CN112072740B - 一种电动汽车低压蓄电池欠压启动电路及其控制方法 - Google Patents

一种电动汽车低压蓄电池欠压启动电路及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种电动汽车低压蓄电池欠压启动电路，动力电池正极经主正继电器连接高压DCDC的正极输入端，负极经主负继电器连接高压DCDC的负极输入端，所述高压DCDC的低压输出的正负极分别与低压蓄电池的正负极相连，所述高压DCDC将动力电池提供的200VDC～450VDC的直流高压电转换为9～16V的低压直流电为低压蓄电池充电。该电路结构在蓄电池欠压时，能够保证车辆能正常启动，无需更换电池或者用额外设备进行充电。

Description

一种电动汽车低压蓄电池欠压启动电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及电动汽车低压蓄电池欠压启动技术。
背景技术
由于全球环境变化以及国家政策的推动，电动汽车逐渐普及。在电动汽车中需要配备一块标准电压为12V的低压蓄电池(通常为铅酸蓄电池)，该蓄电池为车辆打火启动和各个车载设备提供低压电源。当车辆长期停放或者远距离运输时，由于低压蓄电池后端负载存在静态电流以及蓄电池自放电现象的存在，会导致蓄电池电量的损耗。当蓄电池电压低于9V时，电动汽车将无法正常启动。
在蓄电池亏电时，现有技术的做法是更换或者用充电设备给蓄电池充电，这些方法对于车主来说是非常耗时耗力的。因此开发一种能够使在低压蓄电池欠压时保证车辆正常启动的技术十分有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种在蓄电池欠压时，保证车辆能正常启动，无需更换电池或者用额外设备进行充电的电路结构。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电动汽车低压蓄电池欠压启动电路，动力电池正极经主正继电器连接高压DCDC的正极输入端，负极经主负继电器连接高压DCDC的负极输入端，所述高压DCDC的低压输出的正负极分别与低压蓄电池的正负极相连，所述高压DCDC将动力电池提供的200VDC～450VDC的直流高压电转换为9～16V的低压直流电为低压蓄电池充电。
所述BMS的低压输入正负端分别与低压蓄电池正负端连接，所述BMS的两组控制输出端分别连接至主正继电器和主负继电器的继电器线圈。
所述低压蓄电池的正负极分别连接开关控制器的正负输入端，开关控制器的两组控制输出端分别连接至继电器S1和继电器S2的继电器线圈两端，所述继电器S1为常开继电器，所述继电器S2为常闭继电器，所述继电器S1和继电器S2一端共同连接至低压蓄电池的正极，所述继电器S1的另一端连接至低压DCDC的正极输入端；所述继电器S2的另一端与低压DCDC的正极输出端共同连接至低压用电器的正极输入端，所述低压DCDC的输入端负极和输出端负极、低压用电器的输入端负极均连接至低压蓄电池的负极上。
所述高压DCDC的低压输出正极经继电器S1连接至低压DCDC的正极输入端。
基于所述电动汽车低压蓄电池欠压启动电路的控制方法：
实时获取低压蓄电池电压信息；
当低压蓄电池电压大于设定值A，则保持继电器S1的常开状态和继电器S2的常闭状态；
当低压蓄电池电压小于等于设定值A，则先控制继电器S2断开，再吸合继电器S1。
当处于继电器S2断开、继电器S1吸合状态时，若获取低压蓄电池电压大于设定值B，且设定值A小于设定值B，则先控制继电器S2吸合，再断开继电器S1。
所述设定值A为9V，所述设定值B为12V。
所述开关选择器实时获取低压蓄电池电压信息，并控制继电器S1和继电器S2闭合动作。
本发明电动汽车低压蓄电池欠压启动电路在常规的电动汽车低压供电回路中增加一个开关选择器件、继电器S1和S2以及低压DCDC。开关选择器实时检测蓄电池电压，在低压蓄电池亏电时，通过开关选择器切换蓄电池的供电回路，保证低压蓄电池亏电的情况下车辆启动所需的短时用电需求。在车辆启动后，高压DCDC正常工作后，开关选择器将低压蓄电池供电回路切换为常规回路，防止低压DCDC在车辆正常工作时的低压功率损耗。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
图1为电动汽车低压蓄电池欠压启动电路示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所示，电动汽车低压蓄电池欠压启动电路，包括动力电池、电池管理系统(BMS)、主正继电器、主负继电器、高压DCDC、低压蓄电池、继电器S1、继电器S2、开关控制器、低压DCDC、低压用电器。
动力电池直流高压输出正极串联主正继电器后与高压DCDC的高压输入正极相连，动力电池直流高压输出负极串联主负继电器后与高压DCDC的高压输入负极相连；高压DCDC的低压输出的正负极分别与低压蓄电池的正负极相连，高压DCDC将动力电池提供的200VDC～450VDC的直流高压电转换为9～16V的低压直流电，给低压蓄电池充电。BMS的低压输入正负端分别与低压蓄电池正负端连接，BMS的两组控制输出端分别连接至主正继电器和主负继电器的继电器线圈。
开关控制器的正负输入端分别连接至低压蓄电池的正负极；开关控制器的两组控制输出端分别连接至继电器S1和继电器S2的继电器线圈两端；继电器S1为常开继电器，继电器S2为常闭继电器；继电器S1和继电器S2一端共同连接至低压蓄电池的正极；继电器S1的另一端连接至低压DCDC的正极输入端；继电器S2的另一端与低压DCDC的正极输出端共同连接至低压用电器的正极输入端；低压DCDC的输入端负极和输出端负极、低压用电器的输入端负极均连接至低压蓄电池的负极上。开关控制器保持正常工作的输入电压范围为5～20V，低压DCDC的输入电压范围为5～10V，输出电压范围为10～12V。
低压蓄电池欠压启动电路控制逻辑如下：
如果低压蓄电池电量充足即输出电压＞9V时，开关选择器检测到其输入电压＞9V，那么就保持继电器S1的常开状态和继电器S2的常闭状态，此时低压蓄电池经过继电器S2的回路给BMS和车上的各个低压用电器供电。当按下车辆点火开关后，车辆启动，BMS控制主负继电器和主正继电器吸合，高压DCDC获得高压电后开始工作，为低压蓄电池充电，保证低压蓄电池电池稳定在12V。
如果低压蓄电池电量亏电即输出电压≤9V时，开关选择器检测到其输入电压≤9V，那么开关选择器先控制继电器S2断开，然后吸合继电器S1，此时低压蓄电池经过继电器S1和低压DCDC的回路给后端低压负载供电。低压DCDC可以将5～9V的电压抬升至12V后稳定输出，满足在低压蓄电池亏电的情况下车辆启动所需的短时用电需求。当按下车辆点火开关后，车辆启动，BMS控制主负继电器和主正继电器吸合，高压DCDC获得高压电后开始工作，为低压蓄电池充电。开关选择器检测到低压蓄电池电压≥12V时，先控制继电器S2吸合，最后断开继电器S1，低压蓄电池经过继电器S2的回路给BMS和车上的各个低压用电器供电。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电动汽车低压蓄电池欠压启动电路，动力电池正极经主正继电器连接高压DCDC的正极输入端，负极经主负继电器连接高压DCDC的负极输入端，其特征在于：所述高压DCDC的低压输出的正负极分别与低压蓄电池的正负极相连，所述高压DCDC将动力电池提供的200VDC~450VDC的直流高压电转换为9~16V的低压直流电为低压蓄电池充电；
BMS的低压输入正负端分别与低压蓄电池正负端连接，所述BMS的两组控制输出端分别连接至主正继电器和主负继电器的继电器线圈；
所述低压蓄电池的正负极分别连接开关控制器的正负输入端，开关控制器的两组控制输出端分别连接至继电器S1和继电器S2的继电器线圈两端，所述继电器S1为常开继电器，所述继电器S2为常闭继电器，所述继电器S1和继电器S2一端共同连接至低压蓄电池的正极，所述继电器S1的另一端连接至低压DCDC的正极输入端；所述继电器S2的另一端与低压DCDC的正极输出端共同连接至低压用电器的正极输入端，所述低压DCDC的输入端负极和输出端负极、低压用电器的输入端负极均连接至低压蓄电池的负极上。
2.根据权利要求1所述的电动汽车低压蓄电池欠压启动电路，其特征在于：所述高压DCDC的低压输出正极经继电器S1连接至低压DCDC的正极输入端。
3.基于权利要求1或2所述电动汽车低压蓄电池欠压启动电路的控制方法，其特征在于：
实时获取低压蓄电池电压信息；
当低压蓄电池电压大于设定值A，则保持继电器S1的常开状态和继电器S2的常闭状态；
当低压蓄电池电压小于等于设定值A，则先控制继电器S2断开，再吸合继电器S1。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：当处于继电器S2断开、继电器S1吸合状态时，若获取低压蓄电池电压大于设定值B，且设定值A小于设定值B，则先控制继电器S2吸合，再断开继电器S1。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：所述设定值A为9V，所述设定值B为12V。
6.根据权利要求3、4或5所述的控制方法，其特征在于：所述开关控制器实时获取低压蓄电池电压信息，并控制继电器S1和继电器S2闭合动作。
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