CN112572230A - 一种电动汽车预充、主动放电控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车预充、主动放电控制电路，动力电池的正极串联总正继电器S1至薄膜电容器的一端；动力电池的负极串联总负继电器S2至薄膜电容器的另一端；预充/放电电阻的一端接入到总正继电器S1与薄膜电容器之间；预充/放电电阻的另一端串联预充开关S3至总正继电器S1与动力电池正极之间；放电控制开关S4一端接入到总负继电器S2与薄膜电容器之间；放电控制开关S4另一端接入到预充开关S3与动力电池正极之间。本发明通过将预充电路与主动放电电路复用，使用一个预充/放电电阻来实现电路的预充和主动放电；并通过BMS进行集中控制，实现预充与放电集成控制；减少了控制电路的冗余，降低电路成本，提高系统的稳定性和安全性。

Description

一种电动汽车预充、主动放电控制电路

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，特别是涉及一种电动汽车预充、主动放电控制电路。

背景技术

新能源汽车因电机控制器工作时，需要提供很大的瞬间电流，由于电池至驱动器这段导线存在很大的分布电感，再加上电池的放电特性，导致电池侧瞬间输出不了这么大的电流，所以需要加大容量的薄膜电容作为缓冲。因为有薄膜电容，上电时电容充电时可等效为对负极度短路，为了避免击穿电容和损坏继电器，所以需要对电容进行预充，通常通过预充电阻进行预充电。

现有的预充电路与主动放电电路分开，分别单独控制。预充电路由BMS控制控制预充继电器闭合通过预充电阻向薄膜电容充电；主动放电电路由电机控制控制，通过绕组放电、桥臂直通放电或者外部放电电路的方式进行放电。上电时，BMS控制总负继电器闭合，预充继电器闭合，通过预充电阻限制电流给薄膜电容充电，同时采集Link端电压，当电压到达阈值时，闭合总正继电器，同时断开预充继电器。下电时，BMS控制总正总负继电器断开，由电机控制器来控制主动放电，同时检测薄膜电容两端电压，当电压低于安全限值时，主动放电结束。

现有的预充、主动放电控制电路存在以下不足：①用电机绕组放电，放电时会造成电机扭矩抖动，影响驾乘体验；使用桥臂直通放电，放电时瞬间电流大，IGBT的Vce关断尖峰大，不易控制，容易造成IGBT损坏；通过外加放电会路放电，需要增加放电电阻和控制电路，增加成本。②预充电路与放电电路各自独立，电路功能冗余，电路成本高；③预充由BMS控制，主动放电由电机控制器控制，不利于整车系统的集成控制，增加了故障发生的可能性。

为解决上述问题，现在设计一种电动汽车预充、主动放电控制电路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车预充、主动放电控制电路，通过将预充电路与主动放电电路复用，使用一个预充/放电电阻来实现电路的预充和主动放电；并通过BMS进行集中控制，实现预充与放电集成控制；减少了控制电路的冗余，并且降低了电路成本，集中控制减少控制回路，提高系统的稳定性和安全性。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种电动汽车预充、主动放电控制电路，控制电路包括动力电池、薄膜电容器、预充/放电电阻、预充开关S3和放电控制开关S4，所述动力电池的正极串联一总正继电器S1至薄膜电容器的一端；所述动力电池的负极串联一总负继电器S2至薄膜电容器的另一端；所述预充/放电电阻的一端接入到总正继电器S1与薄膜电容器之间；所述预充/放电电阻的另一端串联预充开关S3至总正继电器S1与动力电池正极之间；所述放电控制开关S4一端接入到总负继电器S2与薄膜电容器之间；所述放电控制开关S4另一端接入到预充开关S3与动力电池正极之间；所述动力电池正、负极两端分别与Pack端电压采集电路连接；所述薄膜电容器的两端分别与Link端电压采集电路；所述总正继电器S1、总负继电器S2、预充开关S3和放电控制开关S4均由BMS检测并控制开关状态；

当车辆上电时，所述BMS先检测总正继电器S1、放电控制开关S4的状态；若总正继电器S1、放电控制开关S4状态都为断开，则闭合总负继电器S2，若总正继电器S1、放电控制开关S4状态为闭合，则断开总正继电器S1、放电控制开关S4，再次进行状态检测，直至总正继电器S1、放电控制开关S4都断开；总正继电器S1、放电控制开关S4断开后，闭合总负继电器S2，闭合预充开关S3，此时通过预充/放电电阻给薄膜电容器充电；所述Link端电压采集电路检测Link端的电压，当电压值达到限值时，闭合总正继电器S1，断开预充开关S3，完成上电工作；

当车辆下电时，所述BMS接受下电指令后，先断开总正继电器S1、总负继电器S2，再检测总正继电器S1、总负继电器S2状态是否为断开，当总正继电器S1、总负继电器S2状态为断开时，进入主动放电，闭合预充开关S3、放电控制开关S4，此时通过Link端电压采集电路检测Link端的电压，当电压达到下电限值时，断开预充开关S3、放电控制开关S4，完成下电工作。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过将预充电路与主动放电电路复用，使用一个预充/放电电阻来实现电路的预充和主动放电；并通过BMS进行集中控制，实现预充与放电集成控制；减少了控制电路的冗余，并且降低了电路成本，集中控制减少控制回路，提高系统的稳定性和安全性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为一种电动汽车预充、主动放电控制电路的电路图；

图2为一种电动汽车预充、主动放电控制电路在上电时的流程图；

图3为一种电动汽车预充、主动放电控制电路在下电时的流程图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种电动汽车预充、主动放电控制电路，控制电路包括动力电池、薄膜电容器、预充/放电电阻、预充开关S3和放电控制开关S4，动力电池的正极串联一总正继电器S1至薄膜电容器的一端；动力电池的负极串联一总负继电器S2至薄膜电容器的另一端；

预充/放电电阻的一端接入到总正继电器S1与薄膜电容器之间；预充/放电电阻的另一端串联预充开关S3至总正继电器S1与动力电池正极之间；

放电控制开关S4一端接入到总负继电器S2与薄膜电容器之间；放电控制开关S4另一端接入到预充开关S3与动力电池正极之间；

动力电池正、负极两端分别与Pack端电压采集电路连接；薄膜电容器的两端分别与Link端电压采集电路；总正继电器S1、总负继电器S2、预充开关S3和放电控制开关S4均由BMS检测并控制开关状态。

其中，如图2所示，本实施例为一种电动汽车预充、主动放电控制电路在上电时的工作流程：

当车辆上电时，BMS先检测总正继电器S1、放电控制开关S4的状态；

若总正继电器S1、放电控制开关S4状态都为断开，则闭合总负继电器S2，

若总正继电器S1、放电控制开关S4状态为闭合，则断开总正继电器S1、放电控制开关S4；再次进行状态检测，直至总正继电器S1、放电控制开关S4都断开；总正继电器S1、放电控制开关S4断开后，闭合总负继电器S2，闭合预充开关S3，此时通过预充/放电电阻给薄膜电容器充电；

Link端电压采集电路检测Link端的电压，当电压值达到限值时，闭合总正继电器S1，断开预充开关S3，完成上电工作。

其中，如图3所示，本实施例为一种电动汽车预充、主动放电控制电路在下电时的工作流程：

当车辆下电时，BMS接受下电指令后，先断开总正继电器S1、总负继电器S2，再检测总正继电器S1、总负继电器S2状态是否为断开；

当总正继电器S1、总负继电器S2状态为断开时，进入主动放电，闭合预充开关S3、放电控制开关S4，此时通过Link端电压采集电路检测Link端的电压，当电压达到下电限值时，断开预充开关S3、放电控制开关S4，完成下电工作。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”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发明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。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种电动汽车预充、主动放电控制电路，所述控制电路包括动力电池、薄膜电容器、预充/放电电阻、预充开关S3和放电控制开关S4，其特征在于：所述动力电池的正极串联一总正继电器S1至薄膜电容器的一端；所述动力电池的负极串联一总负继电器S2至薄膜电容器的另一端；

所述预充/放电电阻的一端接入到总正继电器S1与薄膜电容器之间；所述预充/放电电阻的另一端串联预充开关S3至总正继电器S1与动力电池正极之间；

所述放电控制开关S4一端接入到总负继电器S2与薄膜电容器之间；所述放电控制开关S4另一端接入到预充开关S3与动力电池正极之间；

所述动力电池正、负极两端分别与Pack端电压采集电路连接；所述薄膜电容器的两端分别与Link端电压采集电路；

所述总正继电器S1、总负继电器S2、预充开关S3和放电控制开关S4均由BMS检测并控制开关状态；

当车辆上电时，所述BMS先检测总正继电器S1、放电控制开关S4的状态；若总正继电器S1、放电控制开关S4状态都为断开，则闭合总负继电器S2，若总正继电器S1、放电控制开关S4状态为闭合，则断开总正继电器S1、放电控制开关S4，再次进行状态检测，直至总正继电器S1、放电控制开关S4都断开；总正继电器S1、放电控制开关S4断开后，闭合总负继电器S2，闭合预充开关S3，此时通过预充/放电电阻给薄膜电容器充电；所述Link端电压采集电路检测Link端的电压，当电压值达到限值时，闭合总正继电器S1，断开预充开关S3，完成上电工作；

当车辆下电时，所述BMS接受下电指令后，先断开总正继电器S1、总负继电器S2，再检测总正继电器S1、总负继电器S2状态是否为断开，当总正继电器S1、总负继电器S2状态为断开时，进入主动放电，闭合预充开关S3、放电控制开关S4，此时通过Link端电压采集电路检测Link端的电压，当电压达到下电限值时，断开预充开关S3、放电控制开关S4，完成下电工作。

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