CN215921893U - 用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路，包括高压主继电器，被配置为连接外部直流高压母线回路，以及用于连接低压蓄电池和保护电路；保护电路包括：第一继电器和第二继电器，第一继电器和第二继电器的触点开关的的输入端引脚均与低压蓄电池的输入端电性连接，以及第一继电器，被配置为接收高压主继电器的控制信号并输出至第二继电器；第二继电器，被配置为接收第一继电器的控制信号以及根据控制信号对汽车发动机的喷油器端和点火线圈端进行供电控制。本实用新型从物理配电角度实现高压继电器切断与喷油器、点火线圈低压供电切断同步性，实现了避免高压切断而增程器未及时停止发电带来的母线电压过高问题。

Description

用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路

技术领域

本实用新型涉及汽车控制技术领域，尤其涉及用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路。

背景技术

在增程器通常由发动机和发电机构成，通过发动机驱动发电机为车辆动力电池和驱动电机提供电能。相比纯电动汽车，增程电动汽车的高压显的更加复杂一些。因此，如何管理和协调好高压系统安全至关重要。

串联电动汽车增程器启动的前提是整车高压系统已上电完毕，通过发电机拖动到一定转速后发动机喷油点火实现启动。启动完成后通常是根据当前电池的SOC及当前车辆的驱动功率需求，以功率为控制目标通过调节发动机扭矩及发电机转速实现发电。

上述控制方式在电池高压连接状态时，电池系统相当于一个大的蓄水池，即使发电功率有小的波动，也不会对母线电压造成大的波动。但当电池系统因为某些原因断开了高压连接(故障或非预期的断开了主正、主负高压继电器)，若此时没有及时控制增程器停止工作，母线电压将会被拉的非常高，进而会造成母线上并联的其他高压部件和保险的损坏。

针对发电过程中电池非预期高压断开，传统有采用带辅助触点的高压继电器，但通过对辅助触点的采集、状态判断(防抖处理)、CAN通信传递延迟，往往在高压继电器已经断开后一段时间后才能确认。在这个过程中母线电压已经被拉的非常高。

专利申请号CN201910619545.3公开了电机控制器、增程器、电动汽车及其增程器检测方法，有提到采用针对母线电压的上升数值判定当前是否需要控制停止发动机喷油点火。但是通常需要母线电压已经被拉的较高时才采取的保护措施，同样面临信号采集、防抖延迟，而母线电压的抬升速率都较快，这只能缓解一部分，不能根本杜绝电池非预期断电情况的过电压，由此，也就会造成增程器未及时停止发电造成的母线电压过高造成母线部件及保险损坏的问题。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有的问题的一个或多个，提出用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路。

根据本实用新型的一个方面，提供用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路，应用于电动汽车，包括：

高压主继电器，被配置为连接外部直流高压母线回路，以及用于连接低压蓄电池和保护电路；

所述保护电路包括：第一继电器和第二继电器，所述第一继电器和第二继电器的触点开关的的输入端引脚均与所述低压蓄电池的输入端电性连接，以及

第一继电器，被配置为接收所述高压主继电器的控制信号并输出至第二继电器；

第二继电器，被配置为接收所述第一继电器的控制信号以及根据控制信号对汽车发动机的喷油器端和点火线圈端进行供电控制。

在一种可能的实现方式中，所述高压主继电器包括主正继电器和主负继电器，

所述主正继电器和主负继电器均包括主触点开关、辅助触点开关以及线圈控制端，

所述线圈控制端用于对所述主触点开关的通断进行控制，所述辅助触点开关跟随所述主触点开关的通断同步动作。

在一种可能的实现方式中，所述主正继电器的主触点开关的一端连接外部直流高压母线回路的动力电池的正输入端，所述主正继电器的主触点开关的另一端连接外部直流高压母线回路中，所述主负继电器的主触点开关连接于外部直流高压母线回路的动力电池的负输入端，所述主负继电器的主触点开关的另一端连接外部直流高压母线回路，所述线圈控制端根据外部直流高压母线回路的输入信号控制主触点开关以及辅助触点开关的通断。

在一种可能的实现方式中，所述主正继电器和所述主负继电器的辅助触点开关的输入端均连接所述低压蓄电池的正极输入端，所述主正继电器的辅助触点开关的输出端电性连接所述第一继电器的开关输入端，所述主负继电器的辅助触点开关的输出端电性连接所述第一继电器的线圈控制引脚的第一端。

在一种可能的实现方式中，所述第一继电器的开关输出端电性连接所述第二继电器的线圈控制引脚的第一端，所述第一继电器的线圈控制引脚的第二端接地。

在一种可能的实现方式中，所述第二继电器的线圈控制引脚的第二端连接发动机控制器EMS，所述第二继电器的开关输出端连接喷油器端和点火线圈端。

在一种可能的实现方式中，所述主正继电器和所述主负继电器的辅助触点开关均为常开触点开关，所述第一继电器和第二继电器的开关均为常开触点开关。

在一种可能的实现方式中，在所述主正继电器和主负继电器中任一个继电器出现非预期断开，所述第一继电器的断开使得所述第二继电器的线圈控制引脚的输入端的供电被切断，从而第二继电器的触点开关断开，切断发动机的喷油点火功能。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路，本申请增加了保护电路，通过该保护电路连接高压继电器辅助触点开关和发动机喷油器端以及点火线圈端，实现在非预期高压断开情况下有效防止直流母线电压过压问题，本申请从物理配电角度实现高压继电器切断与喷油器、点火线圈低压供电切断同步性，实现了避免高压切断而增程器未及时停止发电带来的母线电压过高问题。

