CN109649175A - 一种新能源汽车及其高压架构系统和充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车的高压架构系统，包括：储能设备、高压负荷设备和第一可控开关；其中，储能设备的第一端与第一可控开关的第一端连接其公共端用于与外接充电设备的第一端连接，第一可控开关的第二端与高压负荷设备的第一端连接，储能设备的第二端与高压负荷设备的第二端连接其公共端用于与外接充电设备的第二端连接；本发明通过储能设备的第一端与第一可控开关的第一端连接其公共端用于与外接充电设备的第一端连接，将充电过程与放电过程分离，使第一可控开关只需承受放电电流，从而降低了第一可控开关的技术要求，降低了成本，并且本发明的结构简单，便于实施。本发明还公开了一种新能源汽车及其充电系统，具有上述有益效果。

Description

一种新能源汽车及其高压架构系统和充电系统

技术领域

本发明涉及新能源汽车整车高压架构技术领域，特别涉及一种新能源汽车及其高压架构系统和充电系统。

背景技术

随着节能减排、绿色出行观念的倡导深入，如电动汽车的新能源汽车的推广和普及越来越为广泛。新能源汽车上有各种高压零部件，如储能设备和高压负荷设备等，如何将这些高压零部件合理的连接起来，使其能够正常的工作是一件非常重要的设计。

现有技术中，新能源汽车上的高压负荷设备与储能设备之间设置的开关(如图1中的开关S1)，不仅需要在承受储能设备为高压负荷设备供电时的放电电流，还需要承受外接充电设备(如充电桩)为储能设备充电时的充电电流，使得开关的设置需要同时考虑充电电流和放电电流的承载强度，开关成本很高。

因此，如何能够降低高压负荷设备与储能设备之间的开关成本，是现今急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新能源汽车及其高压架构系统和充电系统，以降低高压负荷设备与储能设备之间的开关成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种新能源汽车的高压架构系统，包括：储能设备、高压负荷设备和第一可控开关；

其中，所述储能设备的第一端与所述第一可控开关的第一端连接其公共端用于与外接充电设备的第一端连接，所述第一可控开关的第二端与所述高压负荷设备的第一端连接，所述储能设备的第二端与所述高压负荷设备的第二端连接其公共端用于与所述外接充电设备的第二端连接。

可选的，该系统还包括：第二可控开关；

其中，所述储能设备的第二端与所述第二可控开关的第一端连接，所述第二可控开关的第二端与所述高压负荷设备的第二端连接其公共端用于与所述外接充电设备的第二端连接。

可选的，所述第一可控开关具体为继电器开关。

可选的，该系统还包括：第三可控开关；

其中，所述储能设备的第一端与所述第一可控开关的第一端连接的公共端与所述第三可控开关的第一端连接，所述第三可控开关的第二端用于与所述外接充电设备的第一端连接。

本发明还提供了一种新能源汽车，包括：如上述任一项所述的新能源汽车的高压架构系统。

此外，本发明还提供了一种新能源汽车的充电系统，包括：如上述所述的新能源汽车和外接充电设备。

可选的，所述外接充电设备具体为充电桩。

本发明所提供的一种新能源汽车的高压架构系统，包括：储能设备、高压负荷设备和第一可控开关；其中，储能设备的第一端与第一可控开关的第一端连接其公共端用于与外接充电设备的第一端连接，第一可控开关的第二端与高压负荷设备的第一端连接，储能设备的第二端与高压负荷设备的第二端连接其公共端用于与外接充电设备的第二端连接；

可见，本发明通过储能设备的第一端与第一可控开关的第一端连接其公共端用于与外接充电设备的第一端连接，将充电过程与放电过程分离，使第一可控开关只需承受放电电流，从而降低了第一可控开关的技术要求，降低了成本，并且本发明的结构简单，便于实施。此外，本发明还提供了一种新能源汽车及其充电系统，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的新能源汽车的整车高压架构的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种新能源汽车的高压架构系统的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种新能源汽车的整车高压架构的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种新能源汽车的整车高压架构的储能设备放电状态的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的一种新能源汽车的整车高压架构的储能设备充电状态的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的一种新能源汽车的整车高压架构的储能设备充电且高压负荷设备用电状态的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图2，图2为本发明实施例所提供的一种新能源汽车的高压架构系统的结构示意图。该高压架构系统可以包括：储能设备11、高压负荷设备12和第一可控开关13；

