路前后的电压，保证预充功能可靠实现
如图2所示，本发明还提供一种使用上述的预充控制电路进行预充控制的方法，该方法通过下述过程实现。
电动车钥匙上电启动时，控制单元开始工作，高压进行预充环节，此时，控制单元对高压上电预充过程进行监测，计算电压检测装置Ⅰ9和电压检测装置Ⅱ10检测的预充电阻3两端的电压值的差值，将该差值与控制单元7内设置的电压差值阈值的对比，判断高压预充上电是否完成，上电完成则控制单元控制其它高压部件（DC模块或空调系统）的电源输入接通，或向空调系统或DC模块发出上电完成的使能信号。
空调系统或者DC模块接收到进入工作的指令时，先处于等待工作状态，判断是否接收到控制单元发出的使能信号，如果接收到控制单元发出的上电完成的使能信号，则表示预充完成，则空调系统或者DC模块响应进入工作的指令，开始工作，否则继续处于等待工作状态。如图2所示的，预充未完成时，控制接触器Ⅲ不能闭合或发给空调及DC的主控模块不能高压上电工作的指令，预充完成后，闭合主接触器Ⅰ，断开预充接触器Ⅱ，控制接触器Ⅲ闭合或发给空调及DC的主控模块可以高压上电工作的指令，空调系统或者DC模块进入工作。
上述中，判断高压上电是否完成的方法为：
如果控制单元在预设的时间内，获取的预充电阻3两端的电压值的差值低于电压差值阈值，则控制单元向外部发出信号，提示高压上电故障；如果控制单元在预设的时间内，获取的预充电阻3两端的电压值的差值不低于电压差值阈值，则控制单元向外部发出预充电完成的信号。
上述本发明中，在预充未完成时，接触器Ⅰ2处于断开状态，接触器Ⅱ4处于闭合状态，接触器Ⅲ8处于断开状态，当预充完成后，控制单元发出预充完成信号，接触器Ⅰ2闭合，接触器Ⅱ4断开不再进行预充，同时接触器Ⅲ8闭合，为空调系统/DC模块提供电源输入进行工作。
本发明通过控制单元与空调系统或DC模块的控制模块的CAN通讯，发送不能高压上电工作或可以高压上电工作的指令，也可实现预充完成后其余高压部件才能高压上电工作的功能。
如图3所示，为本发明应用于空调系统高压上电使能控制方法的流程图。
电动车启动时，高压进行预充环节，控制单元对高压上电预充过程进行监测，根据监测的结果，判断高压上电是否完成，如果上电完成则控制单元向外发出上电完成的使能信号，空调接收到该信号以后才开始工作。判断时，如果控制单元检测到在预设的时间内，高压上电未完成，控制单元向外部发出故障信号，提示高压上电故障；如果控制单元检测到在预设的时间内，高压上电完成，控制单元向外部发出高压上电完成的使能信号“Ready”。
而空调需要工作时，首先是通过空调控制面板上的AC/PTC按键，向空调控制器发送工作指令，空调控制器HVAC接收到工作指令后，空调高压系统先处于待工作状态，此时空调控制器接收到控制单元向外发出的上电完成使能信号Ready，则空调高压系统响应空调控制器接收到的工作指进入工作状态，压缩机/PTC加热器开始工作；否则空调高压系统重新回到待工作状态，继续进行等待。本发明通过对整车高压预充上电的控制，只有当高压预充上电完成，HVAC收到来自控制单元的高压上电“Ready”使能信号时，空调高压系统才能被允许工作，这就保证了整车高压预充上电的可靠实现。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电动汽车高压预充控制电路，包括动力电池组、控制单元、电机控制器和空调系统/DC模块，其特征在于：还包括接触器Ⅱ（4）与预充电阻（3）组成的串联电路、接触器Ⅰ（2），所述串联电路与接触器Ⅰ（2）并联形成并联电路，所述并联电路的一端连接动力电池组（1）和控制单元（7），另一端连接电机控制器（5）和控制单元（7），所述控制单元（7）还通过接触器Ⅲ（8）连接空调系统/DC模块（6），接触器Ⅲ（8）同时连接并联电路的另一端；
还包括用于检测预充电阻（3）一端电压值的电压检测装置Ⅰ（9）和检测预充电阻（3）另一端电压值的电压检测装置Ⅱ（10），所述电压检测装置Ⅰ和电压检测装置Ⅱ均与控制单元（7）连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车高压预充控制电路，其特征在于：所述动力电池组（1）和控制单元（7）连接接触器Ⅰ（2）和接触器Ⅱ（4）并联的开关一端，接触器Ⅱ（4）的开关另一端连接预充电阻（3）的一端，预充电阻（3）的另一端与接触器Ⅰ（2）的开关另一端连接以后，与电机控制器（5）、控制单元（7）、接触器Ⅲ（8）的开关一端连接，同时空调系统/DC模块（6）连接接触器Ⅲ（8）的开关另一端，接触器Ⅰ（2）、接触器Ⅱ（4）、接触器Ⅲ（8）的线圈一端连接控制单元（7），接触器Ⅰ（2）、接触器Ⅱ（4）、接触器Ⅲ（8）的线圈另一端均接地。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车高压预充控制电路，其特征在于：所述接触器Ⅰ（2）和接触器Ⅱ（4）并联的开关一端设置电压检测装置Ⅰ，所述接触器Ⅰ（2）开关的另一端、和预充电组（3）并联的另一端设置电压检测装置Ⅱ，所述电压检测装置Ⅰ和电压检测装置Ⅱ均与控制单元（7）连接。
4.一种使用权利要求1~3所述的一种电动汽车高压预充控制电路进行预充控制的方法，其特征在于：
电动车启动时，高压进行预充环节，此时，控制单元对高压预充上电过程进行监测，根据检测的预充电阻（3）两端电压值的差值与控制单元（7）内设置的电压差值阈值进行对比，判断高压上电是否完成，上电完成则控制单元向外发出上电完成的使能信号；
空调系统/DC模块接收到进入工作的指令时，判断是否接收到控制单元发出的使能信号，如果接收到控制单元发出的上电完成的使能信号，则空调系统或者DC模块响应进入工作的指令，开始工作，否则处于等待工作状态。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
判断高压上电是否完成的方法为：
如果控制单元在预设的时间内，获取的预充电阻（3）两端的电压值的差值低于电压差值阈值，则控制单元向外部发出信号，提示高压上电故障；
如果控制单元在预设的时间内，获取的预充电阻（3）两端的电压值的差值不低于电压差值阈值，则控制单元向外部发出预充电完成的使能信号。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述控制单元与空调系统/DC模块之间设置接触器Ⅲ（8），在预充未完成时，接触器Ⅰ（2）处于断开状态，接触器Ⅱ（4）处于闭合状态，接触器Ⅲ（8）处于断开状态，当预充完成后，控制单元发出预充完成信号，接触器Ⅰ（2）闭合，接触器Ⅱ（4）断开不再进行预充，同时接触器Ⅲ（8）闭合，为空调系统/DC模块提供电源输入进行工作。
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