CN117429285B - 一种动力电池充电电路及其控制方法 - Google Patents
一种动力电池充电电路及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117429285B CN117429285B CN202311734039.1A CN202311734039A CN117429285B CN 117429285 B CN117429285 B CN 117429285B CN 202311734039 A CN202311734039 A CN 202311734039A CN 117429285 B CN117429285 B CN 117429285B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- charging
- switch
- power battery
- positive
- terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 83
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 49
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 21
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 4
- HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N (3R,4R)-3,4-dihydroxycyclohexa-1,5-diene-1-carboxylic acid Chemical compound O[C@@H]1C=CC(C(O)=O)=C[C@H]1O HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/14—Conductive energy transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
- B60L53/66—Data transfer between charging stations and vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
- H02J7/0045—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
- H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
- H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
Abstract
本发明提供了一种动力电池充电电路及其控制方法，涉及车辆技术领域。本发明所述的动力电池充电电路包括：充电端、放电端、第三开关、第四开关和变换单元，变换单元包括第一端和第二端，在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，动力电池充电电路和动力电池之间保持断开连接；第三开关和第四开关闭合；变换单元将第二端输入的电压升压变换为高压后，向第一端输出高压；输出的高压经充电端传输至直流充电桩的充电母线。本发明在进行加热配置时充电桩的充电电流不会流向极低温下的动力电池，避免传统方案中对极低温电池进行充电而引发电流超限进而导致电池过压、析锂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种动力电池充电电路及其控制方法。
背景技术
新能源汽车的里程以及其可充放电量与其动力电池的温度息息相关，当温度低到一定程度后，可充放电量严重下降，甚至出现无法充放电的情况，一旦出现这种情况，就需要通过合适的热管理措施来提高电池温度。
市面上的热管理方案之一是通过直流充电桩在利用现有充电标准的基础上对电池包进行加热。根据现有充电标准，直流充电桩在对动力电池进行加热配置时须强制闭合电池包回路，以使直流充电桩检测到充电母线有高压，然后才能进入充电阶段以实现加热。然而，若强制闭合电池回路进行充电，极低温条件下充电将可能使得电池发生过压、析锂，电池容量损失，甚至引发电池内短路。
发明内容
本发明解决的问题是如何避免电池包极低温充电的损坏风险。
为解决上述问题，本发明提供一种动力电池充电电路及其控制方法。
第一方面，本发明提供一种动力电池充电电路，包括：充电端、放电端、第三开关、第四开关和变换单元；所述充电端包括正充电端子和负充电端子；所述放电端包括正放电端子和负放电端子；所述变换单元包括第一端和第二端；所述变换单元的第一端包括正接口和负接口；所述变换单元的第一端的正接口与所述正放电端子、所述第三开关的第一连接端连接；所述第三开关的第二连接端与所述正充电端子连接；所述变换单元的第一端的负接口与所述负放电端子、所述第四开关的第一连接端连接；所述第四开关的第二连接端与所述负充电端子连接；所述变换单元的第二端连接启动电池；
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述动力电池充电电路和动力电池之间保持断开连接，所述第三开关和所述第四开关闭合，所述变换单元将所述第二端输入的电压升压变换为高压后，向所述第一端输出高压，输出的高压经所述充电端传输至直流充电桩的充电母线。
