CN208813003U - 电动汽车及驱动电动汽车高压部件工作的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了电动汽车及驱动电动汽车高压部件工作的装置，该方法包括：若高压电池输出正常，高压电池输出的高压电压经由第一单向导通器件驱动高压部件工作；若高压电池输出异常，启动低压电池，低压电池输出的低压电压通过变压器进行升压，升压后的电压经由第二单向导通器件驱动高压部件工作。本实用新型中，在电动汽车的高压部件与电池之间增设电压转换模块，若高压电池工作异常，则低压电池输出的低压电压经过变压器进行升压，升压后的电压经过单向导通器件传递给高压部件，以保障高压跌落时高压部件的正常工作。该电压转换模块的设计简单易实现，相比于现有做法，其增设有效降低了电动汽车的系统成本。

Description

电动汽车及驱动电动汽车高压部件工作的装置

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车及驱动电动汽车高压部件工作的装置。

背景技术

电动汽车，是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。随着社会对环境问题的日益关注，电动汽车得到了大规模的普及应用。相对于传统汽车来说，电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，其中涉及到的高压部件均由高压电池提供能量，譬如电机控制器、DC-DC转换器、油泵控制器、气泵控制器、绝缘检测仪，等等。

在电动汽车的运行过程中，一旦高压电池因异常而出现断路，以上高压部件便会停止工作，从而影响电动汽车的正常行驶，造成安全隐患。因此，需要从技术上保证当高压电池断路时，高压部件还能工作至高压电池恢复正常或电动汽车停靠至安全位置。目前常规的做法为从低压电池取电做升压处理后驱动高压部件工作，具体包括：通过大功率的DC-DC转换器进行升压处理，或者通过为电机增加一套低压绕组和一个低压控制器来进行升压处理，但以上做法均会大大增加电动汽车的系统成本。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了驱动电动汽车高压部件工作的装置及电动汽车，以解决目前对低压电池取电做升压处理以驱动高压部件工作的技术方案，会为电动汽车增加过多的系统成本的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种驱动电动汽车高压部件工作的方法，包括电压转换模块，所述电压转换模块包括第一单向导通器件、变压器和第二单向导通器件，所述第一单向导通器件的输入端与高压电池的输出端连接，所述变压器的主线圈与低压电池的输出端连接，所述变压器的副线圈与所述第二单向导通器件的输入端连接，所述第一单向导通器件的输出端和所述第二单向导通器件的输出端均同时与所述高压部件连接，所述方法包括：

若所述高压电池输出正常，所述高压电池输出的高压电压经由所述第一单向导通器件驱动所述高压部件工作；

若所述高压电池输出异常，启动所述低压电池，所述低压电池输出的低压电压通过所述变压器进行升压，升压后的电压经由所述第二单向导通器件驱动所述高压部件工作。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种驱动电动汽车高压部件工作的装置，包括电压转换模块，所述电压转换模块包括第一单向导通器件、变压器和第二单向导通器件，所述第一单向导通器件的输入端与高压电池的输出端连接，所述变压器的主线圈与低压电池的输出端连接，所述变压器的副线圈与所述第二单向导通器件的输入端连接，所述第一单向导通器件的输出端和所述第二单向导通器件的输出端均同时与所述高压部件连接，所述装置用于：

若所述高压电池输出正常，所述高压电池输出的高压电压经由所述第一单向导通器件驱动所述高压部件工作；

若所述高压电池输出异常，启动所述低压电池，所述低压电池输出的低压电压通过所述变压器进行升压，升压后的电压经由所述第二单向导通器件驱动所述高压部件工作。

本实用新型实施例的第三方面提供了一种电动汽车，包括如上所述的驱动电动汽车高压部件工作的装置。

本实用新型实施例中，在电动汽车的高压部件与电池之间增设电压转换模块，若高压电池工作异常，则低压电池输出的低压电压经过变压器进行升压，升压后的电压经过单向导通器件传递给高压部件，以保障高压跌落时高压部件的正常工作。该电压转换模块的设计简单易实现，相比于现有做法，其增设有效降低了电动汽车的系统成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的电压转换模块的硬件连接示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的电压转换模块的硬件连接示意图；

图3是本实用新型实施例提供的通过时间限制的方法对电压转换模块的运行进行控制的实现流程图；

图4是本实用新型实施例提供的通过时间限制方法对电压转换模块的运行控制的折线图；

图5是本实用新型实施例提供的通过输出功率限制的方法对电压转换模块的运行进行控制的实现流程图；

图6是本实用新型实施例提供的通过输出功率限制方法对电压转换模块的运行控制的折线图。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

实施例一对本实用新型实施例提供的驱动电动汽车高压部件工作的方法进行阐述。图1示出了本实用新型实施例提供的电压转换模块的硬件连接示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

参见图1，电压转换模块包括第一单向导通器件D1、变压器T1和第二单向导通器件D2，其中，第一单向导通器件D1的输入端与高压电池的输出端UH连接，变压器T1的主线圈与低压电池的输出端UL连接，变压器T1的副线圈与第二单向导通器件D2的输入端连接，第一单向导通器件D1的输出端和第二单向导通器件D2的输出端均同时与高压部件连接。示例性地，如图2所示，高压部件可以为高压驱动的控制器，例如油泵控制器，第一单向导通器件D1的输出端和第二单向导通器件D2的输出端均同时与控制器连接，以使得高电压能够传递给控制器，以经由控制器驱动高压电机运转。本实施例中，单向导通器件为二极管，其输入/输出端分别为二极管的阳极/阴极；在其他实施方式中，单向导通器件可以为可控开关管，如MOS管、IGBT等通过一驱动信号控制其单向导通。

基于图1所示的电压转换模块，本实用新型实施例提供的驱动电动汽车高压部件工作的方法包括：

若高压电池输出正常，高压电池输出的高压电压经由第一单向导通器件驱动高压部件工作；

若高压电池输出异常，启动低压电池，低压电池输出的低压电压通过变压器进行升压，升压后的电压经由第二单向导通器件驱动高压部件工作。

即，电压转换模块存在两种工作模式：

其一，在高压电池输出的高压电压正常的情况下，高压电压通过单向导通器件传递给高压部件，以驱动高压部件工作。例如，通过单向导通器件将高压电压传递给控制器，以驱动高压电机。

其二，一旦高压电池输出的高压电压异常，包括高压电池断路或其输出的高压电压不在要求范围内，则启动低压电池，低压电池输出低压电压，低压电压通过变压器进行升压之后变换为高压电压，再通过单向导通器件传递给高压部件，以驱动高压部件工作。此时，连接高压电池的单向导通器件的输入端所在端为低电位端，输出端所在端为高电位端，该单向导通器件反向截止。

因此，根据高压电池输出的高压电压正常与否，电压转换模块可以在上述两种工作模式之间自由切换，大多情况下，高压部件仍通过高压电池供电，而在出现高压跌落的情况下，通过工作模式切换，改由对低压电池输出的低压电压做升压处理后为高压部件供电，可以保证高压部件仍能正常工作，保障了电动汽车的安全行驶。该电压转换模块的设计简单易实现，能够很好地实现对电动汽车的系统成本控制，降低电动汽车的系统成本。

进一步地，在通过低压电池为高压部件供电时，为了确保电压转换模块自身的安全稳定运行，需要根据预设的控制条件对电压转换模块的运行进行控制。

作为本实用新型的一个实施例，通过时间限制的方法对电压转换模块的运行进行控制，如图3所示：

S301，在低压电池启动后开始计时。

通过设置计时器，一旦高压电池输出异常，低压电池启动，则计时器清零并开始计时。

S302，若计时时长达到预设时长，关闭电压转换模块。

预先设置有一预设时长，一旦计时器的计时时长达到该预设时长，则令电压转换模块停止工作，图4通过折线图展示了通过时间限制方法对电压转换模块的运行控制，其中，预设时长为t。该预设时长的设置，通常能够确保在高压跌落时，电动汽车能够在该时长内停驶至一安全位置，并在该预设时长计时到达后及时关闭电压转换模块，以避免低压电池持续供电并持续驱动高压部件运行，从而造成电动汽车运行上的安全隐患。

