CN207339369U - 一种充电电路及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种充电电路及电动汽车，其中充电电路包括：动力电池；第一电容，第一端与动力电池的正极连接，第二端与动力电池的负极连接；与第一电容并联连接的直流变换器；以及与直流变换器连接的低压蓄电池；其中，低压蓄电池、直流变换器以及第一电容形成动力电池的预充电回路。本实用新型通过直流变换器的双向控制完成电动汽车的预充电，减少了动力电池内预充电电路的设计，节约了整车成本并节省了电池包内部空间，优化了电池包布局。

Description

一种充电电路及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种充电电路及电动汽车。

背景技术

电动汽车的高压电来自于动力电池，动力电池通过预充电电路完成动力电池高压输出时的预充功能。由于动力电池外部直流母线上接入了大量的电容，如果在无预充电的情况下直接闭合电池包主正、主负继电器，会有很大的冲击电流流过该主回路，造成回路中的保险及线路损坏，因此动力电池需要设计合理的预充电电路来完成上电前的外部电路预充电工作。

传统的预充电功能是由电池包内部的预充电继电器及预充电电阻组成的电路完成的。如图1所示，由预充电继电器11和预充电电阻12组成预充电电路，为直流母线上的预充电容13进行预充电，完成预充电过程。

但在正常充电过程中，预充电电路处于断开状态，且无其他功能，会占用电池包的内部空间，不利于电池包内部空间的合理优化，同时预充电电路的设置带来了电池包成本的增加。

实用新型内容

本实用新型提供一种充电电路及电动汽车，以解决现有技术中预充电电路占用电池包内部空间，使得电池包空间布置不合理同时增加电池包成本的问题。

本实用新型提供一种充电电路，包括：

动力电池；

第一电容，第一端与所述动力电池的正极连接，第二端与所述动力电池的负极连接；

与所述第一电容并联连接的直流变换器；以及

与所述直流变换器连接的低压蓄电池；

其中，所述低压蓄电池、所述直流变换器以及所述第一电容形成所述动力电池的预充电回路。

可选的，所述充电电路还包括：第一充电输入端和第二充电输入端，其中所述第一充电输入端连接至所述动力电池的正极，所述第二充电输入端连接至所述动力电池的负极。

可选的，所述充电电路还包括：

第一控制开关，连接在所述第一电容的第一端与所述动力电池的正极相连接的电路上；

第二控制开关，连接在所述第一电容的第二端与所述动力电池的负极相连接的电路上。

可选的，所述第一控制开关和所述第二控制开关为继电器开关。

可选的，所述直流变换器为双向直流变换器。

可选的，所述低压蓄电池、所述双向直流变换器以及所述动力电池形成高压充电电路。

可选的，所述动力电池、所述双向直流变换器以及所述低压蓄电池形成低压充电电路。

本实用新型还提供一种电动汽车，所述电动汽车包括上述的充电电路。

本实用新型的有益效果至少包括：

本实用新型技术方案，通过直流变换器的双向控制对低压蓄电池进行高压转换，利用转换后的高压为第一电容进行预充电，实现预充电过程，可以减少动力电池内预充电电路的设计，节约了整车成本并节省了电池包内部空间，实现电池包布局的优化。

附图说明

图1表示现有技术预充电电路示意图；

图2表示本实用新型实施例的充电电路示意图一；

图3表示本实用新型实施例的充电电路示意图二；

图4表示本实用新型实施例高压充电电路示意图；

图5表示本实用新型实施例低压充电电路示意图；

图6表示本实用新型实施例的充电电路示意图三。

其中图中：1、动力电池；2、第一电容；3、直流变换器；31、第一变换电路；311、第一变换器；312、第一开关管；32、第二变换电路；321、第二变换器；322、第二开关管；4、低压蓄电池；5、第一控制开关；6、第二控制开关；71、第一控制器；72、第二控制器；8、整车控制器；11、预充电继电器；12、预充电电组；13、预充电容。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。

本实用新型提供一种充电电路，如图2所示，包括：

动力电池1；第一电容2，第一端与动力电池1的正极连接，第二端与动力电池1的负极连接；与第一电容2并联连接的直流变换器3；以及与直流变换器3连接的低压蓄电池4；其中，低压蓄电池4、直流变换器3以及第一电容2形成动力电池1的预充电回路。

动力电池1的正极端与第一电容2的第一端连接，动力电池1的负极端与第一电容2的第二端连接，为了保证动力电池1所在回路充放电的安全，需要对第一电容2进行预充电。通过设置一与第一电容2并联连接的、可进行双向电压转换的直流变换器3，并将直流变换器3与低压蓄电池4连接，可以实现利用直流变换器3和低压蓄电池4为第一电容2进行预充电，减少动力电池1内预充电电路的设计，节约整车成本并节省了电池包内部空间。

