CN214506625U - 一种电动汽车预充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车预充电电路，包括主预充电支路、备用预充电支路、主流通支路、第一选通开关和第二选通开关，主预充电支路串联设置有主限流可变电阻器，备用预充电支路串联设置有备用限流可变电阻器，正常情况下投入主预充电支路，当主预充电支路中的主限流可变电阻器故障，通过第一选通开关切换到备用限流可变电阻器，提升预充电可靠性；在投入主预充电支路或者备用预充电支路的过程中，可以根据实际情况调节主限流可变电阻器或者备用限流可变电阻器的阻值，使得阻值满足需求，避免出现阻值过大或者过小的情况，提升预充电效率和预充电效果，进而提升预充电可靠性。

Description

一种电动汽车预充电电路

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车预充电电路。

背景技术

现如今，电动汽车的能量密度需求越来越高，很多电动汽车使用大电容甚至超级电容作为能量供应单元。为了防止上电电流过大对电动汽车的接触器和其他系统部件造成损坏，电动汽车中通常设置有预充电电路对电容进行充电，以减少接触器接触时拉弧现象，降低对系统的冲击，增加安全性。目前的电动汽车预充电电路中只设置一个固定阻值的限流电阻进行预充电处理，具有如下缺陷：限流阻值发生故障时，无法进行预充电，会对电动汽车的安全运行造成影响，而且，电动汽车在实际使用过程中，由于实际工况的变化、季节的变化等，对于限流电阻的阻值的实际需求可能会有变化，若阻值过大，可能会降低预充电效率，若阻值过小，可能会降低预充电效果，因此，若阻值无法调节，则会降低电动汽车预充电的可靠性。

实用新型内容

本实用新型提供一种电动汽车预充电电路，用于解决现有的电动汽车预充电电路的可靠性较低的技术问题。

一种电动汽车预充电电路，包括：

主预充电支路，所述主预充电支路串联设置有主限流可变电阻器；

备用预充电支路，所述备用预充电支路串联设置有备用限流可变电阻器；

主流通支路；

第一选通开关，所述第一选通开关包括第一不动端、第二不动端和动端，所述第一选通开关的第一不动端连接所述主预充电支路的一端，所述第一选通开关的第二不动端连接所述备用预充电支路的一端；以及

第二选通开关，所述第二选通开关包括第一不动端、第二不动端和动端，所述第二选通开关的第一不动端连接所述第一选通开关的动端，所述第一选通开关的第二不动端连接所述主流通支路的一端；

所述主预充电支路的另一端、所述备用预充电支路的另一端和所述主流通支路的另一端相连接。

进一步地，所述电动汽车预充电电路还包括主预充电感和备用预充电感，所述主预充电感与所述主限流可变电阻器并联连接，所述备用预充电感与所述备用限流可变电阻器并联连接。

进一步地，所述电动汽车预充电电路还包括整流电路、开关管、第一电压传感器、第一电压比较器、第二电压传感器、第二电压比较器和与逻辑运算电路，所述整流电路的交流侧用于输入220V交流电，所述整流电路的直流侧连接所述开关管的输入端，所述开关管的输出端连接所述第二选通开关的动端；

所述第一电压传感器用于检测所述整流电路的交流侧的交流电压，所述第一电压传感器的信号输出端连接所述第一电压比较器的信号输入端，所述第一电压比较器用于当所述第一电压传感器输出的电压大于第一比较电压时输出低电平信号，当所述第一电压传感器输出的电压小于所述第一比较电压时输出高电平信号；

所述第二电压传感器用于检测所述整流电路的直流侧的电压，所述第二电压传感器的信号输出端连接所述第二电压比较器的信号输入端，所述第二电压比较器用于当所述第二电压传感器输出的电压大于第二比较电压时输出低电平信号，当所述第二电压传感器输出的电压小于所述第二比较电压时输出高电平信号；

所述与逻辑运算电路包括第一信号输入端和第二信号输入端，所述第一电压比较器的信号输出端连接所述与逻辑运算电路的第一信号输入端，所述第二电压比较器的信号输出端连接所述与逻辑运算电路的第二信号输入端，所述与逻辑运算电路的信号输出端连接所述开关管的控制端。

进一步地，所述主预充电支路还串联设置有主预充电自恢复熔断器，所述备用预充电支路还串联设置有备用预充电自恢复熔断器，所述主流通支路串联设置有主流通自恢复熔断器。

本实用新型的技术效果包括：通过第一选通开关可以投入主预充电支路或者备用预充电支路，正常情况下投入主预充电支路，当主预充电支路中的主限流可变电阻器故障，通过第一选通开关切换到备用限流可变电阻器，提升预充电可靠性；在投入主预充电支路或者备用预充电支路的过程中，当外界条件或者实际需要发生改变时，可以根据实际情况调节主限流可变电阻器或者备用限流可变电阻器的阻值，使得阻值满足需求，避免出现阻值过大或者过小的情况，提升预充电效率和预充电效果，进而提升预充电可靠性。

附图说明

图1是电动汽车预充电电路的电路图。

具体实施方式

本实施例提供一种电动汽车预充电电路，如图1所示，电动汽车预充电电路包括主预充电支路、备用预充电支路、主流通支路、第一选通开关S1和第二选通开关S2。

主预充电支路串联设置有主限流可变电阻器R1。主限流可变电阻器R1为常规的可变电阻器设备，可以根据实际需要调节电阻值。备用预充电支路串联设置有备用限流可变电阻器R2，与主限流可变电阻器R1同理，备用限流可变电阻器R2为常规的可变电阻器设备，可以根据实际需要调节电阻值。主限流可变电阻器R1和备用限流可变电阻器R2的阻值可调范围由实际需要进行设置。

第一选通开关S1和第二选通开关S2均为常规的二选一手动选通开关，实现手动操作切换，或者电控二选一选通开关，由继电器控制线圈或者控制信号实现切换控制。其中，第一选通开关S1包括第一不动端、第二不动端和动端，可以实现第一不动端与动端的连通或者第二不动端与动端的连通。第一选通开关S1的第一不动端连接主预充电支路的一端，第一选通开关S1的第二不动端连接备用预充电支路的一端。

第二选通开关S2包括第一不动端、第二不动端和动端，可以实现第一不动端与动端的连通或者第二不动端与动端的连通。第二选通开关S2的第一不动端连接第一选通开关S1的动端，第一选通开关S1的第二不动端连接主流通支路的一端。

主预充电支路的另一端、备用预充电支路的另一端和主流通支路的另一端相连接，用于连接电动汽车中的储能系统，比如蓄电池组、超级电容等。

本实施例中，电动汽车预充电电路还包括主预充电感L1和备用预充电感L2，主预充电感L1与主限流可变电阻器R1并联连接，备用预充电感L2与备用限流可变电阻器R2并联连接。主预充电感L1和备用预充电感L2均为常规的电感设备。

主限流可变电阻器R1和备用限流可变电阻器R2均并联设置有电感，以主预充电支路为例，主预充电支路在投入瞬间，由于主预充电感L1有阻碍电流增大的反电动势，使得主预充电感L1所在的支路相当于断路，在预充电过程中，可以保证高压电流在安全范围内；由于主预充电感L1的通直流阻交流的特性，主预充电感L1将主限流可变电阻器R1短接，通过主预充电感L1以相应的电流进行充电，预充电流比较大，避免因电流减小而造成预充时间延长，因此，在保证不造成大电流冲击的前提下，降低了预充电所消耗的时间。而且，主预充电支路不会因用电设备容量增大或者供电系统电压的提高而延长预充时间。