其中，储能设备11的第一端与第一可控开关13的第一端连接其公共端用于与外接充电设备21的第一端连接，第一可控开关13的第二端与高压负荷设备12的第一端连接，储能设备11的第二端与高压负荷设备12的第二端连接其公共端用于与外接充电设备21的第二端连接。

可以理解的是，本实施例的目的可以为利用储能设备11的第一端与第一可控开关13的第一端连接的公共端与新能源汽车外的如充电桩的外接充电设备21的第一端连接，将充电过程与放电过程分离，使第一可控开关13只需承受储能设备11或外接充电设备21为高压负荷设备12供电时的放电电流，不需承受外接充电设备21为高压负荷设备12储能设备11供电时的充电电流，降低了第一可控开关13的技术要求，降低了成本。

进一步的，为了使新能源汽车可以控制与之连接的外接充电设备21的使用，本实施例中还可以包括第三可控开关，即储能设备11的第一端与第一可控开关13的第一端连接的公共端可以通过第二可控开关与外接充电设备21的第一端连接，如图3所示，储能设备11的第一端与第一可控开关13(开关S1)的第一端连接的公共端与第三可控开关(开关S3)的第一端连接，第三可控开关的第二端用于与外接充电设备的第一端连接；或者储能设备11的第二端与高压负荷设备12的第二端连接的公共端可以通过第二可控开关与外接充电设备21的第二端连接。

进一步的，为了保证新能源汽车的高压架构系统的使用安全，避免第一可控开关13和/或第三可控开关的故障造成的安全隐患，如图3中选用常开继电器开关的第一可控开关13和/或第三可控开关发生常开触点粘连。本实施例中还可以包括第二可控开关，即通过第二可控开关的设置，保证第一可控开关13和/或第三可控开关导通时，只有对应的第二可控开关导通，才能使第一可控开关13和/或第三可控开关的导通实现各自的目的。具体的，对于第二可控开关的设置位置和设置数量，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如减少第二可控开关的设置数量，降低成本，可以图3所示，在储能设备11的第二端与高压负荷设备12的第二端之间设置一个第二可控开关(开关S2)，使新能源汽车的各种工作状态均有对应的两个开关导通才能实现，即储能设备11的第二端与第二可控开关的第一端连接，第二可控开关的第二端与高压负荷设备12的第二端连接其公共端用于与外接充电设备21的第二端连接。例如储能设备11处于放电状态时，也就是储能设备11为高压负荷设备12供电时，需要对应的开关S1和开关S2导通；储能设备11处于充电状态时，也就是外接充电设备21为储能设备11充电时，需要对应的开关S2和开关S3导通；外接充电设备21为高压负荷设备12供电时，需要对应的开关S1和开关S3导通。本实施例对此不做任何限制。

具体的，对于本实施例中的第一可控开关13、第二可控开关和第三可控开关的具体结构和类型的设置，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关可以具体为继电器开关(如常开继电器开关)，也可以如MOS管开关电路对应的其他可控开关，只要如整车控制器的处理器可以根据第一可控开关13、第二可控开关和第三可控开关的闭合和断开，本实施例对此不做任何限制。

需要说明的是，本实施例中的第一可控开关13可以为用于在高压负荷设备12需要用电时导通的开关，第二可控开关(如图3中的开关S2)可以为用于在高压负荷设备12需要用电和/或储能设备11需要充电时导通的开关，第三可控开关(如图3中的开关S3)可以为用于在需要外接充电设备21供电时导通的开关。

具体的，如图3所示的新能源汽车的高压架构系统的工作方式可以如下，包含四种工作模式：

模式一：无外接充电，车辆处于高压放电状态。如图4所示，在未连接外接充电设备21(如充电桩)时，当车辆上电之后，此时开关S1和开关S2闭合，储能设备11经过开关S1和开关S2为高压负荷设备12提供能量，高压负荷设备12开始工作，电流经过开关S1和开关S2，储能设备11处于放电状态；

模式二：车辆高压负荷设备停止工作，连接外接充电设备21为车辆进行充电。如图5所示，当车辆下电后，车辆高压负荷设备12停止工作，此时连接外接充电设备21对车辆进行充电，开关S2和开关S3闭合，外接充电设备21经过开关S2和开关S3为储能设备11补充电能，电流经过开关S2和开关S3，储能设备11处于充电状态；