可选地，所述变换单元为双向直流变换器；在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述动力电池充电电路与所述动力电池之间保持断开连接，所述第三开关和所述第四开关保持闭合，所述变换单元将所述第一端输入的电压降压变换为低压，并通过所述第二端输出低压。
可选地，所述动力电池充电电路还包括预充单元、第五开关和第六开关；
所述预充单元包括第一端和第二端；所述正放电端子还与所述预充单元的第一端及所述第五开关的第一连接端连接；所述预充单元的第二端与所述第五开关的第二连接端、所述第六开关的第一连接端连接；所述负放电端子还与所述第六开关的第二连接端连接；所述预充单元为正温度系数热敏电阻。
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述第五开关和所述第六开关保持断开；
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述第五开关保持断开，所述第六开关闭合，以使所述正温度系数热敏电阻实现加热功能。
可选地，所述动力电池充电电路还包括预充单元、第五开关、第六开关和加热设备；
所述预充单元包括第一端和第二端；所述正放电端子还与所述预充单元的第一端及所述第五开关的第一连接端连接；所述预充单元的第二端与所述第五开关的第二连接端连接；所述加热设备的第一端与所述预充单元的第二端连接；所述加热设备的第二端与所述第六开关的第一连接端连接；所述负放电端子还与所述第六开关的第二连接端连接；
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述第五开关和所述第六开关保持断开，以使所述加热设备工作；
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述第五开关和所述第六开关闭合。
可选地，所述动力电池充电电路还包括：第一开关和第二开关；
所述第一开关的第一连接端与所述动力电池的正极连接；所述第一开关的第二连接端与所述预充单元的第二端连接；
所述第二开关的第一连接端与所述动力电池的负极连接；所述第二开关的第二连接端与所述负放电端子连接；
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述第一开关和所述第二开关保持断开；
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述第一开关和所述第二开关保持断开。
可选地，所述第一开关和所述第二开关为联动式继电器。
可选地，所述第三开关和所述第四开关为联动式继电器。
第二方面，本发明提供一种动力电池充电电路的控制方法，应用于上述动力电池充电电路，所述控制方法包括：
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，控制所述动力电池充电电路和动力电池之间保持断开连接，控制所述第三开关和所述第四开关闭合，控制所述变换单元将所述第二端输入的电压升压变换为高压后，向所述第一端输出高压，输出的高压经所述充电端传输至直流充电桩的充电母线。
可选地，所述变换单元为双向直流变换器；所述控制方法还包括：
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，控制所述动力电池充电电路与所述动力电池之间保持断开连接，控制所述第三开关和所述第四开关保持闭合，控制所述变换单元将所述第一端输入的电压降压变换为低压，并通过所述第二端输出低压。
可选地，所述电路还包括：预充单元、第五开关和第六开关；
所述预充单元的包括第一端和第二端；所述正放电端子还与所述预充单元的第一端及所述第五开关的第一连接端连接；所述预充单元的第二端与所述第五开关的第二连接端、所述第六开关的第一连接端连接；所述负放电端子还与所述第六开关的第二连接端连接；所述预充单元为正温度系数热敏电阻；
所述控制方法还包括：
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述第五开关和所述第六开关保持断开；
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述第五开关保持断开，所述第六开关闭合，以使所述正温度系数热敏电阻实现加热功能。
本发明实施例提供的动力电池充电电路，基于已有充电标准实现加热配置，通过变换单元的升压功能将启动电池输出的低压信号升压变换为高压，通过充电高压连接端传输至直流充电桩的充电母线，实现不需要将动力电池回路强制闭合即能够向直流充电桩的充电母线传输高压。由于不需要将动力电池回路强制闭合，动力电池在进行加热配置时与动力电池充电电路是断开的，这意味着，在进行加热配置时充电桩的充电电流不会流向极低温下的动力电池，避免传统方案中对极低温电池进行充电而引发电流超限进而导致电池过压、析锂的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的动力电池包的电气原理图；
图2为本发明实施例的动力电池包与充电桩连接示意图；
图3为本发明实施例的低温下通过快充桩仅电池加热的流程示意图；
图4为本发明实施例的DCDC反向预充正常工况上电的流程示意图；
图5为本发明实施例的DCDC反向预充不可用工况上电的流程示意图；
图6为本发明实施例的DCDC快充反向预充上电的流程示意图；
图7为现有GB18487.1直流快充电路图；
图8为GB直流快充各阶段交互简图；
图9为GB直流快充各阶段报文交互简图；
图10为本发明实施例的动力电池包的另一电气原理图；
图11为本发明实施例的低温下通过快充桩仅电池加热的另一流程示意图。
具体实施方式
