CN108001228B - 一种供电电路及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种供电电路及电动汽车，该供电电路包括：动力电池，包括直流母线正极和直流母线负极，其中电动汽车的高压用电构件通过直流母线正极和直流母线负极连接至动力电池；储能电容，连接在直流母线正极和直流母线负极之间；泄放单元，连接在直流母线正极和直流母线负极之间；低压蓄电池，与泄放单元和动力电池连接；整车控制器，与动力电池连接，整车控制器用于向动力电池输出控制信号，低压蓄电池非正常供电时，泄放单元呈连接状态，直流母线正极和直流母线负极之间停止输出高压电，储能电容通过泄放单元进行能量释放。本发明保证了电动汽车在碰撞过程中，即使低压蓄电池损坏，供电电路也能进行断电及能量释放。

Description

一种供电电路及电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车碰撞安全领域，特别涉及一种供电电路及电动汽车。

背景技术

随着电动汽车的销量不断增加，电动汽车在人们日常出行的车辆选择占比越来越大。电动汽车与传统燃油车的区别在于：电动汽车是由高压动力电池输出电能，通过高压配电连接电机控制器，控制驱动电机获得动力。车辆在行驶过程中，整套高压驱动及用电系统都带有高压电，在车辆正常状况下多重防护措施能够避免驾驶员与乘客触电风险，且车辆正常下电或进行维修的时候，系统会自动进行断高压，并对电池外部的高压用电系统进行主动放电，保证人员在接触到高压带电体前，电压跌落至安全电压以下。

在车辆发生碰撞的时候，为了避免车上人员的触电，通常通过整车控制器在接收到碰撞信号之后，下发断电及泄放指令，断开动力电池的供电，同时控制电动汽车中的泄放模块对电动汽车中存储的电能进行泄放，将电动汽车中的储能模块的电压降至安全电压范围内。

然而若碰撞过程中，电动汽车的低压蓄电池损坏，则由其供电才能正常工作的整车控制器也将无法继续工作，从而无法对电动汽车进行断电及泄放，对车内人员造成危险。

发明内容

本发明提供了一种供电电路及电动汽车，用以解决现有技术中电动汽车的供电电路在碰撞过程中由于低压蓄电池损坏，从而无法对电动汽车进行断电及泄放的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

依据本发明的一个方面，提供了一种供电电路，应用于电动汽车，所述供电电路包括：

动力电池，包括直流母线正极和直流母线负极，其中电动汽车的高压用电构件通过所述直流母线正极和所述直流母线负极连接至所述动力电池；

储能电容，连接在所述直流母线正极和所述直流母线负极之间；

泄放单元，连接在所述直流母线正极和所述直流母线负极之间；

低压蓄电池，与所述泄放单元和所述动力电池连接；

整车控制器，与所述动力电池连接，所述整车控制器用于向所述动力电池输出控制信号；

其中，所述低压蓄电池正常供电时，所述泄放单元呈断路状态，所述动力电池能够输出所述控制信号，所述直流母线正极和所述直流母线负极之间输出高压电或停止输出高压电；所述低压蓄电池非正常供电时，所述泄放单元呈连接状态，所述动力电池不能够输出所述控制信号，所述直流母线正极和所述直流母线负极之间停止输出高压电，所述储能电容通过所述泄放单元进行能量释放。

进一步地，所述动力电池包括：

动力电池本体；

串联联接在所述直流母线正极与所述动力电池本体的正极之间的第一开关元件和第二开关元件；

连接在所述直流母线负极与所述动力电池本体的负极之间的第三开关元件；

其中，所述第一开关元件的控制端与所述低压蓄电池连接，所述第二开关元件和所述第三开关元件的控制端分别与所述整车控制器连接；

所述低压蓄电池正常供电时，所述第一开关元件呈连接状态；所述低压蓄电池非正常供电时，所述第一开关元件呈断开状态。

进一步地，所述第一开关元件、所述第二开关元件和所述第三开关元件均为继电器，其中所述第一开关元件为常开继电器。

进一步地，所述泄放单元包括：电阻和第四开关元件，其中，所述电阻与所述第四开关元件串联联接在所述直流母线正极与所述直流母线负极之间；

所述第四开关元件的控制端与所述低压蓄电池连接；所述低压蓄电池正常供电时，所述第四开关元件呈断开状态；所述低压蓄电池非正常供电时，所述第四开关元件呈连接状态。

进一步地，所述第四开关元件为常闭继电器。

进一步地，所述高压用电构件包括：电机控制器，所述电机控制器连接在所述直流母线正极与所述直流母线负极之间，并且所述电机控制器的控制端与所述整车控制器连接；

所述低压蓄电池正常供电时，所述整车控制器还用于接收碰撞信号，向所述动力电池输出断电指令，所述直流母线正极和所述直流母线负极之间停止输出高压电，所述整车控制器还用于向所述电机控制器输出能量释放指令，所述储能电容通过所述电机控制器进行能量释放。

