一种电动汽车及其供电电路与一种高压配电系统论文和设计-陈西山

全文摘要

本实用新型涉及一种电动汽车及其供电电路与一种高压配电系统，属于新能源技术领域，供电电路包括预充支路、主正支路和主负支路，主正支路的一端用于连接动力电池的正极，主正支路的另一端用于连接需要预充的高压器件的正极，主负支路一端用于连接动力电池的负极，主负支路另一端用于连接需要预充的高压器件的负极，预充支路和主正支路并联，预充支路上串设有预充电阻和预充开关，主正支路上串设有主正开关和辅助控制开关，辅助控制开关与主正开关之间的连接点为用于为其他相关负载供电的供电端，用于连接为其他相关负载供电的供电支路，辅助控制开关与预充开关的开关状态相反。本实用新型加快了高压器件的预充速度，提高了高压器件的预充效率。

主设计要求

1.一种电动汽车供电电路，包括预充支路、主正支路和主负支路，主正支路的一端用于连接动力电池的正极，主正支路的另一端用于连接需要预充的高压器件的正极，主负支路的一端用于连接动力电池的负极，主负支路的另一端用于连接需要预充的高压器件的负极，预充支路和主正支路并联，预充支路上串设有预充电阻和预充开关，主正支路上串设有主正开关，其特征在于，所述主正支路上还串设有辅助控制开关，所述辅助控制开关与所述主正开关之间的连接点为用于为其他相关负载供电的供电端，所述供电端用于连接为其他相关负载供电的供电支路，且所述辅助控制开关与所述预充开关的开关状态相反。

设计方案

2.根据权利要求1所述的电动汽车供电电路，其特征在于，所述主负支路上串设有主负开关。

3.根据权利要求1所述的电动汽车供电电路，其特征在于，所述主正开关、预充开关和辅助控制开关均为对应继电器的触点，每个继电器的控制线圈串设在对应的控制支路上。

4.根据权利要求1所述的电动汽车供电电路，其特征在于，所述主正开关靠近动力电池的正极设置。

5.根据权利要求1所述的电动汽车供电电路，其特征在于，所述预充开关和辅助控制开关分别为同属于双控继电器的常开触点和常闭触点。

6.一种高压配电系统，其特征在于，包括动力电池和如权利要求1-5任一项所述的电动汽车供电电路。

7.一种电动汽车，其特征在于，包括高压配电系统，高压配电系统包括动力电池和如权利要求1-5任一项所述的电动汽车供电电路。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于新能源技术领域，具体涉及一种电动汽车及其供电电路与一种高压配电系统。

背景技术

一般情况下，动力电池两端直接连接有各种负载，但是对于其中一些高压器件，为了减少高压上电瞬间对高压器件的电流冲击，将预充电电路应用于高压电池系统中。例如，公告号为CN106019163B的中国专利公开了一种动力电池高压预充回路的电路结构，如图1所示，包括预充支路、主正支路和主负支路，预充支路上串设有预充电阻12和预充开关13，主正支路上串设有主正开关14，主负支路上串设有主负开关15，预充支路和主正支路并联后一端用于连接动力电池11正极，另一端用于连接高压器件16，高压器件16还通过主负支路用于连接动力电池11的负极。在对高压器件16进行预充的过程中，车辆中除预充电阻12外的其他相关负载17也处于工作状态，那么，动力电池11同时实现预充以及为其他相关负载17供电，进而导致预充电流较小，进而预充功率较小，使得预充电时间较长，导致高压器件16无法在规定时间内完成预充，无法满足车辆需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电动汽车及其供电电路与一种高压配电系统，用于解决现有技术无法在规定时间完成对高压器件的预充的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种电动汽车供电电路，包括预充支路、主正支路和主负支路，主正支路的一端用于连接动力电池的正极，主正支路的另一端用于连接需要预充的高压器件的正极，主负支路的一端用于连接动力电池的负极，主负支路的另一端用于连接需要预充的高压器件的负极，预充支路和主正支路并联，预充支路上串设有预充电阻和预充开关，主正支路上串设有主正开关，所述主正支路上还串设有辅助控制开关，所述辅助控制开关与所述主正开关之间的连接点为用于为其他相关负载供电的供电端，所述供电端用于连接为其他相关负载供电的供电支路，且所述辅助控制开关与所述预充开关的开关状态相反。