在极低温条件下基于现有充电标准对动力电池进行加热，往往需要强制闭合电池回路。结合图7（GB18487.1）及图8、图9（GB27930）所示关于直流快充的电路原理与交互逻辑要求，直流快充桩在插枪后就闭合K3、K4，则A+A-就开始为BMS系统或者整车低压系统供电（直到充电完成）；然后进入到握手阶段，该阶段主要是充电桩和BMS进行一些握手交互，K5、K6不需要闭合；握手阶段完成后，进入配置阶段，配置阶段后二者交互充电参数的报文，然后闭合K5、K6，即强制闭合电池包回路，充电桩则在K5、K6闭合后，检测K1、K2后端是否有高压，如果有，则闭合其K1、K2，否则就中断了流程。也就是说，在加热前的配置阶段，若K5、K6没有闭合，则充电桩检测到K1、K2后端没有高压，即充电桩检测到充电母线没有高压，快充桩将不会对动力电池进行加热，因此目前很多低温直流桩给动力电池实现仅加热功能时会强制闭合电池包回路。然而，若强制闭合电池回路进行充电，极低温条件下充电将可能使得电池发生过压、析锂，电池容量损失，甚至引发电池内短路。
本发明用于解决上述现有技术存在的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
如图1所示，本发明实施例提供一种动力电池充电电路，包括：充电端、放电端、第三开关、第四开关和变换单元；所述充电端包括正充电端子和负充电端子；所述放电端包括正放电端子和负放电端子；所述变换单元包括第一端和第二端；所述变换单元的第一端包括正接口和负接口；所述变换单元的第一端的正接口与所述正放电端子、所述第三开关的第一连接端连接；所述第三开关的第二连接端与所述正充电端子连接；所述变换单元的第一端的负接口与所述负放电端子、所述第四开关的第一连接端连接；所述第四开关的第二连接端与所述负充电端子连接；所述变换单元的第二端连接启动电池；
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述动力电池充电电路和动力电池之间保持断开连接，所述第三开关和所述第四开关闭合，所述变换单元将所述第二端输入的电压升压变换为高压后，向所述第一端输出高压，输出的高压经所述充电端传输至直流充电桩的充电母线。
其中，预设充电标准为现有充电标准，包括标准GB-27930和标准GB-18487。
具体地，动力电池充电电路包括充电端、放电端、第三开关S3、第四开关S4和变换单元，充电端包括正充电端子（充电+）和负充电端子（充电-），放电端包括正放电端子（放电+）和负放电端子（放电-），变换单元包括第一端和第二端，变换单元的第一端包括正接口和负接口，变换单元的第一端的正接口与正放电端子、第三开关的第一连接端连接，第三开关的第二连接端与正充电端子连接，变换单元的第一端的负接口与负放电端子、第四开关的第一连接端连接，第四开关的第二连接端与负充电端子连接，变换单元的第二端连接启动电池。在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，动力电池充电电路和动力电池之间保持断开连接，第三开关和第四开关闭合，变换单元将第二端输入的电压升压变换为高压后，向第一端输出高压，经充电端传输至直流充电桩的充电母线，优选的，正放电端子与整车负载之间处于断开连接状态。或者，在其他实施方式中，正放电端子与整车负载之间处于连接状态。
结合图1和图2所示，动力电池充电电路还可以包括第一开关S1、第二开关S2、第六开关S6和PTC，第一开关的第一连接端与动力电池的正极连接，第一开关的第二连接端与预充单元的第二端连接，第二开关的第一连接端与动力电池的负极连接，第二开关的第二连接端与负放电端子连接，第六开关的一端可以连接到预充单元，另一端可以连接到负放电端子，PTC位于动力电池的正极和正放电端子之间。
其中，需要说明的是，电池包安装到汽车以后或者在电动车插入充电桩以后，整车内部设备，比如电控，DCDC等位于直流高压母线一侧的支撑电容以及系统带电体之间形成寄生电容；或者外部设备，比如充电桩自带的或者设备带电体形成寄生电容。图1中，C1和C2为寄生电容。在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，变换单元将所述第二端输入的电压升压变换为高压后，向所述第一端输出高压，并经所述正充电端子与负充电端子之间的寄生电容C1维持。
结合图1至图3所示，通过双向开关电源反向将可以承受极低温的启动电池利用起来，通过反向输出高压到充电回路上，且通过整车配合使回路上没有其他用电设备消耗该启动电池能量（既可以是启动电池来实现，也可以由动力电池来实现预充），在充电桩检测K1、K2后端电压时，保证高压输出，同时，在充电桩完成配置正式闭合其K1、K2后（通过CRO报文确定是否闭合），打开PTC开关，即打开S6。由此，既完成了只加热功能，也不影响正常的GB27930交互逻辑，也不影响GB18487.1中要求，且可以在电池包温度达到预设值后，通过直接闭合S1和S2将电池包投切到快充回路中，后续是否依然需要进行加热，则可通过关闭S6并改变GB27930报文BCS、BCL内部SPN数值等方式综合实现。
结合图3所示，BMS接受直流桩枪信号及GB27930握手报文信号，BMS判断是否需要仅加热功能，若不需要则进入正常快充流程，若需要则将A+A-给到BMS的电源通过BMS独特设计并入到整车低压电源网络，进行GB27930交互，在BRO SPN2829=0x00进入图6流程，正常进行GB27930交互，并通过信号CRO判断K1、K2是否闭合，若否，则BMS发送报警报文并推出流程等待整车指令，若是，则闭合S6，进入仅加热模式，通过发送相关GB27930报文控制加热功率并在检测到充电桩有输出后关闭DC或DC-OBD反向升压功能，改为正向降压功能。