进一步地，所述高压用电构件包括：直流/直流转换器，所述直流/直流转换器的输入端分别与所述直流母线正极、所述直流母线负极连接；所述直流/直流转换器的控制端与所述整车控制器连接；

所述低压蓄电池正常供电时，所述整车控制器还用于接收碰撞信号，向所述动力电池输出断电指令，所述直流母线正极和所述直流母线负极之间停止输出高压电，所述整车控制器还用于向所述直流/直流转换器输出能量释放指令，所述储能电容通过所述直流/直流转换器进行能量释放。

依据本发明的又一个方面，提供了一种电动汽车，包括如上所述的供电电路。

本发明的有益效果是：

上述技术方案，当低压蓄电池正常供电时，电动汽车在正常行驶状态下，动力电池的直流母线正极和所述直流母线负极之间输出高压电以供电动汽车行驶；若发生碰撞事故，直流母线正极和直流母线负极之间将停止输出高压电，从而对供电电路进行断电操作，并进一步的通过与动力电池相连的高压用电构件对储能电容执行能量释放操作，储能电容通过该高压用电构件进行能量释放，从而保证车内人员的安全；若碰撞过程中低压蓄电池发生损坏，即低压蓄电池非正常供电时，直流母线正极和直流母线负极之间将停止输出高压电，从而对供电电路进行断电操作，进一步的通过泄放单元对储能电容执行能量释放操作，储能电容通过该泄放单元进行能量释放，从而保证车内人员的安全。

附图说明

图1表示本发明实施例提供的一种供电电路示意图之一；

图2表示本发明实施例提供的一种供电电路示意图之二。

附图标记说明：

C、储能电容；B、动力电池本体；K1、第一开关元件；K2、第二开关元件；K3、第三开关元件；K4、第四开关元件；R、电阻。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明实施例提供了一种供电电路，应用于电动汽车，该供电电路包括：

动力电池，包括直流母线正极和直流母线负极，其中电动汽车的高压用电构件通过直流母线正极和直流母线负极连接至动力电池；

储能电容C，连接在直流母线正极和直流母线负极之间；

泄放单元，连接在直流母线正极和直流母线负极之间；

低压蓄电池(图中未示出)，与泄放单元和动力电池连接；

整车控制器(图中未示出)，与动力电池连接，整车控制器用于向动力电池输出控制信号；

其中，低压蓄电池正常供电时，泄放单元呈断路状态，动力电池能够输出控制信号，直流母线正极和直流母线负极之间输出高压电或停止输出高压电；低压蓄电池非正常供电时，泄放单元呈连接状态，动力电池不能够输出控制信号，直流母线正极和直流母线负极之间停止输出高压电，储能电容通过泄放单元进行能量释放。

应当说明的是，低压蓄电池为整车控制器提供电源，若低压蓄电池损坏，则整车控制器将无法正常工作，较佳的，低压蓄电池的输出电压为12伏特，动力电池输出的高压电即为动力电池在电动汽车行驶过程中，输出的电信号；并且整车控制器设置于电动汽车的核心位置，低压蓄电池设置于整车控制器的外围。整车控制器用于接收各传感器装置发送的信号，对电动汽车中的动力电池、高压用电构件等进行控制。例如当电动汽车正常下电或者维修或者发生碰撞的时候，整车控制器接收到下电信号或者维护信号或者碰撞信号，将对动力电池进行断电操作，同时通过高压用电构件对储能电容C进行能量释放。由于整车控制器由低压蓄电池提供电源，电动汽车碰撞过程中若损坏该低压蓄电池，整车控制器将无法正常工作，本发明实施例通过低压蓄电池辅助控制动力电池和泄放单元，在整车控制器无法正常工作之后，通过低压蓄电池对动力电池进行断电操作，并控制泄放单元对储能电容C进行能量释放。

本发明实施例中，当低压蓄电池正常供电时，电动汽车在正常行驶状态下，动力电池的直流母线正极和直流母线负极之间输出高压电以供电动汽车行驶；若发生碰撞事故，直流母线正极和直流母线负极之间将停止输出高压电，从而对供电电路进行断电操作，并进一步的通过与动力电池相连的高压用电构件对储能电容C执行能量释放操作，储能电容C通过该高压用电构件进行能量释放，从而保证车内人员的安全；若碰撞过程中低压蓄电池发生损坏，即低压蓄电池非正常供电时，直流母线正极和直流母线负极之间将停止输出高压电，从而对供电电路进行断电操作，进一步的通过泄放单元对储能电容C执行能量释放操作，储能电容C通过该泄放单元进行能量释放，从而保证车内人员的安全。

