CN212667134U - 一种分级预充回路控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分级预充回路控制电路，包括底盘整车控制器VCU、底盘电池管理控制器BMS、上装控制器VCU；还包括底盘预充电路和上装预充电路；所述底盘预充电路电性连接于主用电器系统；所述上装预充电路电性连接于上装用电器系统；所述底盘整车控制器VCU电性连接于底盘预充电路，且底盘预充电路电性连接于底盘电池管理控制器BMS，底盘电池管理控制器BMS电性连接于动力蓄电池和上装控制器VCU；所述底盘整车控制器VCU电性控制底盘电池管理控制器BMS，从而对主用电器系统上下电控制；所述上装控制器VCU电性控制底盘电池管理控制器BMS，从而对上装用电器系统上下电控制，达到分开控制不同的驱动电机系统的供电。

Description

一种分级预充回路控制电路

技术领域

本实用新型属于电动控制相关技术领域，尤其涉及一种分级预充回路控制电路。

背景技术

现有纯电动工程车、环卫车，采用在二类底盘上进行加装实现相应车型的功能；针对纯电动汽车上电过程中的预充是否匹配问题，伴随着逆变器有大小不一的电容，并不能完全适用于所有二类底盘车型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种分级预充回路控制电路，以解决背景技术的问题。

为实现上述目的，本实用新型的一种分级预充回路控制电路的具体技术方案如下：

一种分级预充回路控制电路，包括底盘整车控制器VCU、底盘电池管理控制器BMS、上装控制器VCU；还包括底盘预充电路和上装预充电路；所述底盘预充电路电性连接于主用电器系统；所述上装预充电路电性连接于上装用电器系统；所述底盘整车控制器VCU电性连接于底盘预充电路，且底盘预充电路电性连接于底盘电池管理控制器BMS，底盘电池管理控制器BMS电性连接于动力蓄电池和上装控制器VCU；所述底盘整车控制器VCU电性控制底盘电池管理控制器BMS，从而对主用电器系统上下电控制；所述上装控制器 VCU电性控制底盘电池管理控制器BMS，从而对上装用电器系统上下电控制。

进一步的，所述底盘预充电路包括：与动力蓄电池的正负极电性连接的“+”“-”极主导线、与“+”极主导线串联的底盘上装取电口继电器K1、与底盘上装取电口继电器K1的两端并联的主预充电路、与“-”极主导线串联的负继电器K0；负继电器K0连接在动力蓄电池的“-”极端和主用电器系统之间的“-”极主导线上；所述主预充电路对主用电器系统中的电容C进行预充电。

进一步的，所述主预充电路包括：与动力蓄电池的“+”极端电性连接的预充继电器K2、与预充继电器K2输出端电性串联的预充电阻R1，且预充电阻R1的另一端和底盘上装取电口继电器K1输出端电性连接。

进一步的，所述“+”极主导线上还串联有上装保险丝，且上装保险丝连接在动力蓄电池的“+”极端和底盘上装取电口继电器K1之间的“+”极主导线上。

进一步的，所述主用电器系统包括：与“+”“-”极主导线输出端电性连接的第一逆变器、与第一逆变器电性连接的第一驱动电机。

进一步的，所述上装预充电路包括：与“+”“-”极主导线的输出端连接的“+”“-”副导线，与“+”极副导线串联的上装大功率用电器继电器 K3、与上装大功率用电器继电器K3的两端并联的上装的副预充电路，所述“+”“-”极副导线和主用电器系统之间并联，所述副预充电路和“-”极副导线电性连接于上装用电器系统上，副预充电路对上装用电器系统中的电容C进行预充电。

进一步的，所述副预充电路包括：与“+”极副导线输出端电性连接的预充继电器K4、与预充继电器K4输出端电性串联的预充电阻R2，且预充电阻R2的另一端和上装大功率用电器继电器K3的输出端电性连接。

进一步的，所述上装用电器系统包括：与“+”“-”极副导线输出端电性连接的逆变器第二逆变器、与第二逆变器电性连接的第二驱动电机。

一种分级预充回路控制电路的控制方法包括以下步骤：

启动ON挡位开关，同时激活底盘整车控制器VCU、底盘电池管理控制器 BMS、上装控制器VCU；底盘上高压电完成以后，闭合主路上的负继电器K0，使主路上的上装取电口高压“-”处于导通状态，无异常情况下，然后，对下列进行控制；

a.底盘整车控制器VCU电性控制底盘电池管理控制器BMS，对主用电器系统上、下电控制；

b.上装控制器VCU电性控制底盘电池管理控制器BMS，从而对上装用电器系统上、下电控制。

进一步的，上电控制中，a中进行主路上的上装取电口预充回路的主控制：闭合预充继电器K2,通过预充电阻R1,对主用电器系统中的逆变器1中电容C进行充电，当逆变器1的端部的电压达到电池电压的90％，完成预充后，闭合底盘上装取电口电池端的主路上的正极继电器K1,主路中的上装取电口高压+处于导通状态；可实现主用电器系统的上电完成；若预充未按照规定时间能完成，则对主路的取电口上电失败。