本发明实施例提供的动力电池充电电路，基于已有充电标准实现加热配置，不影响其上电等过程。
结合图4所示，DCDC反向预充正常工况上电：仅需在DC反向预充完成后（DCDC反向预充需要其自身具有一定的限流能力，因为此时电池包里边的预充用电阻或PTC不参与预充），闭合S1和S2后再闭合S5即完成上高压，如此时为快充，则还需要闭合S3和S4，同时保证其他继电器是断开状态。
接受整车自检DC/DC反向预充完成标志，整车上高压指令，接着BMS判断是否可上高压，若否，则BMS发送报警并维持断开状态，若是，则BMS同时闭合S1/S2联动继电器及S5继电器。
结合图5所示， DCDC反向预充不可用工况上电：在确认DCDC反向预充不可用后，BMS判断自身条件满足上电条件后，仅闭合S1和S2后再闭合S5即可，如此时为快充，则还需要闭合S3和S4, 同时保证其他继电器是断开状态。
接受整车自检DC/DC反向预充不可用标志，整车上高压指令，接着BMS判断是否可上高压，若否，则BMS发送报警并维持断开状态，若是，则BMS同时闭合S1/S2联动继电器，最后BMS判断预充是否完成，若否，则BMS发送报警并断开S1/S2或进入二次预充流程，若是，则闭合S5继电器。
结合图6所示，DCDC快充反向预充上电：闭合S3和S4后，DCDC进行反向预充，同时保证其他继电器是断开状态。
接受整车上高压指令并闭合S3/S4，接受整车自检DC/DC反向预充完成标志，接着BMS判断是否可上高压，若否，则BMS发送报警并维持断开状态，若是，则未接到断开指令前，保持S3/S4闭合不断开。
传统方案中，动力电池回路强制闭合后，动力电池与加热器同时并联于充电端。因加热器的内阻与极低温下电池的内阻关系无法准确计算，使得二者实际获得的电流无法准确分配，因此，当直流充电桩对电池包进行充电时，电池包的实际充电电流可能已经超过其阈值，而这种情况可能引发过压，析锂，甚至导致内短路，影响电池寿命及安全。
相比之下，本实施例通过变换单元，将启动电池输出的低压升压变换为高压，通过充电高压连接端传输至直流充电桩的充电母线，实现不需要将动力电池回路强制闭合即能够向直流充电桩的充电母线传输高压。由于不需要将动力电池回路强制闭合，动力电池在进行加热配置时与动力电池充电电路是断开的，这意味着，在进行加热配置时充电桩的充电电流不会流向极低温下的动力电池，避免传统方案中对极低温电池进行充电而引发电流超限进而导致电池过压、析锂的问题。
以下对一实施方式中的动力电池包充电电路工作原理进行说明。
一、总体原理：工作时，首先要进行上电预充，然后预充完毕后，才可以闭合回路进行正常放电或者充电，在不需要充电或者放电后，再依次断开回路上的继电器。
二、电池包在安装到车上后，其对外放电接口（放电+，放电-）与整车的用电设备连接在一起，而整车的用电设备一般都会在与电池包放电接口连接侧安装一定的电容（C2），电容在充电瞬间可视为短路，因此电池在上电时必须先进性预充电，其目的就是通过限流电阻减弱流经整个回路的电流，保护回路上的器件，待电容充满或即将充满时，再闭合放电回路，以达到保护目的。同理，充电时，充电接口（充电+，充电-）连接外部充电桩，尽管目前桩的C1电容很小，或只具有一些寄生的C1电容，也需要进行一个预充过程，以防止出现回路上器件损坏。
三、放电过程：
1、预充：
（1）使用动力电池进行放电预充：闭合S1、S2, 路径为：动力电池正极--PTC（可视为限流电阻）--C2--动力电池负极，等待电容充电到一定程度，视为完成预充。
（2）也可以适合用外部的DCDC进行预充：DCDC从整车12V或者24V铅酸蓄电池（12V/24V BAT）当中取电并注入C2，路径为：铅酸蓄电池--DCDC--正放电端子（放电+）--C2--负放电端子（放电-），待电容充电到一定程度，视为完成预充。
2、预充完毕后，闭合放电回路上的继电器，对于已经在预充环节闭合的继电器则不需要重复进行闭合，保持其闭合状态即可，回路为：动力电池正极--S1--S5--用电设备--S2--动力电池负极。
四、充电过程：
1、预充：
（1）使用动力电池进行充电预充，此处不在赘述。
（2）也可以使用外部的DCDC进行预充：闭合S3、S4，且DCDC从整车12V或者24V铅酸蓄电池当中取电并注入C2，路径为：铅酸蓄电池--DCDC--正放电端子（放电+）--S3与负充电端子（充电-）--C1--S4--负充电端子（充电-）与负放电端子（放电-），待电容充电到一定程度，视为完成预充。
2、完成剩余充电回路继电器的闭合，回路为：充电桩K1--正充电端子（充电+）--S3--S5--S1--动力电池--S2--S4--负充电端子（充电-）--充电桩K2。
结合图2所示，右侧方框代表充电桩，K1、K2为桩内的高压继电器，桩闭合K1、K2的前提是桩可以检测到充电正负端口有电压且与BMS（电池管理系统，Battery ManagementSystem）上报的电压几乎相等，而保证端口有电压的方式是通过DCDC反向预充并保持，然后在桩检测充电正负端口电压时能让其检测到电压。
其中，K3、K4为低压继电器，其在充电枪插入充电桩后，就开始为整车供应低压电，路径为：K3、K4--Charging Pole A+A---BMS--12V/24V电池与DCDC低压输出端。其中，BMS可以通过转接的方式，把K3、K4过来的电注入到12V/24V低压系统中。
其中，直流快充与放电预充共用一个预充电阻（或者PTC），在增加电池包PTC加热硬件的前提下，减少了BOM（Bill Of Materials）物料，增加功能但成本有所缩减。