在上述发明实施例的基础上，本发明实施例中，动力电池包括：

动力电池本体B；

串联联接在直流母线正极与动力电池本体B的正极之间的第一开关元件K1和第二开关元件K2；

连接在直流母线负极与动力电池本体B的负极之间的第三开关元件K3；

其中，第一开关元件K1的控制端与低压蓄电池连接，第二开关元件K2和第三开关元件K3的控制端分别与整车控制器连接；

低压蓄电池正常供电时，第一开关元件K1呈连接状态；低压蓄电池非正常供电时，第一开关元件K1呈断开状态。

应当说明的是，低压蓄电池正常供电时，受低压蓄电池控制的第一开关元件K1呈连接状态，该第一开关元件K1并不会影响整车控制器，控制供电电路供电或者断电；当低压蓄电池非正常供电，则该低压蓄电池可能发生损坏，例如汽车发生碰撞导致低压蓄电池损坏，从而影响整车控制器的控制功能，整车控制器无法对供电电路进行断电操作，此时该第一开关元件K1呈断开状态，从而实现对供电电路的断电。较佳的，第一开关元件K1、第二开关元件K2和第三开关元件K3均为继电器，其中第一开关元件K1为常开继电器。低压蓄电池正常供电时，为常开继电器提供电信号，则该常开继电器呈连接状态；低压蓄电池损坏，常开继电器断电，则该常开继电器呈断开状态。

在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，泄放单元包括：电阻R和第四开关元件K4，其中，电阻R与第四开关元件K4串联联接在直流母线正极与直流母线负极之间；

第四开关元件K4的控制端与低压蓄电池连接；低压蓄电池正常供电时，第四开关元件K4呈断开状态；低压蓄电池非正常供电时，第四开关元件K4呈连接状态。

应当说明的是，低压蓄电池正常供电时，受低压蓄电池控制的第四开关元件K4呈断开状态，该第四开关元件K4并不会影响整车控制器，控制供电电路供电或者断电，以及控制高压用电构件对储能电容C执行能量释放操作；当低压蓄电池非正常供电，则该低压蓄电池可能发生损坏，例如汽车发生碰撞导致低压蓄电池损坏，从而可能影响整车控制器的控制功能，整车控制器无法控制高压用电构件对储能电容C执行能量释放操作，此时该第四开关元件K4呈连接状态，从而通过电阻R实现能量释放。较佳的，第四开关元件K4为常闭继电器。低压蓄电池正常供电时，为常闭继电器提供电信号，则该常闭继电器呈断开状态；低压蓄电池损坏，常闭继电器断电，则该常闭继电器呈连接状态。

参见图2，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，高压用电构件包括：电机控制器，电机控制器连接在直流母线正极与直流母线负极之间，并且电机控制器的控制端与整车控制器连接；

低压蓄电池正常供电时，整车控制器还用于接收碰撞信号，向动力电池输出断电指令，直流母线正极和直流母线负极之间停止输出高压电，整车控制器还用于向电机控制器输出能量释放指令，储能电容C通过电机控制器进行能量释放。

应当说明的是，高压用电构件用于在整车控制器控制供电电路断电之后，对储能电容C执行能量释放操作；低压蓄电池正常供电时，整车控制器接收到碰撞信号，说明电动汽车发生碰撞事故，为保障车内人员的安全，需要对供电电路进行断电，也就是直流母线正极和直流母线负极之间停止输出高压电；并且需要进行能量释放，储能电容C通过电机控制器进行能量释放，电机控制器与电机连接，通过驱动电机实现能量释放。

继续参见图2，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，高压用电构件包括：直流/直流转换器，直流/直流转换器的输入端分别与直流母线正极、直流母线负极连接；直流/直流转换器的控制端与整车控制器连接；

低压蓄电池正常供电时，整车控制器还用于接收碰撞信号，向动力电池输出断电指令，直流母线正极和直流母线负极之间停止输出高压电，整车控制器还用于向直流/直流转换器输出能量释放指令，储能电容C通过直流/直流转换器进行能量释放。

