[实用新型]基于PTC电阻的电动汽车高压预充电电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动汽车预充电电路技术领域，具体为一种基于PTC电阻的电动汽车高压预充电电路。

背景技术

常规的有关电动汽车高压预充电电路如申请号为CN201220706664的专利所述，采用普通预充电电阻和预充电接触器以及熔断保险，构成预充电电路。

但是该专利所示高压预充电路均使用常规预充电电阻，存在体积大，预充电时间较长缺陷；其次该专利所述将主接触器电路和预充电电路采用同一个保险(详见该专利说明书附图1中保险9)存在缺陷-预充电电流较小，而主接触器电路电流约为预充电电路电流10-20倍，该保险必然选择较大的额定值，若在预充电过程负载出现短路等故障(几率小但是存在)，所选择的保险偏大，存在烧坏预充电电阻的而保险反而不断的情况。

常规设计若选择在预充电电阻后串联一个较小的预充电保险，增加了保险安装空间，且保险损坏更换操作较为繁琐。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述不足提供一种基于PTC电阻的电动汽车高压预充电电路。

本实用新型包括电储能单元U1、主接触保险F2和负载，还包括PTC电阻R、并接有第一瞬态抑制二极管T1的预充电接触器K1、以及并接有第二瞬态抑制二极管T2的主接触器K2，所述电储能单元U1的正极与预充电接触器K1相连，所述主接触器K2与预充电接触器K1并联，所述预充电接触器K1的输出端与PTC电阻R的一端相串联，所述主接触器K2的输出端与主接触保险F2的一端相串联，所述PTC电阻R的另一端与主接触保险F2的另一端并联后与负载的正极相连，所述负载的负极与电储能单元U1的负极相连。

本实用新型摒弃了原有的常规预充电电阻和预充电保险，直接用PTC电阻替代；预充电低压控制信号针对预充电接触器线圈并联端用瞬态抑制二极管替代普通续流二极管；相对传统高压预充电电路，有如下益处：

(1)预充电期间负载发生过载或短路，PTC热敏电阻器的阻值急剧上升，既可限制短路电流的峰值，保护负载及线路，又不会造成任何元件损坏。过载或短路恢复后，电路可自动恢复，无需更换任何元件。而采用常规预充电保险熔断器设计，若保险过大则不能起到保护作用，选择适当的预充电保险在故障恢复后需要更换熔断保险，且短路电流大，对负载及线路不利。

由于PTC有较强的抗冲击能量能力，因此阻值可设计得较小，使预充电时间缩短，由之前的2s以上缩短到0.5s左右。

(2)采用双向瞬变抑制二极管替代传统的续流二极管，提高了导通电压，强迫线圈将能量积累后集中泄放，在接触器断开指令发出后可以更迅速的将接触器原边低压线圈电压降低至0，避免关断动作的滞后导致关断不彻底。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型中PTC热敏电阻零功率电阻值与电阻本体温度关系状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步说明本实用新型。

实施例：本实用新型包括电储能单元U1、主接触保险F2和负载，还包括PTC电阻R、并接有第一瞬态抑制二极管T1的预充电接触器K1、以及并接有第二瞬态抑制二极管T2的主接触器K2，所述电储能单元U1的正极与预充电接触器K1相连，所述主接触器K2与预充电接触器K1并联，所述预充电接触器K1的输出端与PTC电阻R的一端相串联，所述主接触器K2的输出端与主接触保险F2的一端相串联，所述PTC电阻R的另一端与主接触保险F2的另一端并联后与负载的正极相连，所述负载的负极与电储能单元U1的负极相连，其中，预充电接触器K1和主接触器K2的控制端分别由第一控制端信号S1和第二控制端信号S2控制，所述负载为电机控制器或电动转向逆变电源等，所述电储能单元U1为电动汽车动力电池或者超级电容。

如附图2所示，所采用的PTC电阻R具有正温度系数特性，阻值随温度增加而加大，能有效抑制器件本身温度的持续增加，其温度变化过程如下:PTC低温低阻＝〉电流较大＝〉被电流加热＝〉温度增加＝〉当超过PTC热敏电阻动作温度后阻值增大＝〉电流减小＝〉热功率减小＝〉PTC阻值继续增大＝〉发热与散热平衡＝〉PTC温度维持在动作点附近。

从以上分析可以看出,“阻值-温度”正相关特性使它具有“自保护”的功能—在预充电期间负载发生短路等故障情况下，产生的热量和温度将使电阻继续上升，减小电流，从而有效地避免预充电电阻烧损现象发生，排除故障后无需更换预充电保险和电阻。