CN201985573U - 预充电管理系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种预充电管理系统，包括多个控制子系统的子控制器，还包括一个与所述各子控制器连接的预充电电路和一个与预充电电路连接的控制板，控制板控制预充电电路对各子控制器实现同时预充电及上电。所述预充电电路包括一个主接触器、一个预充电电阻和一个预充电继电器，主接触器串连在所述各子控制器的供电线路上，预充电继电器与预充电电阻串联后与主接触器并联。本实用新型所述的预充电管理系统采用独立单一预充电电路实现了多个需要预充电的直流高压子系统的预充电问题，不仅降低了系统成本，还提高了整个系统电路的安全性及可靠性。

Description

预充电管理系统
技术领域
本实用新型涉及一种供电管理系统，特别涉及纯电动或混合动力公交车等直流高压供电系统中的统一预充电控制管理系统。
背景技术
在纯电动或混合动力公交车等直流高压供电系统中，由于系统结构较为复杂，一般包含多个用于管理和控制不同模块功能的子控制器，各子控制器内部独立安装直流主接触器、预充电电阻及预充电继电器，并由控制器自己完成其预充电及闭合主接触器的工作。
由于每个子控制器的直流主接触器是子控制器自己控制的，如果该子控制器在大电流带载工作时突然复位，那么其直流主接触器会突然跳开。在高压带载时突然切断主回路，母线的感性会使直流主接触器在跳开的瞬间形成拉弧，极可能将价格昂贵的直流主接触器烧毁，影响整个供电系统安全。
每个子控制器的直流母线电容容量不同，各自的预充电控制方法也不尽相同，在系统总体上电时各子系统的预充电完成时间将会不同，造成各子系统上电时序的不统一，容易造成系统紊乱或故障。
每个子控制器内部安装一套直流主接触器、预充电电阻及预充电继电器，对于高压大电流系统，其成本将会相当昂贵。
一般子控制器均为密封结构免维护设计，而且直流主接触器及继电器的使用寿命远不及控制器本身，若使用不当极有可能损坏。因此将直流主接触器及预充电电路放在控制器里将会给维修带来很大困难。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种在直流高压供电系统中可有效降低成本、提高安全性能、维护方便的预充电管理系统。
本实用新型解决其技术问题是采取以下方案来实现的：
一种预充电管理系统，包括多个控制子系统的子控制器，其特征在于：还包括一个与所述各子控制器连接的预充电电路和一个与预充电电路连接的控制板，控制板控制预充电电路对各子控制器实现同时预充电及上电。
所述预充电电路包括一个主接触器、一个预充电电阻和一个预充电继电器，主接触器串连在所述各子控制器的供电线路上，预充电继电器与预充电电阻串联后与主接触器并联。
所述预充电继电器及主接触器线圈两端与所述控制板相连，控制板通过一开关与控制电源相连，控制电源为预充电继电器及主接触器提供吸合电压。
所述开关通过钥匙信号控制，开关闭合时通过控制板的延时掉电信号使开关自锁。
本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下几个方面：
用只包括一个直流主接触器和一个预充电继电器的预充电控制器总成实现了多个需要预充电的直流高压子系统的预充电问题，大大降低了系统成本。
通过统一的预充电管理实现了各个不同直流母线电容的子系统预充电时间不一致的问题，解决了个子系统上电时序问题。
由独立装置完成预充电控制避免了现有方案中子系统本身完成预充电及闭合直流主接触器的一些弊端，比如子系统的意外复位和断电均会造成直流主接触器的意外跳开，如果在带载情况下则很可能损坏直流主接触器。
电子开关和延时掉电信号的应用实现了预充电管理系统本身出现锁线断线或者运行中关闭钥匙等意外中断的情况下还能保证系统自身的供电不会中断，进而实现直流主接触的闭合状态。