为解决上述技术问题，本实用新型还提出一种高压配电系统，包括动力电池和以上电动汽车供电电路。同时，还提出了一种包括上述高压配电系统的电动汽车。

本实用新型的电动汽车供电电路和现有技术的不同在于不再将除预充电阻之外的其他相关负载直接并联在动力电池的两端，而是在主正支路上设置了辅助控制开关，将辅助控制开关与主正开关之间的连接点作为一个供电端连接其他相关负载的一端，其他相关负载的另一端用于连接动力电池。当高压器件开启之前，需要控制预充支路、高压电器、主负支路和动力电池形成预充回路，此时辅助控制开关与主正开关均断开，动力电池无法给为其他相关负载供电，当高压电器预充完成后，通过断开预充开关达到断开预充支路的目的，再控制主正支路、高压电器、主负支路和动力电池形成高压回路，此时辅助控制开关与主正开关均闭合，动力电池可以给为其他相关负载供电。本实用新型在高压器件的预充过程中动力电池不给其他相关负载供电，相比于现有技术，加快了对高压器件的预充速度，提高了对高压器件的预充效率。

所述主负支路上串设有主负开关，用于控制主负支路的通断。

所述主正开关、预充开关和辅助控制开关均为对应继电器的触点，每个继电器的控制线圈串设在对应的控制支路上，通过控制支路上的控制线圈实现相应主正开关、预充开关和辅助控制开关的控制。

动力电池和主正支路上的预充开关、辅助控制开关具有两种连接关系，其中一种连接关系为动力电池、辅助控制开关、主正开关按顺序依次连接，即辅助控制开关更靠近动力电池的正极，另一种连接关系为动力电池、主正开关、辅助控制开关按顺序依次连接，即主正开关更靠近动力电池的正极设置。

所述预充开关和辅助控制开关分别为同属于双控继电器的常开触点和常闭触点，以实现所述辅助控制开关与所述预充开关的开关状态相反控制。

附图说明

图1是现有技术中的动力电池高压预充回路的电路结构示意图；

图2是本实用新型的电动汽车供电电路示意图；

上述图1中的标号说明如下：

11——动力电池，12——预充电阻，13——预充开关，14——主正开关，15——主负开关，16——高压器件，17——其他相关负载。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

供电电路实施例：

如图2所示的电动汽车供电电路，包括预充支路、主正支路和主负支路，主正支路的一端用于连接动力电池的正极，主正支路的另一端用于连接需要预充的高压器件(图2中为电机控制器M)的正极。主正支路上串设有主正开关和辅助控制开关，其中主正开关对应为图2中主正继电器的常开触点，辅助控制开关对应为图2中双控继电器的常闭触点，辅助控制开关与主正开关之间的连接点为用于为高压用电器中相关负载供电的供电端，该供电端连接为高压用电器中相关负载供电的供电支路一端，供电支路另一端连接动力电池的负极。

主负支路上串设有主负开关，主负开关对应为图2中主负继电器的常开触点，主负支路的一端用于连接动力电池的负极，主负支路的另一端用于连接需要预充的高压器件的负极。图2中，预充支路和主正支路并联，预充支路上串设有预充电阻和预充开关，预充开关对应为图2中双控继电器的常开触点。控制辅助控制开关与预充开关的继电器线圈设置在预充控制支路上，预充控制支路一端接地、另一端连接电池管理系统，由电池管理系统控制上述预充控制支路的通断，同样受电池管理系统控制的还包括主正控制支路和主负控制支路，主正控制支路上设置有主正继电器线圈，主正控制支路一端接地、另一端连接电池管理系统；同理，主负控制支路上设置有主负继电器线圈，主负控制支路一端接地、另一端连接电池管理系统。