进一步的，上电控制中，对主路的取电口上电成功后，且对上装电器端继电器状态进行检测，若有异常，上电失败；若无异常，进行b中对上装用电器系统上下电控制，即副路上的上装取电口预充回路的副控制：

闭合预充继电器K4,通过预充电阻R2,对上装用电器系统中的逆变器2的电容C进行充电，当逆变器2的端部的电压达到电池电压的90％，完成预充后闭合上装系统的继电器K3,上装大功率用电器的高压“+”处于导通状态；可实现上装用电器系统的上电完成；若预充未按照规定时间能完成，则上装用电器系统中的上装电器上电失败。

进一步的，上电控制中，上装用电器系统中的上装电器完成后，发送指令至上装控制器VCU判断是否上电成功。

进一步的，下电控制中，整车处于上高压状态时，底盘整车控制器VCU、底盘电池管理控制器BMS、上装控制器VCU都处于上高压模式；

当底盘整车控制器VCU检测不到ON挡信后，控制上装控制器VCU，从而控制关闭上装大功率用电器,实现输出功率下降或关闭；利用BMS执行切断用电器系统：先断开继电器K3，实现上装用电器系统的高压“+”回路断开；

再断开主路上的底盘上装取电口电池正极的继电器K1，实现对主用电器系统的高压“+”回路断开；断开上装取电电池端主负继电器K；并将断开结果发至底盘整车控制器VCU；底盘整车控制器VCU进行此指令的判断，若未收到，则持续保持发送关闭上装大功率用电器完成指令；若收到，则下电完成。

进一步的，整车处于上高压状态时，底盘整车控制器VCU、底盘电池管理控制器BMS、上装控制器VCU都处于上高压模式；

当BMS检测到电池系统有故障时，信号传递到上装控制器VCU，BMS执行切断用电器系统：先断开上装系统正极继电器K3，实现上装用电器系统的高“+”回路断开；再断开主路上的继电器K1，实现主路上的高压“+”回路断开；断开主路上的负继电器K0；并将断开结果发至底盘整车控制器VCU；底盘整车控制器VCU进行此指令的判断，若未收到，则持续保持发送关闭的上装用电器系统完成指令；若收到，则下电完成。

相比较现有技术而言，本实用新型具有以下有益效果：

底盘上电完成后，通过CAN(控制器局域网络)发送指令至上装整车控制器VCU，上装整车控制器通过CAN发送相应指令，控制BMS闭合相应的预充回路，实现分级、分时序、分时段的闭合不同的预充回路；达到分开控制不同的驱动电机系统的供电。实现上装电器对二类底盘预充回路的依赖性，避免了因二类底盘预充回路无法满足上装需求，而缩小环卫车上装系统对二类底盘的选择范围，提高了上装系统的适用宽度。

附图说明

图1为本实用新型中的控制原理图；

图2为本实用新型中实施例的控制原理图；

图3为本实用新型中的电路图；

图4为本实用新型中的具体实施例的电路图；

图5为图4中逆变器的结构电路图；

图6为正常上电控制的流程图；

图7为正常下电控制的流程图；

图8为异常下电控制的流程图。

具体实施方式

为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图1-8，对本实用新型的理解。

如图1和4，本设计的电路中核心控制原理是：底盘整车控制器VCU电性控制底盘电池管理控制器BMS，从而BMS对主用电器系统上下电控制；上装控制器VCU电性控制底盘电池管理控制器BMS，从而BMS对上装用电器系统上下电控制。如图2，例如：本实施例中，主用电器系统为上装驱动电机 1系统，上装用电器系统为上装驱动电机2系统，其中，上装部分从底盘部分进行取电，在底盘上可以对上装驱动电机1系统进行预充，然后，底盘部分设置取电口，即引出“+”“-”副导线，为上装部分实现取电，取到的电能再对上装驱动电机2系统预充，从而实现，分级、分时序、分时段的闭合不同的主、副预充回路；达到分开控制不同的驱动电机系统的供电。

