CN110103718A - 一种电动汽车用高压双向dcdc的旁路保护*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车用高压双向DCDC的旁路保护***，包括DCDC变换器、逆变器、汽车动力电池、故障检测电路、旁路控制电路、旁路电路，所述动力电池与旁路电路连接，所述旁路电路分别连接DCDC变换器和逆变器的输出端，所述DCDC变换器的输出端连接逆变器的输入端，所述故障检测电路用于检测DCDC变换器的故障信号，其输出端与旁路控制电路连接，所述旁路控制电路在检测到DCDC故障信号后控制旁路电路将动力电池与逆变器连接并断开动力电池与DCDC逆变器的连接。本发明的优点在于：当检测DCDC故障时，可以直接将DCDC切出电路，将电池直接与逆变器连接为整车供电，避免了因DCDC故障造成的汽车无法启动行驶。

Description

一种电动汽车用高压双向DCDC的旁路保护***
技术领域
本发明涉及汽车动力***领域，特别涉及一种电动汽车用高压双向DCDC的旁路保护***。
背景技术
随着自然资源的日益枯竭，各国正在大力发展新能源技术，电动汽车作为新能源产品的代表得到了长足的发展，而高压蓄电池及其充放电技术是制约电动汽车发展的关键技术之一，在电池电量满电及电量较低时会对电驱动***效率产生一定的影响，部分电动汽车已考虑增加高压双向DCDC变换器将电池电压升高在一个稳定值，可有效地解决电池电压输出范围大，输出电压低的问题，提升了整车的运行效率和性能。
但是增加高压双向DCDC变换器增加了整车高压***复杂性，另外功率器件的增加会导致***故障点的成倍增加，对车辆可靠性带来极大影响，而对于新能源汽车来说安全性至关重要，车辆抛锚将带来严重影响。目前新能源车辆针对此问题的解决方法主要在于增加控制策略及监控功能，但一旦升/降压***出现不可恢复故障，车辆仍无法正常行驶，严重影响整车的可靠性及安全性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车用高压双向DCDC的旁路保护***，用于在双向DCDC出现故障时，仍能够保证整车的供电运行。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电动汽车用高压双向DCDC的旁路保护***，包括双向DCDC变换器、逆变器、汽车动力电池，还包括故障检测电路、旁路控制电路、旁路电路，所述动力电池与旁路电路连接，所述旁路电路分别连接DCDC变换器和逆变器的输出端，所述DCDC变换器的输出端连接逆变器的输入端，所述故障检测电路用于检测DCDC变换器的故障信号，其输出端与旁路控制电路连接，所述旁路控制电路在检测到DCDC变换器故障信号后控制旁路电路将动力电池与逆变器连接并断开动力电池与DCDC逆变器的连接。
所述旁路电路包括接触器，所述接触器包括线圈KM及对应的常开触点KM2、常闭触点KM1，所述常开触点KM2一端连接动力电池，另一端连接逆变器的输入端，所述常闭触点KM1设置在动力电池和双向DCDC之间，所述旁路控制电路驱动控制所述接触器的线圈KM通断电。
所述常闭触点KM1串接设置在DCDC变换器的开关管与动力电池之间。
所述旁路控制电路与报警器连接，用于在DCDC故障后发出报警信号。
所述旁路控制电路通过CAN总线连接整车控制器，所述整车控制器控制仪表发出DCDC故障指示信号。
所述报警器集成在仪表上，用于发出DCDC故障的报警信号。
所述故障检测电路包括电压电流检测模块，用于检测DCDC变换器输出端的电压电流信号。以方便用于检测高压双向DCDC变换器工作状态。
本发明的优点在于：当检测DCDC故障时，可以直接将DCDC切出电路，将电池直接与逆变器连接为整车供电，避免了因DCDC故障造成的汽车无法启动行驶；同时给出报警提醒，方便用户及时了解DCDC故障状态，以及时维修检测；通过设置在仪表上的检测，方便用户获取提醒信号；且本方案结构简单、成本低，方便推广使用。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明结构原理图；
图2为本发明旁路电路***在正常情况下的示意图；
图3为本发明旁路电路***在DCDC故障情况下的示意图
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明中，通过增加一种高压双向DCDC变换器高压旁路方案，可以有效地增加升/降压***可靠性，保证在高压双向DCDC变换器出现故障情况下，可以自动启动旁路电路，保证整车动力***仍然可以正常工作，避免因高压双向DCDC变换器故障导致整车趴窝问题，提高***安全性和可靠性。该方案电路简单，可集成高压双向DCDC变换器中，在电动汽车动力***高压双向DCDC转换器发生故障时候，通过触发控制功能的旁路控制***可有效地保证电池***直接与电驱动***的高压连接，使整车可以继续前行。具体如下：
如图1所示，一种电动汽车用高压双向DCDC的旁路保护***，包括DCDC变换器、逆变器、汽车动力电池、故障检测电路、旁路控制电路、旁路电路，动力电池与旁路电路连接，旁路电路分别连接DCDC变换器的输入端和逆变器的输入端，DCDC变换器的输出端连接逆变器的输入端，故障检测电路用于检测DCDC变换器的故障信号，其输出端与旁路控制电路连接，旁路控制电路在检测到DCDC故障信号后控制旁路电路将动力电池与逆变器连接并断开动力电池与DCDC逆变器的连接。
在正常工作时，旁路电路控制动力电池通过DCDC变换器与逆变器连接，此时DCDC变换器接入工作，动力电池经DCDC变换器升压后通过逆变器输出给电机供电，在此过程中，故障检测电路实时检测DCDC变换器的工作状态，检测出故障信号后发送给旁路控制电路，由旁路控制电路控制旁路电路将动力电池直接与逆变器的输入端连接，断开DCDC变换器与动力电池之间的连接，从而将故障的DCDC变换器切出工作，保证了在DCDC变换器出现故障时，电机仍能供电工作。
故障检测电路实现方式包括多种，一、采用电压电流检测模块，用于检测DCDC变换器输出端的电压电流信号等，根据电流电压数据来判断是否出现故障，数据传递至旁路控制电路进行判断，旁路控制电路采用单片机及***电路组成的最小***即可实现，数据传递至单片机中进行判断处理得到DCDC变换器输出异常，然后对应的控制旁路电路的工作。二、由于现有的DCDC变换器基本上已经继承了故障检测工作，因此，只需要将单片机的串口与DCDC变换器内的控制芯片的故障输出口连接，获取DCDC芯片自检的故障信号即可，在接收到故障信号后及时控制旁路电路将动力电池与逆变器连接并断开动力电池与DCDC的连接，从而保证了电机的供电工作，避免趴窝现象对于汽车使用的影响。
如图2、3所示，旁路电路包括接触器，接触器包括线圈KM及对应的常开触点KM2、常闭触点KM1，常开触点KM2一端连接动力电池，另一端连接逆变器的输入端，常闭触点KM1设置在动力电池和DCDC变换器之间，旁路控制电路驱动控制所述接触器的线圈KM通断电。常闭触点KM1串接在DCDC变换器的开关管与动力电池之间。由于常闭触点KM1使得动力电池和DCDC变换器之间处于常闭状态，也就是不出现故障时，一直采用DCDC升压后才在通过逆变器为电机供电；当出现故障后通过单片机驱动接触器的线圈KM通电后，常开触点KM2吸和，常闭触点KM1断开，这样，动力电池经常开触点KM2后与逆变器连接，为电机供电。
出现故障后虽然通过电路旁路仍能供电工作，但是由于没有DCDC升压，在效率和性能上并不是最好，因此，需要及时检修DCDC，故而需要让用户得知此时DCDC已经故障，故而设置报警功能，旁路控制电路与报警器连接，用于在DCDC故障后发出报警信号。单片机通过驱动蜂鸣器给出报警提醒，方便用户获知DCDC故障，为了方便提醒，报警器集成在仪表上，用于发出DCDC故障的报警信号。
进一步，单片机电路通过CAN总线连接整车控制器，整车控制器控制仪表发出DCDC故障指示信号。在仪表上集成DCDC故障指示灯，通过单片机上传的故障信号后由整车控制器控制仪表给出故障指示，从而方便用户及时获知出现故障的DCDC，方便用户及时开车去检修更换，避免了长时间的低效率、低性能工作。
当高压双向DCDC在正常工作时候参与高压电路的联通，同时对来自高压双向DCDC的检测信号进行监控，当双向DCDC发生故障不能正常工作时，旁路控制电路根据检测信号变化迅速驱动旁路接触器控制电路控制闭合旁路接触器，联通动力电池与驱动***电路，同时断开双向DCDC功率电路，可以避免整车断高压。电路包括：双向DCDC故障检测电路，旁路接触器控制电路，旁路接触器，高压双向DCDC变换器，逆变单元。
当电路正常工作时候，旁路接触器两个常闭触点串联在双向DCDC功率变换电路开关管与母线负极，保证电路正常工作，同时旁路控制电路监控双向DCDC工作状态。
当双向DCDC功率单元发生故障需要进行单元旁路操作时候，旁路控制电路将立刻发出信号封锁主功率单元开关管驱动信号，同时发出旁路控制信号，接触器常闭触点KM1断开，避免因为开关管直通等故障造成的直流母线正负极短路情况发生，同时常开触点KM2闭合，母线正极短接主功率模块与后面逆变单元联通，将发生故障的主功率模块从***脱离，不影响后面***工作。当高压双向DCDC***故障排除，旁路控制电路将进入正常监控状态，恢复接触器状态使电路正常工作。
采用以上技术方案可以有效地增加升/降压***可靠性，保证在高压双向DCDC变换器出现故障情况下，可以自动启动旁路电路，保证整车动力***仍然可以正常工作，避免因高压双向DCDC变换器故障导致整车趴窝问题，提高***安全性和可靠性。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动汽车用高压双向DCDC的旁路保护***，包括DCDC变换器、逆变器、汽车动力电池，其特征在于：还包括故障检测电路、旁路控制电路、旁路电路，所述动力电池与旁路电路连接，所述旁路电路分别连接DCDC变换器和逆变器的输入端，所述DCDC变换器的输出端连接逆变器的输入端，所述故障检测电路用于检测DCDC变换器的故障信号，其输出端与旁路控制电路连接，所述旁路控制电路在检测到DCDC故障信号后控制旁路电路将动力电池与逆变器连接并断开动力电池与DCDC逆变器的连接。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车用高压双向DCDC的旁路保护***，其特征在于：所述旁路电路包括接触器，所述接触器包括线圈KM及对应的常开触点KM2、常闭触点KM1，所述常开触点KM2一端连接动力电池，另一端连接逆变器的输入端，所述常闭触点KM1设置在动力电池和DCDC变换器之间，所述旁路控制电路驱动控制所述接触器的线圈KM通断电。
3.如权利要求1或2所述的一种电动汽车用高压双向DCDC的旁路保护***，其特征在于：所述常闭触点KM1串接设置在DCDC变换器的开关管与动力电池之间。
4.如权利要求1或2所述的一种电动汽车用高压双向DCDC的旁路保护***，其特征在于：所述旁路控制电路与报警器连接，用于在DCDC故障后发出报警信号。
5.如权利要求4所述的一种电动汽车用高压双向DCDC的旁路保护***，其特征在于：所述旁路控制电路通过CAN总线连接整车控制器，所述整车控制器控制仪表发出DCDC故障指示信号。
6.如权利要求5所述的一种电动汽车用高压双向DCDC的旁路保护***，其特征在于：所述报警器集成在仪表上，用于发出DCDC故障的报警信号。
7.如权利要求1所述的一种电动汽车用高压双向DCDC的旁路保护***，其特征在于：所述故障检测电路包括电压电流检测模块，用于检测DCDC变换器输出端的电压电流信号。
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