CN115091956A - 一种高压电容的预充电路、方法及新能源汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高压电容的预充电路、方法及新能源汽车，高压电池的正极通过导线连接有保险丝，保险丝另一端通过导线连接有继电器，继电器另一端通过导线连接有高压用电设备母线电容，高压用电设备母线电容另一端通过导线和高压电池的负极连接；低压电池的正极通过导线和预充开关电源的输入端正极连接，低压电池的负极通过导线和预充开关电源的输入端负极连接，预充开关电源的输出端正极通过导线连接在继电器和高压用电设备母线电容之间的电路上，预充开关电源的输出端负极通过导线连接在高压用电设备母线电容和高压电池的负极之间的电路上；预充开关电源上还连接有复杂可编程逻辑器件，复杂可编程逻辑器件上连接有高压用电设备CPU。

Description

一种高压电容的预充电路、方法及新能源汽车
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，特别是涉及一种高压电容的预充电路、方法及新能源汽车。
背景技术
新能源汽车系统中，高压用电设备与高压动力电池相连，而高压用电设备中都含有容量较大的电容。如果上电之前电容电压为零，在主继电器吸合的瞬间相当于短路，充电电流非常大，会对继电器和动力电池造成巨大的冲击。如果不对电流加以限制，会造成继电器与动力电池的损伤，所以需要增加预充电路，限制充电电流。
目前行业内针对预充电路的设计主要是在主继电器旁并联一个限流电阻与预充继电器。在上电的时候导通预充继电器，动力电池的电流经过限流电阻的限流为高压用电设备内的高压电容充电，当电容电压达到一定的幅值后断开预充继电器并导通主继电器，这种方法电路简单，且易于实现，但也存在如下弊端：
1、继电器体积大，当高压用电器比较多的时候会占用大量的空间；
2、继电器成本高昂。
前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压电容的预充电路、方法及新能源汽车，该高压电容的预充电路不需搭建电压采样电路，不需要额外的电源控制芯片，节省成本。
本发明提供一种高压电容的预充电路，包括高压电池、保险丝、继电器、高压用电设备母线电容、低压电池、预充开关电源、复杂可编程逻辑器件及高压用电设备CPU；所述高压电池的正极通过导线连接有所述保险丝，所述保险丝另一端通过导线连接有所述继电器，所述继电器另一端通过导线连接有所述高压用电设备母线电容，所述高压用电设备母线电容另一端通过导线和所述高压电池的负极连接；所述低压电池的正极通过导线和所述预充开关电源的输入端正极连接，所述低压电池的负极通过导线和所述预充开关电源的输入端负极连接，所述预充开关电源的输出端正极通过导线连接在所述继电器和所述高压用电设备母线电容之间的电路上，所述预充开关电源的输出端负极通过导线连接在所述高压用电设备母线电容和所述高压电池的负极之间的电路上；所述预充开关电源上还连接有所述复杂可编程逻辑器件，所述复杂可编程逻辑器件上连接有所述高压用电设备CPU。
本发明还提供一种高压电容的预充方法，应用于上述的高压电容的预充电路，包括以下步骤：
S1：低压蓄电池经预充开关电源升压为高压用电设备母线电容的预充电压，预充开关电源输出预充电压，并进入S2步骤；
S2：通过复杂可编程逻辑器件与高压用电设备CPU通信，采集当前的预充电压值，并进入S3步骤；
S3：判断当前的预充电压值是否达到设计阈值；
若没有达到设计阈值，则重新回到S1步骤；
若达到设计阈值，完成预充，则进入S4步骤；
S4：通过复杂可编程逻辑器件关闭预充开关电源输出预充电压，并进入S5步骤；
S5：导通继电器，高压电池通过保险丝、继电器后与高压用电设备母线电容相连，直接为高压设备供电。
本发明还提供一种新能源汽车，包括上述的高压电容的预充电路。
进一步地，所述新能源汽车采用权利要求2中所述的高压电容的预充方法，对所述新能源汽车的高压电容的预充电路进行控制。
本发明提供的高压电容的预充电路，不需要预充继电器，节省成本；使用复杂可编程逻辑器件与高压用电设备CPU通信采集反馈电压，不需搭建电压采样电路；复杂可编程逻辑器件可控制多个晶体管，不需要额外的电源控制芯片；可以使用多个变压器或一个多绕组变压器为多个用电设备预充；通过控制复杂可编程逻辑器件输出PWM(脉冲宽度调制)波的占空比即可调整预充电源的输出阈值；接收到高压用电设备采集的电压信号后复杂可编程逻辑器件可自行判断预充是否完成；预充完成后复杂可编程逻辑器件自行关闭电源输出，并导通继电器。
附图说明
图1是本发明实施例提供的高压电容的预充电路的原理示意图。
图2是本发明实施例提供的高压电容的预充方法流程图。
附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
1、高压电池
2、保险丝
3、继电器
4、高压用电设备母线电容
5、低压电池
6、预充开关电源
7、复杂可编程逻辑器件
8、高压用电设备CPU
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
实施例1
图1是本发明实施例提供的高压电容的预充电路的原理示意图。请参阅图1，本发明提供的高压电容的预充电路，包括高压电池1、保险丝2、继电器3、高压用电设备母线电容4、低压电池5、预充开关电源6、复杂可编程逻辑器件7及高压用电设备CPU8；所述高压电池1的正极通过导线连接有所述保险丝2，所述保险丝2另一端通过导线连接有所述继电器3，所述继电器3另一端通过导线连接有所述高压用电设备母线电容4，所述高压用电设备母线电容4另一端通过导线和所述高压电池1的负极连接；所述低压电池5的正极通过导线和所述预充开关电源6的输入端正极连接，所述低压电池5的负极通过导线和所述预充开关电源6的输入端负极连接，所述预充开关电源6的输出端正极通过导线连接在所述继电器3和所述高压用电设备母线电容4之间的电路上，所述预充开关电源6的输出端负极通过导线连接在所述高压用电设备母线电容4和所述高压电池1的负极之间的电路上；所述预充开关电源6上还连接有所述复杂可编程逻辑器件7，所述复杂可编程逻辑器件7上连接有所述高压用电设备CPU8。
需要说明的是，当高压用电设备需要上电时，复杂可编程逻辑器件7输出PWM(脉冲宽度调制)控制预充开关电源6将低压电池5电压升压，为高压用电设备母线电容4充电，并通过与高压用电设备CPU8间的通信，检测高压用电设备的母线电压值，可通过调整PWM波的占空比调整预充电压的阈值。
当检测到用电设备的母线电压达到阈值电压后关闭预充开关电源6，并控制继电器3导通，完成预充。高压电池1通过保险丝2、继电器3后与高压用电设备母线电容4相连，直接为高压设备供电。
本发明提供的高压电容的预充电路，不需要预充继电器，节省成本；使用复杂可编程逻辑器件7与高压用电设备CPU8通信采集反馈电压，不需搭建电压采样电路；复杂可编程逻辑器件7可控制多个晶体管，不需要额外的电源控制芯片；可以使用多个变压器或一个多绕组变压器为多个用电设备预充；通过控制复杂可编程逻辑器件7输出PWM(脉冲宽度调制)波的占空比即可调整预充电源6的输出阈值；接收到高压用电设备采集的电压信号后复杂可编程逻辑器件7可自行判断预充是否完成；预充完成后复杂可编程逻辑器件7自行关闭电源输出，并导通继电器3。
图2是本发明实施例提供的高压电容的预充方法流程图。请参阅图2，本发明还提供一种高压电容的预充方法，应用于上述的高压电容的预充电路，包括以下步骤：
S1：低压蓄电池经预充开关电源6升压为高压用电设备母线电容4的预充电压，预充开关电源6输出预充电压，并进入S2步骤；
S2：通过复杂可编程逻辑器件7与高压用电设备CPU8通信，采集当前的预充电压值，并进入S3步骤；
S3：判断当前的预充电压值是否达到设计阈值；
若没有达到设计阈值，则重新回到S1步骤；
若达到设计阈值，完成预充，则进入S4步骤；
S4：通过复杂可编程逻辑器件7关闭预充开关电源6输出预充电压，并进入S5步骤；
S5：导通继电器3，高压电池1通过保险丝2、继电器3后与高压用电设备母线电容4相连，直接为高压设备供电。
本发明还提供一种新能源汽车，包括上述的高压电容的预充电路。进一步地，所述新能源汽车采用上述的高压电容的预充方法，对所述新能源汽车的高压电容的预充电路进行控制。关于该车辆的其它技术特征，请参见现有技术，在此不再赘述。
基于上文的描述可知，本发明优点在于：
1、本发明提供的高压电容的预充电路，不需要预充继电器，节省成本；使用复杂可编程逻辑器件7与高压用电设备CPU8通信采集反馈电压，不需搭建电压采样电路；复杂可编程逻辑器件7可控制多个晶体管，不需要额外的电源控制芯片；可以使用多个变压器或一个多绕组变压器为多个用电设备预充；通过控制复杂可编程逻辑器件7输出PWM(脉冲宽度调制)波的占空比即可调整预充电源6的输出阈值；接收到高压用电设备采集的电压信号后复杂可编程逻辑器件7可自行判断预充是否完成；预充完成后复杂可编程逻辑器件7自行关闭电源输出，并导通继电器3。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种高压电容的预充电路，其特征在于，包括高压电池(1)、保险丝(2)、继电器(3)、高压用电设备母线电容(4)、低压电池(5)、预充开关电源(6)、复杂可编程逻辑器件(7)及高压用电设备CPU(8)；
所述高压电池(1)的正极通过导线连接有所述保险丝(2)，所述保险丝(2)另一端通过导线连接有所述继电器(3)，所述继电器(3)另一端通过导线连接有所述高压用电设备母线电容(4)，所述高压用电设备母线电容(4)另一端通过导线和所述高压电池(1)的负极连接；
所述低压电池(5)的正极通过导线和所述预充开关电源(6)的输入端正极连接，所述低压电池(5)的负极通过导线和所述预充开关电源(6)的输入端负极连接，所述预充开关电源(6)的输出端正极通过导线连接在所述继电器(3)和所述高压用电设备母线电容(4)之间的电路上，所述预充开关电源(6)的输出端负极通过导线连接在所述高压用电设备母线电容(4)和所述高压电池(1)的负极之间的电路上；
所述预充开关电源(6)上还连接有所述复杂可编程逻辑器件(7)，所述复杂可编程逻辑器件(7)上连接有所述高压用电设备CPU(8)。
2.一种高压电容的预充方法，应用于权利要求1所述的高压电容的预充电路，其特征在于，包括以下步骤：
S1：低压蓄电池经预充开关电源(6)升压为高压用电设备母线电容(4)的预充电压，预充开关电源(6)输出预充电压，并进入S2步骤；
S2：通过复杂可编程逻辑器件(7)与高压用电设备CPU(8)通信，采集当前的预充电压值，并进入S3步骤；
S3：判断当前的预充电压值是否达到设计阈值；
若没有达到设计阈值，则重新回到S1步骤；
若达到设计阈值，完成预充，则进入S4步骤；
S4：通过复杂可编程逻辑器件(7)关闭预充开关电源(6)输出预充电压，并进入S5步骤；
S5：导通继电器(3)，高压电池(1)通过保险丝(2)、继电器(3)后与高压用电设备母线电容(4)相连，直接为高压设备供电。
3.一种新能源汽车，其特征在于，包括权利要求1中所述的高压电容的预充电路。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车，其特征在于，所述新能源汽车采用权利要求2中所述的高压电容的预充方法，对所述新能源汽车的高压电容的预充电路进行控制。
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