整个高压器件的预充过程由电池管理系统的控制实现，电池管理系统在接收到整车控制器发送的上高压指令的同时进行动力电池系统的自检，自检通过后，控制主负控制支路通电，主负继电器线圈带电，主负继电器的常开触点闭合，进行如下自检：检测点c和点b之间的电压，当点c和点b之间的电压大于一个规定值，则判断自检通过，判定主负继电器、负继电器工作正常，此阶段为上电的阶段一。

阶段一完成后，电池管理系统控制预充控制支路通电，双控继电器线圈带电，双控继电器的常开触点闭合，实现B和B′之间的通路导通，双控继电器的常闭触点断开，实现A和A′之间的通路断开，此时预充支路、高压电器、主负支路和动力电池形成预充回路，预充回路只有预充电阻，检测点d与点a之间的电压，当点d与点a之间的电压小于点c和点b之间的电压在30V以内时，则认为预充完成，此阶段为上电的阶段二。

阶段二完成后，电池管理系统切断预充控制支路的供电电源，使双控继电器线圈断电，使双控继电器的常闭触点闭合，实现A和A′之间的通路导通，使双空继电器的常开触点断开，实现B和B′之间的通路断开，点c与双控继电器的常闭触点的A端导通，整个由主正支路、高压电器、主负支路和动力电池构成的高压回路导通，上高压完成。

本实用新型的电动汽车供电电路和现有技术的不同在于不再将除预充电阻之外的其他相关负载直接并联在动力电池的两端，而是在主正支路上设置了辅助控制开关，将辅助控制开关与主正开关之间的连接点作为一个供电端连接其他相关负载的一端，其他相关负载的另一端用于连接动力电池。当高压器件开启之前，需要控制预充支路、高压电器、主负支路和动力电池形成预充回路，此时辅助控制开关与主正开关均断开，动力电池无法给为其他相关负载供电，当高压电器预充完成后，通过断开预充开关达到断开预充支路的目的，再控制主正支路、高压电器、主负支路和动力电池形成高压回路，此时辅助控制开关与主正开关均闭合，动力电池可以给为其他相关负载供电。本实用新型在高压器件的预充过程中动力电池不给其他相关负载供电，对现有技术加快了对高压器件的预充速度，提高了对高压器件的预充效率。

高压配电系统实施例：

本实施例的高压配电系统包括动力电池，和供电电路实施例中的电动汽车供电电路，动力电池的负极连接电动汽车供电电路中的主负支路，动力电池的正极连接电动汽车供电电路中预充支路和主正支路。由于对上述电动汽车供电电路的介绍已经足够清楚完整，故不再详细进行描述高压配电系统。

电动汽车实施例：

本实施例的电动汽车包括上述高压配电系统实施例中的高压配电系统。本实用新型的电动汽车可以从根本上解决由于司机在对高压电器上高压的操作时，由于打开了暖风等电阻型式的负载，从而引起上高压预充失败的情况，可以保证整个预充回路只有预充电阻一种电阻型负载，无其他相关负载，车辆中其他相关负载的状态不再影响整车的预充回路，避免上高压预充失败，加快了对高压器件的预充速度，提高了对高压器件的预充效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，例如，预充控制支路、主正控制支路和主负控制支路可以采用车内其他控制器代替，如整车控制器、车载终端等，还可以采用单独设置的控制器进行单独控制，单独设置的控制器可以是微处理器，如ARM等，还可以是可编程芯片，如FPGA、DSP等。

又如，图2中显示的是动力电池、主正开关、辅助控制开关按顺序依次连接，当然也可以按照动力电池、辅助控制开关、主正开关按顺序依次进行连接。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

设计图

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