可选地，所述变换单元为双向直流变换器；在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述动力电池充电电路与所述动力电池之间保持断开连接，所述第三开关和所述第四开关保持闭合，所述变换单元将所述第一端输入的电压降压变换为低压，并通过所述第二端输出低压。
具体地，变换单元为双向直流变换器，在基于预设充电标准进行充电以实现加热时，动力电池充电电路与动力电池之间保持断开连接；第三开关S3和第四开关S4保持闭合；变换单元将第一端输入的电压降压变换为低压，并通过第二端输出低压。
其中，变换单元包括DCDC转换器，DCDC转换器也可换为DC-OBC二合一总成（升压变换器，用于对启动电池的输出电压进行升压变换，以得到与动力电池的输出电压V0相当的参考电压Vref，参考电压Vref与动力电池的输出电压V0之间的差值绝对值ΔV在V0*5%内）；另外，充电接口（Charging Pole A+A-）通过BMS与启动电池连接，一般作为直流快充辅助电源，仅在快充时使用。
在一种可选的实施方式中，所述动力电池充电电路还包括预充单元、第五开关和第六开关；
所述预充单元包括第一端和第二端；所述正放电端子还与所述预充单元的第一端及所述第五开关的第一连接端连接；所述预充单元的第二端与所述第五开关的第二连接端、所述第六开关的第一连接端连接；所述负放电端子还与所述第六开关的第二连接端连接；所述预充单元为正温度系数热敏电阻；
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述第五开关和所述第六开关保持断开；
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述第五开关保持断开，所述第六开关闭合，以使所述正温度系数热敏电阻实现加热功能。
具体地，动力电池充电电路还包括预充单元、第五开关S5和第六开关S6；所述预充单元包括第一端和第二端；正放电端子还与预充单元的第一端及第五开关S5的第一连接端连接；预充单元的第二端与第五开关S5的第二连接端、第六开关S6的第一连接端连接；负放电端子还与第六开关S6的第二连接端连接；预充单元为正温度系数热敏电阻；在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，第五开关S5和第六开关S6保持断开；在基于预设充电标准进行充电以实现加热时，第五开关S5保持断开，第六开关S6闭合，以使正温度系数热敏电阻实现加热功能。
其中，利用电阻的发热性能进行加热，同时，采用PTC正温度系数，起到过温保护的作用，即，温度越高，电阻越大，电流将越小，温度的升高会变得缓慢，从而避免温度过高。
在其他可选的实施方式中，所述动力电池充电电路还包括预充单元、第五开关、第六开关和加热设备；
所述预充单元包括第一端和第二端；所述正放电端子还与所述预充单元的第一端及所述第五开关的第一连接端连接；所述预充单元的第二端与所述第五开关的第二连接端连接；所述加热设备的第一端与所述预充单元的第二端连接；所述加热设备的第二端与所述第六开关的第一连接端连接；所述负放电端子还与所述第六开关的第二连接端连接；预充单元为电阻。
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述第五开关和所述第六开关保持断开，以使所述加热设备工作；
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述第五开关和所述第六开关闭合。
具体地，结合图10和图11所示，动力电池充电电路还包括预充单元、第五开关S5、第六开关S6和加热设备；预充单元为预充电阻，与前一实施方式不同的是，该实施方式中的预充单元不是正温度系数热敏电阻，而是普通电阻，其阻值受温度变化影响较小。预充单元包括第一端和第二端；正放电端子还与预充单元的第一端及第五开关S5的第一连接端连接；预充单元的第二端与第五开关S5的第二连接端连接；加热设备的第一端与预充单元的第二端连接；加热设备的第二端与第六开关S6的第一连接端连接；负放电端子还与第六开关S6的第二连接端连接；在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，第五开关S5和第六开关S6保持断开，以使加热设备工作；在基于预设充电标准进行充电以实现加热时，第五开关S5和第六开关S6闭合。
可选地，所述动力电池充电电路还包括：第一开关和第二开关；
所述第一开关的第一连接端与所述动力电池的正极连接；所述第一开关的第二连接端与所述预充单元的第二端连接；
所述第二开关的第一连接端与所述动力电池的负极连接；所述第二开关的第二连接端与所述负放电端子连接；
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述第一开关和所述第二开关保持断开；
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述第一开关和所述第二开关保持断开。
具体地，动力电池充电电路还包括第一开关S1、第二开关S2，第一开关S1的第一连接端与所述动力电池的正极连接；所述第一开关S1的第二连接端与所述预充单元的第二端连接；所述第二开关S2的第一连接端与所述动力电池的负极连接；所述第二开关S2的第二连接端与所述负放电端子连接；在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述第一开关S1和所述第二开关S2保持断开；在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述第一开关S1和所述第二开关S2保持断开。
可选地，所述第一开关和所述第二开关为联动式继电器。
具体地，第一开关和第二开关为联动式继电器，即开关S1和开关S2组成双刀单掷类型开关，仅进行一次操作便可同时闭合S1、S2或者仅进行单次控制便可同时闭合S1、S2，一定程度上简化了电池包的上下电逻辑，上电过程中不需要再依次闭合继电器，而是仅控制联动式电器整体即可。
可选地，所述第三开关和所述第四开关为联动式继电器。
具体地，第三开关和第四开关为联动式继电器，即开关S3和开关S4组成双刀单掷类型开关，一定程度上简化了电池包的上下电逻辑，上电过程中不需要再依次闭合继电器，而是仅控制联动式电器整体即可。
本发明另一实施例提供一种动力电池充电电路的控制方法，应用于上述动力电池充电电路，所述控制方法包括：
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，控制所述动力电池充电电路和动力电池之间保持断开连接，控制所述第三开关和所述第四开关闭合，控制所述变换单元将所述第二端输入的电压升压变换为高压后，向所述第一端输出高压，输出的高压经所述充电端传输至直流充电桩的充电母线。
可选地，所述变换单元为双向直流变换器；所述控制方法还包括：
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，控制所述动力电池充电电路与所述动力电池之间保持断开连接，控制所述第三开关和所述第四开关保持闭合，控制所述变换单元将所述第一端输入的电压降压变换为低压，并通过所述第二端输出低压。
可选地，所述电路还包括：预充单元、第五开关和第六开关；
所述预充单元的包括第一端和第二端；所述正放电端子还与所述预充单元的第一端及所述第五开关的第一连接端连接；所述预充单元的第二端与所述第五开关的第二连接端、所述第六开关的第一连接端连接；所述负放电端子还与所述第六开关的第二连接端连接；所述预充单元为正温度系数热敏电阻；
所述控制方法还包括：
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述第五开关和所述第六开关保持断开；
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述第五开关保持断开，所述第六开关闭合，以使所述正温度系数热敏电阻实现加热功能。
虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种动力电池充电电路，其特征在于，包括：充电端、放电端、第三开关、第四开关和变换单元；所述充电端包括正充电端子和负充电端子；所述放电端包括正放电端子和负放电端子；所述变换单元包括第一端和第二端；所述变换单元的第一端包括正接口和负接口；所述变换单元的第一端的正接口与所述正放电端子、所述第三开关的第一连接端连接；所述第三开关的第二连接端与所述正充电端子连接；所述变换单元的第一端的负接口与所述负放电端子、所述第四开关的第一连接端连接；所述第四开关的第二连接端与所述负充电端子连接；所述变换单元的第二端连接启动电池；
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述动力电池充电电路和动力电池之间保持断开连接，所述第三开关和所述第四开关闭合，所述变换单元将所述第二端输入的电压升压变换为高压后，向所述第一端输出高压，输出的高压经所述充电端传输至直流充电桩的充电母线；
所述动力电池充电电路还包括预充单元、第五开关和第六开关；
所述预充单元包括第一端和第二端；所述正放电端子还与所述预充单元的第一端及所述第五开关的第一连接端连接；所述预充单元的第二端与所述第五开关的第二连接端、所述第六开关的第一连接端连接；所述负放电端子还与所述第六开关的第二连接端连接；所述预充单元为正温度系数热敏电阻；
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述第五开关和所述第六开关保持断开；
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述第五开关保持断开，所述第六开关闭合，以使所述正温度系数热敏电阻实现加热功能。
2.根据权利要求1所述的动力电池充电电路，其特征在于，所述变换单元为双向直流变换器；在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述动力电池充电电路与所述动力电池之间保持断开连接；所述第三开关和所述第四开关保持闭合；所述变换单元将所述第一端输入的电压降压变换为低压，并通过所述第二端输出低压。
3.根据权利要求1所述的动力电池充电电路，其特征在于，还包括：第一开关和第二开关；
所述第一开关的第一连接端与所述动力电池的正极连接；所述第一开关的第二连接端与所述预充单元的第二端连接；
所述第二开关的第一连接端与所述动力电池的负极连接；所述第二开关的第二连接端与所述负放电端子连接；
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，所述第一开关和所述第二开关保持断开；
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述第一开关和所述第二开关保持断开。
4.根据权利要求3所述的动力电池充电电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关为联动式继电器。
5.根据权利要求3所述的动力电池充电电路，其特征在于，所述第三开关和所述第四开关为联动式继电器。
6.一种动力电池充电电路的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至5任一项所述的动力电池充电电路，所述控制方法包括：
