CN210007418U - 一种高压预充装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压预充装置，所述高压预充装置包括预充继电器、开关管、预充电阻和高压电源；所述预充继电器、所述开关管与所述预充电阻依次串联形成驱动电路，所述高压电源正极与所述驱动电路中的所述预充继电器串联。采用本实用新型不仅可以减少预充回路的体积，降低制造成本，而且还可以减少开关损耗，控制预充时间，有效避免了接触器的粘连、烧毁和产生拉弧。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电器领域，尤其涉及一种高压预充装置。
背景技术
新能源汽车随着国家政策倾向和环保要求应运而生，并且日渐普及，现如今，市场上大多数的新能源汽车中均集成高压用电设备，例如，电机控制器、BMS电池管理系统、充电机、空调压缩机、PTC加热器等。因为在高压用电设备中，闭合主接触器的瞬间，所涉用电设备输入端电容的电压值远远低于动力电池的电压，并且由于接触器的接触电阻比较小，一般为mΩ级别，将会产生非常大的电流，进而将会造成接触器的粘连、烧毁或者产生拉弧。虽然市场可以购买到带有灭弧装置的接触器，但是价格十分的昂贵，将会增加汽车制造的成本。为了保护高压电池和高压用电设备安全，减少新能源汽车的制造成本，采用在高压用电设备中设置高压预充装置的方式，在限制预充时的充电电流的同时，使得电压以一定的速率上升，在达到80％或90％动力电池电压时，再闭合主接触器，即可有效避免主接触器烧毁粘连，同时还可以避免产生电弧，保证了高压用电设备和驾驶车辆的安全。
传统的预充电路属于一种硬开关，主要包括主正接触器S1、主负接触器S2、预充继电器S3、预充电阻R1、膜电容C1和高压电池组。高压预充回路并联在主正接触器S1或者主负接触器S2的两端，当需要高压时，闭合主负接触器S2和预充继电器S3，由于预充电阻R1的限流作用，膜电容C1的电压以一定的斜率增大，直到达到与高压电池组的电压接近时，再闭合主正接触器S1，断开预充继电器S3，使得电压完全加在膜电容C1两端，完成预充过程。回路中的预充继电器S3选用的是专业的高压继电器，预充电阻R1采用的是几十欧姆的电阻，这些元件不仅增大了回路体积，增加了成本，而且还为安装和维护带来了不便。并且，传统的预充回路在预充继电器S3闭合瞬间会产生一定的功耗，极大地减少了高压电池组的续航里程和寿命。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，传统的预充电路体积较大、成本较高，并且无法控制预充时间，容易造成接触器粘连、烧毁和产生拉弧，对高压用电设备的使用的具有安全威胁。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高压预充装置，所述高压预充装置包括预充继电器、开关管、预充电阻和高压电源；所述预充继电器、所述开关管与所述预充电阻依次串联形成驱动电路，所述高压电源正极与所述驱动电路中的所述预充继电器串联。
进一步的，所述开关管为IGBT绝缘栅双极型晶体管。
进一步的，所述开关管包括门极、集电极和发射极；所述集电极与所述预充继电器串联，所述发射极与所述预充电阻串联。
进一步的，所述高压预充装置还包括主正接触器和主负接触器；所述主正接触器一端与所述高压电源正极串联，所述主负接触器一端与所述高压电源负极串联。
进一步的，所述驱动电路并联在所述主正接触器或者所述主负接触器两端。
进一步的，所述高压预充装置还包括高压用电设备；所述高压用电设备一端与所述主正接触器一端串联，所述高压用电设备另一端与所述主负接触器一端电性串联。
进一步的，所述高压用电设备为膜电容。
进一步的，所述预充继电器为电磁继电器，所述预充继电器为普通高压继电器或工业继电器。
进一步的，所述预充电阻大小为4-20Ω，所述预充电阻为普通小体积金属或水泥功率电阻。
进一步的，所述高压电源为200V及以上。
采用本实用新型具有以下增益：采用本实用新型不仅可以减少预充回路的体积，降低制造成本，而且还可以减少开关损耗，控制预充时间，有效避免了接触器的粘连、烧毁和产生拉弧。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案和优点，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的介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本实用新型的高压预充装置一种实施例的电路图；
图2是本实用新型的高压预充装置另一种实施例的电路图。
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，下面将结合本实用新型实施例中的附图，进一步清楚、完整地阐述实用新型实施例中的技术方案。显然，所述实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实用新型提供了一种高压预充装置，所述高压预充装置包括预充继电器S3、开关管Q1、预充电阻R1和高压电池组；所述开关管Q1与所述预充继电器S3串联，所述预充电阻R1与所述开关管Q1串联，所述高压电池组正极与所述预充继电器S3串联。
继续如图1所示，所述高压预充装置还包括主正接触器S1和主负接触器S2；所述主正接触器S1一端与所述高压电池组正极串联，所述主负接触器S2一端与所述高压电池组负极串联，所述预充继电器S3、所述开关管Q1和所述预充电阻R1依次串联同时并联在所述主正接触器S1两端。所述高压预充装置还包括高压用电设备C1；所述高压用电设备C1一端与所述主正接触器S1另一端串联，所述高压用电设备C1另一端与所述主负接触器S2另一端串联。
继续如图1所示，所述开关管Q1、所述预充继电器S3和所述预充电阻R1形成驱动电路。所述预充继电器S3为普通高压继电器或工业继电器，所述预充电阻R1为普通小体积金属或水泥功率电阻。所述开关管为IGBT绝缘栅双极型晶体管。所述IGBT开关管Q1工作频率很高，可达10KHz,在工作过程中对高压进行斩波处理，减低预充回路对预充继电器S3和预充电阻R1的体积和过流能力的要求。所述高压用电设备C1为膜电容。
继续参见图1，当整车接收到上电指令后，开始启动高压预充过程。首先闭合主负接触器S2和预充继电器S3，并打开IGBT开关管Q1。由于回路中串联了预充电阻R1，膜电容C1上的电压将以一定的斜率增大，直至达到与高压电池组2电压接近时，闭合主正接触器S1，同时断开预充继电器S3，使得高压完全加在膜电容C1上，完成预充过程。IGBT开关管Q1在高频工作环境下对高压进行斩波处理，由于其工作频率较大，大大降低了开关产生的损耗。在工作频率固定的情况下，通过控制驱动信号PWM占空比的变化，间接控制IGBT开关管Q1的开通时间，进而控制预充时间，当需要快速启动车辆时，需增大驱动信号PWM占空比，反之减少驱动信号PWM占空比。采用本实用新型不仅可以降低开关产生的损耗，而且可以根据需要增大或减少预充时间，有效避免了接触器的粘连、烧毁和产生拉弧。
实施例2
如图2所示，本实用新型提供了一种高压预充装置，所述高压预充装置包括预充继电器S3、开关管Q1、预充电阻R1和高压电池组；所述开关管Q1与所述预充继电器S3串联，所述预充电阻R1与所述开关管Q1串联，所述高压电池组正极与所述预充继电器S3串联。
继续如图2所示，所述高压预充装置还包括主正接触器S1和主负接触器S2；所述主正接触器S1一端与所述高压电池组正极串联，所述主负接触器S2一端与所述高压电池组负极串联，所述预充继电器S3、所述开关管Q1和所述预充电阻R1依次串联同时并联在所述主负接触器S2两端。所述高压预充装置还包括高压用电设备C1；所述高压用电设备C1一端与所述主正接触器S1另一端串联，所述高压用电设备C1另一端与所述主负接触器S2另一端串联。
继续如图2所示，所述开关管Q1、所述预充继电器S3和所述预充电阻R1形成驱动电路。所述预充继电器S3为普通高压继电器或工业继电器，所述预充电阻R1为普通小体积金属或水泥功率电阻。所述开关管为IGBT绝缘栅双极型晶体管。所述IGBT开关管Q1工作频率很高，可达10KHz,在工作过程中对高压进行斩波处理，减低预充回路对预充继电器S3和预充电阻R1的体积和过流能力的要求。所述高压用电设备C1为膜电容。
继续参见图2，当整车接收到上电指令后，开始启动高压预充过程。首先闭合主正接触器S1和预充继电器S3，并打开IGBT开关管Q1。由于回路中串联了预充电阻R1，膜电容C1上的电压将以一定的斜率增大，直至达到与高压电池组2电压接近时，闭合主负接触器S2，同时断开预充继电器S3，使得高压完全加在膜电容C1上，完成预充过程。IGBT开关管Q1在高频工作环境下对高压进行斩波处理，由于其工作频率较大，大大降低了开关产生的损耗。在工作频率固定的情况下，通过控制驱动信号PWM占空比的变化，间接控制IGBT开关管Q1的开通时间，进而控制预充时间，当需要快速启动车辆时，需增大驱动信号PWM占空比，反之减少驱动信号PWM占空比。采用本实用新型不仅可以降低开关产生的损耗，而且可以根据需要增大或减少预充时间，有效避免了接触器的粘连、烧毁和产生拉弧。
以上描述了本实用新型的优选实施方案，应当指出，本实用新型不受上述实施例的限制，对于本行业的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对实用新型作出改进和润饰，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的保护范围。
Claims (9)
1.一种高压预充装置，其特征在于，所述高压预充装置包括预充继电器、开关管、预充电阻、高压电源、主正接触器和主负接触器；
所述预充继电器、所述开关管与所述预充电阻依次串联形成驱动电路，所述高压电源正极与所述驱动电路中的所述预充继电器串联，所述主正接触器一端与所述高压电源正极串联，所述主负接触器一端与所述高压电源负极串联。
2.根据权利要求1所述的一种高压预充装置，其特征在于，所述开关管为IGBT绝缘栅双极型晶体管。
3.根据权利要求2所述的一种高压预充装置，其特征在于，所述开关管包括门极、集电极和发射极；所述集电极与所述预充继电器串联，所述发射极与所述预充电阻串联。
4.根据权利要求1所述的一种高压预充装置，其特征在于，所述驱动电路并联在所述主正接触器或者所述主负接触器两端。
5.根据权利要求1所述的一种高压预充装置，其特征在于，所述高压预充装置还包括高压用电设备；
所述高压用电设备一端与所述主正接触器一端串联，所述高压用电设备另一端与所述主负接触器一端电性串联。
6.根据权利要求5所述的一种高压预充装置，其特征在于，所述高压用电设备为膜电容。
7.根据权利要求1所述的一种高压预充装置，其特征在于，所述预充继电器为电磁继电器。
8.根据权利要求1所述的一种高压预充装置，其特征在于，所述预充电阻大小为4-20Ω。
9.根据权利要求1所述的一种高压预充装置，其特征在于，所述高压电源的电压值为200V以上。
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| CN201920326662.6U CN210007418U (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 一种高压预充装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112026522A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-12-04 | 吴江绿控电控科技有限公司 | 一种具有自动预充电功能的供电电路 |
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2019
- 2019-03-14 CN CN201920326662.6U patent/CN210007418U/zh active Active
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| CN112026522A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-12-04 | 吴江绿控电控科技有限公司 | 一种具有自动预充电功能的供电电路 |
| CN112026522B (zh) * | 2020-08-20 | 2024-03-29 | 吴江绿控电控科技有限公司 | 一种具有自动预充电功能的供电电路 |
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