CN213007972U - 一种充电电路及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种充电电路及车辆，充电电路包括高压回路、低压回路和隔离继电器；低压回路用于控制高压回路，隔离继电器设置于高压回路与低压回路之间；在低压回路中，车载充电机与直流变换器电连接，直流变换器与整车控制器电连接，慢充继电器设置在车载充电机与直流变换器之间的电路上，充电接口与车载充电机电连接，蓄电池与车载充电机电连接，低压辅助电源与车载充电机之间通过机械开关电连接。本实用新型实施例中通过在高压回路和低压回路之间设置隔离继电器，当隔离继电器断开时，高压回路与低压回路隔离，利用低压辅助电源可以激活整车控制器，控制隔离继电器闭合，完成充电过程，向蓄电池充电，提升了蓄电池充电的便利性。

Description

一种充电电路及车辆

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别是涉及一种充电电路及车辆。

背景技术

近些年，随着电驱动技术的发展进步，电动新能源汽车得到了快速发展。在电动新能源汽车中，车辆的驱动电机由高压电池包提供电源，车辆的远程操控模块、网联平台管理模块等低压模块由车载的低压蓄电池供电。电动新能源汽车现有的电路架构中，低压系统充电只能在车辆高压系统连接完成后方可实现，而在低压蓄电池电量耗尽的情况下，车辆无法实现高压连接，也就无法给低压蓄电池充电。此时，即便高压电池包中有电能，车辆仍无法运动。

在这种状况下，通常通过在低压蓄电池上外接电瓶给车辆低压蓄电池进行充电后，方可实现各功能。然而，因为车辆整车的机械结构，现场设备等原因，搭接外接电瓶向低压蓄电池充电以激活整车控制器的方式有时候十分困难。

因此，目前的电动新能源汽车在低压蓄电池亏电的情况下充电较为困难不便。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种充电电路及车辆，以解决现有车辆的低压蓄电池在亏电的情况下充电较为困难不便的问题。

为了解决上述问题，一方面，本实用新型公开了一种充电电路，所述充电电路包括高压回路和低压回路和隔离继电器；

所述低压回路用于控制所述高压回路，所述隔离继电器设置于所述高压回路与所述低压回路之间；

所述低压回路包括整车控制器、车载充电机、直流变换器、充电接口、蓄电池、低压辅助电源和慢充继电器，所述车载充电机与所述直流变换器电连接，所述直流变换器与所述整车控制器电连接，所述慢充继电器设置在所述车载充电机与所述直流变换器之间的电路上，所述充电接口与所述车载充电机电连接，所述蓄电池与所述车载充电机电连接，所述低压辅助电源与所述车载充电机之间通过机械开关电连接；

在所述隔离继电器闭合的情况下，所述高压回路与所述低压回路导通。

可选地，所述低压回路还包括辅助电源继电器，所述辅助电源继电器设置在所述蓄电池和所述低压辅助电源之间的电路上。

可选地，所述高压回路包括动力电池、电池管理控制器、正极继电器、负极继电器、预充继电器和高压控制盒；

所述电池管理控制器与所述动力电池、所述正极继电器、所述负极继电器和所述预充继电器电连接；

所述动力电池的正极和负极与所述高压控制盒电连接，所述正极继电器设置于所述动力电池的正极与所述高压控制盒之间，所述负极继电器设置于所述动力电池的负极与所述高压控制盒之间，所述预充继电器与所述正极继电器并联。

可选地，所述高压控制盒、所述直流变换器和所述车载充电机为一体化集成控制单元。

可选地，所述机械开关为常开机械开关，所述常开机械开关设置于所述充电接口内。

可选地，所述低压辅助电源的输出电压为12V和/或24V。

可选地，所述直流变换器的输入电压为150V～500V，输出电压为12V和24V。

另一方面，本实用新型还公开了一种车辆，所述车辆包括慢充线缆和前述任一种充电电路。

可选地，所述车辆还包括电机控制器，所述电机控制器连接在所述高压回路中。

可选地，所述慢充线缆的两端分别为第一插头和第二插头；

所述第一插头为与所述充电接口匹配的插头，所述第二插头为220V标准插头。

本实用新型实施例包括以下优点：

本实用新型中提供一种用于电动新能源汽车的充电电路，充电电路中包括高压回路和低压回路和隔离继电器。低压回路通过低压信号控制所述高压回路的通断。隔离继电器设置于高压回路与低压回路之间。在车辆中的低压蓄电池亏电的情况下，在充电枪插入后，将机械开关闭合，使得低压辅助电源与车载充电机导通，低压辅助电源激活车载充电机，车载充电机继而可以激活与之相连的直流变换器，直流变换器激活后，车载充电机可以控制与之相连的慢充继电器闭合，继而，与充电接口相连的低压充电回路导通，低压充电回路可以使整车控制器正常激活，然后控制隔离继电器闭合导通，控制高压回路完成预充电和慢充电过程。本实用新型实施例中通过在高压回路和低压回路之间设置隔离继电器，当隔离继电器断开时，高压回路与低压回路隔离，利用低压辅助电源可以激活整车控制器，进而控制隔离继电器闭合，完成正常充电过程，向蓄电池充电，提升了蓄电池充电的便利性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的充电电路的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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的说明。

参照图1，本实用新型实施例提供了一种充电电路，所述充电电路包括高压回路10、低压回路11和隔离继电器12；

所述低压回路11用于控制所述高压回路10，所述隔离继电器12设置于所述高压回路10与所述低压回路11之间；

所述低压回路11包括整车控制器111、车载充电机112、直流变换器113、充电接口114、蓄电池115、低压辅助电源116和慢充继电器117，所述车载充电机112与所述直流变换器113电连接，所述直流变换器113与所述整车控制器111电连接，所述慢充继电器117设置在所述车载充电机112与所述直流变换器113之间的电路上，所述充电接口114与所述车载充电机112电连接，所述蓄电池115与所述车载充电机112电连接，所述低压辅助电源116与所述车载充电机112之间通过机械开关电连接；

在所述隔离继电器12闭合的情况下，所述高压回路10与所述低压回路导通11。

具体而言，如图1所示，本实用新型实施例的充电电路包括高压回路10、低压回路11和隔离继电器12。高压回路10为车辆的动力电路，用于实现车辆的驱动。低压回路11为车辆的控制电路，用于对高压回路进行控制。设置在高压回路10与低压回路11之间的隔离继电器12在不充电的情况下处于断开状态。隔离继电器12的动触点和静触点分别与高压回路10、低压回路11连接，隔离继电器12的动触点的控制信号线连接在高压回路10中，可接收高压回路10发出的控制信号，控制隔离继电器12的动触点与静触点闭合，以使高压回路10与低压回路11导通。

如图1所示，该低压回路11包括整车控制器111、车载充电机112、直流变换器113、充电接口114、蓄电池115、低压辅助电源116和慢充继电器117。

整车控制器111通常称之为VCU(Vehicle Control Unit)，整车控制器111是实现整车控制决策的核心电子控制单元，用于控制驱动电机的运转和其它电子器件的运行，通过接收电机控制系统信号、加速踏板信号、制动踏板信号和其它部件信号，对相应信号作出响应，执行控制行为。

车载充电机112通常称之为OBC(On-Board Charge)，主要功能为实现对交流电进行逆变整流，将外部的交流电源转换为直流电源输入至车辆中，也就是说，输入车载充电机112的电能为交流电，车载充电机112输出的电能为直流电。当然，在车载充电机112中还可以集成过电压保护、欠电压警告、过电流保护和短路保护等功能。

直流变换器113通常称之为DC/DC(Direct Current/Direct Current)，是将一种直流电变换为另一种直流电的技术，主要对电压、电流实现变换，可将高压的直流电转换为低压的直流电提供给车辆中的各个控制器使用。

充电接口114为设置在车身上的插座，内部与车载充电机112电连接电连接，开口一侧用于与充电枪插接，接收外部的交流电源，将交流电源输入至车载充电机112内。

车载充电机112与直流变换器113电连接，直流变换器113与整车控制器111电连接，当直流变换器113接收到整车控制器111发出的控制信号时，可以将来自高压回路的高压电转换为低压回路所需的低压电。

蓄电池115为车载的低压电源，为车辆的低压系统提供电源，比如，提供车灯、娱乐设备、暖通系统、控制系统等所需的电源。蓄电池115可以与车载充电机112电连接，向车载充电机112供电。

低压辅助电源116为与蓄电池115独立的电源模块，可集成在车辆中，该低压辅助电源116为一专用电源，作为蓄电池115的备份，专用于向车载充电机112供电。该低压辅助电源116通过机械开关与车载充电机112电连接，在开关闭合的情况下，低压辅助电源116与车载充电机112导通，低压辅助电源116可以激活车载充电机112。

慢充继电器117设置于车载充电机112与直流变换器113之间的电路上，具体的，慢充继电器117的动触点和静触点分别与车载充电机112、直流变换器113电连接，慢充继电器117的动触点的控制信号线与车载充电机112电连接，车载充电机112可以控制慢充继电器117的通断。

下面结合两种不同的工作状态对本实用新型实施例公开的充电电路进行说明：

在蓄电池115有电的情况下，即蓄电池115可以正常向整车控制器111等其它控制器提供电源，整车控制器111可以正常向外发出控制信号。这种情况下，若将充电枪插入到充电接口114中，并将机械开关闭合，车载充电机112可在低压辅助电源116的刺激下被唤醒激活，车载充电机112可以在预设的时间(比如10秒)内正常接收到整车控制器111下发的报文信息，该报文信息可以是关于充电策略的信息，该预设的时间可在车辆出厂前进行自定义标定。在收到整车控制器111下发的报文信息后，该充电电路进入常规交流慢充的模式，可控制隔离继电器12闭合，通过充电接口114接收外部交流电源，使用车载充电机112完成转换，控制高压回路10或蓄电池115充电。

在蓄电池115电能耗尽亏电的情况下，即蓄电池115无法向整车控制器111等其它控制器提供电源，整车控制器111无法向外发出控制信号。这种情况下，即便高压回路10中有电，但高压回路10接收不到整车控制器111的控制信号，无法向低压回路11输出电能。这种情况下，若将充电枪插入到充电接口114中，并将机械开关闭合，车载充电机112可在低压辅助电源116的刺激下被唤醒激活，然而，蓄电池115仍然是亏电状态，整车控制器111仍无法工作。车载充电机112在预设的时间(比如10秒)判断没接收到整车控制器111下发的报文信息，继而车载充电机112向直流变换器113发送一激活信号，直流变换器113激活后，车载充电机112控制与之相连的慢充继电器117闭合，此时，车辆的低压充电回路导通，可通过充电接口114接收外部交流电源正常充电，也即可以激活低压回路11中的整车控制器111以及其它控制器。当整车控制器111以及其它控制器上电激活之后，可控制隔离继电器12闭合，通过车载充电机112完成转换，控制高压回路10或蓄电池115充电。在隔离继电器12闭合之前，高压回路10与低压回路11处于断开状态，实现物理隔离，防止高压回路10与低压回路11的耦合干扰。

因而，从上述充电电路及工作原理的描述可知，本实用新型实施例中通过在高压回路和低压回路之间设置隔离继电器，当隔离继电器断开时，高压回路与低压回路隔离，利用低压辅助电源可以激活整车控制器，进而控制隔离继电器闭合，完成正常充电过程，向蓄电池充电，提升了蓄电池充电的便利性。

可选地，参照图1，所述低压回路11还包括辅助电源继电器118，所述辅助电源继电器118设置在所述蓄电池115和所述低压辅助电源116之间的电路上。

具体而言，如图1所示，本实用新型实施例的低压回路11还可以包括辅助电源继电器118，该辅助电源继电器118设置在蓄电池115和低压辅助电源116之间的电路上。辅助电源继电器118的动触点和静触点可以分别与低压辅助电源116、蓄电池115电连接，辅助电源继电器118的动触点的控制信号可以与整车控制器111连接，由整车控制器111控制辅助电源继电器118的通断状态，在整车控制器111未发出控制信号时，辅助电源继电器118始终断开，可将低压辅助电源116与低压回路11隔离开，避免低压回路11消耗低压辅助电源116的电能，提升低压辅助电源116的供电时长。

可选地，参照图1，所述高压回路10包括动力电池101、电池管理控制器102、正极继电器103、负极继电器104、预充继电器105和高压控制盒106；

所述电池管理控制器102与所述动力电池101、所述正极继电器103、所述负极继电器104和所述预充继电器105电连接；

所述动力电池101的正极和负极与所述高压控制盒106电连接，所述正极继电器103设置于所述动力电池101的正极与所述高压控制盒106之间，所述负极继电器104设置于所述动力电池101的负极与所述高压控制盒106之间，所述预充继电器105与所述正极继电器103并联。

具体而言，如图1所示，本实用新型实施例的高压回路10可以包括动力电池101、电池管理控制器102、正极继电器103、负极继电器104、预充继电器105和高压控制盒106。动力电池101通常为多个电芯组成的电池包，动力电池101上可以集成电池管理控制器102，电池管理控制器102通常称之为BMS(Battery Management System)，电池管理控制器102可以采集电池单体的电压、温度等参数，控制不同电池单体的输出参数，以使输出的电能更稳定，电池散热更均衡。高压控制盒106为高压回路的控制模块，高压控制盒106具有车载充电机输入端口、动力电池输入正端口、动力电池输入负端口、电机控制器与DC正端口和电机控制器与DC负端口等端口，正极继电器103连接在动力电池101的正极与动力电池输入正端口之间，负极继电器104连接在动力电池101的负极与动力电池输入负端口之间，预充继电器105与正极继电器103并联，正极继电器103、负极继电器104和预充继电器105的控制端均接收来自电池管理控制器102的控制信号。

在整车控制器111上电被激活后，电池管理控制器102会先控制负极继电器104闭合，接着控制预充继电器105闭合，通过预充继电器105向车载充电机112中的大电容充电，防止直接闭合正极继电器103引起的大电流冲击正极继电器103和负极继电器104，避免造成高压回路10的烧毁。当车载充电机112中的大电容上的电压与动力电池101的高压电差距较小时，电池管理控制器102再依次控制隔离继电器12闭合，切断预充继电器105，闭合慢充继电器117，通过交流慢充模式进行慢充，慢充启动之后。在有辅助电源继电器118的情况下，还可以控制闭合辅助电源继电器118，保证蓄电池115充电电路的导通。

可选地，所述高压控制盒106、所述直流变换器113和所述车载充电机112为一体化集成控制单元。

具体而言，为提高系统集成度，简化器件模块的安装布局复杂度，可将高压控制盒106、直流变换器113和车载充电机112的功能集成在一个控制器盒体中，作为一体化集成控制单元。在安装连接时，也可以节省传输线缆。

可选地，所述机械开关为常开机械开关，所述常开机械开关设置于所述充电接口114内。

具体而言，在物理结构上，设置在低压辅助电源116与车载充电机112之间的机械开关，可以采用常开机械开关，避免误触导致低压辅助电源116放电耗能。该常开机械开关可以设置于充电接口114内，比如采用常开的弹性接触开关，当充电枪插入充电接口114中时，常开机械开关处于闭合状态，可将低压辅助电源116与车载充电机112导通。从而，借助于插接充电枪的动作，可闭合机械开关，接通电路，无需人为手动专门闭合机械开关，更简便。

可选地，所述低压辅助电源116的输出电压为12V和/或24V。

具体而言，由于低压回路11中的车载充电机112的工作电压通常为12V，因此，用于激活车载充电机112的低压辅助电源116的输出电压可以为12V，当然，还可以根据实际产品需求选择性提供24V的电压输出端口，以满足不同产品的需求。

可选地，所述直流变换器113的输入电压为150V～500V，输出电压为12V和24V。

具体而言，对于直流变换器113而言，其主要功能在于电压的变换，比如，将动力电池侧的150V～500V的高压电转换为12V和24V的低压电，给车载电气系统供电，比如，向蓄电池115供电。

本实用新型实施例还公开了一种车辆，所述车辆包括慢充线缆和上述实施例中任一种充电电路。

具体而言，可在电动新能源汽车中使用上述任一种充电电路，并为车辆配备相应的慢充线缆，该慢充线缆需满足慢充电压电流的要求。该慢充线缆的两端分别为第一插头和第二插头。第一插头为与充电接口114匹配的插头，第二插头为220V标准插头，也就是说，慢充线缆可直接将充电接口114与常见的220V插座连接，方便用户随处充电。

可选地，所述车辆还包括电机控制器，所述电机控制器连接在所述高压回路10中。

具体而言，在上述高压回路10中，还可以包括控制电机的电机控制器，比如，电机控制器连接在高压控制盒106的输出端口上，接收输出信号，用于控制驱动电机的转速、输出功率等。

因而，当在电动新能源汽车中使用了上述任一种充电电路之后，用户无需再使用其它电瓶搭接的方式向蓄电池充电以激活整车控制器，从而，用户不用再担心蓄电池亏空后车辆无法启动的问题，极大提升用户用车的便利性。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的一种充电电路和车辆，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种充电电路，其特征在于，所述充电电路包括高压回路(10)、低压回路(11)和隔离继电器(12)；

所述低压回路(11)用于控制所述高压回路(10)，所述隔离继电器(12)设置于所述高压回路(10)与所述低压回路(11)之间；

所述低压回路(11)包括整车控制器(111)、车载充电机(112)、直流变换器(113)、充电接口(114)、蓄电池(115)、低压辅助电源(116)和慢充继电器(117)，所述车载充电机(112)与所述直流变换器(113)电连接，所述直流变换器(113)与所述整车控制器(111)电连接，所述慢充继电器(117)设置在所述车载充电机(112)与所述直流变换器(113)之间的电路上，所述充电接口(114)与所述车载充电机(112)电连接，所述蓄电池(115)与所述车载充电机(112)电连接，所述低压辅助电源(116)与所述车载充电机(112)之间通过机械开关电连接；

在所述隔离继电器(12)闭合的情况下，所述高压回路(10)与所述低压回路(11)导通。

2.根据权利要求1所述充电电路，其特征在于，所述低压回路(11)还包括辅助电源继电器(118)，所述辅助电源继电器(118)设置在所述蓄电池(115)和所述低压辅助电源(116)之间的电路上。

3.根据权利要求1所述充电电路，其特征在于，所述高压回路(10)包括动力电池(101)、电池管理控制器(102)、正极继电器(103)、负极继电器(104)、预充继电器(105)和高压控制盒(106)；

所述电池管理控制器(102)与所述动力电池(101)、所述正极继电器(103)、所述负极继电器(104)和所述预充继电器(105)电连接；

所述动力电池(101)的正极和负极与所述高压控制盒(106)电连接，所述正极继电器(103)设置于所述动力电池(101)的正极与所述高压控制盒(106)之间，所述负极继电器(104)设置于所述动力电池(101)的负极与所述高压控制盒(106)之间，所述预充继电器(105)与所述正极继电器(103)并联。

4.根据权利要求3所述充电电路，其特征在于，

所述高压控制盒(106)、所述直流变换器(113)和所述车载充电机(112)为一体化集成控制单元。

5.根据权利要求1所述充电电路，其特征在于，

所述机械开关为常开机械开关，所述常开机械开关设置于所述充电接口(114)内。

6.根据权利要求1所述充电电路，其特征在于，

所述低压辅助电源(116)的输出电压为12V和/或24V。

7.根据权利要求1所述充电电路，其特征在于，

所述直流变换器(113)的输入电压为150V～500V，输出电压为12V和24V。

8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括慢充线缆和权利要求1至7任一项所述的充电电路。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括电机控制器，所述电机控制器连接在所述高压回路(10)中。

10.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述慢充线缆的两端分别为第一插头和第二插头；

所述第一插头为与所述充电接口匹配的插头，所述第二插头为220V标准插头。

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