作为本实用新型的另一实施例，通过输出功率限制的方法对电压转换模块的运行进行控制，如图5所示：

S501，实时监测电压转换模块的温度。

一旦高压电池输出异常，低压电池启动，则同时启动温度传感器，对电压转换模块的工作温度进行实时监测。

S502，若监测到电压转换模块的温度小于第一预设温度，控制电压转换模块以满功率运行。

通过第一预设温度的设置来保障对高压部件的正常驱动，只要电压转换模块的温度小于该第一预设温度，表明此时的系统负荷还在可受范围内，安全系数较高，电压转换模块可以以100％的满功率运行，以较好地保障对高压部件的驱动。

S503，若监测到电压转换模块的温度大于第一预设温度，控制电压转换模块的输出功率线性下降。

若监测到电压转换模块的温度大于第一预设温度，此时较高的工作温度代表较高的系统负荷，可能带来一定的运行安全隐患，此时，对电压转换模块的输出功率进行调节，以逐渐降低电压转换模块的输出功率，且在输出功率逐渐降低的过程中，仍然可以为高压部件提供一定的能量，在确保了电压转换模块自身安全的同时，也保证了电动汽车在一段时间内的行驶安全。

在本实用新型实施例中，对电压转换模块的输出功率进行线性下降限制，即，在模块温度达到第一预设温度之后，并非直接关闭电压转换模块，而是线性地降低其输出功率，以保证电动汽车能够平稳地过渡到停驶状态。

进一步地，采用以下方式控制电压转换模块的输出功率线性下降：

在电压转换模块的温度由第一预设温度上升至第二预设温度的过程中，控制电压转换模块的输出功率线性降低至预设功率，其中，预设功率与满功率的比值为预设百分比。

在此，第二预设温度为比第一预设温度高的温度值。由于电压转换模块在达到第一预设温度后，短时内仍然会处于一继续升温的过程，因此，在系统的可受范围内，再设置第二预设温度，在电压转换模块由第一预设温度上升至第二预设温度的过程中，线性降低电压转换模块的输出功率至一预设功率。其中，预设功率为一可调节的功率值，示例性地，可以为电压转换模块满输出功率的20％。图6通过折线图展示了通过输出功率限制方法对电压转换模块的运行控制。

实施例二：

实施例二对本实用新型实施例提供的驱动电动汽车高压部件工作的装置进行阐述。该驱动电动汽车高压部件工作的装置包括如上文图1所示的电压转换模块，该电压转换模块包括第一单向导通器件D1、变压器T1和第二单向导通器件D2，其中，第一单向导通器件D1的输入端与高压电池的输出端UH连接，变压器T1的主线圈与低压电池的输出端UL连接，变压器T1的副线圈与第二单向导通器件D2的输入端连接，第一单向导通器件D1的输出端和第二单向导通器件D2的输出端均同时与高压部件连接。示例性地，高压部件可以为高压驱动的控制器，例如油泵控制器，第一单向导通器件D1的输出端和第二单向导通器件D2的输出端均同时与控制器连接，以使得高电压能够传递给控制器，以经由控制器驱动高压电机运转。

基于上述电压转换模块，在驱动高压部件工作时，所述装置用于：

若高压电池输出正常，高压电池输出的高压电压经由第一单向导通器件驱动高压部件工作。即，在高压电池输出的高压电压正常的情况下，高压电压通过单向导通器件传递给高压部件，以驱动高压部件工作。

若高压电池输出异常，启动低压电池，低压电池输出的低压电压通过变压器进行升压，升压后的电压经由第二单向导通器件驱动高压部件工作。即，一旦高压电池输出的高压电压异常，包括高压电池断路或其输出的高压电压不在要求范围内，则启动低压电池，低压电池输出低压电压，低压电压通过变压器进行升压之后变换为高压电压，再通过单向导通器件传递给高压部件，以驱动高压部件工作。

因此，根据高压电池输出的高压电压正常与否，电压转换模块可以在上述两种工作模式之间自由切换，大多情况下，高压部件仍通过高压电池供电，而在出现高压跌落的情况下，通过工作模式切换，改由对低压电池输出的低压电压做升压处理后为高压部件供电，可以保证高压部件仍能正常工作，保障了电动汽车的安全行驶。该电压转换模块的设计简单易实现，能够很好地实现对电动汽车的系统成本控制，降低电动汽车的系统成本。

进一步地，在通过低压电池为高压部件供电时，为了确保电压转换模块自身的安全稳定运行，需要根据预设的控制条件对电压转换模块的运行进行控制。具体实现中，可以通过时间限制方法或输出功率限制方法来对电压转换模块的运行进行控制。

时间限制方法中，该装置用于在低压电池启动后开始计时。并在计时时长达到预设时长时，关闭电压转换模块。该预设时长的设置，通常能够确保在高压跌落时，电动汽车能够在该时长内停驶至一安全位置，并在该预设时长计时到达后及时关闭电压转换模块，以避免低压电池持续供电并持续驱动高压部件运行，从而造成电动汽车运行上的安全隐患。

输出功率控制方法中，该装置用于实时监测电压转换模块的温度，若监测到电压转换模块的温度小于第一预设温度，控制电压转换模块以满功率运行，若监测到电压转换模块的温度大于第一预设温度，控制电压转换模块的输出功率线性下降。在该方案中，模块温度达到第一预设温度之后，并非直接关闭电压转换模块，而是线性地降低其输出功率，以保证电动汽车能够平稳地过渡到停驶状态。

关于对电压转换模块进行运行控制的详细原理已在上文实施例一中进行了详细阐述，在此不再赘述。

实施例三：

实施例三还提供了一种电动汽车，该电动汽车中包括了如本实用新型实施例二所提供的驱动电动汽车高压部件工作的装置。相关的技术原理及技术效果均已在上文实施例中进行了详细阐述，在此不再赘述。

本实用新型实施例中，在电动汽车的高压部件与电池之间增设电压转换模块，若高压电池工作异常，则低压电池输出的低压电压经过变压器进行升压，升压后的电压经过单向导通器件传递给高压部件，以保障高压跌落时高压部件的正常工作。该电压转换模块的设计简单易实现，相比于现有做法，其增设有效降低了电动汽车的系统成本。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种驱动电动汽车高压部件工作的装置，其特征在于，包括电压转换模块，所述电压转换模块包括第一单向导通器件、变压器和第二单向导通器件，所述第一单向导通器件的输入端与高压电池的输出端连接，所述变压器的主线圈与低压电池的输出端连接，所述变压器的副线圈与所述第二单向导通器件的输入端连接，所述第一单向导通器件的输出端和所述第二单向导通器件的输出端均同时与所述高压部件连接，其中：

在所述高压电池输出正常的情况下，所述高压电池输出的高压电压作为所述高压部件的驱动电压并经由所述第一单向导通器件传递给所述高压部件；

在所述高压电池输出异常的情况下，所述低压电池输出的低压电压通过所述变压器进行升压变换后的高压电压作为所述高压部件的驱动电压并经由所述第二单向导通器件传递给所述高压部件。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述高压电池输出异常的情况下，所述电压转换模块在所述低压电池启动后达到一预定时长后关闭。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述高压电池输出异常的情况下，若所述电压转换模块的温度不大于第一预设温度，所述电压转换模块以满功率运行；若所述电压转换模块的温度大于所述第一预设温度，所述电压转换模块的输出功率线性下降。

4.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的驱动电动汽车高压部件工作的装置。