CN204452076U - 充电互锁控制电路和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电互锁控制电路和汽车。其中，该电路包括：开关模块、继电器、电池管理系统BMS主板和直流转换器DCDC，其中，所述电池管理系统BMS主板与所述开关模块连接，用于通过所述开关模块的管脚控制所述开关模块闭合或开启；所述电池管理系统BMS主板通过所述继电器与所述直流转换器DCDC连接，其中，所述继电器用于向所述直流转换器DCDC发送所述电池管理系统BMS主板产生的第一直流DC信号，使能所述直流转换器DCDC。本实用新型解决了在充电时，高压预充电过程中DCDC的运行导致的高压预充电失败的问题。

Description

充电互锁控制电路和汽车

技术领域

本实用新型涉及电路应用技术领域，具体而言，涉及一种充电互锁控制电路和汽车。

背景技术

随着能源危机带来的影响，以化石燃料作为能源的交通工具需要寻找到新的能源作为替代能源，其中，化石燃料至少包括石油和天然气。随着对电动力的研究，研究人员发现电动力相比化石燃料，在能够为交通工具提供能源外还可以减少对空气的污染，减缓对自然能源的开采力度，保持长久稳定的自然能源利用，但在以电动力为能源的电动汽车中，在补充电动力的充电过程中，如何保持高效稳定的充电成为了当前亟待解决的问题。

在现有电动汽车的充电过程中，由于电动汽车中的高压回路存在容性负载，在接通高压回路的瞬间，容性负载视为短路，在高压回路中的电流会对整个高压系统产生电流瞬间冲击，为了避免电流瞬间冲击给高压系统中的负载造成损坏，在现有充电方式中会优先进行预充电过程，即当高压回路接通时，通过预充电控制使得高压负载两端的电压逐渐由低升高，从而保护高压回路中的高压负载的正常运行。

在现有高压预充电电路中，高压负载中的DCDC(Direct Current，直流转换器)由VMS(Vehicle Management System，整车控制器)控制使能，由于充电时VMS不工作，在高压回路预充电过程中，DCDC的运行容易导致高压负载的预充电时间未能达到预设指标，即高压负载两端的电压未达到预定电压，从而导致高压上电失败，进而存在高压故障隐患。

针对现有技术中由于在充电时，高压预充电过程中DCDC的运行导致的高压预充电失败的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种充电互锁控制电路和汽车，以解决由于在充电时，高压预充电过程中DCDC的运行导致的高压预充电失败的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种充电互锁控制电路，包括：开关模块、继电器、电池管理系统BMS主板和直流转换器DCDC，其中，电池管理系统BMS主板与开关模块连接，用于通过开关模块的管脚控制开关模块闭合或开启；电池管理系统BMS主板通过继电器与直流转换器DCDC连接，其中，继电器用于向直流转换器DCDC发送电池管理系统BMS主板产生的第一直流DC信号，使能直流转换器DCDC。

为了实现上述目的，根据本实用新型实施例的另一方面，提供了一种汽车，包括：上述的充电互锁控制电路。

根据实用新型实施例，通过电池管理系统BMS主板与开关模块连接，用于通过开关模块的管脚控制开关模块闭合或开启；电池管理系统BMS主板通过继电器与直流转换器DCDC连接，其中，继电器用于向直流转换器DCDC发送电池管理系统BMS主板产生的第一直流DC信号，使能直流转换器DCDC，解决了由于在高压预充电的过程中DCDC的运行导致的高压预充电失败的问题，达到了保护高压负载正常上电，高压预充电过程顺利进行的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的充电互锁控制电路的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例一提供的充电互锁控制电路的结构示意 图；

图3是根据本实用新型实施例二提供的汽车的功能示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

本实用新型实施例一提供了一种充电互锁控制电路。

图1是根据本实用新型实施例的充电互锁控制电路的结构的示意图。由于描述的目的，所绘的体系结构仅为适合环境的一个示例，并非对本申请的使用范围或功能提出任何局限，也不应将该充电互锁控制电路解释为附图1所示的任一组件或其组合具有任何依赖或需求。

如图1所示，该充电互锁控制电路包括：开关模块10、继电器12、 电池管理系统BMS主板14和直流转换器DCDC16，其中，

电池管理系统BMS主板14与开关模块10连接，用于通过开关模块10的管脚控制开关模块10闭合或开启；电池管理系统BMS主板14通过继电器12与直流转换器DCDC16连接，其中，继电器12用于向直流转换器DCDC16发送电池管理系统BMS主板14产生的第一直流DC信号，使能直流转换器DCDC16。

分析得知，在充电互锁控制电路上实现高压预充电时的互锁控制如下所述：

假设充电互锁控制电路应用于电动汽车中，当充电插头接入充电互锁控制电路时，电池管理系统BMS(Battery Management System)主板14通过与开关模块10之间管脚控制开关模块10闭合，进入高压预充电模式，当高压预充电模式启动时,BMS14为控制DCDC16，控制继电器12内的开关由整车控制器VMS(Vehicle Management System)使能端调至BMS使能端，并通过第一直流DC(Direct Current)信号控制DCDC16。从而通过继电器12实现互锁控制，令DCDC16保持不工作状态或由BMS14进行监控，进而保障高压预充电过程充电成功。

如图2所示，本实用新型实施例提供的一种充电互锁控制电路的结构，其中，在图1的基础上，继电器12包括：第一继电器121和第二继电器122，第一继电器121的第一常闭触点接常电使能信号，第一继电器121的第一常开触点与第二继电器122的一极连接，第一继电器121通过BMS供电管脚与BMS14连接，第二继电器122的第二常开触点接BMS14的第一直流DC信号。在图2中，第一继电器121表示为DJ1，第二继电器122表示为DJ2。

这里第一继电器121和第二继电器122为单刀双掷继电器。

分析得知，第一继电器121和第二继电器122存在两个使能端，即，第一继电器121的第一常开触点为BMS使能端，第一继电器121的第一常闭触点为常电使能端；第二继电器122的第二常开触点为BMS使能端，第二常闭触点为VMS使能端；

结合上述，BMS14通过第一继电器121的第一常开触点与第二继电器122连接，其中，第一继电器121的第一常开触点与第二继电器122连接的一极用于使得BMS14通过第一继电器121导通第二继电器122，以便在高压预充电时，通过导通该极控制第二继电器122将开关由第二常闭触电调至第二常开触点；第二继电器122的第二常开触点为接BMS14的第一直流DC信号，即第二继电器122中的BMS使能端，用于控制DCDC16。

具体的，综上所述，在图1的基础上，结合图2所示，在实现高压预充电过程中的互锁控制时，第一继电器121、第二继电器122与BMS14之间的连接结构为：

当外充电源接入时，第一继电器121与BMS14通过BMS供电管脚连接，用于外充电源通过BMS供电管脚激活BMS14；BMS14与第二继电器122连接，用于通过第一直流DC信号控制第二继电器122的开关由第二常闭触点调至第二常开触点，使能DCDC16。

其中，第一继电器121在外充电源接入时，第一继电器121的控制极被导通，第一继电器121的开关由接常电的第一常闭触点调至第一常开触点，第一继电器121通过BMS供电管脚导通BMS 14，BMS 14通过第一继电器121当前所处的第一常开触点控制第二继电器122，使得第二继电器122的开关由接VMS的第二常闭触点调至第二常开触点，以便于BMS14通过第二常开触点发送第一直流DC信号使能DCDC 16。

基于图2所示的充电互锁控制电路的结构示意图，开关模块10包括：第一开关101、第二开关102和第三开关103。在图2中，第一开关101表示为ZJ1，第二开关102表示为ZJ2，第三开关103表示为ZJ3。

其中，第一开关101、第二开关102和第三开关103与电池管理系统BMS主板14的连接关系为：

电池管理系统BMS主板14通过对应第一开关101的第一类引脚与第一开关101连接；

电池管理系统BMS主板14通过对应第二开关102的第二类引脚与第 二开关102连接；

电池管理系统BMS主板14通过对应第三开关103的第三类引脚与第三开关103连接；

具体的，电池管理系统BMS14通过对应第一开关101的第一类引脚中的正极接触控制管脚和正极接触反馈管脚与第一开关101连接，正极接触控制管脚用于传递BMS14控制第一开关101的指令，正极接触反馈管脚用于在第一开关101与BMS14之间构成反馈回路；