本设计电路控制中的核心部件功能如下：

K0：底盘电池端主路的负继电器，用于控制电池高压“-”的通断；

K1：底盘上装取电口电池端主路的正极继电器，用于控制底盘上装取电口高压“+”的通断；

K2：底盘上装取电口的预充继电器，用于控制预充回路的通断；

R1：底盘上装取电口预充回路中预充电阻，用于预充回路工作中的限流作用；

K3：上装系统正极继电器，用于控制上装大功率逆变高压“+”的通断；

K4：上装系统的预充继电器，用于控制上装大功率逆变器预充回路的通断；R2：上装系统预充回路中预充电阻，用于预充回路工作中的限流作用。

上述记载的第一逆变器即为图中所示的逆变器1和第二逆变器即为图中所示的逆变器2，二者内部结构图均相同，见图所示。

上述记载的第一驱动电机即为图中所示的驱动电机1，第二驱动电机即为图中所示的驱动电机2。

预充回路的作用：电池前端有较大的电容C，若无预充电路，主继电器直接与电容C接通，此时电池电压较高，而电容C上的电压接近0V，此时相当于瞬间短路，负载电阻为导线和继电器触点电阻，电阻值很小，而电压大，瞬间电流可达到上万安培，主继电会出现粘连状态，导致车辆故障；加入预充回路，主继电器先断开，预充继电器和预充电阻线接通，通过预充电阻进行限流，对电容C进行充电，当电容电压达到电池电压的90％，再闭合主继电器，可实现对主继电器的保护作用。

如图2，在分级预充回路控制电路的控制方法中，本实施例中，主用电器系统为上装驱动电机1系统，上装用电器系统为上装驱动电机2系统。预充回路的控电路方法整体分为三个控制子流程，分别为上电控制流程、正常下电控制流程、异常下电控制流程；针对三个控制流程，分别通过控制流程图的方式进行表述：

一、上电控制策略流程说明(如图6)：

1)、ON挡电，激活底盘整车控制器VCU、底盘电池管理控制器BMS、上装控制器VCU；

2)、底盘上高压电完成以后，发送“上电完成指令”至上装控制器VCU；

上装接收到“上电完成指令”后，发送“上装取电请求指令”至BMS， BMS接收到“上装取电请求指令”后；对主路上的“取电口电池端继电器状态”进行检测，若有异常，上电失败；若无异常，闭合上装取电电池端主路的负继电器K0，使上装取电口高压“-”处于导通状态；进行上装取电口预充回路的控制，闭合预充继电器K2,通过预充电阻R1,对上装驱动电机系统1 的逆变器的电容C进行充电，当逆变器1的端部的电压达到电池电压的90％，完成预充后，闭合底盘上装取电口电池端主路的正极继电器K1,主路上的上装取电口高压“+”处于导通状态；可实现上装驱动电机1系统的上电完成；若预充未按照规定时间能完成，则取电口上电失败。

3)、当BMS上电完成后，发送“取电口上电成功指令”至上装控制器VCU；上装控制器VCU进行此指令的判断，若未收到，则持续保持发送“上装取电请求指令”；若收到，则发送“上装电器取电请求指令”至BMS；BMS接收到“上装电器取电请求指令”后，对上装电器端继电器状态进行检测，若有异常，上电失败；若无异常，进行上装用电器预充回路的控制，闭合预充继电器K4,通过预充电阻R2,对上装驱动电机系统2的逆变器的电容C进行充电，当逆变器端的电压达到电池电压的90％，完成预充后闭合上装系统正极继电器 K3,上装大功率用电器高压“+”处于导通状态；可实现上装驱动电机2系统的上电完成；若预充未按照规定时间能完成，则上装电器上电失败。

4)、当上装部分里面的上装用电器的上电完成后，发送“电器上电成功指令”至上装控制器VCU；上装控制器VCU进行此指令的判断，若未收到，则持续保持发送“上装电器取电请求指令”；若收到，则上电成功；

5)、判断框检测若为“否”，此位置判断流程循环时间为5s，超过5s上报相应故障至检测控制模块。

其中：检测整车继电器状态必须是实时反馈的实际状态。

二、正常下电控制流程说明(如图7)：

1)、整车处于上高压状态时，底盘整车控制器VCU、底盘电池管理控制器BMS、上装控制器VCU都处于上高压模式；

2)、当底盘整车控制器VCU检测不到“ON挡信号”以后，发送“整车下高压请求指令”至BMS；BMS接收到“整车下高压请求指令”后，发送“上装电器下高压请求指令”至上装控制器VCU；

3)、上装控制器VCU接收到“上装电器下高压请求指令”后；进行关闭上装大功率用电器,实现输出功率下降或关闭；并发送“关闭上装大功率用电器完成指令”至BMS；BMS进行此指令的判断，若未收到，则持续保持发送“上装电器下高压请求指令”；若收到，BMS执行切断用电器系列动作(先断开上装系统正极继电器K3，实现上装驱动电机2系统的高压“+”回路断开；再断开底盘上装取电口电池端主路的正极继电器K1，实现上装驱动电机1系统的高压“+”回路断开；断开上装取电电池端主路的负继电器K0)；并将断开结果发至整车控制器VCU；整车控制进行此指令的判断，若未收到，则持续保持发送“关闭上装大功率用电器完成指令”；若收到，则下电完成。

