[发明专利]一种电池包BMS系统的高压预充电系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车动力电池技术领域，特别涉及到一种电池包BMS系统的高压预充电系统和控制方法。

背景技术

发展电动汽车、实现汽车能源动力系统的电气化是解决当前汽车工业能源危机、环境危机的必由之路。我国2013年石油净进口量约2.89亿吨，进口依存度达57％，远超过国际警戒线标准35％。其中车用燃油消耗占总石油消耗的1/3。开发推广电动汽车对维护我国能源安全与可续发展具有重要的战略意义。

目前，现有技术状态是电池pack由BMS控制的高压箱预充电，现有经常导致预充不能完成，电池pack在前端，会反复预充电，这导致预充电阻热量积累和继电器带负载切断，时常损坏预充电阻或者烧毁预充继电器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种能够安全连接高压系统并对高压系统容性负载的充电的系统和控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电池包BMS系统的高压预充电系统，串联有继电器K1的负极电源线和串联有继电器K3的正极电源线分别连接高压系统和电池包的正负极，所述的正极电源线上的继电器K3并联有预充电控制电路，所述预充电控制电路由继电器K2和电阻串联构成，所述的高压系统和电池包的正负极设有电压采集单元，所述电压采集单元输出电压信号至控制器，所述控制器输出控制信号至继电器K1、继电器K2和继电器K3。

基于电池包BMS系统的高压预充电系统的控制方法，其特征在于：

1)使继电器K1和继电器K2通路，保持继电器K3断路；

2)设定时间内，若高压系统和电池包的电压达到设定标准，则使继电器K3通路，若未达到设定标准，则使继电器K1和继电器K2断路。

所述1)中先闭合继电器K1，再闭合继电器K2。

所述2)中设定时间为2s。

所述2)中的设定标准为高压系统的电压达到电池包两端电压的90％。

本发明实现对高压系统的安全接通，并能对高压系统容性负载的安全充电，系统结构简单，实施成本低，并且运行稳定可靠。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为电池包BMS系统的高压预充电系统原理图。

具体实施方式

如图1所示，串联有继电器K1的负极电源线和串联有继电器K3的正极电源线分别连接高压系统和电池包的正负极，正极电源线上的继电器K3并联有预充电控制电路，该预充电控制电路由继电器K2和电阻串联构成。

此外,高压系统和电池包的正负极设有电压采集单元，分别采集电池组两端的电压Vbatt和高压系统两端的电压HV，电压采集单元输出电压信号至控制器，控制器可利用BMS兼容处理，控制器根据所采集的电压信号输出控制信号至继电器K1、继电器K2和继电器K3。

充电电路不仅具有保护系统继电器的功能，也减少了总线电流的突变对容性负载的冲击的影响。引入高压预充电功能的主要原因是安全接通高压系统，“预充电”是指在高压系统接通过程中，对高压系统容性设备进行充电，高压系统接通后，不再具备此项功能。

该系统主要功能实现对高压系统的安全接通，如果直接接通直流高压系统，存在的缺陷是在接通高压系统前，无法感知输出电路是否存在负载过大或短路等故障，因此，在接通过程中，可能存在熔断器烧断或器件损害等故障。高压系统可简化为容性和阻型组成的系统，由电容的瞬态效应可知，当电压突然加在电容两端，电容两端的电压瞬态不发生变化，电容两端的电压变化是RC时间常数决定的。

继电器闭合的时序是：首先闭合负端继电器，然后闭合预充电继电器，控制器监测电池组两端的电压Vbatt和高压系统两端的电压HV，如果在2s内，高压系统两端的电压达到了电池两端电压的90％，就认为预充电完成，这时闭合正端继电器，然后断开预充电继电器，实现了高压系统的安全接通。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。