CN105353319B - 基于无源隔离的电动汽车预充电完成状态检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无源隔离的电动汽车预充电完成状态检测装置，包括光电耦合器，光电耦合器的发光二极管正极与稳压二极管正极连接并通过电阻与NMOS管栅极连接；稳压二极管负极与二极管负极连接，二极管正极与第一连接器连接；光电耦合器的发光二极管负极与NMOS管漏极连接，NMOS管栅极与三端稳压管输入端连接，三端稳压管输出端与第二连接器电气连接；NMOS管的源极通过电阻与三端稳压管输出端连接；光电耦合器的受光三极管输出端用于与电动汽车的电池管理系统信号输入端连接。本发明优点在于采取简单有效的电路设计实现纯电动汽车预充电完成状态的判断，且成本低廉、维护便捷，有效的提高了车载配电系统的安全可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车预充电完成状态检测装置，尤其是涉及基于无源隔离的电动汽车预充电完成状态检测装置。
背景技术
电动汽车所使用的驱动电机控制器、DC/DC变换器、充电机、转向电机控制器以及空调压缩机控制器等，其硬件设计多采用在高压输入单元加入大容量的电容进行储能滤波，因此需要在车载配电系统中加入预充电电阻，以减轻上电电流冲击，达到保护驱动电机控制器目的。目前的电动汽车设计中，预充电完成状态的判断多采取由DC/DC隔离模块、运算放大器、信号隔离模块等组成的电路来检测车载高压动力电池输出端的电压，并将其与车载高压动力电池总电压进行比较，如果比较结果大于零则认定预充电完成，接通车载高压动力电池预充电控制回路的主正接触器，切断预充电回路。这种方法虽然有效，但是所使用的DC/DC隔离模块、运算放大器、信号隔离模块等电路设计成本较高，且该电路只在上电时使用，造成了资源的浪费。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于无源隔离的电动汽车预充电完成状态检测装置。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述基于无源隔离的电动汽车预充电完成状态检测装置，包括光电耦合器，所述光电耦合器的发光二极管正极与稳压二极管DZ1的正极连接并通过电阻R1与高压NMOS管Q1的栅极连接；所述稳压二极管DZ1的负极与二极管D1的负极连接，所述二极管D1的正极与第一连接器电气连接；光电耦合器的发光二极管负极与所述高压NMOS管Q1的漏极连接，高压NMOS管Q1的栅极与稳压二极管DZ2的负极和三端稳压管的输入端连接，所述稳压二极管DZ2的正极和三端稳压管的输出端与第二连接器电气连接；高压NMOS管Q1的源极通过电阻R2与三端稳压管的输出端连接；三端稳压管的接地端与高压NMOS管Q1的源极连接；光电耦合器的受光三极管输出端用于与电动汽车的电池管理系统信号输入端连接。
本发明优点在于采取简单有效的电路设计实现纯电动汽车预充电完成状态的判断，且成本低廉、维护便捷，有效的提高了车载配电系统的安全可靠性，达到减小电动汽车的上电冲击电流、保护驱动电机控制器目的。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
图2是现有电动汽车的电池包和高压配电盒的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述基于无源隔离的电动汽车预充电完成状态检测装置，包括光电耦合器1，光电耦合器1的发光二极管正极与稳压二极管DZ1的正极连接并通过电阻R1与高压NMOS管Q1的栅极连接；稳压二极管DZ1的负极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与第一连接器3电气连接；光电耦合器1的发光二极管负极与所述高压NMOS管Q1的漏极连接，高压NMOS管Q1的栅极与稳压二极管DZ2的负极和三端稳压管2的输入端连接，稳压二极管DZ2的正极和三端稳压管2的输出端与第二连接器4电气连接；高压NMOS管Q1的源极通过电阻R2与三端稳压管2的输出端连接；光电耦合器1的受光三极管输出端用于与电动汽车的电池管理系统信号输入端连接。
本发明工作原理简述如下：
如图1、2所示，工作时，首先将第一连接器3、第二连接器4分别与电动汽车的电池包电路5中的A、B两点电气连接，将光电耦合器1的受光三极管输出端与电动汽车的BMS（电池管理系统）信号输入端连接。电动汽车的高压配电盒6内部的接触器动作由VCU（整车控制器）直接控制，电池包内部的接触器由BMS（电池管理系统）控制。
当预充电电阻R2两端电压高于20伏时，光电耦合器1导通，输出信号给电动汽车的BMS，用于判断车载高压动力电池E预充电未完成。
当预充电电阻R2两端电压低于20伏时，光电耦合器1不导通，没有信号输出给电动汽车的BMS，用于判断车载高压动力电池E预充电完成。
当预充电电阻R2两端电压高于20伏时，流过光电耦合器1的电流恒定，等于2.5伏/电阻R2的阻值。
当本发明电路被误接反时，二极管D1截止起到保护作用。通过检测光电耦合器1的导通到截止的过程，即可判断车载高压动力电池E是否预充电完成。稳压二极管DZ1用于调节门槛电压，稳压二极管DZ2用于保护高压NMOS管Q1。
具体上电流程为：VCU先控制高压配电盒6内部的相关接触器接通（K是驱动电机接触器、K5是压缩机接触器、K6是暖风机接触器、K7是DC/DC的接触器、K8是预充电接触器）；然后BMS控制接触器K1、K2的常开触点j1、j2闭合，当BMS检测到A、B两点间的电压低于20伏后，BMS控制接触器K3的常开触点j3闭合。此时，BMS向VCU发出预充电过程完成状态。
Claims (1)
1.一种基于无源隔离的电动汽车预充电完成状态检测装置，其特征在于：包括光电耦合器（1），所述光电耦合器（1）的发光二极管正极与稳压二极管DZ1的正极连接并通过电阻R1与高压NMOS管Q1的栅极连接；所述稳压二极管DZ1的负极与二极管D1的负极连接，所述二极管D1的正极与第一连接器（3）电气连接；光电耦合器（1）的发光二极管负极与所述高压NMOS管Q1的漏极连接，高压NMOS管Q1的栅极与稳压二极管DZ2的负极和三端稳压管（2）的输入端连接，所述稳压二极管DZ2的正极和三端稳压管（2）的输出端与第二连接器（4）电气连接；高压NMOS管Q1的源极通过电阻R2与三端稳压管（2）的输出端连接；三端稳压管（2）的接地端与高压NMOS管Q1的源极连接；光电耦合器（1）的受光三极管输出端用于与电动汽车的电池管理系统信号输入端连接。
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