CN203401978U - 电动汽车高压负载充放电安全电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车高压负载充放电安全电路。本电路包括动力电池，充电开关组件包括正极接触器、预充电接触器和预充放电电阻，预充电接触器与预充放电电阻串联后，与正极接触器并联连接，充电开关组件一端与动力电池P级连接；直流母线电容位于高压负载内部，直流母线电容正极与充电开关组件的另一端连接，直流母线电容负极与动力电池N级连接；可控开关一端连接于预充放电电阻和充电接触器之间，另一端与直流母线电容的负极连接；控制器与可控开关的控制端连接。该电路在不需要增加额外放电电阻的情况下直接利用***中的预充放电电阻实现放电，节约空间和成本。此外，该电路还可包括放电保险和互锁继电器，提高***的安全性。

Description

电动汽车高压负载充放电安全电路

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种电动汽车用高压负载充放电安全电路。

背景技术

电动汽车中的高压负载（例如电机控制器、空调控制器等）的硬件电路中通常会使用到电容元件，而这些电容元件在整车高压***断电后仍然能在很长一段时间（一般是几分钟到几个小时）储存一定的电荷，这些电荷在车辆需要检修时，维修人员接触到这些高压部件时，就容易被电容中储存的电荷所伤害。

目前现有的对这些残余电荷采用的处理方法一般是在高压负载两端（即电容两端）并联一个泄放电阻，在高压负载断开后，电容上的电荷通过泄放电阻泄放，电容中储存的能量也以热量形式消耗掉了。但是这样做需要增加泄放电阻的成本，还需要为电阻选择布置空间。

发明内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电动汽车高压负载充放电安全电路。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种电动汽车高压负载充放电安全电路，包括动力电池，所述动力电池包括动力电池P极和动力电池N极；充电开关组件，所述充电开关组件包括正极接触器、预充电接触器和预充放电电阻，所述预充电接触器与所述预充放电电阻串联后，与所述正极接触器并联连接，所述充电开关组件一端与所述动力电池P级连接；直流母线电容，所述直流母线电容位于高压负载内部，所述直流母线电容包括直流母线电容正极和直流母线电容负极，所述直流母线电容正极与所述充电开关组件的另一端连接，所述直流母线电容负极与所述动力电池N级连接；可控开关，所述可控开关的一端连接于所述预充放电电阻和所述预充电接触器之间，另一端与直流母线电容的负极连接；控制器，所述控制器与所述可控开关的控制端连接。所述控制开关为常开继电器。

当动力电池对高压负载充电结束，即充电开关组件的正极接触器和预充电接触器均处于断开状态，停止充电。则控制器控制可控开关导通，此时，可控开关和与预充放电电阻以及直流母线电容形成一个闭合的回路，直流母线电容通过预充放电电阻将电量进行释放，将电能转化为电阻的热能，从而达到释放电荷的作用。通过这样的电路设计，可以达到利用***中已有的预充放电电阻对电容电量进行释放的作用，无需再用额外的电阻，省去了额外电阻选型以及布置的麻烦，提高了***的利用率。

在上述的电动汽车高压负载充放电安全电路中，还包括放电保险，所述放电保险连接于所述可控开关与所述直流母线电容的负极之间。

在上述的电动汽车高压负载充放电安全电路中，还包括互锁继电器，所述互锁继电器线圈一端接地，另一端分别与所述预充电接触器线圈一端以及所述正极接触器线圈一端连接；所述互锁继电器常闭开关一端接地，另一端与所述可控开关接地端连接。

综上所述，本实用新型的优点是不需要额外增加放电电阻，直接使用***中已有的电阻进行放电，***利用率高，安全性好。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的电动汽车高压负载充放电安全装置的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1描述根据本实用新型实施例的电动汽车高压负载充放电安全电路。

根据本实用新型实施例的电动汽车高压负载充放电安全电路，如图1所示，包括：动力电池1，所述动力电池包括动力电池P极和动力电池N极；充电开关组件11，充电开关组件11包括正极接触器3、预充电接触器4和预充放电电阻5，预充电接触器4与预充放电电阻5串联后，与正极接触器3并联连接；直流母线电容12，直流母线电容12位于高压负载10内部，直流母线电容12包括直流母线电容正极和直流母线电容负极。动力电池1的P极和N极分别通过正极接触器3和负极接触器9与直流母线电容12的正极和负极相连，实现动力电池1对直流母线电容12的充电。动力电池1的P极通过预充电接触器4和预充放电电阻5与直流母线电容12的正极连接，直流母线电容12的负极通过负极接触器9与动力电池的N极连接，实现动力电池1对直流母线电容12充电之前的预充电，预充放电电阻5在预充电过程中起到限流的作用。可控开关7为常开继电器。可控开关7的常开开关的一端连接于预充放电电阻5和预充电接触器4之间，另一端与直流母线电容12的负极连接；可控开关7的线圈一控制端与控制器2相连接，可控开关7线圈另一接地端接地；控制器2用于在直流母线电容12放电时控制可控开关7导通，使预充放电电阻5接入直流母线电容12的两端进行放电。

其工作过程如下：

在整车上电后，控制器2先通过预充控制端41控制预充电接触器4导通，对高压负载10进行预充电。经过一段时间后，控制器2通过预充控制端41控制预充电接触器4断开，同时，控制器2通过正极控制端31控制正极接触器3导通，对高压负载10进行充电。在整车断电，即钥匙打到OFF档后，控制器2分别通过正极控制端31和负极控制端91断开正极接触器3和负极接触器9的线圈端电源，使得正极接触器3和负极接触器9的高压开关端断开，从而切断动力电池1对高压负载10的高压输出。

控制器2的正极反馈端32和负极反馈端91分别接收正极接触器3和负极接触器9的低压反馈信号，并判断正极接触器3和负极接触器9都已经处于断开状态。然后控制器2通过放电控制端71输出控制电源给可控开关7的线圈控制端，从而导通可控开关7的线圈，可控开关7的线圈带动开关触点闭合，有效接入预充放电电阻对直流母线电容12进行放电。

可控开关7闭合后高压放电过程开始，当控制器2检测到直流母线电容12两端电压小于36V时，控制器2断开给与可控开关7线圈端的电源，使可控开关7的开关端断开，放电结束。

该电路还可以包括放电保险8，放电保险8位于可控开关7与所述直流母线电容12的负极端之间。选择一个20A快熔保险丝，如果放电回路中的电流大于20A时，该保险丝就会熔断，因此可以保护该支路的器件不至于损坏。

该电路还可以包括互锁继电器6，互锁继电器6线圈一端接地，另一端分别与预充电接触器4线圈一端以及正极接触器3线圈一端连接；互锁继电器6常闭开关一端接地，另一端与可控开关7线圈接地端连接。具体地，可控开关7为常开继电器，可控开关7线圈一控制端与控制器2连接，另一接地端通过互锁继电器6的常闭开关接地。通过以上的连接方式，可以实现正极接触器3和可控开关7两者的互锁，也就是当正极接触器3的开关导通时，可控开关7的开关一定处于断开状态，不会导通。其工作原理是：正极接触器3线圈得电，那么开关触点吸合，同时互锁继电器6的线圈因为与正极接触器3线圈串联，因此互锁继电器6的线圈也就得电，互锁继电器6的开关触点也会随之而断开，也就是互锁继电器6的开关触点与地断开。因此，与互锁继电器6开关另一端相连的可控开关7的线圈接地端也随之与地断开，从而可控开关7的开关触点也会断开。从而实现了正极接触器3和可控开关7的互锁。同样，预充电接触器4与可控开关7以同样的工作原理实现互锁。

本电路中设置互锁继电器6的优点是：在动力电池1给高压负载10充电的过程中，正常情况下，可控开关7的开关触点处于断开状态，但是，如果一旦控制器2出现了逻辑控制的错误，控制器2给可控开关7线圈控制端电源，如果没有互锁继电器6，可控开关7的线圈另一接地端直接接地的话，则可控开关7开关触点就会导通，则如果在预充电过程中，则会烧坏放电保险8；如果在充电过程中，则，预充放电电阻5在此电路上会由于电流过大而发热，甚至导致烧坏。而在此装置中，因为可控开关7的线圈另一接地端是通过互锁继电器6的常闭开关端与地连接，因此可以防止以上危险情况的发生，从而提高了***的安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种电动汽车高压负载充放电安全电路，其特征在于，包括：

动力电池（1），所述动力电池包括动力电池P极和动力电池N极；

充电开关组件（11），所述充电开关组件（11）包括正极接触器（3）、预充电接触器（4）和预充放电电阻（5），所述预充电接触器（4）与所述预充放电电阻（5）串联连接后，与所述正极接触器（3）并联连接；所述充电开关组件（11）一端与所述动力电池P级连接；

直流母线电容（12），所述直流母线电容（12）位于高压负载（10）内部，所述直流母线电容（12）包括，直流母线电容正极和直流母线电容负极，所述直流母线电容正极与所述充电开关组件（11）的另一端连接，所述直流母线电容负极与所述动力电池N级连接；

可控开关（7），所述可控开关（7）的一端连接于所述预充放电电阻（5）和所述预充电接触器（4）之间，另一端与直流母线电容（12）负极连接；

控制器（2），所述控制器（2）与所述可控开关（7）的控制端连接。

2.根据权利要求1所述的电动汽车高压负载充放电安全电路，其特征在于，所述可控开关（7）为常开继电器。

3.根据权利要求2所述的电动汽车高压负载充放电安全电路，其特征在于，还包括放电保险（8），所述放电保险（8）连接于所述可控开关（7）与所述直流母线电容（12）的负极之间。

4.根据权利要求2或3所述的电动汽车高压负载充放电安全电路，其特征在于，还包括互锁继电器（6），所述互锁继电器（6）线圈一端接地，另一端分别与所述预充电接触器（4）线圈一端以及所述正极接触器（3）线圈一端连接；所述互锁继电器（6）常闭开关一端接地，另一端与所述可控开关（7）接地端连接。

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