模式三：车辆高压负荷设备12处于工作中，连接外接充电设备21为车辆进行充电。当车辆高压负荷设备12处于工作中，开关S1和开关S2已闭合，开关S3断开，即处于模式一。此时连接外接充电设备21。则有2种情况，如下：

情况1：储能设备11需要补充电能。如果此时储能设备11需要补充电能，则闭合开关S3，开关S3闭合后，储能设备11由放电状态转为充电状态，则由外接充电设备21分别为高压负荷设备12和储能设备11提供工作电能和充电电能，如图6所示。在储能设备11充电结束后，断开开关S3，又转换为模式一；

情况2：储能设备11不需要补充电能。如果此时储能设备11不需要补充电能，则不闭合开关S3，保持为模式一。

模式四：车辆处于外接充电中，此时车辆上电，高压负荷设备12工作。

车辆处于外接充电中，开关S2和开关S3闭合，当车辆上电时，则开关S1闭合，此时则由外接充电设备21分别为高压负荷设备12和储能设备11提供工作电能和充电电能，如图6所示。在储能设备11充电结束后，断开开关S3，又转换为模式一。

因此，由以上4种模式可看出开关S1和开关S3不在同一电路回路，开关S1只通过放电电流，开关S3只通过过充电电流，开关S2既通过放电电流也通过充电电流。一般情况下，充电电流会远远大于放电电流，因此开关S2和开关S3在选型时必须考虑较大的电流承载强度，开关S1仅考虑放电电流的承载强度。对比其他常见新能源汽车的整车高压架构，开关S1和开关S3在同一电路回路，即开关S1既通过放电电流也通过充电电流，那么这种架构下开关S1也需要同时考虑充电电流和放电电流的承载强度。

本实施例中，本发明实施例通过储能设备11的第一端与第一可控开关13的第一端连接其公共端用于与外接充电设备21的第一端连接，将充电过程与放电过程分离，使第一可控开关13只需承受放电电流，从而降低了第一可控开关13的技术要求，降低了成本，并且本发明的结构简单，便于实施。

基于上述实施例，本发明实施例还提供了一种新能源汽车，包括：如上述实施例所提供的新能源汽车的高压架构系统。

基于上述实施例，本发明实施例还提供了一种新能源汽车的充电系统，包括：外接充电设备和如上述实施例所提供的新能源汽车。

也就是说，本实施例所提供的新能源汽车的充电系统不仅包括设置有新能源汽车的高压架构系统的新能源汽车，还包括如图2中用于为新能源汽车中的储能设备11充电和/或为高压负荷设备12供电的外接充电设备21。

具体的，对于外接充电设备的具体结构和类型的选择，可以由设计人员自行设置，如可以为现有技术中的充电桩。本实施例对此不做任何限制。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的新能源汽车及其而言充电系统，由于其与实施例公开的新能源汽车的高压架构系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见高压架构系统部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种新能源汽车及其高压架构系统和充电系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种新能源汽车的高压架构系统，其特征在于，包括：储能设备、高压负荷设备和第一可控开关；

其中，所述储能设备的第一端与所述第一可控开关的第一端连接其公共端用于与外接充电设备的第一端连接，所述第一可控开关的第二端与所述高压负荷设备的第一端连接，所述储能设备的第二端与所述高压负荷设备的第二端连接其公共端用于与所述外接充电设备的第二端连接。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车的高压架构系统，其特征在于，还包括：第二可控开关；

其中，所述储能设备的第二端与所述第二可控开关的第一端连接，所述第二可控开关的第二端与所述高压负荷设备的第二端连接其公共端用于与所述外接充电设备的第二端连接。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车的高压架构系统，其特征在于，所述第一可控开关具体为继电器开关。

4.根据权利要求1至3任一项所述的新能源汽车的高压架构系统，其特征在于，还包括：第三可控开关；

其中，所述储能设备的第一端与所述第一可控开关的第一端连接的公共端与所述第三可控开关的第一端连接，所述第三可控开关的第二端用于与所述外接充电设备的第一端连接。

5.一种新能源汽车，其特征在于，包括：如权利要求1至4任一项所述的新能源汽车的高压架构系统。

6.一种新能源汽车的充电系统，其特征在于，包括：如权利要求5所述的新能源汽车和外接充电设备。

7.根据权利要求6所述的新能源汽车的充电系统，其特征在于，所述外接充电设备具体为充电桩。