电池管理系统BMS主板14通过对应第二开关102的第二类引脚中的负极接触控制管脚和负极接触反馈管脚与第二开关102连接，负极接触控制管脚用于传递BMS14控制第二开关102的指令，负极接触反馈管脚用于在第二开关102与BMS14之间构成反馈回路；

电池管理系统BMS主板14通过对应第三开关103的第三类引脚中的预充电接触器控制管脚与第三开关103连接，预充电接触器控制管脚用于传递BMS14控制第三开关103开启或关闭预充电控制的指令。

其中，第一开关101、第二开关102和第三开关103为直流接触开关。

结合图2所示，充电互锁电路还包括：电源、电阻模块、高压负载和整车控制器VMS，其中，

电阻模块包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；在图2中，第一电阻表示为RX1，第二电阻表示为RX2，第三电阻表示为RX3。

电源的正极与第一开关和第三开关并联，第一开关的另一端与第二电阻以及第三电阻连接，第三开关与第四电阻的一端串联，第四电阻与第一开关并联，其中，电源为电池，电池包括：第一电阻和手动维修开关MSD(Manual Served Device)，且第一电阻与MSD串联；在图2中，电池表示为BT(BaTtery)。

电源的负极与第二开关的一端串联，第二开关的另一端与DCDC16和高压负载并联，DCDC16与第二电阻串联，高压负载与第三电阻串联；

VMS通过第二继电器122与DCDC 16连接，第二继电器122用于通过第二常闭触点向DCDC 16发送VMS产生的第二直流DC信号，使能DCDC 16。

其中，第一电阻、第二电阻和第三电阻为绕线电阻。

综合上述，结合图2，充电互锁控制电路在高压预充电时的实现步骤如下所述：

(1)、当外充电源接入时，第一继电器121被导通，第一继电器121的开关由第一常闭触点调至第一常开触点，第一继电器121通过BMS供电管脚导通BMS 14；

(2)、BMS 14通过对应第二开关102的负极接触控制管脚控制第二开关102闭合，并根据对应第二开关102的负极接触反馈管脚构成BMS 14与第二开关102的反馈回路； 

(3)、BMS 14通过对应第三开关103的预充电接触器控制管脚控制第三开关103闭合，高压预充电开始；

(4)当第一继电器121的开关由第一常闭触点调至第一常开触点时，由于第二继电器122与第一继电器121连接，第二继电器122的控制极被第一继电器121激活，第二继电器122的开关由第二常闭触点调至第二常开触点，BMS 14通过第二继电器122的第二常开触点发送第一直流DC信号使能DCDC 16。

综上所述，实现了在高压预充电过程中对DCDC 16的互锁控制，保护了高压电路中高压负载的安全，保障了高压预充电的成功进行。

此外，当BMS 14通过由第二开关102和第三开关103构成的电路监控到高压负载端的电压已经到达预定指标，则断开第三开关103，高压预充电结束，此时闭合第一开关101，为充电互锁控制电路中的电源充电。

基于图1所述的运用场景，本实用新型提供的充电互锁控制电路应用于电动汽车中，当电动汽车处于正常行驶时，第一继电器121的开关置于第一常闭触点，接常电；第二继电器122的开关置于第二常闭触点，接 VMS的第二直流DC信号，其中，VMS通过第二直流DC信号使能DCDC16。综上所述，在正常行驶和高压预充电过程中，本实用新型提供的充电互锁控制电路通过第二继电器122实现了在正常行驶和高压预充电过程的跳变，使得本实用新型提供的充电互锁控制电路能够根据电动汽车不同的运行状态进行功能切换，提升了在同一电路中对电路的使用效率。

实施例二

本实用新型实施例二提供了一种汽车。

图3是根据本实用新型实施例的提供的一种汽车的功能示意图。该汽车适用于图1和图2对应的充电互锁控制电路。

本实用新型提供的充电互锁控制电路可适用于纯电动汽车，油电混合动力汽车和气电混合动力汽车。以实现本实用新型提供的充电互锁控制电路为准，不做具体限定。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电互锁控制电路，其特征在于，包括：开关模块、继电器、电池管理系统BMS主板和直流转换器DCDC，其中，

所述电池管理系统BMS主板与所述开关模块连接，用于通过所述开关模块的管脚控制所述开关模块闭合或开启；

所述电池管理系统BMS主板通过所述继电器与所述直流转换器DCDC连接，其中，所述继电器用于向所述直流转换器DCDC发送所述电池管理系统BMS主板产生的第一直流DC信号，使能所述直流转换器DCDC。

2.根据权利要求1所述的充电互锁控制电路，其特征在于，所述继电器包括：第一继电器和第二继电器，所述第一继电器的第一常闭触点接常电使能信号，所述第一继电器的第一常开触点与所述第二继电器的一极连接，所述第一继电器通过BMS供电管脚与所述BMS连接，所述第二继电器的第二常开触点接所述BMS的所述第一直流DC信号。

3.根据权利要求2所述的充电互锁控制电路，其特征在于，所述第一继电器和所述第二继电器为单刀双掷继电器。

4.根据权利要求2所述的充电互锁控制电路，其特征在于，

当外充电源接入时，所述第一继电器与所述BMS通过BMS供电管脚连接，用于所述外充电源通过BMS供电管脚激活所述BMS；

所述BMS与所述第二继电器连接，用于通过第一直流DC信号控制所述第二继电器的开关由第二常闭触点调至所述第二常开触点，使能所述DCDC。

5.根据权利要求2所述的充电互锁控制电路，其特征在于，所述开关模块包括：第一开关、第二开关和第三开关。

6.根据权利要求5所述的充电互锁控制电路，其特征在于，

所述电池管理系统BMS主板通过对应所述第一开关的第一类引脚与所述第一开关连接；

所述电池管理系统BMS主板通过对应所述第二开关的第二类引脚与所述第二开关连接；

所述电池管理系统BMS主板通过对应所述第三开关的第三类引脚与所述第三开关连接。

7.根据权利要求6所述的充电互锁控制电路，其特征在于，

所述电池管理系统BMS主板通过对应第一开关的第一类引脚中的正极接触控制管脚和正极接触反馈管脚与所述第一开关连接，所述正极接触控制管脚用于传递所述BMS控制所述第一开关的指令，所述正极接触反馈管脚用于在所述第一开关与所述BMS之间构成反馈回路；

所述电池管理系统BMS主板通过对应第二开关的第二类引脚中的负极接触控制管脚和负极接触反馈管脚与所述第二开关连接，所述负极接触控制管脚用于传递所述BMS控制所述第二开关的指令，所述负极接触反馈管脚用于在所述第二开关与所述BMS之间构成反馈回路；

所述电池管理系统BMS主板通过对应第三开关的第三类引脚中的预充电接触器控制管脚与所述第三开关连接，所述预充电接触器控制管脚用于传递所述BMS控制所述第三开关开启或关闭预充电控制的指令；

其中，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关为直流接触开关。

8.根据权利要求5所述的充电互锁控制电路，其特征在于，所述充电互锁电路还包括：电源、电阻模块、高压负载和整车控制器VMS，其中，

所述电阻模块包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

所述电源的正极与所述第一开关和所述第三开关并联，所述第一开关的另一端与所述第二电阻以及所述第三电阻连接，所述第三开关与所述第四电阻的一端串联，所述第四电阻与所述第一开关并联，其中，所述电源为电池，所述电池包括：所述第一电阻和手动维修开关MSD，且所述第一电阻与所述MSD串联；

所述电源的负极与所述第二开关的一端串联，所述第二开关的另一端 与所述DCDC和所述高压负载并联，所述DCDC与所述第二电阻串联，所述高压负载与所述第三电阻串联；

所述VMS通过所述第二继电器与所述DCDC连接，所述第二继电器用于通过第二常闭触点向所述DCDC发送所述VMS产生的第二直流DC信号，使能所述DCDC。

9.根据权利要求8所述的充电互锁控制电路，其特征在于，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻为绕线电阻。

10.一种汽车，其特征在于，包括：权利要求1至9中任意一项所述的充电互锁控制电路。