CN211075606U - 一种电动汽车预充电*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车预充电***，该预充电***的电池组的正端通过第一常开触点KM1与预充电限流电阻的一端相连，所述预充电限流电阻包括串联的负温度系数热敏电阻NTC阵列R1和功率电阻R2，所述预充电限流电阻的另外一端与电容C的正极相连，电容C的负极通过第二常开触点KM2连至电池组的负端；所述常开触点KP1的两端与预充电限流电阻的两端并联，主接触器KM与预充电继电器KP均由电池管理***BMS控制。本实用新型提高了预充电成功率，并通过泄放回路对电容进行放电，提高了***安全性和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于电动汽车控制器充电技术领域，涉及一种电动汽车预充电***。
背景技术
现如今，电动汽车行驶中的能量密度需求越来越高，大量电动汽车使用大电容甚至超级电容作为能量供应单元。为了防止上电电流过大对接触器和***部件造成损坏，会设置预充电装置对电容进行充电，以减少接触器接触时拉弧现象，降低对***的冲击，增加安全性。
现有技术条件下通常使用限流电阻器进行预充电处理，然而在实际使用过程中，由于频繁启停，长时间工作于预充电状态，且由于预充电的启动电流往往比较大，容易经常发生预充电电阻损坏故障或者减少电阻寿命，从而增加了电动汽车维护成本，降低了***可靠性。
因此，急需一种电动汽车预充电***，使得其在预充电时能够限制启动的冲击电流，并保护功率电阻、延长电阻使用寿命，并减小了***损耗，提高***稳定性。
实用新型内容
基于此，本实用新型提供了一种电动汽车预充电***，能够保证在预充电过程中低压***与逆变***不会启动，从而降低了预充电过程中由于负载增加，预充电电流增大，充电时间延长而导致的预充电电阻烧毁的风险，提高了预充电成功率，并通过泄放回路对电容进行放电，提高了***安全性和稳定性。
为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种电动汽车预充电***，所述预充电***包括电池组、电容C、包含第一常开触点KM1和第二常开触点KM2的主接触器KM、预充电限流电阻和包含常开触点KP1的预充电继电器KP，所述电池组的正端通过第一常开触点KM1与预充电限流电阻的一端相连，所述预充电限流电阻包括串联的负温度系数热敏电阻NTC阵列R1和功率电阻R2，所述预充电限流电阻的另外一端与电容C的正极相连，电容C的负极通过第二常开触点KM2连至电池组的负端；所述常开触点KP1的两端与预充电限流电阻的两端并联，主接触器KM与预充电继电器KP均由电池管理***BMS控制。
进一步的，所述预充电继电器KP还包括一个常闭触点KP2，所述常闭触点KP2的一端与电容C的正极相连，常闭触点KP2的另外一端与电容电压泄放电阻R3串联后，电容电压泄放电阻R3再连接到电容C的负极和第二触点KM2的一端。
进一步的，所述电池管理***BMS同时控制主接触器KM与预充电继电器KP的线圈进行通电和断电。
进一步的，所述电容C为电解电容。
进一步的，所述负温度系数热敏电阻NTC阵列R1是由多个负温度系数热敏电阻相互并联组成的。
进一步的，所述电池组是由多个串联的电池组相互并联组成的。
本实用新型与现有技术对比，本实用新型的电动汽车预充电***的优点在于：
1、通过NTC负温度系数热敏电阻阵列R1与功率电阻R2串联作为预充电限流电阻，通过NTC电阻R1减小了主接触器闭合时的冲击电流，保护了主接触器，延长了预充电限流电阻使用寿命；又通过功率电阻R2保证了一定程度上限流和给电容进行稳定充电的作用，降低了***复杂度，提高了***稳定性。
2、预充电控制继电器采用一开一闭触点式，常开触点用来旁路预充电限流电阻，常闭触点用来控制电容电压泄放回路，在***断开电源后，电容中的电能将得到释放，减少了***安全隐患。