在保证系统意外情况下不会断电的前提下通过设置在直流母线端的电流传感器可以实现真正的零电流时才断开直流主接触器的功能，避免带载切断的情况发生。
通过母线电流传感器、直流主接触器两端的电压检测、钥匙信号、CAN状态命令等信息的综合判断可准确的判断出如下故障：
①上电前的直流母线端短路、过流、电容预充电等故障检测，避免此时闭合主接触器。
②主接触器闭合前触点间压差过大故障检测，实现了主接触器的零压差闭合，避免触电打火粘连。
③意外停机故障检测，如果直流母线中有一安全的电流存在，此时系统复位或关闭钥匙开关不会引起主接触器的带载切断。
④主接触器粘连检测，当主接触器处于正常断开时，如果经过一定得放电时间后母线电压下降异常或不变则反映主接触器有粘连故障。
附图说明
图1是本实用新型预充电管理系统原理图。
具体实施方式
以下结合附图中所给出的具体电路来对技术方案进行详述。
参见图1本实用新型的预充电管理系统原理图所示，包括多个控制子系统的子控制器，如控制器A、控制器B、控制器C，但不仅限于三个，分别与系统CAN总线相连，还包括一个与所述各子控制器连接的预充电电路和一个与预充电电路连接的控制板，所述预充电电路包括一个主接触器K1、一个预充电电阻R1和一个预充电继电器K2，主接触器K1串连在所述各子控制器的供电线路上，即连接电源的直流母线电路上，预充电继电器K2与预充电电阻R1串联后与主接触器K1并联。所述预充电继电器K2及主接触器线圈K1两端与所述控制板相连，控制板通过一开关S1与控制电源相连，控制电源为预充电继电器K2及主接触器K1提供吸合电压。控制板控制预充电电路对各子控制器实现同时预充电及上电。
所述开关S1通过钥匙信号控制，开关S1闭合时通过控制板的延时掉电信号使开关S1自锁。
本实用新型的预充电管理系统的操作控制过程如下：
闭合钥匙开关，钥匙信号使控制板内的电子开关S1闭合，控制电源便通过S1使系统上电工作，同时通过延时掉电信号自锁开关S1，保证控制电源的接通，此时系统完成初始化与自检等工作，等待CAN上的状态命令。
当接收到CAN总线的状态命令为“预充”时，控制板发送预充电控制信号，控制闭合预充电继电器K2，开始预充电。
预充时系统实时判断母线电压是否接近电池电压，当接近时控制主接触器K1闭合，释放K2，并返回CAN总线表示状态为“充满”，若母线电压没有上升时返回CAN状态为“预充电故障”，并断开K2。
当接收到CAN状态为“放电”时，系统先判断母线电流是否为零，直到当母线电流为零时控制主接触器K1断开。
放电过程中系统实时判断母线电压是否降至安全电压以下，如满足则返回CAN状态为“完毕”并自行掉电，如母线电压无变化，则通过CAN返回“主接触器粘连”，系统不掉电。
本实用新型所述的预充电管理系统采用独立单一预充电电路实现了多个需要预充电的直流高压子系统的预充电问题，不仅降低了系统成本，还提高了整个系统电路的安全性及可靠性，具有很好的应用前景。

Claims (4)

1.一种预充电管理系统，包括多个控制子系统的子控制器，其特征在于：还包括一个与所述各子控制器连接的预充电电路和一个与预充电电路连接的控制板，控制板控制预充电电路对各子控制器实现同时预充电及上电。
2.根据权利要求1的预充电管理系统，其特征在于：所述预充电电路包括一个主接触器、一个预充电电阻和一个预充电继电器，主接触器串连在所述各子控制器的供电线路上，预充电继电器与预充电电阻串联后与主接触器并联。
3.根据权利要求2的预充电管理系统，其特征在于：所述预充电继电器及主接触器线圈两端与所述控制板相连，控制板通过一开关与控制电源相连，控制电源为预充电继电器及主接触器提供吸合电压。
4.根据权利要求3的预充电管理系统，其特征在于：所述开关通过钥匙信号控制，开关闭合时通过控制板的延时掉电信号使开关自锁。
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