CN111092418A - 直流供电回路、及其电压波动处理方法、装置及控制器 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种直流供电回路、及其电压波动处理方法、装置及控制器，涉及电力技术领域，通过监测直流供电回路中用电负载的输入电压；根据输入电压的下降速度，控制关闭直流供电回路中的动力电源，以避免用电负载的输入电压在急剧下降后再次升高而可能产生的冲击电流，从而降低由于冲击电流导致的各种安全隐患的概率。

Description

直流供电回路、及其电压波动处理方法、装置及控制器

技术领域

本申请属于电力技术领域，具体涉及一种直流供电回路、及其电压波动处理方法、装置及控制器。

背景技术

目前，在高压电直流回路系统中，例如车载空调器中采用的高压直流动力电源系统中，会存在大量的容性负载。高压电路闭合瞬间，由于电容两端的电压为零，回路闭合瞬间会产生极大的浪涌电流，尤其是车载空调器中含有大容量的滤波电容器时，浪涌电流甚至可以达到100A-1000A以上，严重情况下可能导致高压电路熔断器烧断或直流接触器触点粘连。因此，通常的做法是设计预充电路来防止瞬间的冲击电流，即在动力电源输出与空调器输入之间的主接触器两端，并联一个预充接触器和预充电阻。首先闭合预充接触器，当电容充电达到动力电源电压后，主接触器吸合，断开预充接触器，切换至主回路工作。

但是，在系统运行过程中，由于不同厂家电池管理系统(BMS)的控制逻辑不同，会出现为空调器供电的高压接触器断开后再迅速吸合的情况，或者在系统运行过程中出现一些异常现象导致高压接触器断开后再迅速吸合。这时，由于空调器内部的大容量电容器放电较为缓慢，从原本的动力电源电压V1，降至一定的电压V2时，主回路不能及时断开，当动力电源输出高压接触器再次吸合后，会在回路系统中产生V1-V2的压差，当压差达到一定程度，就会产生由于电压突变导致的冲击电流，烧毁熔断器或导致直流接触器粘连，留下安全隐患。

发明内容

为至少在一定程度上降低直流供电回路中由于冲击电流所导致的安全隐患，本申请提供一种直流供电回路中电压波动处理方法、装置及控制器，能够有效降低直流供电回路中产生冲击电流的概率，从而降低由于冲击电流所导致的安全隐患。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种直流供电回路中电压波动处理方法，包括：

监测直流供电回路中用电负载的输入电压；

根据所述输入电压的下降速度，控制关闭所述直流供电回路中的动力电源。

第二方面，提供了一种直流供电回路中电压波动处理装置，包括：

监测模块，用于监测直流供电回路中用电负载的输入电压；

控制模块，用于根据所述输入电压的下降速度，控制关闭所述直流供电回路中的动力电源。

第三方面，提供了一种控制器，用于执行如上任一项所述直流供电回路中电压波动处理方法。

第四方面，提供了一种直流供电回路，包括如上所述的直流供电回路中电压波动处理装置。

本发明实施例提供的直流供电回路、及其电压波动处理方法、装置及控制器，通过监测直流供电回路中用电负载的输入电压；根据输入电压的下降速度，控制关闭直流供电回路中的动力电源，以避免用电负载的输入电压在急剧下降后再次升高而可能产生的冲击电流，从而降低由于冲击电流导致的各种安全隐患的概率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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申请的一些实施例，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他的附图。

图1为本申请实施例中直流供电回路中电压波动处理方法流程图；

图2为本申请实施例中直流供电回路中电压波动处理装置结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

实施例一

本发明实施例提供一种直流供电回路中电压波动处理方法，如图1所示，该方法包括：

S110，监测直流供电回路中用电负载的输入电压。

本申请发明人在通过大量的实验数据发现，直流供电回路，例如用于在新能源汽车空调器的直流供电回路中，空调器运行过程中电压波动的情况，主要发生于当动力电输出到空调侧的高压接触器断开再闭合时，或者运行过程中存在电压大幅跌落后在提升的情况。后者导致的电压波动所发生的次数更频繁。对直流供电回路产生的安全隐患更加明显。

因此，为了能够及时判断出直流供电回路是否有发生冲击电流的可能性，可以监测直流供电回路中用电负载的输入电压。从而对直流供电回路中电压的波动情况进行实时监测。

在一具体实施例中，可以实时监测上述输入电压，并计算输入电压随时间变化的第一下降斜率；该第一下降斜率用于描述电压大幅跌落的情况。

S120，根据输入电压的下降速度，控制关闭直流供电回路中的动力电源。

具体来说，可以通过观测输入电压的变化速度，主要是电压的下降速度来判断用电负载的输入电压是否发生大幅跌落。如果下降速度较大，则很可能在短时间内输入电压会再次提升，此时就很容易产生冲击电流，造成安全隐患。

因此，本方案根据输入电压的下降速度，及时判断是否会产生冲击电流，在将要产生由于压差导致的冲击电流前，及时切断直流供电回路的动力电源，即控制关闭直流供电回路中的动力电源，以减少发生冲击电流的概率，降低安全隐患。

在一具体实施例中，如果上述输入电压的第一下降斜率大于给定下降斜率，则控制关闭直流供电回路中的动力电源。

其中，给定下降斜率为用于限定是否关闭直流供电回路中的动力电源的临界值。

具体地，可以将直流供电回路中的用电负载置于空载状态，并监测在关闭直流供电回路中的动力电源后，输入电压从最大值变为0的过程中随时间变化的第二下降斜率；将该第二下降斜率作为给定下降斜率。

例如，以新能源汽车空调器作为用电负载，通过实验，模拟出空调器空载运行的工况，待电压稳定后，切断空调输入电源，由于空调器内部有大容量的电容器，经过一段时间后电压才会降至零。首先选取由稳定电压V1开始跌落的时间点，再选取跌落△t时间后的电压V2，计算k＝(V1-V2)/Δt来作为第二下降斜率。

在直流供电回路正常运行过程中，采用高精度的ACD(交流转直流)采样电路，实时监测空调器输入电压，若当前电压V1较△t时间前电压V2有所降低，且当(V2-V1)/Δt的值大于空载时计算得到的斜率，即给定下降斜率时，则关闭负载，断开主回路高压接触器。及时避免了由于压差导致的冲击电流，预防安全隐患。

在一具体实施例中，上述控制关闭直流供电回路中的动力电源的过程可包括：控制关闭直流供电回路中的动力电源侧的主接触器。

另外，本实施例所示方法还包括：在关闭直流供电回路中的动力电源，且输入电压降为0后，可重启直流供电回路中的动力电源，为用电负载供电。

例如，本实施例所示方法中的直流供电回路中可包括：位于主回路中的主接触器和与主接触器并联的预充接触器和预充电阻；相应的，在重启直流供电回路中的动力电源，为用电负载供电的过程可包括：

闭合直流供电回路中的预充接触器，当用电负载中的电容充电达到动力电源电压后，闭合主接触器，断开预充接触器，切换至主回路工作，完成主回路重启。

另外，本实施例所示方法中的用电负载可以为新能源汽车空调器。

本发明实施例提供的直流供电回路中电压波动处理方法，通过监测直流供电回路中用电负载的输入电压；根据输入电压的下降速度，控制关闭直流供电回路中的动力电源，以避免用电负载的输入电压在急剧下降后再次升高而可能产生的冲击电流，从而降低由于冲击电流导致的各种安全隐患的概率。

实施例二

为配合实现上述直流供电回路中电压波动处理方法，本发明实施例提供一种直流供电回路中电压波动处理装置，如图2所示，该装置包括：

监测模块210，用于监测直流供电回路中用电负载的输入电压；

控制模块220，用于根据输入电压的下降速度，控制关闭直流供电回路中的动力电源。

在一具体实施例中，监测模块210，具体用于实时监测输入电压，并计算输入电压随时间变化的第一下降斜率；控制模块220，具体用于如果输入电压的第一下降斜率大于给定下降斜率，则控制关闭直流供电回路中的动力电源。

在一具体实施例中，上述直流供电回路中电压波动处理装置中还包括：

给定值确定模块，用于将直流供电回路中的用电负载置于空载状态，并监测在关闭直流供电回路中的动力电源后，输入电压从最大值变为0的过程中随时间变化的第二下降斜率；并将第二下降斜率作为给定下降斜率。

在一具体实施例中，控制模块220，具体用于控制关闭直流供电回路中的动力电源侧的主接触器。

在一具体实施例中，控制模块220，具体还用于在关闭直流供电回路中的动力电源，且输入电压降为0后，重启直流供电回路中的动力电源，为用电负载供电。

在一具体实施例中，上述直流供电回路中可包括：位于主回路中的主接触器和与主接触器并联的预充接触器和预充电阻；

相应的，控制模块220，可具体用于闭合直流供电回路中的预充接触器，当用电负载中的电容充电达到动力电源电压后，闭合主接触器，断开预充接触器，切换至主回路工作。

在一具体实施例中，上述用电负载可具体为新能源汽车空调器。

进一步地，本实施例还提供了一种控制器，用于执行上述任一项所述直流供电回路中电压波动处理方法。

进一步地，本实施例还提供了一种直流供电回路，包括如上所述的直流供电回路中电压波动处理装置。

本发明实施例提供的直流供电回路、及其电压波动处理方法、装置及控制器，通过监测直流供电回路中用电负载的输入电压；根据输入电压的下降速度，控制关闭直流供电回路中的动力电源，以避免用电负载的输入电压在急剧下降后再次升高而可能产生的冲击电流，从而降低由于冲击电流导致的各种安全隐患的概率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种直流供电回路中电压波动处理方法，其特征在于，包括：

监测直流供电回路中用电负载的输入电压；

根据所述输入电压的下降速度，控制关闭所述直流供电回路中的动力电源。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测直流供电回路中用电负载的输入电压包括：

实时监测所述输入电压，并计算所述输入电压随时间变化的第一下降斜率；

所述根据所述输入电压的下降速度，控制关闭所述直流供电回路中的动力电源包括：

如果所述输入电压的所述第一下降斜率大于给定下降斜率，则控制关闭所述直流供电回路中的动力电源。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述直流供电回路中的用电负载置于空载状态，并监测在关闭所述直流供电回路中的动力电源后，所述输入电压从最大值变为0的过程中随时间变化的第二下降斜率；

将所述第二下降斜率作为所述给定下降斜率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制关闭所述直流供电回路中的动力电源包括：

控制关闭所述直流供电回路中的动力电源侧的主接触器。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在关闭所述直流供电回路中的动力电源，且所述输入电压降为0后，重启所述直流供电回路中的所述动力电源，为所述用电负载供电。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述直流供电回路中包括：位于主回路中的主接触器和与所述主接触器并联的预充接触器和预充电阻；

所述重启所述直流供电回路中的所述动力电源，为所述用电负载供电包括：

闭合所述直流供电回路中的所述预充接触器，当所述用电负载中的电容充电达到所述动力电源电压后，闭合所述主接触器，断开所述预充接触器，切换至主回路工作。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述用电负载为新能源汽车空调器。

8.一种直流供电回路中电压波动处理装置，其特征在于，包括：

监测模块，用于监测直流供电回路中用电负载的输入电压；

控制模块，用于根据所述输入电压的下降速度，控制关闭所述直流供电回路中的动力电源。

9.一种控制器，其特征在于，用于执行权利要求1-7中任一项所述直流供电回路中电压波动处理方法。

10.一种直流供电回路，其特征在于，包括所述权利要求8所述的直流供电回路中电压波动处理装置。

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