3、该***可以直接使用现有技术中已经公开了的的电池电压与电容电压差值是否大于阈值(阈值一般小于电池电压的百分之十)作为判据判断预充电是否完成，预充电成功后再发出使能的控制信号，低压***与整车电驱动***才投入工作。该***无需对控制方法进行新的改变，就能够有效减小预充电初始电流，保护主接触器与预充电限流电阻，提高预充电成功率。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：
图1为本实用新型中电动汽车预充电***的各电气部件连接示意图。
图2为本实用新型中电动汽车预充电***的控制电路示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
如图1所示，本实用新型公开了一种电动汽车预充电***，相互串并联的电池组的正端通过主接触器KM的第一常开触点KM1与预充电限流电阻的一端相连，所述预充电限流电阻包括串联的负温度系数热敏电阻NTC阵列R1和功率电阻R2，预充电限流电阻的另外一端与电容C的正极相连，电容C的负极通过主接触器KM的第二常开触点KM2连至电池组的负端；采用一开点一闭点式双触点的预充电继电器KP，预充电继电器KP的触点包括常开触点KP1和常闭触点KP2，常开触点KP1的两端与预充电限流电阻的两端并联，常闭触点KP2的一端与电容C的正极相连，常闭触点KP2的另外一端与电容电压泄放电阻R3串联后，电容电压泄放电阻R3再连接到电容C的负极和第二触点KM2的一端，主接触器KM与预充电继电器KP均由电池管理***BMS控制。
进一步的，为了实现充放电的无间歇衔接控制，电池管理***BMS可以通过图2中的控制电路发送过来的控制信号1来同时控制主接触器KM与预充电继电器KP的动作，即主接触器KM与预充电继电器KP同时得电或者失电，从而同时控制第一常开触点KM1、第二常开触点KM2、常开触点KP1和常闭触点KP2的动作，从而也能够保证***的充放电的安全性。
进一步的，电容C的类型为电解电容，从而保证其容量以驱动电机运动。
进一步的，如图1所示，所述负温度系数热敏电阻NTC阵列R1可以由多个负温度系数热敏电阻NTC并联而成，从而能够进一步限制启动的冲击电流。
需要指出的是，本实用新型的预充电***中采用电阻限流方式，主要是为了降低预充电限流电阻故障率，采用了负温度系数热敏电阻NTC阵列与功率电阻串联的方案。预充电过程开始后，初始预充电电流由NTC热敏电阻值与功率电阻值之和决定；由于NTC热敏电阻迅速发热，温度升高，其电阻值会在短时间内迅速下降到一个很小的级别，一般为零点几欧到几欧级别，在这过程中充电电流逐渐增大，预充电过程加快。断电后，NTC热敏电阻随着自身的冷却，电阻值会逐渐恢复到标称零功率的电阻值，回复时间为几十秒至几分钟不等，下一次启动时，又按照上述过程循环。相对于传统的固定阻值限流电阻而言，既限制了启动的冲击电流，降低了功率电阻上的功耗值，起到了保护功率电阻、延长使用寿命的作用；又大大简化了传统方案中级联继电器切换过程，降低了部件故障率，提高了***稳定性。故负温度系数热敏电阻NTC阵列R1和功率电阻R2能够有效地保证预充电的安全性可电阻的寿命。
此外，预充电继电器KP采用一开一闭双触点方案，常闭触点KP2连接电容电压泄放电阻R3，并联于电容两端，在***断电，主接触器断开时，泄放回路处于连通状态，对电容进行放电，提高了***安全性；常开触点KP1并联于预充电限流电阻两端，预充电完成后，通过BMS发出使能信号，旁路掉预充电限流电阻并切断泄放回路，减小了***损耗，提高了***效率。本实用新型中即使出现电容电压泄放电阻R3因放电损坏的情况，***的充电功能也还能够保持。
如图2所示，电池组通过电池电压采样信号与电池管理***BMS相连，高压***通过电容电压采样信号与BMS相连。预充电过程开始后，BMS通过判断电池电压采样信号与电容电压采样信号差值来发出预充电继电器控制信号，对预充电***进行控制。
