CN216545809U - 一种预充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电领域，具体公开了一种预充电系统，该预充电系统包括车端和主继电器，所述车端连接所述主继电器的输出端，该预充电系统还包括控制单元和预充电切换单元，其中，所述控制单元控制主继电器和预充电切换单元工作，所述预充电切换单元的输出端连接车端，闭合主继电器前，预充电切换单元预先对车端进行预充电，当车端电容电压值达到恒定值时，预充电切换单元停止工作，本实施例通过预充电切换单元对车端电容进行预充电，当车端电容电压值达到恒定值，则预充电切换单元停止工作，主继电器闭合，对电动汽车进行充电，此时，车端电容不会产生较大冲击电流，不会导致继电器粘连，从而可以延长继电器的使用时间。

Description

一种预充电系统

技术领域

本实用新型涉及电动汽车充电领域，具体涉及一种预充电系统、方法及模块。

背景技术

随着新能源产业不断发展，充电桩建设进度加快，交流充电桩在市场上的占有率越来越高，同时伴随着问题越来越多，其中就有继电器粘连问题，交流充电桩在进行充电时，直接闭合主继电器，因车端存在电容，闭合瞬间存在很大的冲击电流，使继电器的触点加速碳化，导致继电器粘连，大大缩短了继电器的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中，交流充电桩在进行充电时，直接闭合主继电器会导致继电器粘连，大大缩短了继电器的使用寿命的问题，提供一种预充电系统。

本实用新型采用的技术方案：

一种预充电系统，包括车端和主继电器，所述车端连接所述主继电器的输出端，还包括：

控制单元，所述控制单元控制主继电器和预充电切换单元工作；

预充电切换单元，所述预充电切换单元的输出端连接车端，闭合主继电器前，预充电切换单元预先对车端进行预充电，当车端电容电压值达到恒定值时，预充电切换单元停止工作。

进一步地，预充电系统包括交流电压采样单元，所述交流电压采集单元分别连接预充电切换单元和电源端。

进一步地，所述预充电切换单元包括单刀双置继电器K1、双刀单置继电器K2和单刀单置继电器K3，所述单刀双置继电器K1的第三端连接电源端，所述单刀双置继电器K1的第四端连接双刀单置继电器K2的第五端，所述双刀单置继电器K2的第六端和所述双刀单置继电器K2的第四端连接车端，所述双刀单置继电器K2的第三端连接所述单刀单置继电器K3的第四端，所述单刀单置继电器K3的第三端连接所述单刀双置继电器K1的第五端。

进一步地，所述预充电切换单元还包括整流桥，所述单刀双置继电器K1的第四端经整流桥中的二极管D1连接双刀单置继电器K2的第五端，所述双刀单置继电器K2的第三端经整流桥中的二极管D3连接所述单刀单置继电器K3的第四端。

进一步地，预充电系统还包括电压互感器，所述单刀双置继电器K1的第三端经所述电压传感器连接电源端。

进一步地，当预充电切换单元不工作时，所述单刀双置继电器K1的第三端和所述单刀双置继电器K1的第五端连接，所述双刀单置继电器K2和所述单刀单置继电器K3断开；当所述预充电切换单元工作时，所述单刀双置继电器K1的第三端连接所述单刀双置继电器K1的第四端，所述双刀单置继电器K2和所述单刀单置继电器K3闭合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的预充电系统包括控制单元和预充电切换单元，控制单元控制主继电器和预充电切换单元工作，在闭合主继电器前通过预充电切换单元对车端电容预充电，当车端电容电压值达到恒定值时，预充电切换单元停止工作，然后主继电器闭合，对车端进行充电，本实用新型解决了直接闭合主继电器，因车端存在电容，闭合瞬间冲击电流会使继电器的触点加速碳化，导致继电器粘连的问题，本实用新型可以延长主继电器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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他附图。

图1为本实用新型实施例提供的预充电系统的原理框图；

图2为本实用新型实施例提供的预充电切换单元的电路图；

图3为本实用新型实施例提供的预充电方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种预充电系统的原理框图，该预充电系统包括车端和主继电器，所述车端连接所述主继电器的输出端，该预充电系统还包括控制单元和预充电切换单元，其中，所述控制单元控制主继电器和预充电切换单元工作，所述预充电切换单元的输出端连接车端，闭合主继电器前，预充电切换单元预先对车端进行预充电，当车端电容电压值达到恒定值时，预充电切换单元停止工作，本实施例通过预充电切换单元对车端电容进行预充电，当车端电容电压值达到恒定值，则预充电切换单元停止工作，主继电器闭合，对电动汽车进行充电，此时，车端电容不会产生较大冲击电流，不会导致继电器粘连，从而可以延长继电器的使用时间。

需要说明的是，本实施例中恒定值并不是一个定值，对于不能类型的电动汽车，车端电容电压值是不一样的，上述车端电容电压值达到恒定值是指某一款车型电容充电结束后两端的电压值。

进一步地，预充电系统包括交流电压采样单元，所述交流电压采集单元分别连接预充电切换单元和电源端，本实施例通过交流电压采集单元采集车端电容电压值和电源端电压值，并将采集的电压值传输给控制单元。

进一步地，如图2所示，所述预充电切换单元包括单刀双置继电器K1、整流桥、双刀单置继电器K2和单刀单置继电器K3，所述单刀双置继电器K1的第三端连接电源端，所述单刀双置继电器K1的第四端连接整流桥中的二极管D1的阳极，所述单刀双置继电器K1的第五端连接所述单刀单置继电器K3的第三端，所述单刀单置继电器K3的第四端连接所述整流桥中的二极管D3的阴极，所述整流桥中的二极管D1的阴极连接所述双刀单置继电器K2的第五端，所述双刀单置继电器K2的第六端和所述双刀单置继电器K2的第四端连接车端，所述整流桥中的二极管D3的阳极连接所述双刀单置继电器K2的第三端。

具体地，如图2所示，当需要充电时，控制单元驱动单刀双置继电器K1的第三端连接第四端，双刀单置继电器K2和单刀单置继电器K3闭合，此时交流电经电压传感器经整流桥后输出给车端，对车端电容预充电；

当预充电结束，控制单元驱动单刀双置继电器K1的第三端连接第五端，双刀单置继电器K2和单刀单置继电器K3断开，电源端不再对车端预充电。

进一步地，预充电系统还包括电压互感器，所述单刀双置继电器K1的第三端经所述电压传感器连接电源端，本实施例通过电压互感器将交流电压转换为低电压，方便可以给车端电容充电。

本实施还提供了一种预充电方法，应用上述的预充电系统，具体地，该预充电方法包括：

获取到充电信号，则控制单刀双置继电器K1的第三端连接单刀双置继电器K1的第五端，双刀单置继电器K2和单刀单置继电器K3闭合；

获取采样电阻R1两端的电压值；

当采样电阻R1的两端电压值在设定范围内为一个恒定值，则判断采样电阻R1的两端电压值是否在设定范围内；

获取主回路交流电压值；

判断主回路交流电压的方向与车端电容电压方向是否一致；

若采样电阻R1的两端电压值在设定范围内且主回路交流电压的方向与车端电容电压方向一致，则控制单刀双置继电器K1的第三端断开单刀双置继电器K1的第五端，双刀单置继电器K2和单刀单置继电器K3断开且允许主继电器闭合。

进一步地，采样电阻R1两端的电压值设定范围计算公式为：

Ub＝(Ua*R1)/(R1+Rx)，

其中，Ub是采样电阻R1两端的计算电压值，Ua是电源端电压值，R1是采样电阻，Rx是车端的放电电阻，Rx的取值范围为51KΩ～2MΩ。

需要说明的是，不同类型的车其车端的放电电阻Rx的阻值不同，因此本实施例采集了市面上的多款电动车的车端放电电阻后，得出Rx的取值范围为51KΩ～2MΩ，因此根据上述计算公式代入车端的放电电阻Rx的取值范围，可以得出采样电阻R1两端的电压值的合理范围。

进一步地，若采样电阻R1的两端电压值在设定范围内，主回路交流电压的方向与车端电容电压方向不一致，则等到主回路交流电压的方向与车端电容电压方向一致时，闭合主继电器。

本实施例还提供了一种预充电模块，应用上述的预充电系统，具体地，该预充电模块包括：

获取单元，所述获取单元用于获取充电信号及交流电压采样值；

判断单元，当采样电阻R1的两端电压值在设定范围内为一个恒定值，判断采样电阻R1的两端电压值是否在设定范围内，判断主回路交流电压的方向与车端电容电压方向是否一致；

控制单元，当获取到充电信号，则控制单刀双置继电器K1的第三端连接单刀双置继电器K1的第五端，双刀单置继电器K2和单刀单置继电器K3闭合；当采样电阻R1的两端电压值在设定范围内且主回路交流电压的方向与车端电容电压方向一致，则控制单刀双置继电器K1的第三端断开单刀双置继电器K1的第五端，双刀单置继电器K2和单刀单置继电器K3断开且允许主继电器闭合。

综上所述，本实施例提供的预充电系统在闭合主继电器前通过预充电切换单元对车端电容预充电，当车端电容电压值达到恒定值时，预充电切换单元停止工作，然后主继电器闭合，对车端进行充电，本实用新型解决了直接闭合主继电器，因车端存在电容，闭合瞬间冲击电流会使继电器的触点加速碳化，导致继电器粘连的问题，本实用新型可以延长主继电器的使用寿命，另外本实用新型所需空间小，成本低，只需增加3个小继电器和一个整流桥，均可焊接在电路板上，极大地节省了充电桩的空间。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种预充电系统，包括车端和主继电器，所述车端连接所述主继电器的输出端，其特征在于，还包括：

控制单元，所述控制单元控制主继电器和预充电切换单元工作；

预充电切换单元，所述预充电切换单元的输出端连接车端，闭合主继电器前，预充电切换单元预先对车端进行预充电，当车端电容电压值达到恒定值时，预充电切换单元停止工作。

2.根据权利要求1所述的一种预充电系统，其特征在于，包括交流电压采样单元，所述交流电压采集单元分别连接预充电切换单元和电源端。

3.根据权利要求1所述的一种预充电系统，其特征在于，所述预充电切换单元包括单刀双置继电器K1、双刀单置继电器K2和单刀单置继电器K3，所述单刀双置继电器K1的第三端连接电源端，所述单刀双置继电器K1的第四端连接双刀单置继电器K2的第五端，所述双刀单置继电器K2的第六端和所述双刀单置继电器K2的第四端连接车端，所述双刀单置继电器K2的第三端连接所述单刀单置继电器K3的第四端，所述单刀单置继电器K3的第三端连接所述单刀双置继电器K1的第五端。

4.根据权利要求3所述的一种预充电系统，其特征在于，所述预充电切换单元还包括整流桥，所述单刀双置继电器K1的第四端经整流桥中的二极管D1连接双刀单置继电器K2的第五端，所述双刀单置继电器K2的第三端经整流桥中的二极管D3连接所述单刀单置继电器K3的第四端。

5.根据权利要求3所述的一种预充电系统，其特征在于，还包括电压互感器，所述单刀双置继电器K1的第三端经所述电压互感器连接电源端。

6.根据权利要求3所述的一种预充电系统，其特征在于，当预充电切换单元不工作时，所述单刀双置继电器K1的第三端和所述单刀双置继电器K1的第五端连接，所述双刀单置继电器K2和所述单刀单置继电器K3断开；当所述预充电切换单元工作时，所述单刀双置继电器K1的第三端连接所述单刀双置继电器K1的第四端，所述双刀单置继电器K2和所述单刀单置继电器K3闭合。

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