附图说明

图1为用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路的原理结构示意图；

图2为用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路的带辅助触点检测通断功能的继电器电气原理图；

图3为用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路的应用的高压系统的架构示意图；

图4为用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路的应用的高压系统的架构示意图中的局部放大图；

图5为用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路的应用的高压系统的架构示意图中的另一局部放大图。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

下面结合附图对申请技术方案作进一步详细说明。

为使本实用新型实施例的目的、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，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，所描述的实施例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做出创造性劳动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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特性可以相互组合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

实施例一

图1为本实用新型实施例提供用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路的结构示意图；本实施例提供用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路，应用于增程电动汽车，本实用新型采用的增程电动汽车包括高压系统，该高压系统的架构形式如图3－5所示，电池系统通过直流高压继电器(主正、主负、预充继电器)与整车直流母线相连接，为整车提供电能。本申请所选用的高压继电器为带辅助触点的开关继电器，辅助触点与主触点在机械上同步动作，由高压继电器线圈的通断电实现状态切换，直流高压母线上同时并联着其他高压用电器，比如包括驱动电机控制器、发电机控制器MUC和GCU、车载充电机Obc、空调压缩机ACCM等。如图4－5所示，Main Relay为主继电器，Pre－chagre－Relay为预充主继电器，BMS为低压蓄电池，PDU为电源分配单元即电源分配插座，Obc为车载充电器，ACCM为空调压缩机，WPTC是指水加热器，APTC是指空气加热器，DCDC指电源，HighVoltageCurrent Sensor指高压电流传感器，MUC和GCU均指发电机控制器，HCU为汽车整车控制器，

本实施例提供的用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路，包括：高压主继电器，被配置为连接外部直流高压母线回路，以及用于连接低压蓄电池和保护电路；保护电路包括：第一继电器和第二继电器，第一继电器和第二继电器的触点开关的的输入端引脚均与低压蓄电池的输入端电性连接，以及第一继电器，被配置为接收高压主继电器的控制信号并输出至第二继电器；第二继电器，被配置为接收第一继电器的控制信号以及根据控制信号对汽车发动机的喷油器端和点火线圈端进行供电控制。

如图1－2所示，高压主继电器包括主正继电器和主负继电器，主正继电器和主负继电器均包括主触点开关、辅助触点开关以及线圈控制端，线圈控制端用于对主触点开关的通断进行控制，辅助触点开关跟随主触点开关的通断同步动作。主正继电器的主触点开关的一端连接外部直流高压母线回路的动力电池的正输入端，主正继电器的主触点开关的另一端连接外部直流高压母线回路中，主负继电器的主触点开关连接于外部直流高压母线回路的动力电池的负输入端，主负继电器的主触点开关的另一端连接外部直流高压母线回路，线圈控制端根据外部直流高压母线回路的输入信号控制主触点开关以及辅助触点开关的通断。在本实施例中的，线圈控制端可以到用于控制线圈端的控制器。

具体地，主正继电器和主负继电器均为带辅助触点检测通断功能的继电器，举例说明，其通断原理如图2所示，其中X1和X2为主继电器的线圈控制端，通过控制对其进行供电实现主触点和辅助触点的动作，A1和A2为主继电器的主触点开关的主触点，用于连接低压蓄电池和保护电路，其导通与否受继电器线圈的供电控制，T1和T2为高压继电器的辅助触点，该辅助触点在机械上和主触点会随着控制线圈的供电与否同步动作。优选地，正继电器和主负继电器采用辅助触点均为常开触点开关。

主正继电器和主负继电器的辅助触点开关的输入端均连接低压蓄电池的正极输入端，主正继电器的辅助触点开关的输出端电性连接第一继电器的开关输入端，主负继电器的辅助触点开关的输出端电性连接第一继电器的线圈控制引脚的第一端。第一继电器的开关输出端电性连接第二继电器的线圈控制引脚的第一端，第一继电器的线圈控制引脚的第二端接地。第二继电器的线圈控制引脚的第二端连接发动机控制器EMS，第二继电器的开关输出端连接喷油器端和点火线圈端。

主正继电器和主负继电器的辅助触点开关均为常开触点开关，第一继电器和第二继电器的开关均为常开触点开关。

优选地，在主正继电器和主负继电器中任一个继电器出现非预期断开，第一继电器的断开使得第二继电器的线圈控制引脚的输入端的供电被切断，从而第二继电器的触点开关断开，切断发动机的喷油点火功能。

如图1所示提供的控制电路，是为了避免在发动机带动发电机发电过程中低压蓄电池非预期断开造成母线电压过高问题，该控制电路在原传统的发动机喷油及点火线圈供电控制回路上增加一个低压继电器，在本实施例中，该低压继电器为图中所说的继电器A，继电器A即图1中所说的继电器K3，继电器B即图1中所说的继电器K4，继电器K4为发动机喷油点火供电继电器，主负继电器为图1中的继电器K1，主正继电器为图中的继电器K2，低压蓄电池采用12V的低压电池供电。

具体地，第一继电器的开关输入端和第二继电器的开关输入端连接至低压蓄电池的正极，低压蓄电池的负极接地，即继电器K3的开关引脚A1和继电器K4的开关引脚A1连接12V的低压蓄电池的正极，继电器K3的线圈控制引脚X2接地，继电器K3的另一端线圈控制引脚X1引脚通过主负继电器的辅助触点开关(继电器K1的T2触点)与12V电源相连接。继电器K3的开关触点引脚A2与继电器K4的线圈控制引脚X1相连接，继电器K4线圈控制引脚另一端引脚X2连接至发动机控制器EMS，由发动机控制器EMS控制继电器K4的线圈导通与否。

本申请还提供一种电动汽车，包括上述用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路。

本申请的原理说明：在上述电路中，主正继电器和主负继电器正常连接时，主正继电器和主负继电器对应的辅助触点开关同步闭合，即继电器K1、继电器K2闭合，此时，继电器B的线圈与低压蓄电池的12V电池电性连接，继电器B的导通与否将受发动机控制器EMS的控制。当出现主电池高压继电器非预期断开，即主正继电器K1和主负继电器K2中，只要其中一个高压继电器断开，继电器K4的线圈控制引脚端连接的12V供电将会被切断，相应的继电器K4的触点开关也将断开，此时在物理上将切断发动机的喷油、点火功能。由此，本申请可通过对继电器K1、继电器K2开关状态来检测高压继电器的通断情况，即通过K1、K2继电器的辅助触点T1、T2进行通断诊断。

本申请的益处：本申请增加了保护电路，通过该保护电路连接高压继电器辅助触点开关和发动机喷油器端以及点火线圈端，实现在非预期高压断开情况下有效防止直流母线电压过压问题，本申请从物理配电角度实现高压继电器切断与喷油器、点火线圈低压供电切断同步性，避免了通常处理方式的继电器诊断、信号传输延迟造成的过电压问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路，其特征在于，包括：

高压主继电器，被配置为连接外部直流高压母线回路，以及用于通过所述高压主继电器的辅助触点开关连接低压蓄电池和保护电路；

所述保护电路包括：第一继电器和第二继电器，所述第一继电器和第二继电器的触点开关的输入端引脚均与所述低压蓄电池的输入端电性连接，以及

第一继电器，被配置为接收所述高压主继电器的控制信号并输出至第二继电器；

第二继电器，被配置为接收所述第一继电器的控制信号以及根据控制信号对汽车发动机的喷油器端和点火线圈端进行供电控制。

2.根据权利要求1所述的用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路，其特征在于，所述高压主继电器包括主正继电器和主负继电器，

所述主正继电器和主负继电器均包括主触点开关、辅助触点开关以及线圈控制端，

所述线圈控制端用于对所述主触点开关的通断进行控制，所述辅助触点开关跟随所述主触点开关的通断同步动作。

3.根据权利要求2所述的用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路，其特征在于，所述主正继电器的主触点开关的一端连接外部直流高压母线回路的动力电池的正输入端，所述主正继电器的主触点开关的另一端连接外部直流高压母线回路中，所述主负继电器的主触点开关连接于外部直流高压母线回路的动力电池的负输入端，所述主负继电器的主触点开关的另一端连接外部直流高压母线回路，所述线圈控制端根据外部直流高压母线回路的输入信号控制主触点开关以及辅助触点开关的通断。

4.根据权利要求2所述的用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路，其特征在于，所述主正继电器和所述主负继电器的辅助触点开关的输入端均连接所述低压蓄电池的正极输入端，所述主正继电器的辅助触点开关的输出端电性连接所述第一继电器的开关输入端，所述主负继电器的辅助触点开关的输出端电性连接所述第一继电器的线圈控制引脚的第一端。

5.根据权利要求4所述的用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路，其特征在于，所述第一继电器的开关输出端电性连接所述第二继电器的线圈控制引脚的第一端，所述第一继电器的线圈控制引脚的第二端接地。

6.根据权利要求4所述的用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路，其特征在于，所述第二继电器的线圈控制引脚的第二端连接发动机控制器EMS，所述第二继电器的开关输出端连接喷油器端和点火线圈端。

7.根据权利要求2所述的用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路，其特征在于，所述主正继电器和所述主负继电器的辅助触点开关均为常开触点开关，所述第一继电器和第二继电器的开关均为常开触点开关。

8.根据权利要求2所述的用于增程电动汽车非预期断高压直流母线保护电路，其特征在于，在所述主正继电器和主负继电器中任一个继电器出现非预期断开，所述第一继电器的断开使得所述第二继电器的线圈控制引脚的输入端的供电被切断，从而第二继电器的触点开关断开，切断发动机的喷油点火功能。

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