具体的，该预充电***通过电池管理***BMS进行充放电控制，在电动汽车启动后发出主接触器KM的控制信号1控制线圈得电，同时对整个预充电过程进行监控，BMS通过比较电池组电压采样信号与高压***电容电压采样信号差值，在该值小于预设定的阈值(根据现有技术可知，阈值一般小于电池组电压的百分之十以下)时，发出开关量的控制信号1，则同时对预充电继电器KP进行控制，此时控制信号1通过BMS控制主接触器KM和预充电继电器KP同时得电，以对电容C进行预充电。反之，当该值大于预设定的阈值时，则表示充电完成，并及时控制作为开关量的控制信号1的状态反转(比如由高电平变为低电平)，此时BMS根据控制信号1的状态控制主接触器KM和预充电继电器KP同时失电，以对电容C进行放电。此外，预充电完成之后BMS发出表示预充电完成的信号给逆变***与DC/DC变换器，此时整车电驱动***与低压***已具备运行条件。通过该电动汽车预充电***，能够保证在预充电过程中低压***与逆变***不会启动，从而降低了预充电过程中由于负载增加，预充电电流增大，充电时间延长而导致的预充电电阻烧毁的风险，提高了预充电成功率。
因此，当电动汽车启动时，通过电池管理***BMS控制主接触器闭合，启动预充电过程。通过检验电容电压值与电池组电压值进行比较，判断预充电过程是否完成，预充电完成后通过BMS发出使能信号，闭合预充电继电器。值得一提的是，上述压差超阈值判断的预充电***的控制方法属于现有技术，上述控制方法的说明只是为了凸显预充电***的优点，而本实用新型可以直接使用该方法配合本实用新型所设计的预充电***进行充电和放电控制，从而提高***的安全性和整个装置的寿命
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术，且该装置所解决的技术问题也不依赖于新的方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
Claims (6)
1.一种电动汽车预充电***，其特征在于，所述预充电***包括电池组、电容C、包含第一常开触点KM1和第二常开触点KM2的主接触器KM、预充电限流电阻以及包含常开触点KP1的预充电继电器KP，所述电池组的正端通过第一常开触点KM1与预充电限流电阻的一端相连，所述预充电限流电阻包括串联的负温度系数热敏电阻NTC阵列R1和功率电阻R2，所述预充电限流电阻的另外一端与电容C的正极相连，电容C的负极通过第二常开触点KM2连至电池组的负端；所述常开触点KP1的两端与预充电限流电阻的两端并联，主接触器KM与预充电继电器KP均由电池管理***BMS控制。
2.如权利要求1所述的电动汽车预充电***，其特征在于，所述预充电继电器KP还包括一个常闭触点KP2，所述常闭触点KP2的一端与电容C的正极相连，常闭触点KP2的另外一端与电容电压泄放电阻R3串联后，电容电压泄放电阻R3再连接到电容C的负极和第二触点KM2的一端。
3.如权利要求1或2所述的电动汽车预充电***，其特征在于，所述电池管理***BMS同时控制主接触器KM与预充电继电器KP的线圈进行通电和断电。
4.如权利要求1所述的电动汽车预充电***，其特征在于，所述电容C为电解电容。
5.如权利要求1所述的电动汽车预充电***，其特征在于，所述负温度系数热敏电阻NTC阵列R1是由多个负温度系数热敏电阻相互并联组成的。
6.如权利要求1所述的电动汽车预充电***，其特征在于，所述电池组是由多个串联的电池组相互并联组成的。
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|---|---|---|---|---|
| CN112706640A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-27 | 国创新能源汽车智慧能源装备创新中心(江苏)有限公司 | 一种预充电***、方法及模块 |
| CN113572370A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-10-29 | 中电鹏程智能装备有限公司 | 一种智能整流回馈共直流母线***及控制方法 |
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