在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，控制所述动力电池充电电路和动力电池之间保持断开连接，控制所述第三开关和所述第四开关闭合，控制所述变换单元将所述第二端输入的电压升压变换为高压后，向所述第一端输出高压，输出的高压经所述充电端传输至直流充电桩的充电母线；
所述控制方法还包括：在基于预设充电标准进行充电参数配置以实现加热配置时，第五开关和第六开关保持断开；
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，所述第五开关保持断开，所述第六开关闭合，以使正温度系数热敏电阻实现加热功能。
7.根据权利要求6所述的动力电池充电电路的控制方法，其特征在于，所述变换单元为双向直流变换器；所述控制方法还包括：
在基于所述预设充电标准进行充电以实现加热时，控制所述动力电池充电电路与所述动力电池之间保持断开连接，控制所述第三开关和所述第四开关保持闭合，控制所述变换单元将所述第一端输入的电压降压变换为低压，并通过所述第二端输出低压。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311734039.1A CN117429285B (zh) | 2023-12-18 | 2023-12-18 | 一种动力电池充电电路及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311734039.1A CN117429285B (zh) | 2023-12-18 | 2023-12-18 | 一种动力电池充电电路及其控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117429285A CN117429285A (zh) | 2024-01-23 |
| CN117429285B true CN117429285B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=89556844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311734039.1A Active CN117429285B (zh) | 2023-12-18 | 2023-12-18 | 一种动力电池充电电路及其控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117429285B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008278564A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Toyota Motor Corp | 電源制御装置 |
| CN103209855A (zh) * | 2010-10-21 | 2013-07-17 | 丰田自动车株式会社 | 电动车辆的电源系统及其控制方法以及电动车辆 |
| CN107554335A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-09 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 车载电力系统和汽车 |
| JP2019180111A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 本田技研工業株式会社 | 車両の電源システム |
| CN112550064A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-26 | 华为技术有限公司 | 一种dc/dc变换器、动力电池组的加热方法及电动车辆 |
| CN112955346A (zh) * | 2020-07-06 | 2021-06-11 | 深圳欣锐科技股份有限公司 | 新能源汽车及其高压电控总成 |
| CN115214392A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-21 | 北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司 | 一种电动汽车的充电控制方法及充电系统 |
| CN116142015A (zh) * | 2023-03-09 | 2023-05-23 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种动力电池充电系统及其低温充电控制策略 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9114794B2 (en) * | 2013-03-13 | 2015-08-25 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for controlling an electric vehicle while charging |
| JP2022141339A (ja) * | 2021-03-15 | 2022-09-29 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両および電動車両の充電制御方法 |
| US11916429B2 (en) * | 2021-12-01 | 2024-02-27 | Ford Global Technologies, Llc | Temperature and state of charge based control of dark start auxiliary battery for bidirectional power transfer inverter |
-
2023
- 2023-12-18 CN CN202311734039.1A patent/CN117429285B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008278564A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Toyota Motor Corp | 電源制御装置 |
| CN103209855A (zh) * | 2010-10-21 | 2013-07-17 | 丰田自动车株式会社 | 电动车辆的电源系统及其控制方法以及电动车辆 |
| CN107554335A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-09 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 车载电力系统和汽车 |
| JP2019180111A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 本田技研工業株式会社 | 車両の電源システム |
| CN112955346A (zh) * | 2020-07-06 | 2021-06-11 | 深圳欣锐科技股份有限公司 | 新能源汽车及其高压电控总成 |
| CN112550064A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-26 | 华为技术有限公司 | 一种dc/dc变换器、动力电池组的加热方法及电动车辆 |
| CN115214392A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-21 | 北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司 | 一种电动汽车的充电控制方法及充电系统 |
| CN116142015A (zh) * | 2023-03-09 | 2023-05-23 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种动力电池充电系统及其低温充电控制策略 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117429285A (zh) | 2024-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107554335B (zh) | 车载电力系统和汽车 | |
| CN110077281B (zh) | 一种插电式混合动力车动力电池的充电加热方法及系统 | |
| CN106696744B (zh) | 一种电动汽车动力电池充电加热系统及加热方法 | |
| CN102377215B (zh) | 用于推进蓄电池的组合加热及预充电功能和硬件 | |
| CN111211587A (zh) | 一种均衡电路、充电装置及储能装置 | |
| CN103354377B (zh) | 一种储能电站锂电池自动环流控制及保护电路 | |
| CN206932057U (zh) | 供电电路的切换系统 | |
| US11097634B2 (en) | Start control system of vehicle and vehicle having the same | |
| CN103855748A (zh) | 一种车辆的充电系统及其充电方法 | |
| CN103119822A (zh) | 蓄电系统以及蓄电系统的控制方法 | |
| CN217994170U (zh) | 电动车辆的充电系统和电动车辆 | |
| CN103812153A (zh) | 新能源汽车用主动平衡式bms控制模块及其控制方法 | |
| CN113954686A (zh) | 一种电池包、电池管理系统及车辆 | |
| CN111169287A (zh) | 一种特种车锂电池电气控制系统及其工作模式 | |
| CN211320956U (zh) | 一种在线式电源的充放电电路及充放电系统 | |
| CN211567861U (zh) | 一种电动车蓄电池自动补电装置 | |
| CN211239354U (zh) | 储能设备的主回路控制电路 | |
| CN110641316A (zh) | 动力电池充电控制电路及充电控制方法、电动汽车 | |
| CN117429285B (zh) | 一种动力电池充电电路及其控制方法 | |
| CN117318214A (zh) | 电池包高压系统及其控制方法 | |
| CN116142015A (zh) | 一种动力电池充电系统及其低温充电控制策略 | |
| CN105958629A (zh) | 电动汽车的bms供电装置及供电方法 | |
| CN214929134U (zh) | 电动车辆的动力电池充放电系统、电动车辆 | |
| CN205453193U (zh) | 一种车辆应急启动装置 | |
| CN211335591U (zh) | 一种特种车锂电池电气控制系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |