CN209159467U - 电池包主接触器的控制电路及控制*** - Google Patents

电池包主接触器的控制电路及控制*** Download PDF

Info

Publication number
CN209159467U
CN209159467U CN201822110146.8U CN201822110146U CN209159467U CN 209159467 U CN209159467 U CN 209159467U CN 201822110146 U CN201822110146 U CN 201822110146U CN 209159467 U CN209159467 U CN 209159467U
Authority
CN
China
Prior art keywords
controllable switch
battery pack
main contactor
bms
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201822110146.8U
Other languages
English (en)
Inventor
孙海健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Svolt Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Svolt Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Svolt Energy Technology Co Ltd filed Critical Svolt Energy Technology Co Ltd
Priority to CN201822110146.8U priority Critical patent/CN209159467U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN209159467U publication Critical patent/CN209159467U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本实用新型涉及汽车动力电池领域，提供一种电池包主接触器的控制电路及控制***。所述电池包主接触器的控制***包括安全气囊模块ABM以及与ABM电性连接的电池管理***BMS及整车控制器，还包括上述的电池包主接触器的控制电路，且整车控制器控制第一可控开关以及BMS控制第二可控开关和第三可控开关，其中：ABM获取车辆的碰撞信号，并将碰撞信号传输给BMS和整车控制器，整车控制器响应于碰撞信号控制第一可控开关断开，BMS响应于碰撞信号控制第二可控开关和/或第三可控开关断开。本实用新型方案可更快地切断电池包主接触器以实现紧急碰撞下整车高压电气安全，避免了单个控制器响应过慢或者无效的问题。

Description

电池包主接触器的控制电路及控制***
技术领域
本实用新型涉及汽车动力电池领域，特别涉及一种电池包主接触器的控制电路及控制***。
背景技术
目前，新能源整车的高压电气安全已成为用户最为关注的问题之一，其影响着整车安全运行。而电池包作为新能源整车的主要动力源，如何通过主接触器控制实现整车高压母线的快速有效的通断对高压电气安全显得尤为重要。考虑到高压电气安全的重要性，针对电池包主接触器的状态控制的设计需要满足一定的功能安全等级。
对此，现有技术中电池包的主接触器控制一般是采用电池管理***(BatteryManagement System，BMS)以单边控制(即，高/低电平驱动)的形式实现，单边的控制电路或者BMS失效则无法实现对主接触器状态的控制。
因此，现有技术中的电池包主接触器控制方案不能保证对主接触器的有效控制，需要考虑新的电池包主接触器控制方案。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电池包主接触器的控制电路，以解决现有技术中的电池包主接触器控制方案不能保证对主接触器的有效控制的问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种电池包主接触器的控制电路，包括由车辆的整车控制器控制的第一可控开关以及由车辆的BMS控制的第二可控开关和第三可控开关，且所述第一可控开关的一端电性连接至电源端，另一端依次串联所述第二可控开关、所述电池包主接触器及所述第三可控开关的一端，所述第三可控开关的另一端电性连接至接地端。
进一步的，所述第一可控开关、所述第二可控开关和/或所述第三可控开关采用晶闸管、双极型晶体管或场效应管。
进一步的，所述电池包主接触器包括主正接触器和主负接触器，且所述第一可控开关、所述第二可控开关和所述第三可控开关为包括两个子开关的开关组，且所述两个子开关分别与所述主正接触器和所述主负接触器相对应。
进一步的，所述子开关为MOS管。
相对于现有技术，本实用新型所述的电池包主接触器的控制电路具有以下优势：本实用新型的控制电路同时设置了三个可控开关以形成高边控制和低边控制，即使单边的可控开关失效，也能够通过其他可控开关来切断主接触器以实现紧急碰撞下整车高压电气安全，避免了单边控制失效导致无法有效控制主接触器的问题；本实用新型的控制电路中整车控制器和BMS相配合，形成了针对电池包主接触器的冗余控制，可解决BMS失效导致无法控制主接触器及BMS信号响应速度较慢的问题。
本实用新型的另一目的在于提出一种电池包主接触器的控制电路及控制***，以解决现有技术中的电池包主接触器控制方案不能保证对主接触器的有效控制的问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种电池包主接触器的控制***，所述电池包主接触器的控制***包括ABM(AirBag Module，安全气囊模块)以及与所述ABM电性连接的BMS及整车控制器，还包括上述的电池包主接触器的控制电路，且所述整车控制器控制所述第一可控开关以及所述BMS控制所述第二可控开关和所述第三可控开关，其中：所述ABM获取车辆的碰撞信号，并将所述碰撞信号传输给所述BMS和所述整车控制器，所述整车控制器响应于所述碰撞信号控制所述第一可控开关断开，所述BMS响应于所述碰撞信号控制所述第二可控开关和/或所述第三可控开关断开。
进一步的，所述第一可控开关设置在所述整车控制器内，所述第二可控开关和所述第三可控开关设置在所述BMS内
进一步的，所述BMS还与所述整车控制器电性连接，用于检测所述整车控制器内部的所述第一可控开关是否出现在异常，并根据检测结果确认所述控制电路是否存在供电故障，若存在所述供电故障，则向所述整车控制器反馈所述供电故障。
进一步的，所述BMS和所述整车控制器通过车辆的CAN总线实现两者间的电性连接。
进一步的，所述电池包主接触器的控制***还包括与所述电池包接触器电性连接的动力电池包，所述动力电池包通过所述电池包主接触器电性连接车辆的用电设备。
进一步的，对于电动汽车，所述整车控制器为VCU(Vehicle Control Unit，电动汽车整车控制器)；对于混合动力汽车，所述整车控制器为HCU(Hybrid Control Unit，混合动力整车控制器)。
所述控制***与上述控制电路相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施方式所述的电池包主接触器的控制电路及控制***的结构示意图；以及
图2为是本实用新型实施方式中分别控制主正接触器和主负接触器的示例控制电路及示例控制***的结构示意图。
附图标记说明：
100 控制电路 200 整车控制器
300 BMS 400 电池包主接触器
500 ABM 110 第一可控开关
120 第二可控开关 130 第三可控开关
410 主正接触器 420 主负接触器
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
在本实用新型实施方式中，“电性连接”用于表述两个部件之间的信号连接，例如控制信号和反馈信号，以及两个部件之间的电功率连接。另外，本实用新型实施方式中涉及的“连接”可以是有线连接，也可以是无线连接，且涉及的“电性连接”可以是两个部件之间的直接电性连接，也可以是通过其他部件的间接电性连接。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。
图1是本实用新型实施方式的一种电池包主接触器的控制电路的结构示意图，其中所述电池包主接触器设置在车辆的动力电池包(图中未示出)与用电设备(图中未示出，特别是高压电器)之间，其通过控制动力电池包与用电设备之间的整车高压母线的通断来保证车辆的高压电气安全。
如图1所示，该控制电路100可以包括：由车辆的整车控制器200控制的第一可控开关110以及由车辆的BMS 300控制的第二可控开关120和第三可控开关130，且所述第一可控开关110的一端电性连接至电源端(例如+12V)，另一端依次串联所述第二可控开关120、所述电池包主接触器400及所述第三可控开关130的一端，所述第三可控开关130的另一端连接至接地端。
举例而言，ABM 500检测车辆的碰撞信号，并在检测到所述碰撞信号时，将所述碰撞信号转换成PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)形式以发送给整车控制器200及BMS 300，整车控制器200及BMS 300响应于PWM形式的碰撞信号控制第一可控开关110、第二可控开关120及第三可控开关130断开以使电池包主接触器400失电，从而保证整车的高压电气安全。其中，对于电动汽车，所述整车控制器200可为VCU；对于混合动力汽车，所述整车控制器200可为HCU。
相对于现有技术中的BMS单边控制主接触器的方案，本实用新型实施方式的控制电路100具有两个方面的特点，具体如下。
在第一方面，第一可控开关110、第二可控开关120及第三可控开关130与所述电池包主接触器400在电源端和接地端之间形成了开关串联的控制回路，断开第一可控开关110、第二可控开关120及第三可控开关130中的任意一者都会使电池包主接触器400失电，即该控制电路可从高低边同时控制电池包主接触器400。具体地，第一可控开关110、第二可控开关120连接在电源与电池包主接触器400之间，属于高边开关，第三可控开关130连接在电池包主接触器400与地之间，属于低边开关，因此相比于现有技术中采用BMS单边控制主接触器的方案，本实用新型实施方式的控制电路100同时设置了高边开关和低边开关，即使单边的可控开关失效，也能够通过其他可控开关来切断主接触器，避免了单边控制失效导致无法有效控制主接触器的问题。
在第二方面，本实用新型实施方式中由整车控制器200控制第一可控开关110，由BMS 300控制第二可控开关120和第三可控开关130，从而整车控制器200和BMS 300都可以实现对电池包主接触器400的控制，即整车控制器200和BMS 300相配合，形成了针对电池包主接触器400的冗余控制，可解决BMS失效导致无法控制主接触器及BMS信号响应速度较慢的问题。
因此，本实用新型实施方式的控制电路100结构简单，有利于提升整车的高压电气安全。
在优选的实施方式中，所述第一可控开关110、所述第二可控开关120和/或所述第三可控开关130可采用晶闸管、双极型晶体管或场效应管，例如GTO(Gate Turn-OffThyristor，可关断晶闸管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET的缩写，金属-氧化物半导体场效应晶体管)等。其中，晶闸管、双极型晶体管或场效应管的控制端需要与对应的整车控制器和BSM电性连接，以使得整车控制器和BSM能够控制其通断。在其他实施方式中，所述第一可控开关110、所述第二可控开关120和/或所述第三可控开关130也可采用其他形式的电子开关，本实用新型实施方式并不限制于此。
在具体的应用中，可针对电池包主接触器400的形式来具体选择适用的可控开关，例如若所述电池包主接触器400包括主正接触器和主负接触器，则对应的可控开关可配置为包括两个子开关以分别控制主正接触器和主负接触器。
图2是本实用新型实施方式中分别控制主正接触器和主负接触器的示例控制电路的结构示意图。如图2所示，所述电池包主接触器400包括主正接触器410和主负接触器420，且所述第一可控开关110、所述第二可控开关120和所述第三可控开关130为包括两个子开关的开关组，且所述两个子开关分别与所述主正接触器和所述主负接触器相对应。其中，所述子开关为MOS管，所述整车控制器200例如为HCU。
参考图2，MOS1、MOS2构成第一可控开关110，MOS3、MOS4构成第二可控开关120，MOS5、MOS6构成第三可控开关130。整车高压正常上电时，HCU内部的MOS1、MOS2在点火钥匙达到ON档开始闭合，然后BMS 300控制接触器高边MOS3、MOS4闭合，最后控制低边MOS5、MOS6根据整车上电时序闭合。如此，通过多个MOS管串联实现冗余控制避免单个控制电路或者控制器失效无法控制主接触器的情况。
当碰撞发生，ABM同时给HCU和BMS发送PWM形式的碰撞信号，两者同时做出断开主正接触器HV RELAY1、主负接触器HV RELAY2的响应，以更快地切断高压母线来实现紧急碰撞下整车高压电气安全，避免了单个控制器响应过慢或者无效的问题。
图1及图2同时示出了本实用新型实施方式的一种电池包主接触器的控制***的结构示意图，该控制***包括上述的控制电路100。具体地，继续参考图1及图2，所述控制***可以包括：ABM 500以及与所述ABM 500电性连接的BMS 300及整车控制器200，还包括上述实施方式中的控制电路100，且所述整车控制器200控制所述第一可控开关110以及所述BMS 300控制所述第二可控开关120和第三可控开关130。其中，所述ABM 500获取车辆的碰撞信号，并将所述碰撞信号传输给所述BMS 300和所述整车控制器200，所述整车控制器200响应于所述碰撞信号控制所述第一可控开关110断开，所述BMS 300响应于所述碰撞信号控制所述第二可控开关120和/或所述第三可控开关130断开。
为优化控制电路的布局设计，所述第一可控开关110可设置在所述整车控制器200内，所述第二可控开关120和所述第三可控开关130可设置在所述BMS 300内。
本实用新型实施方式的控制***联合BMS和整车控制器，实现了在车辆碰撞紧急下电时以更快响应速度断开主接触器。但因引入了整车控制器，可能会带来一些别的控制风险，例如若整车控制器自身发生供电故障(不是车辆碰撞所引起的供电故障)，可能会导致控制***控制第一可控开关断开而误报了主接触器的状态。
对此，在优选的实施方式中，所述BMS 300还与所述整车控制器200电性连接，用于检测所述整车控制器200内部的所述第一可控开关110是否出现在异常，并根据检测结果确认所述控制电路是否存在供电故障，若存在所述供电故障，则向所述整车控制器200反馈所述供电故障。在此，可通过车辆的CAN总线实现所述BMS和所述整车控制器之间的电性连接，使得两者可以进行信息交互，也可通过其他方式(例如网络通信方式)来实现两者的信息交互，本实用新型实施方式对此并不限制。
举例而言，参考图2，由于整个主接触器控制电路由三组MOS管串联，考虑到HCU供电可能发生的异常，BMS做出诊断以有效检测HCU供电，当HCU内部的MOS1或者MOS2出现异常导致主接触器控制电路供电故障时，BMS能在100ms内检测确认5次，确认有异常，则上报控制电路故障给HCU，由HCU做出报警、延迟断电、紧急断断等响应。此策略可避免因为一些干扰信号(例如上述的供电故障)导致控制***误操作。
在优选的实施方式中，所述控制***还可以包括与所述电池包接触器400电性连接的动力电池包(图中未示出)，所述动力电池包通过所述电池包主接触器电性连接车辆的用电设备(特别是高压电器)，即所述电池包主接触器设置在所述动力电池包与所述用户设备之间。
本实用新型实施方式的控制***的其他实施细节及效果，可参考上述关于控制电路的实施方式，在此不再赘述。
以上结合附图详细描述了本实用新型实施方式的可选实施方式，但是，本实用新型实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施方式的技术构思范围内，可以对本实用新型实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施方式的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型实施方式的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施方式的思想，其同样应当视为本实用新型实施方式所公开的内容。

Claims (10)

1.一种电池包主接触器的控制电路，其特征在于，所述电池包主接触器的控制电路包括由车辆的整车控制器控制的第一可控开关以及由车辆的电池管理***BMS控制的第二可控开关和第三可控开关，且所述第一可控开关的一端电性连接至电源端，另一端依次串联所述第二可控开关、所述电池包主接触器及所述第三可控开关的一端，所述第三可控开关的另一端电性连接至接地端。
2.根据权利要求1所述的电池包主接触器的控制电路，其特征在于，所述第一可控开关、所述第二可控开关和/或所述第三可控开关采用晶闸管、双极型晶体管或场效应管。
3.根据权利要求1所述的电池包主接触器的控制电路，其特征在于，所述电池包主接触器包括主正接触器和主负接触器，且所述第一可控开关、所述第二可控开关和所述第三可控开关为包括两个子开关的开关组，且所述两个子开关分别与所述主正接触器和所述主负接触器相对应。
4.根据权利要求3所述的电池包主接触器的控制电路，其特征在于，所述子开关为MOS管。
5.一种电池包主接触器的控制***，其特征在于，所述电池包主接触器的控制***包括安全气囊模块ABM以及与所述ABM电性连接的BMS及整车控制器，还包括权利要求1至4中任意一项所述的电池包主接触器的控制电路，且所述整车控制器控制所述第一可控开关以及所述BMS控制所述第二可控开关和所述第三可控开关，其中：
所述ABM获取车辆的碰撞信号，并将所述碰撞信号传输给所述BMS 和所述整车控制器，所述整车控制器响应于所述碰撞信号控制所述第一可控开关断开，所述BMS响应于所述碰撞信号控制所述第二可控开关和/或所述第三可控开关断开。
6.根据权利要求5所述的电池包主接触器的控制***，其特征在于，所述第一可控开关设置在所述整车控制器内，所述第二可控开关和所述第三可控开关设置在所述BMS内。
7.根据权利要求6所述的电池包主接触器的控制***，其特征在于，所述BMS还与所述整车控制器电性连接，用于检测所述整车控制器内部的所述第一可控开关是否出现在异常，并根据检测结果确认所述控制电路是否存在供电故障，若存在所述供电故障，则向所述整车控制器反馈所述供电故障。
8.根据权利要求6所述的电池包主接触器的控制***，其特征在于，所述BMS和所述整车控制器通过车辆的CAN总线实现两者间的电性连接。
9.根据权利要求5所述的电池包主接触器的控制***，其特征在于，所述电池包主接触器的控制***还包括与所述电池包接触器电性连接的动力电池包，所述动力电池包通过所述电池包主接触器电性连接车辆的用电设备。
10.根据权利要求5至9中任意一项所述的电池包主接触器的控制***，其特征在于，对于电动汽车，所述整车控制器为电动汽车整车控制器VCU；对于混合动力汽车，所述整车控制器为混合动力整车控制器HCU。
CN201822110146.8U 2018-12-14 2018-12-14 电池包主接触器的控制电路及控制*** Active CN209159467U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201822110146.8U CN209159467U (zh) 2018-12-14 2018-12-14 电池包主接触器的控制电路及控制***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201822110146.8U CN209159467U (zh) 2018-12-14 2018-12-14 电池包主接触器的控制电路及控制***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN209159467U true CN209159467U (zh) 2019-07-26

Family

ID=67343910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201822110146.8U Active CN209159467U (zh) 2018-12-14 2018-12-14 电池包主接触器的控制电路及控制***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN209159467U (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111169289A (zh) * 2020-01-06 2020-05-19 深圳天邦达新能源技术有限公司 新能源汽车电池保护装置和方法
CN111638466A (zh) * 2020-05-25 2020-09-08 中合动力（北京）新能源科技有限公司 识别可拆卸电池包在更换后与整车连接是否牢靠的方法
CN112373308A (zh) * 2020-11-23 2021-02-19 奇瑞商用车（安徽）有限公司 一种电动汽车上下电时序控制方法
CN113002310A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 联动天翼新能源有限公司 一种电动汽车高压控制***
CN114103727A (zh) * 2020-08-31 2022-03-01 帝亚一维新能源汽车有限公司 动力电池***电池包的更换检测方法及动力电池***

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113002310A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 联动天翼新能源有限公司 一种电动汽车高压控制***
CN111169289A (zh) * 2020-01-06 2020-05-19 深圳天邦达新能源技术有限公司 新能源汽车电池保护装置和方法
CN111638466A (zh) * 2020-05-25 2020-09-08 中合动力（北京）新能源科技有限公司 识别可拆卸电池包在更换后与整车连接是否牢靠的方法
CN111638466B (zh) * 2020-05-25 2024-03-29 中合动力（北京）新能源科技有限公司 识别可拆卸电池包在更换后与整车连接是否牢靠的方法
CN114103727A (zh) * 2020-08-31 2022-03-01 帝亚一维新能源汽车有限公司 动力电池***电池包的更换检测方法及动力电池***
CN112373308A (zh) * 2020-11-23 2021-02-19 奇瑞商用车（安徽）有限公司 一种电动汽车上下电时序控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN209159467U (zh) 电池包主接触器的控制电路及控制***
US20220348084A1 (en) Discharge apparatus for an electrical drive arrangement of a vehicle and electrical drive arrangement comprising the discharge apparatus
CN107851527B (zh) 用于进行直流电流中断的隔离开关
CN102421626A (zh) 电力转换装置及其控制方法、以及搭载该电力转换装置的车辆
CN114506225B (zh) 无功率输出中断的电池串并联切换主电路及***、方法
CN103887784A (zh) 电动汽车用电机控制器直流母线电容泄放装置及电动汽车
CN102751711A (zh) 一种混合动力电动汽车用电机控制器放电安全装置
KR101646374B1 (ko) 배터리 충전 장치 및 이를 이용한 차량간 충전 방법
CN108390362A (zh) 一种适用于混合式直流断路器的电流转移装置及方法
CN106080453B (zh) 电动汽车的电池切换***
TWI528714B (zh) 閘流體直流開關之快速截止裝置及其操作方法
CN103199685A (zh) 大容量变流器的输入部放电电路
CN202978250U (zh) 一种电机控制器紧急电容放电电路
CN101820247A (zh) 电梯主机电机电气控制回路
CN207651424U (zh) 接触器控制装置和车辆
CN112769004A (zh) 消除直流***插座电弧的方法及其装置和应用
CN109849670A (zh) 电动汽车的高压上下电保护装置及方法
CN102684137B (zh) 一种实现高压电路安全通断电的***及方法
CN207790343U (zh) 一种供电***及汽车
US11130413B2 (en) Arrangement of multiple electrical machines for a vehicle for improving the energy supply while reducing installation space and weight
CN202550470U (zh) 一种实现高压电路安全通断电的***
CN112952983A (zh) 一种电源切换电路及其控制方法
CN111509681A (zh) 共用能耗支路的固态式直流断路器及其应用方法
CN107978487A (zh) 接触器控制方法、装置和车辆
CN104967154A (zh) 一种电动汽车充电***

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant