[发明专利]一种电动汽车的预充电系统

说明书

本发明适用于电动汽车技术领域，提供了一种电动汽车的预充电系统，包括：动力电池电路，包括负极与直流接触器的负极触头一端连接的动力电池，直流接触器的负极触头另一端连接高压负载；连接动力电池正极与高压负载之间的预充电电路，包括：预充电电阻，串联预充电触头后与直流接触器的正极触头并联；直流接触器的电磁机构连接整车控制单元。本发明在动力电池正极与高压负载之间连接预充电电路，用于完成对高压负载上电。正极触头和负极触头用作主触头，辅助触头用作预充电触头，利用正极触头与辅助触头之间的动作时间差，控制高压负载的上电。

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车的预充电系统。

背景技术

新能源汽车包括混合动力汽车，尤其是纯电动汽车含有较高的电池高压系统，作为能源提供系统和驱动系统，高压系统电池电压一般高于320V，有的大客车电池电压甚至达到600V，具有高电压、大电流的特点。电池系统的负载是电动机及其变频器系统，为确保其工作的稳定性，高压负载输入端接有较大容量的稳压电容；因为大容量电容负载，控制系统上电时的电流冲击，高压电路中设有预充电电路。

现有已公开的预充电技术的现状：以2013年《汽车电器》第五期发表的(电动汽车预充电过程研究)为例，其简化新能源汽车预充电电路结构如图1所示，由两个接触器（KM-1、KM-2）、一个预充电继电器KP和预充电电阻R来控制电容器负载上电，KM-1、KM-2的控制端A1、B1和预充电继电器KP的控制端C1均连接到BMS，蓄电池电压为324.6V，电源通过正极接触器KM-1、负极接触器KM-2向电容C与整车控制单元BMS（IGBT变频器）供电。当电动汽车上电时，管理系统发程序控制脉冲，使KM-1、KM-2接通，由于电容C两端电压接近0V，因连接导线及蓄电池内阻很小，一般小于0.02Ω，接通瞬间电流很大，会超过接触器的容许接通电流，使触头产生熔焊，致使上电过程失败。因此上电主令控制程序应该使与预充电继电器KP和预充电电阻R串联的电路和负极接触器KM-2首先同时接通，电容器C进行预充电后，再接通正极接触器KM-1，将预充电电阻R旁路，这样上电过程才能安全完成。现有技术中还提供一种如图2所示的新能源汽车预充电电路，其在图1所示结构基础上，预充电电阻用预充电电阻阵列替代。

因此，判断预充电完成是应该极为重视，现有技术的预充电控制策略大约分三种：1）采集蓄电池电压和采集负载电容器的电压值进行比较，两处电压接近相等时，发出预充电完成信号。2）采集变频器直流母线电流，当直流母线电流接近0A时，发出预充电完成信号。3）采集变频器直流母线电压，当直流母线电压达到设定的电压值，发出预充电完成信号。

已公开的中国专利 CN106564390A是采用控制器在控制负极继电器、预充电继电器和正极继电器依次接通之后，在确定电阻矩阵的有效电阻满足电阻功率，发出预充电完成信号。

已公开的中国专利CN106602622A也是采用控制器在控制负极继电器、预充电继电器和正极继电器依次接通之后，在确定预充电电阻温度值在设定范围之后，发出预充电完成信号。

从公开的现有技术分析，普遍存在如下缺陷：1）预充电电阻容易过热、烧坏、断路或短路，以致于不惜工本增加预充电电阻矩阵或增加实时监测，说明预充电电阻在上述几个电动汽车的高压预充电电路系统中，是一个关键的薄弱环节。2）需要用控制器严格按一定的顺序，控制三个继电器（接触器）和预充电电阻；3）控制系统结构由于复杂化的设计，对预充电过程进行检测、对比、监控导致普遍存在预充电成功率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种电动汽车的预充电系统，旨在解决预充电电路中预充电电阻安全、可靠，任何情况下不会因通电时间过长，致使预充电电阻过载、烧坏的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种电动汽车的预充电系统，包括：

动力电池电路，包括负极与直流接触器的负极触头一端连接的动力电池，直流接触器的负极触头另一端连接高压负载；