本实施例中，主预充电支路还串联设置有主预充电自恢复熔断器F1，备用预充电支路还串联设置有备用预充电自恢复熔断器F2，主流通支路串联设置有主流通自恢复熔断器F3。主预充电自恢复熔断器F1与主限流可变电阻器R1的位置关系，以及备用预充电自恢复熔断器F2与备用限流可变电阻器R2的位置关系由实际需要进行设置。主预充电自恢复熔断器F1、备用预充电自恢复熔断器F2和主流通自恢复熔断器F3均为常规的自恢复熔断器器件，不但可以提升线路安全性，还可以在熔断后自动恢复导通状态，可以多次进行熔断保护，提升线路保护的可靠性。

第二选通开关S2的动端用于输入直流电，该直流电可以由外部供电设备直接提供，本实施例中，电动汽车预充电电路还包括整流电路、开关管Q1、第一电压传感器、第一电压比较器、第二电压传感器、第二电压比较器和与逻辑运算电路。

整流电路可以为常规的整流电路，整流电路的交流侧用于输入220V交流电，用于将220V交流电整流成所需的直流电。

开关管Q1为常规的开关管器件，比如三极管、MOS管等等。开关管Q1用于输入高电平信号时导通，输入低电平时断开，因此，开关管Q1可以为NPN型三极管或者N型MOS管。整流电路的直流侧连接开关管Q1的输入端，开关管Q1的输出端连接第二选通开关S2的动端。

第一电压传感器用于检测整流电路的交流侧的交流电压，即用于检测220V交流电的交流电压，那么，第一电压传感器为常规的交流电压传感器。第一电压比较器设置有第一比较电压，第一比较电压可以等于对应的正常电压值，也可以略大于对应的正常电压值。第一电压传感器的信号输出端连接第一电压比较器的信号输入端，当第一电压传感器输出的电压大于第一比较电压时第一电压比较器输出低电平信号，当第一电压传感器输出的电压小于第一比较电压时第一电压比较器输出高电平信号。当第一电压传感器输出的电压大于第一比较电压时表示整流电路的交流侧的电压过高，电压异常。第一电压比较器可以为常规的数据处理器，根据内置的比较策略进行电压比较，也可以为常规的比较器电路，具有第一信号输入端和第二信号输入端，第一电压传感器的信号输出端连接第一电压比较器的第一信号输入端，第一电压比较器的第二信号输入端用于输入第一比较电压，第一比较电压可以由专门的电压生成电路或者器件生成。

第二电压传感器用于检测整流电路的直流侧的电压，可以为常规的直流电压传感器。第二电压传感器的信号输出端连接第二电压比较器的信号输入端，第二电压比较器设置有第二比较电压，第二比较电压可以等于对应的正常直流电压值，也可以略大于正常直流电压值。第二电压比较器用于当第二电压传感器输出的电压大于第二比较电压时输出低电平信号，当第二电压传感器输出的电压小于第二比较电压时输出高电平信号。当第二电压传感器输出的电压大于第二比较电压时表示整流电路的直流侧的直流电压过高，电压异常。第二电压比较器可以为常规的数据处理器，根据内置的比较策略进行电压比较，也可以为常规的比较器电路，具有第一信号输入端和第二信号输入端，第二电压传感器的信号输出端连接第二电压比较器的第一信号输入端，第二电压比较器的第二信号输入端用于输入第二比较电压，第二比较电压可以由专门的电压生成电路或者器件生成。

与逻辑运算电路为常规的与逻辑运算电路，与逻辑运算电路包括第一信号输入端和第二信号输入端，只有所有的信号输入端输入高电平信号时才输出高电平信号。第一电压比较器的信号输出端连接与逻辑运算电路的第一信号输入端，第二电压比较器的信号输出端连接与逻辑运算电路的第二信号输入端，与逻辑运算电路的信号输出端连接开关管Q1的控制端。

那么，若整流电路的交流侧的交流电压正常，则第一电压比较器输出高电平信号，若整流电路的直流侧的直流电压正常，则第二电压比较器输出高电平信号，只有第一电压比较器和第二电压比较器均输出高电平信号，与逻辑运算电路才输出高电平信号，开关管Q1才导通，整流电路输出的直流电才会输出。若整流电路的交流侧的交流电压异常，则第一电压比较器输出低电平信号，和/或，若整流电路的直流侧的直流电压异常，则第二电压比较器输出低电平信号，表示供电电源异常，则与逻辑运算电路输出低电平信号，开关管Q1断开，整流电路的直流侧的直流电压无法通过开关管Q1输出。由于电压异常时，可能会损坏电动汽车中储能系统以及其他系统器件过压损坏，则不输出电能，提升供电安全性。

初始情况下，第一选通开关S1和第二选通开关S2的正常状态为第一不动端和动端连通。当需要为电动汽车进行充电时，整流电路的交流侧连接220V交流电。若主预充电支路中的主限流可变电阻器R1正常，则投入主预充电支路，主预充电支路投入一定时间之后，通过第二选通开关S2进行切换，切换到主流通支路，完成预充电过程。若主预充电支路中的主限流可变电阻器R1故障，则通过第一选通开关S1切换到备用预充电支路，则投入备用预充电支路，备用预充电支路投入一定时间之后，通过第二选通开关S2进行切换，切换到主流通支路，完成预充电过程。

Claims (4)

1.一种电动汽车预充电电路，其特征在于，包括：

主预充电支路，所述主预充电支路串联设置有主限流可变电阻器；

备用预充电支路，所述备用预充电支路串联设置有备用限流可变电阻器；

主流通支路；

第一选通开关，所述第一选通开关包括第一不动端、第二不动端和动端，所述第一选通开关的第一不动端连接所述主预充电支路的一端，所述第一选通开关的第二不动端连接所述备用预充电支路的一端；以及

第二选通开关，所述第二选通开关包括第一不动端、第二不动端和动端，所述第二选通开关的第一不动端连接所述第一选通开关的动端，所述第一选通开关的第二不动端连接所述主流通支路的一端；

所述主预充电支路的另一端、所述备用预充电支路的另一端和所述主流通支路的另一端相连接。

2.根据权利要求1所述的电动汽车预充电电路，其特征在于，所述电动汽车预充电电路还包括主预充电感和备用预充电感，所述主预充电感与所述主限流可变电阻器并联连接，所述备用预充电感与所述备用限流可变电阻器并联连接。

3.根据权利要求1所述的电动汽车预充电电路，其特征在于，所述电动汽车预充电电路还包括整流电路、开关管、第一电压传感器、第一电压比较器、第二电压传感器、第二电压比较器和与逻辑运算电路，所述整流电路的交流侧用于输入220V交流电，所述整流电路的直流侧连接所述开关管的输入端，所述开关管的输出端连接所述第二选通开关的动端；

所述第一电压传感器用于检测所述整流电路的交流侧的交流电压，所述第一电压传感器的信号输出端连接所述第一电压比较器的信号输入端，所述第一电压比较器用于当所述第一电压传感器输出的电压大于第一比较电压时输出低电平信号，当所述第一电压传感器输出的电压小于所述第一比较电压时输出高电平信号；

所述第二电压传感器用于检测所述整流电路的直流侧的电压，所述第二电压传感器的信号输出端连接所述第二电压比较器的信号输入端，所述第二电压比较器用于当所述第二电压传感器输出的电压大于第二比较电压时输出低电平信号，当所述第二电压传感器输出的电压小于所述第二比较电压时输出高电平信号；

所述与逻辑运算电路包括第一信号输入端和第二信号输入端，所述第一电压比较器的信号输出端连接所述与逻辑运算电路的第一信号输入端，所述第二电压比较器的信号输出端连接所述与逻辑运算电路的第二信号输入端，所述与逻辑运算电路的信号输出端连接所述开关管的控制端。

4.根据权利要求1所述的电动汽车预充电电路，其特征在于，所述主预充电支路还串联设置有主预充电自恢复熔断器，所述备用预充电支路还串联设置有备用预充电自恢复熔断器，所述主流通支路串联设置有主流通自恢复熔断器。

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