CN205632134U - 电动汽车充电保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车充电保护电路，其包括充电设备、动力电池、电池管理单元、高压用电设备、蓄电池、低压分电盒、低压用电设备、高压主继电器、充电继电器，需持续供电的低压用电设备通过低压持续供电线路连接在低压分电盒的其中一个分压继电器上，充电设备的低压电源输出端口上连接有第一继电器和第二继电器，第一继电器的常闭触点串联在低压持续供电线路上，第一继电器的常开触点串联在充电设备的低压电源输出端口与需持续供电的低压用电设备之间；第二继电器的常闭触点串联在高压主继电器的线圈电源回路中。本实用新型能够保证充电安全性且不影响充电过程中车辆的正常用电，电路结构简单，运行安全可靠。

Description

电动汽车充电保护电路

技术领域

本实用新型涉及电动汽车安全用电领域，具体的说是一种电动汽车充电保护电路。

背景技术

电动汽车的用电系统中，动力电池给电动机、汽车空调等高压用电设备提供电力，车载蓄电池给仪表等低压用电设备提供电力，动力电池和高压用电设备之间串联有高压主继电器，高压主继电器的线圈控制端由电池管理单元BMS控制，蓄电池通过分电盒给各低压用电设备分配电力，分电盒内设置多个低压分电继电器。在进行车辆充电时，利用充电桩或者车载充电机等充电设备连接外部电源，并接通动力电池的充电线路，动力电池的充电线路上串联有充电继电器，充电继电器的线圈控制端也由电池管理单元BMS控制，电池管理单元BMS接收到充电桩或车载充电机的连接确认信号后，控制打开充电继电器给动力电池充电。其中，对于充电桩或车载充电机等充电设备，其将市电或者工业用电转化为直流，然后对电动汽车的动力电池进行充电，其除了具有高压电源输出端口之外，通常都有低压电源输出端口，以保证电池管理模块的低压供电和仪表的充电状态显示。

在具体运行中，如果在没有断开充电设备的情况下发动汽车，或者在没有关闭高压部件的情况下就接通外部电源充电，都极易造成安全隐患，影响车载设备的正常运行。

为了解决上述问题，现有技术中有一篇名称为“电动汽车控制及充电保护装置”、专利申请号为“201610097655.0”的发明专利申请中公开了一种保护电路，该保护电路在充电线路上连接充电保护继电器，将该充电保护继电器的常闭触点串联在整车电路上，从而保证在充电时，车载用电设备无法工作，以保证充电安全。但是，该方案为了保护充电安全，不仅切断了高压用电设备的电力，同时也切断了低压用电设备的电力，在充电时驾驶员无法对车辆进行任何操作，也包括无法通过仪表观察车辆的充电状态，给车辆的正常使用带来了极大的不便。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电动汽车充电保护电路，该保护电路能够保证充电安全性且不影响充电过程中车辆的正常用电。

为解决上述技术问题，本实用新型的电动汽车充电保护电路包括充电设备、动力电池、电池管理单元、高压用电设备、蓄电池、低压分电盒和低压用电设备，动力电池与高压用电设备之间串联高压主继电器，动力电池与充电设备的高压电源输出端口之间连接有充电线路，充电线路上串联充电继电器，高压主继电器和充电继电器的线圈控制端均与电池管理单元连接，低压用电设备分为需持续供电的低压用电设备和不需持续供电的低压用电设备，其结构特点是需持续供电的低压用电设备通过低压持续供电线路连接在低压分电盒的其中一个分压继电器上，充电设备的低压电源输出端口上连接有第一继电器和第二继电器，第一继电器的常闭触点串联在低压持续供电线路上，第一继电器的常开触点串联在充电设备的低压电源输出端口与需持续供电的低压用电设备之间；第二继电器的常闭触点串联在高压主继电器的线圈电源回路中。

需持续供电的低压用电设备包括仪表。

所述充电设备为充电桩或车载充电机。

采用上述结构，整车控制器通过车钥匙开关状态控制低压分电盒中各个分电继电器动作，将需要在充电时工作的低压设备也即需持续供电的低压用电设备放在其中的一个分电继电器支路上，例如仪表、BMS等均属于需持续供电的低压用电设备。

当车辆未进行充电时，第一继电器和第二继电器的线圈均不得电，各低压用电设备均由蓄电池提供电力，高压用电设备由动力电池提供电力。

当车辆在高压上电状态下连接充电设备时，第二继电器的线圈得电，其常闭触点打开，使得高压主继电器的线圈电源回路断开，高压主继电器的常开触点回到初始状态，高压用电设备的电力供给被切断，不能进行行驶和其它高压操作，此时电池管理单元根据与充电设备的通信报文决定是否闭合充电继电器进行充电。

当车辆关机状态下连接充电设备时，低压用电设备均不能工作，此时第一继电器得电，其常开触点闭合，从而导通了需要持续供电的低压用电设备与充电设备低压电源输出端口之间的电力通路，使得需要持续供电的低压用电设备由充电设备直接提供低压电力。尤其是此时仪表有电，操作者可通过仪表观察充电状态，同时也起到提醒驾驶员车辆正在充电的作用。

当车辆处于充电状态进行高压上电时，由于第二继电器的常闭触点处于打开状态，高压主继电器的线圈回路无法得电，高压主继电器的常开触点无法闭合，因此，高压用电设备无法得电工作，车辆无法运行。

由上述可知，本实用新型彻底解决了“在没有断开充电装置的情况下发动汽车，或是在没有关闭高压部件的情况下就接通电源进行充电”两种情况造成问题，保证了充电安全。主要可以保护以下几种情况：

1）车辆未下掉高压就充电情况，保证车辆一旦插入充电枪或充电接口一旦连接就会自动断开高压用电回路；

2）车辆未拔掉充电线束就启动车辆情况，一般情况下，电池管理单元的内部编程是禁止充电过程中上高压电操作的，但是本实用新型从硬件电路上予以限制，更加安全可靠，保证充电接口连接状态下不能上高压，同时整车部分控制器不能上低压电；

3）BMS出现连接松动或者信号故障时，BMS未收到充电信号，但是充电线束已与整车连接，此时汽车行走会损坏非车载充电设备，本实用新型的保护电路可以防止此类危害出现。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型电路原理结构示意图。

具体实施方式

参照附图，本实用新型的电动汽车充电保护电路包括充电设备1、动力电池2、电池管理单元BMS、高压用电设备3、蓄电池4、低压分电盒5和低压用电设备。充电设备1为充电桩或车载充电机，其作用是将市电或者工业用电转化为直流，其除了具有用于充电用的高压电源输出端口之外，通常都有低压电源输出端口。

参照附图，动力电池2与高压用电设备3之间串联高压主继电器J1，动力电池2与充电设备1的高压电源输出端口之间连接有充电线路L1，充电线路L1上串联充电继电器J2，高压主继电器J1和充电继电器J2的线圈控制端均与电池管理单元BMS连接，低压用电设备分为需持续供电的低压用电设备6和不需持续供电的低压用电设备7。

参照附图，需持续供电的低压用电设备6通过低压持续供电线路L2连接在低压分电盒5的其中一个分压继电器J3上，充电设备1的低压电源输出端口上连接有第一继电器J4和第二继电器J5，第一继电器J4的常闭触点串联在低压持续供电线路L2上，第一继电器J4的常开触点串联在充电设备1的低压电源输出端口与需持续供电的低压用电设备6之间；第二继电器J5的常闭触点串联在高压主继电器J1的线圈电源回路中。

其中，需持续供电的低压用电设备6可以根据需要进行设置，其中，仪表和电池管理单元BMS均适于需持续供电的低压用电设备，对于车灯、音响、电动车窗等其它低压用电设备，依据在充电过程中的功能需求，可以归为需持续供电的低压用电设备6，也可归为不需持续供电的低压用电设备。

结合附图中的电路，下面对本实用新型的工作原理进行详细描述。

整车控制器通过车钥匙开关状态控制低压分电盒5中各个分电继电器J3的动作，将需要在充电时工作的低压设备也即需持续供电的低压用电设备放在其中的一个分电继电器J3的支路上，例如仪表、BMS等均属于需持续供电的低压用电设备。

当车辆未进行充电时，第一继电器J4和第二继电器J5的线圈均不得电，各低压用电设备均由蓄电池4提供电力，高压用电设备3由动力电池2提供电力。

当车辆在高压上电状态下连接充电设备时，第二继电器J5的线圈得电，其常闭触点打开，使得高压主继电器J1的线圈电源回路断开，高压主继电器J1的常开触点回到初始状态，高压用电设备3的电力供给被切断，不能进行行驶和其它高压操作，此时电池管理单元BMS根据与充电设备1的通信报文决定是否闭合充电继电器J2进行充电。

当车辆关机状态下连接充电设备时，低压用电设备均不能工作，此时第一继电器J4得电，其常开触点闭合，导通需要持续供电的低压用电设备6与充电设备2低压电源输出端口之间的电力通路，使得需要持续供电的低压用电设备6由充电设备1直接提供低压电力。

当车辆处于充电状态进行高压上电时，由于第二继电器J5的常闭触点处于打开状态，高压主继电器J1的线圈回路无法得电，高压主继电器J1的常开触点无法闭合，因此，高压用电设备无法得电工作，车辆无法运行。

综合上述，本实用新型彻底解决了“在没有断开充电装置的情况下发动汽车，或是在没有关闭高压部件的情况下就接通电源进行充电”两种情况造成的危害，主要可以保护以下几种情况：

1）车辆未下掉高压就充电情况，保证车辆一旦插入充电枪或充电接口一旦连接就会自动断开高压用电回路；

2）车辆未拔掉充电线束就启动车辆情况，一般电池管理单元BMS的内部编程是禁止充电过程中上高压电操作的，但是本实用新型从硬件电路上予以限制，更加安全可靠，保证充电接口连接状态下不能上高压，同时整车部分控制器不能上低压电；

3）BMS出现连接松动或者信号故障时，BMS未收到充电信号，但是充电线束已与整车连接，此时汽车行走会损坏非车载充电设备，本实用新型的保护电路可以防止此类危害出现。

综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。

Claims (3)

1.一种电动汽车充电保护电路，包括充电设备（1）、动力电池（2）、电池管理单元（BMS）、高压用电设备（3）、蓄电池（4）、低压分电盒（5）和低压用电设备，动力电池（2）与高压用电设备（3）之间串联高压主继电器（J1），动力电池（2）与充电设备（1）的高压电源输出端口之间连接有充电线路（L1），充电线路（L1）上串联充电继电器（J2），高压主继电器（J1）和充电继电器（J2）的线圈控制端均与电池管理单元（BMS）连接，低压用电设备分为需持续供电的低压用电设备（6）和不需持续供电的低压用电设备（7），其特征是需持续供电的低压用电设备（6）通过低压持续供电线路（L2）连接在低压分电盒（5）的其中一个分压继电器（J3）上，充电设备（1）的低压电源输出端口上连接有第一继电器（J4）和第二继电器（J5），第一继电器（J4）的常闭触点串联在低压持续供电线路（L2）上，第一继电器（J4）的常开触点串联在充电设备（1）的低压电源输出端口与需持续供电的低压用电设备（6）之间；第二继电器（J5）的常闭触点串联在高压主继电器（J1）的线圈电源回路中。

2.如权利要求1所述的电动汽车充电保护电路，其特征是需持续供电的低压用电设备（6）包括仪表。

3.如权利要求1或2所述的电动汽车充电保护电路，其特征是所述充电设备（1）为充电桩或车载充电机。