CN202059190U - 具有充电功能的供电控制电路与混合动力汽车 - Google Patents

具有充电功能的供电控制电路与混合动力汽车 Download PDF

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Abstract

一种具有充电功能的供电控制电路，与外接交流电源、高压蓄电池及电机控制器连接，包括：预充电控制电路；高压动力传输控制电路；外接充电电路，所述预充电控制电路、所述高压动力传输控制电路和所述外接充电电路择一工作。本实用新型还提供一种包含具有充电功能的供电控制电路的混合动力汽车。采用本实用新型的具有充电功能的供电控制电路，使得整车高压动力传输控制电路与外接充电电路择一工作，在用外接交流电对混合动力汽车高压蓄电池进行充电时无需启动高压动力传输控制电路，从而保证高压蓄电池充电过程中高压安全。

Description

具有充电功能的供电控制电路与混合动力汽车
技术领域
本实用新型涉及具有充电功能的供电控制电路与具有充电功能的供电控制电路的混合动力汽车。
背景技术
汽车是当代社会人类的代步工具，最早的汽车动力来源是由化石燃料提供的，但由于社会经济的发展，常见的化石能源(煤、石油、天然气等)日益枯竭，价格也大幅度上涨。例如近期世界范围内的石油、煤炭价格出现了飙升，这危害和制约了人类社会和经济的发展。同时，化石燃料燃烧后会产生很多温室气体甚至有害气体，对环境和人类造成危害。
随着化石能源的日益减少，各国都在考虑汽车的其它能源途径，这样，纯电动汽车的构思应运而生，纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车前进。由此可见，纯电动汽车的核心在于蓄电池，然而由于目前的蓄电池普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等缺点，不能满足纯电动汽车对蓄电池的要求。因此，目前市场上使用最多的是混合动力汽车，即：化石燃料与蓄电池共用的复合式汽车。
目前混合动力汽车的蓄电池一般由高压蓄电池(例如500V)与低压蓄电池(例如12V)组成，高压蓄电池在汽车行驶过程中提供动力，低压蓄电池用于对车载电气设备，如：车辆的照明灯，空调，音响及各种控制器等的供电。在混合动力汽车技术逐渐成熟，车用动力蓄电池性能逐渐提升、成本逐渐下降的发展过程中，人们开始对混合动力汽车蓄电池性能提出了新的要求。
所述新的要求包括：需要提供一种具有充电功能的供电控制电路，使用外接交流电对高压蓄电池进行充电，并且在用外接交流电对混合动力汽车高压蓄电池进行充电时无需启动高压动力传输控制电路，从而保证高压蓄电池充电过程中高压安全。
实用新型内容
本实用新型解决的问题是提出一种具有充电功能的供电控制电路，使用外接交流电对高压蓄电池进行充电，同时避免用外接交流电对混合动力汽车高压蓄电池进行充电时需启动高压动力传输控制电路，从而保证整车充电过程中高压安全。
为解决上述问题，本实用新型提供一种具有充电功能的供电控制电路，适于与外接交流电源、高压蓄电池及电机控制器连接，包括：
预充电控制电路，适于连通所述高压蓄电池及所述电机控制器，以实现所述高压蓄电池向所述电机控制器的预充电；
高压动力传输控制电路，适于在所述预充电正常的情形下连通所述高压蓄电池及所述电机控制器，以实现所述高压蓄电池向所述电机控制器的供电；
外接充电电路，适于与所述外接交流电源及所述高压蓄电池电连接，以实现所述外接交流电源对所述高压蓄电池的充电；
其中，所述预充电控制电路、所述高压动力传输控制电路和所述外接充电电路择一工作。
可选地，还适于与开关控制器电连接，所述外接充电电路包括交流电转直流电模块与第四开关；所述交流电转直流电模块输入端与所述外接交流电源连接，所述交流电转直流电模块第一输出端与所述第四开关第一端相连，所述交流电转直流电模块第二输出端与所述高压蓄电池的负极端相连；所述第四开关第二端与所述高压蓄电池的正极端连接，所述第四开关第三端与所述开关控制器连接；所述交流电转直流电模块用于将外接交流电转换成高压直流电。
可选地，还适于与开关控制器连接，所述预充电控制电路包括第一开关、第三开关与电阻；所述第一开关第一端与所述高压蓄电池的正极端连接，所述第一开关第二端与所述电阻第一端连接，所述第一开关第三端与所述开关控制器连接；所述电阻第二端与所述电机控制器连接；所述第三开关第一端与所述高压蓄电池的负极端连接，所述第三开关第二端与所述电机控制器连接，所述第三开关第三端与所述开关控制器连接。
可选地，所述高压动力传输控制电路包括第二开关与第三开关；所述第二开关第一端与所述高压蓄电池的正极端连接，所述第二开关第二端与所述电机控制器连接，所述第二开关第三端与所述开关控制器连接。
可选地，所述外接充电电路包括交流电转直流电模块与第四开关，所述交流电转直流电模块输入端与所述外接交流电源连接，所述交流电转直流电模块第一输出端与所述第四开关第一端相连，所述交流电转直流电模块第二输出端与所述高压蓄电池的负极端相连；所述第四开关第二端与所述高压蓄电池的正极端连接，所述第四开关第三端与所述开关控制器连接；所述交流电转直流电模块用于将外接交流电转换成高压直流电。
可选地，所述交流电转直流电模块还包括第三输出端，所述第三输出端输出低压直流电。
可选地，还适于与低压蓄电池电连接，所述外接充电电路还包括直流降压模块，所述直流降压模块第一输入端与所述交流电转直流电模块第一输出端相连，所述直流降压模块第二输入端与所述交流电转直流电模块第二输出端相连；所述直流降压模块输出端与所述低压蓄电池连接。
可选地，所述开关为继电器。
可选地，所述开关控制器为电池管理单元。
本实用新型还提供一种混合动力汽车，包括上述任一方案所述的具有充电功能的供电控制电路。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1)采用具有充电功能的供电控制电路，可以利用外接交流电对高压蓄电池充电；
2)所述外接充电电路与高压动力传输控制电路择一工作，使得使用外接交流电对高压蓄电池充电时，不用启动整车的高压动力传输控制电路，从而保证整车充电过程中高压安全；
3)进一步地，利用外接充电电路的交流电转直流电模块将外接交流电转换为两路：一路低压直流电，可以对电池管理单元供电，使得汽车在外接充电时可以不通过整车钥匙供电就可以控制外接交流电对高压蓄电池充电；第二路高压直流电，高压直流电一部分对高压蓄电池充电，另一部分通过直流降压模块对低压蓄电池充电。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种具有充电功能的供电控制电路与其它器件连接关系示意图；
图2是图1中具有充电功能的供电控制电路示意图；
图3是本实用新型实施例提供的一种具有充电功能的供电控制电路示意图。
具体实施方式
本实用新型旨在采用具有充电功能的供电控制电路，使用外接交流电对高压蓄电池进行充电，同时避免用外接交流电对混合动力汽车高压蓄电池进行充电时需启动高压动力传输控制电路，从而保证整车充电过程中高压安全。
图1为本实用新型提供的一种具有充电功能的供电控制电路的整体框架图，所述具有充电功能的供电控制电路1，适于与外接交流电源25、高压蓄电池22及电机控制器23连接。
参见图2，所述具有充电功能的供电控制电路1包括：
预充电控制电路11，适于连通所述高压蓄电池22及所述电机控制器23，以实现所述高压蓄电池22向所述电机控制器23的预充电；
高压动力传输控制电路12，适于在所述预充电正常的情形下连通所述高压蓄电池22及所述电机控制器23，以实现所述高压蓄电池22向所述电机控制器23的供电；
外接充电电路13，适于与所述外接交流电源25及所述高压蓄电池22电连接，以实现所述外接交流电源25对所述高压蓄电池22的充电；
其中，所述预充电控制电路11、所述高压动力传输控制电路12和所述外接充电电路13择一工作。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
图3为本实用新型提供的一种具有充电功能的供电控制电路的具体实施例，所述具有充电功能的供电控制电路1，适于与外接交流电源25、低压蓄电池21、高压蓄电池22、电机控制器23及电池管理单元24连接，所述具有充电功能的供电控制电路1包括：
预充电控制电路11，适于连通所述高压蓄电池22及所述电机控制器23，以实现所述高压蓄电池22向所述电机控制器23的预充电；
本实施例中，所述预充电控制电路11包括第一继电器111、第三继电器112与电阻113，所述第一继电器111第一端与高压蓄电池22正极端连接，所述第一继电器111第二端与所述电阻113第一端连接，所述第一继电器111第三端与电池管理单元24连接；所述电阻113第二端与所述电机控制器23连接；所述第三继电器112第一端与高压蓄电池22负极端连接，所述第三继电器112第二端与电机控制器23连接，所述第三继电器112第三端与电池管理单元24连接，所述第一继电器111与第三继电器112打开与闭合用于控制预充电控制电路11断开与导通，所述电阻113用于电机控制器23短路时，保护第一继电器111、第三继电器112与高压蓄电池22。
高压动力传输控制电路12，适于在所述预充电正常的情形下连通所述高压蓄电池22及所述电机控制器23，以实现所述高压蓄电池22向所述电机控制器23的供电；
本实施例中，所述高压动力传输控制电路12包括第二继电器121与第三继电器112，所述第二继电器121第一端与高压蓄电池22正极端连接，所述第二继电器121第二端与电机控制器23连接，所述第二继电器121第三端与电池管理单元24连接，所述第三继电器112第一端与高压蓄电池22负极端连接，所述第三继电器112第二端与电机控制器23连接，所述第三继电器112第三端与电池管理单元24连接，所述第二继电器121与第三继电器112打开与闭合用于控制高压动力传输控制电路12断开与导通。
外接充电电路13，适于与所述外接交流电源25及所述高压蓄电池22电连接，以实现所述外接交流电源25对所述高压蓄电池22的充电；其中，所述预充电控制电路11、所述高压动力传输控制电路12和所述外接充电电路13择一工作；
本实施例中，所述外接充电电路13包括交流电转直流电模块131与第四继电器132；所述交流电转直流电模块131输入端与外接交流电源25连接，所述交流电转直流电模块131第一输出端与第四继电器132第一端相连，所述交流电转直流电模块131第二输出端与高压蓄电池22负极端相连；所述第四继电器132第二端与高压蓄电池22正极端连接，所述第四继电器132第三端与电池管理单元24连接；所述交流电转直流电模块131用于将外接交流电转换成高压直流电；所述第四继电器132打开与闭合用于控制外接充电电路13断开与导通。
本实施例中，所述外接充电电路13还包括直流降压模块133；所述直流降压模块133第一输入端与交流电转直流电模块131第一输出端相连，所述直流降压模块133第二输入端与交流电转直流电模块131第二输出端相连，所述直流降压模块133输出端与低压蓄电池21连接；所述直流降压模块133用于将高压直流电转换为低压直流电。
本实施例中，所述交流电转直流电模块131还包括第三输出端，所述第三输出端输出低压直流电，用于提供低压直流电。所述第一继电器111、第二继电器121、第三继电器112及第四继电器132工作都需通过电池管理单元24得到电力供应，并由电池管理单元24控制它们的断开与闭合。一般情况下，电池管理单元24通过无钥匙进入系统(Passive Keyless Eenter，PKE)(未图示)开启接通低压蓄电池21才能得电，本实施例中，交流电转直流电模块131转化的低压直流电也可以提供12V直流电，从而为电池管理单元24或其它控制器供电，而无须通过无钥匙进入系统。
在具体实施过程中，所述交流电转直流电模块113和直流降压模块133共用一组高压母线。
交流电转直流电模块113具备将外接交流电，一般为220V转化成两路直流输出的能力，一路为高压直流电，例如330V，用于直接向高压蓄电池22进行补充电，或经直流降压模块133向低压蓄电池21供电；另一路为低压直流电，例如12V，该路作为电池管理系统24等控制器单元的备用电源，使整车在驻停充电时，无需使用无钥匙进入系统打开车门，对电池管理系统24等控制器单元进行控制操作。直流降压模块133具备将高压直流电，例如330V转化成低压直流电，例如13.5V，对低压蓄电池21，例如12V铅酸蓄电池充电，由于高压蓄电池22的能量较多，而12V铅酸蓄电池又可以及时的从高压蓄电池22获得足够的能量进行补充，因此可以大大减小12V铅酸蓄电池的安时数，有效的降低铅酸蓄电池的成本和重量。
所述预充电控制电路11工作过程：第四继电器132断开，闭合第三继电器112与第一继电器111，第三继电器112、第一继电器111及电阻113组成了整车的预充电控制电路11，在整车加强电时能有效的检测电机控制器23是否有漏电或者短路发生，保护电机控制器23；
与高压动力传输控制电路12的工作过程：若预充电控制电路11工作正常，则断开第一继电器111，闭合第二继电器121，第三继电器112和第二继电器121组成了整车的高压动力传输控制电路12，启动车辆或者加速行驶时，高压蓄电池22放出来的电可以通过该电路供给电机控制器23，再由电机控制器23变换后送给电机，给整车提供动力；整车制动减速时，可由电机将制动能量转化为电能，再经电机控制器23变换后由该电路回馈给高压蓄电池22，给高压蓄电池22充电。
所述外接充电电路13的工作过程：闭合第四继电器132、断开第一继电器111、第二继电器121及第三继电器112，第四继电器132和交流电转直流电模块113一起构成了整车的外接充电电路13，若高压蓄电池22需充电时，闭合第四继电器132，外接交流电，例如220V交流电就可对高压蓄电池22充电，此时，整车的高压动力传输控制电路12断开。
需要注意的是，在具体实施过程中，所述第一继电器111、第二继电器121、第三继电器112与第四继电器132都可为其它开关，所述电池管理单元24可为其它开关控制器。
本实用新型还提供一种混合动力汽车，包括图3所述的具有充电功能的供电控制电路。
本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有充电功能的供电控制电路，适于与外接交流电源、高压蓄电池及电机控制器连接，包括：
预充电控制电路，适于连通所述高压蓄电池及所述电机控制器，以实现所述高压蓄电池向所述电机控制器的预充电；
高压动力传输控制电路，适于在所述预充电正常的情形下连通所述高压蓄电池及所述电机控制器，以实现所述高压蓄电池向所述电机控制器的供电；
外接充电电路，适于与所述外接交流电源及所述高压蓄电池电连接，以实现所述外接交流电源对所述高压蓄电池的充电；
其中，所述预充电控制电路、所述高压动力传输控制电路和所述外接充电电路择一工作。
2.根据权利要求1所述的具有充电功能的供电控制电路，其特征在于，还适于与开关控制器连接，所述外接充电电路包括交流电转直流电模块与第四开关；所述交流电转直流电模块输入端与所述外接交流电源连接，所述交流电转直流电模块第一输出端与所述第四开关第一端相连，所述交流电转直流电模块第二输出端与所述高压蓄电池的负极端相连；所述第四开关第二端与所述高压蓄电池的正极端连接，所述第四开关第三端与所述开关控制器连接；所述交流电转直流电模块用于将外接交流电转换成高压直流电。
3.根据权利要求1所述的具有充电功能的供电控制电路，其特征在于，还适于与开关控制器连接，所述预充电控制电路包括第一开关、第三开关与电阻；所述第一开关第一端与所述高压蓄电池的正极端连接，所述第一开关第二端与所述电阻第一端连接，所述第一开关第三端与所述开关控制器连接；所述电阻第二端与所述电机控制器连接；所述第三开关第一端与所述高压蓄电池的负极端连接，所述第三开关第二端与所述电机控制器连接，所述第三开关第三端与所述开关控制器连接。 
4.根据权利要求3所述的具有充电功能的供电控制电路，其特征在于，所述高压动力传输控制电路包括第二开关与第三开关；所述第二开关第一端与所述高压蓄电池的正极端连接，所述第二开关第二端与所述电机控制器连接，所述第二开关第三端与所述开关控制器连接。
5.根据权利要求4所述的具有充电功能的供电控制电路，其特征在于，所述外接充电电路包括交流电转直流电模块与第四开关，所述交流电转直流电模块输入端与所述外接交流电源连接，所述交流电转直流电模块第一输出端与所述第四开关第一端相连，所述交流电转直流电模块第二输出端与所述高压蓄电池的负极端相连；所述第四开关第二端与所述高压蓄电池的正极端连接，所述第四开关第三端与所述开关控制器连接；所述交流电转直流电模块用于将外接交流电转换成高压直流电。
6.根据权利要求5所述的具有充电功能的供电控制电路，其特征在于，所述交流电转直流电模块还包括第三输出端，所述第三输出端输出低压直流电。
7.根据权利要求5所述的具有充电功能的供电控制电路，其特征在于，还适于与低压蓄电池电连接，所述外接充电电路还包括直流降压模块，所述直流降压模块第一输入端与所述交流电转直流电模块第一输出端相连，所述直流降压模块第二输入端与所述交流电转直流电模块第二输出端相连；所述直流降压模块输出端与所述低压蓄电池连接。
8.根据权利要求2至7任意一项所述的具有充电功能的供电控制电路，其特征在于，所述开关为继电器。
9.根据权利要求8所述的具有充电功能的供电控制电路，其特征在于，所述开关控制器为电池管理单元。
10.一种混合动力汽车，包括上述1-9任一权利要求所述的具有充电功能的供电控制电路。 
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Assignee: Wuxi Ming Heng Hybrid Power Technology Co., Ltd.

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