本实用新型技术方案中，利用直流变换器3将低压蓄电池4的低压转化为高压，利用转换后的高压为第一电容2进行预充电，以完成第一电容2的预充电过程。在完成预充电的基础上，可以节省预充电继电器及预充电电阻的设置，实现整车成本的降低以及电池包内部空间的优化。

在本实用新型上述实施例中，如图2所示，充电电路还包括：第一充电输入端和第二充电输入端，其中第一充电输入端连接至动力电池1的正极，第二充电输入端连接至动力电池1的负极。

本实用新型提供的充电电路还可以对动力电池1进行充电，实现在电动汽车由于亏电需要救援的情况下，对动力电池1进行充电，进而对车辆救援。此时，低压蓄电池4的低压经过直流变换器3的转换之后，直流变换器3可以获取转换后的高压，在动力电池1亏电的情况下，直流变换器3可以利用获取的高压为动力电池1充电，以实现对电动汽车的救援。

具体为：可以将救援车辆的低压蓄电池4与当前动力电池1亏电的等待救援的电动汽车的低压蓄电池4相连接，然后启动直流变换器3的低压转高压功能，利用低压蓄电池4为动力电池1充电，此时直流变换器3的正极端形成第一充电输入端，直流变换器3的负极端形成第二充电输入端，通过第一充电输入端与动力电池1正极的连接，第二充电输入端与动力电池1负极的连接，实现通过第一充电输入端和第二充电输入端为动力电池1进行充电。进而可以实现对亏电电动汽车的救援。且此时对于救援车辆的类型没有其他限制，救援车辆可以为燃油车或者电动汽车。需要说明的是，在利用低压蓄电池4为动力电池1充电时，可以同时实现对第一电容2的预充电。其中本实用新型实施例中的低压蓄电池4对应的电压为12V。

在本实用新型实施例中，如图2所示，充电电路还包括：第一控制开关5，连接在第一电容2的第一端与动力电池1的正极相连接的电路上；第二控制开关6，连接在第一电容2的第二端与动力电池1的负极相连接的电路上。

在动力电池1的正极与第一电容2的第一端之间设置有第一控制开关5，在动力电池1的负极与第一电容2的第二端之间设置有第二控制开关6，直流变换器3与第一电容2并联，直流变换器3的正极分别与第一控制开关5和第一电容2的第一端连接，直流变换器3的负极分别与第二控制开关6和第一电容2的第二端连接，且直流变换器3位于动力电池1与第一电容2之间。利用低压蓄电池4和直流变换器3可以分别为第一电容2和动力电池1进行充电。

如图2和图3所示，在利用低压蓄电池4和直流变换器3为第一电容2进行预充电时，第一控制开关5、第二控制开关6处于断开状态，此时需要有一与第一控制开关5和第二控制开关6连接的第一控制器71，来对第一控制开关5和第二控制开关6的状态进行控制，其中第一控制器71与整车控制器8连接，整车控制器8可以监测电动汽车的动力电池1的电量信息，在动力电池1的电量小于预设值时，整车控制器8向第一控制器71发送信号，使得第一控制器71控制第一控制开关5、第二控制开关6闭合，来实现为动力电池1充电。在动力电池1充电完成时，整车控制器8向第一控制器71发送信号，使得第一控制器71控制第一控制开关5、第二控制开关6断开。

在进行预充电时，第一控制器71控制第一控制开关5、第二控制开关6断开，此时利用直流变换器3将低压蓄电池4的低压转化为高压，由于此时第一控制开关5、第二控制开关6断开，可以利用转换后的高压为第一电容2进行预充电。

在利用低压蓄电池4和直流变换器3对动力电池1进行充电时，第二控制器72控制第一控制开关5和第二控制开关6闭合，此时利用直流变换器3将低压蓄电池4的低压转化为高压，然后利用转换后的高压为第一电容2和动力电池1进行充电。在为动力电池1进行充电的同时，可实现对第一电容2的预充电。

其中第一控制开关5和第二控制开关6为继电器开关，通过采用继电器开关可以利用电磁感应控制第一控制开关5和第二控制开关6的闭合与断开。由于第一控制开关5和第二控制开关6与第一控制器71连接，通过第一控制器71提供电信号实现第一控制开关5和第二控制开关6的闭合，在第一控制器71停止提供电信号后，实现第一控制开关5和第二控制开关6的断开。

在本实用新型实施例中，如图2、图4和图5所示，直流变换器3为双向直流变换器。

本实用新型实施例提供的直流变换器3为双向直流变换器，具有双向控制功能，即直流变换器3可以进行高压转低压，也可以进行低压转高压。在为第一电容2进行预充电以及为动力电池1进行充电时，直流变换器3进行低压转高压，在利用动力电池1为低压蓄电池4充电时，直流变换器3进行高压转低压。