应当说明的是，高压用电构件用于在整车控制器控制供电电路断电之后，对储能电容C执行能量释放操作；低压蓄电池正常供电时，整车控制器接收到碰撞信号，说明电动汽车发生碰撞事故，为保障车内人员的安全，需要对供电电路进行断电，也就是直流母线正极和直流母线负极之间停止输出高压电；并且需要进行能量释放，储能电容C通过直流/直流转换器进行能量释放。较佳的，直流/直流转换器的第一输出端与低压蓄电池的正极连接，直流/直流转换器的第二输出端与低压蓄电池的负极连接，低压蓄电池的负极接地。

依据本发明的又一个方面，提供了一种电动汽车，包括上述各发明实施例提供的供电电路。

本发明实施例中，当低压蓄电池正常供电时，电动汽车在正常行驶状态下，动力电池的直流母线正极和直流母线负极之间输出高压电以供电动汽车行驶；若发生碰撞事故，直流母线正极和直流母线负极之间将停止输出高压电，从而对供电电路进行断电操作，并进一步的通过与动力电池相连的高压用电构件对储能电容C执行能量释放操作，储能电容C通过该高压用电构件进行能量释放，从而保证车内人员的安全；若碰撞过程中低压蓄电池发生损坏，即低压蓄电池非正常供电时，直流母线正极和直流母线负极之间将停止输出高压电，从而对供电电路进行断电操作，进一步的通过泄放单元对储能电容C执行能量释放操作，储能电容C通过该泄放单元进行能量释放，从而保证车内人员的安全。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

Claims (7)

1.一种供电电路，应用于电动汽车，其特征在于，所述供电电路包括：

动力电池，包括直流母线正极和直流母线负极，其中电动汽车的高压用电构件通过所述直流母线正极和所述直流母线负极连接至所述动力电池；

储能电容，连接在所述直流母线正极和所述直流母线负极之间；

泄放单元，连接在所述直流母线正极和所述直流母线负极之间；

低压蓄电池，与所述泄放单元和所述动力电池连接；

整车控制器，与所述动力电池连接，所述整车控制器用于向所述动力电池输出控制信号；

其中，所述低压蓄电池正常供电时，所述泄放单元呈断路状态，所述动力电池能够输出所述控制信号，所述直流母线正极和所述直流母线负极之间输出高压电或停止输出高压电；所述低压蓄电池非正常供电时，所述泄放单元呈连接状态，所述动力电池不能够输出所述控制信号，所述直流母线正极和所述直流母线负极之间停止输出高压电，所述储能电容通过所述泄放单元进行能量释放；

其中，所述动力电池还包括：

动力电池本体；

串联联接在所述直流母线正极与所述动力电池本体的正极之间的第一开关元件和第二开关元件；

连接在所述直流母线负极与所述动力电池本体的负极之间的第三开关元件；

其中，所述第一开关元件的控制端与所述低压蓄电池连接，所述第二开关元件和所述第三开关元件的控制端分别与所述整车控制器连接；

所述低压蓄电池正常供电时，所述第一开关元件呈连接状态；所述低压蓄电池非正常供电时，所述第一开关元件呈断开状态。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一开关元件、所述第二开关元件和所述第三开关元件均为继电器，其中所述第一开关元件为常开继电器。

3.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述泄放单元包括：电阻和第四开关元件，其中，所述电阻与所述第四开关元件串联联接在所述直流母线正极与所述直流母线负极之间；

所述第四开关元件的控制端与所述低压蓄电池连接；所述低压蓄电池正常供电时，所述第四开关元件呈断开状态；所述低压蓄电池非正常供电时，所述第四开关元件呈连接状态。

4.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述第四开关元件为常闭继电器。

5.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述高压用电构件包括：电机控制器，所述电机控制器连接在所述直流母线正极与所述直流母线负极之间，并且所述电机控制器的控制端与所述整车控制器连接；

所述低压蓄电池正常供电时，所述整车控制器还用于接收碰撞信号，向所述动力电池输出断电指令，所述直流母线正极和所述直流母线负极之间停止输出高压电，所述整车控制器还用于向所述电机控制器输出能量释放指令，所述储能电容通过所述电机控制器进行能量释放。

6.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述高压用电构件包括：直流/直流转换器，所述直流/直流转换器的输入端分别与所述直流母线正极、所述直流母线负极连接；所述直流/直流转换器的控制端与所述整车控制器连接；

所述低压蓄电池正常供电时，所述整车控制器还用于接收碰撞信号，向所述动力电池输出断电指令，所述直流母线正极和所述直流母线负极之间停止输出高压电，所述整车控制器还用于向所述直流/直流转换器输出能量释放指令，所述储能电容通过所述直流/直流转换器进行能量释放。

7.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的供电电路。