三、异常下电控制流程说明(如图8)：

1)、整车处于上高压状态时，底盘整车控制器VCU、底盘电池管理控制器 BMS、上装控制器VCU都处于上高压模式；

2)、当BMS检测到电池系统有“三级故障”，发送“请求下高压指令”；底盘整车控制器VCU检测此指令，若未收到，且“整车无三级故障”，则整车控制器不处理；若收到，或“整车有三级故障”；底盘整车控制器VCU发出“整车下高压请求指令”；BMS检测此指令，若未收到，则持续保持发送“请求下高压指令”；若收到，BMS发送“上装电器下高压请求指令”至上装控制VCU；

3)、上装控制器VCU接收到“上装电器下高压请求指令”后；进行关闭上装大功率用电器,实现输出功率下降或关闭工作状态；并发送“关闭上装大功率用电器完成指令”至BMS；BMS进行此指令的判断，若未收到，则持续保持发送“上装电器下高压请求指令”；若收到，BMS执行切断用电器系列动作(先断开上装系统正极继电器K3，实现上装驱动电机2系统的高压+回路断开；再断开底盘上装取电口电池端主路的正极继电器K1，实现上装驱动电机1系统的高压“+”回路断开；断开上装取电电池端主负继电器K0)；并将断开结果发至底盘整车控制器VCU；整车控制进行此指令的判断，若未收到，则持续保持发送“关闭上装大功率用电器完成指令”；若收到，则下电完成。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种分级预充回路控制电路，包括底盘整车控制器VCU、底盘电池管理控制器BMS、上装控制器VCU；

其特征在于：还包括底盘预充电路和上装预充电路；所述底盘预充电路电性连接于主用电器系统；所述上装预充电路电性连接于上装用电器系统；

所述底盘整车控制器VCU电性连接于底盘预充电路，且底盘预充电路电性连接于底盘电池管理控制器BMS，底盘电池管理控制器BMS电性连接于动力蓄电池和上装控制器VCU；

所述底盘整车控制器VCU电性控制底盘电池管理控制器BMS，从而对主用电器系统上下电控制；

所述上装控制器VCU电性控制底盘电池管理控制器BMS，从而对上装用电器系统上下电控制。

2.根据权利要求1所述的分级预充回路控制电路，其特征在于，所述底盘预充电路包括：与动力蓄电池的正负极电性连接的“+”“-”极主导线、与“+”极主导线串联的底盘上装取电口继电器K1、与底盘上装取电口继电器K1的两端并联的主预充电路、与“-”极主导线串联的负继电器K0；负继电器K0连接在动力蓄电池的“-”极端和主用电器系统之间的“-”极主导线上；所述主预充电路对主用电器系统中的电容C进行预充电。

3.根据权利要求2所述的分级预充回路控制电路，其特征在于，所述主预充电路包括：与动力蓄电池的“+”极端电性连接的预充继电器K2、与预充继电器K2输出端电性串联的预充电阻R1，且预充电阻R1的另一端和底盘上装取电口继电器K1输出端电性连接。

4.根据权利要求3所述的分级预充回路控制电路，其特征在于，所述“+”极主导线上还串联有上装保险丝，且上装保险丝连接在动力蓄电池的“+”极端和底盘上装取电口继电器K1之间的“+”极主导线上。

5.根据权利要求4所述的分级预充回路控制电路，其特征在于，所述主用电器系统包括：与“+”“-”极主导线输出端电性连接的第一逆变器、与第一逆变器电性连接的第一驱动电机。

6.根据权利要求5所述的分级预充回路控制电路，其特征在于，所述上装预充电路包括：与“+”“-”极主导线的输出端连接的“+”“-”副导线，与“+”极副导线串联的上装大功率用电器继电器K3、与上装大功率用电器继电器K3的两端并联的上装的副预充电路，所述“+”“-”极副导线和主用电器系统之间并联，所述副预充电路和“-”极副导线电性连接于上装用电器系统上，副预充电路对上装用电器系统中的电容C进行预充电。

7.根据权利要求6所述的分级预充回路控制电路，其特征在于，所述副预充电路包括：与“+”极副导线输出端电性连接的预充继电器K4、与预充继电器K4输出端电性串联的预充电阻R2，且预充电阻R2的另一端和上装大功率用电器继电器K3的输出端电性连接。

8.根据权利要求7所述的分级预充回路控制电路，其特征在于，所述上装用电器系统包括：与“+”“-”极副导线输出端电性连接的第二逆变器、与第二逆变器电性连接的第二驱动电机。

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