其中，低压蓄电池、双向直流变换器以及动力电池形成高压充电电路。动力电池、双向直流变换器以及低压蓄电池形成低压充电电路。

在直流变换器3进行低压转高压时，低压蓄电池4、双向直流变换器以及动力电池1形成高压充电电路，此时第一控制开关5、第二控制开关6处于闭合状态。在直流变换器3进行高压转低压时，动力电池1、双向直流变换器以及低压蓄电池4形成低压充电电路，此时第一控制开关5、第二控制开关6处于闭合状态。

在本实用新型实施例中，如图2和图6所示，直流变换器3包括：进行低高压转换的第一变换电路31和进行高低压转换的第二变换电路32。第一变换电路31包括：第一变换器311，与第一变换器311连接的第一开关管312，第一开关管312与第一电容2和动力电池1连通；第二变换电路32包括：第二变换器321，与第二变换器321连接的第二开关管322，第二开关管322与动力电池1连通。充电电路还包括：与第一变换电路31和第二变换电路32连接的，控制第一变换电路31和第二变换电路32工作状态的第二控制器72，第二控制器72与整车控制器8连接，整车控制器8根据当前电动汽车的状态向第二控制器72发送信号，由第二控制器72来控制第一变换电路31和第二变换电路32的状态。

具体的，第二控制器72与第一变换电路31和第二变换电路32连接，控制第一变换电路31和第二变换电路32的状态。在控制第一变换电路31工作时，第二变换电路32处于非工作状态，此时第一开关管312处于工作状态，通过第一变换器311将低压蓄电池4的低压转换为高压，此时第一开关管312工作，可以为第一电容2进行预充电，也可以为动力电池1进行充电。

在控制第二变换电路32工作时，第一变换电路31处于非工作状态，此时第二开关管322处于工作状态，通过第二变换器321将动力电池1的高压转换为低压，可以为低压蓄电池4进行充电。

在本实用新型实施例中，如图2、图4、图5以及图6所示，直流变换器3在高压变换器和低压变换器之间进行切换，直流变换器3为高压变换器进行低压转高压时，第一变换电路31导通，第二变换电路32截止；直流变换器3为低压变换器进行高压转低压时，第一变换电路31截止，第二变换电路32导通。

具体为：双向直流变换器包括两种工作状态，在双向直流变换器为第一工作状态时，进行低压到高压的转换，可以为动力电池1和第一电容2充电；在双向直流变换器处于第二工作状态时，进行高压到低压的转换，可以为低压蓄电池4充电。其中，在第一工作状态下，第一开关管312处于工作状态，第二开关管322处于非工作状态；在第二工作状态下，第一开关管312处于非工作状态，第二开关管322处于工作状态。

本实用新型实施例，针对目前电动汽车上设置预充电电路为直流母线上的电容进行预充电，使得整车成本升高，电池包内部空间布置不合理的问题，提出了一种新的电动汽车高压预充电方式；通过直流变换器的双向控制完成电动汽车高压预充电，在不增加新零部件的情况下，节省预充电继电器和预充电电阻，节省整车成本并节省电池包内部空间，优化电池包布局。

同时，将单向的直流变换器设计为双向，在电动车亏电需要救援的情况下，可以将救援车辆的低压蓄电池与被救援车车辆的低压蓄电池相连接，并启动直流变换器进行低压高转换，利用低压蓄电池为被救车辆的动力电池充电，方便救援。

本实用新型实施例还提供一种电动汽车，包括上述的充电电路。

通过上述的充电电路，可以在动力电池为低压蓄电池进行充电的基础上，通过直流变换器的双向控制对低压蓄电池进行高压转换，利用转换后的高压为第一电容进行预充电，可以减少动力电池内预充电电路的设计，节约了整车成本并节省了电池包内部空间，实现电池包布局的优化。同时还可以利用转换后的高压为动力电池充电，实现对电动汽车的救援。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种充电电路，其特征在于，包括：

动力电池；

第一电容，第一端与所述动力电池的正极连接，第二端与所述动力电池的负极连接；

与所述第一电容并联连接的直流变换器；以及

与所述直流变换器连接的低压蓄电池；

其中，所述低压蓄电池、所述直流变换器以及所述第一电容形成所述动力电池的预充电回路。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括：第一充电输入端和第二充电输入端，其中所述第一充电输入端连接至所述动力电池的正极，所述第二充电输入端连接至所述动力电池的负极。

3.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括：

第一控制开关，连接在所述第一电容的第一端与所述动力电池的正极相连接的电路上；

第二控制开关，连接在所述第一电容的第二端与所述动力电池的负极相连接的电路上。

4.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述第一控制开关和所述第二控制开关为继电器开关。

5.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，所述直流变换器为双向直流变换器。

6.根据权利要求5所述的充电电路，其特征在于，所述低压蓄电池、所述双向直流变换器以及所述动力电池形成高压充电电路。

7.根据权利要求5所述的充电电路，其特征在于，所述动力电池、所述双向直流变换器以及所述低压蓄电池形成低压充电电路。

8.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括如权利要求1至7任一项所述的充电电路。