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CN111907353A - 一种电路控制方法和动力电池上电后的预充电路 - Google Patents

一种电路控制方法和动力电池上电后的预充电路 Download PDF

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CN111907353A CN202010667238.5A CN202010667238A CN111907353A CN 111907353 A CN111907353 A CN 111907353A CN 202010667238 A CN202010667238 A CN 202010667238A CN 111907353 A CN111907353 A CN 111907353A
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张春红
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Suzhou Aipulesi New Energy Power System Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种电路控制方法和动力电池上电后的预充电路，应用于动力电池上电后的预充阶段，所述电路控制方法包括：接收到上电指令后，闭合动力电池的负极端；获取动力电池的总电压；将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值后并为负载的储能元件充电，所述第一预设值低于所述动力电池的总电压。本发明通过在预充电阶段，蓄电池输出端电压由低压转高压后、并为负载的储能元件充电，并且能够将高压的数值进行转换，从而能够对预充时间进行调整；替换原有的方案(通过先联通与主开关并联副开关和降压元件进行预充)，从而可以去除预充回路的设计和电器件选型。

Description

一种电路控制方法和动力电池上电后的预充电路
技术领域
本发明涉及电路控制技术领域，尤其涉及一种电路控制方法和动力电池上电后的预充电路。
背景技术
目前的纯电动和插电式混动保护方案是在回路中增加预充回路的技术方案，具体是采用并联电阻和继电器，从而通过电阻限流的方式进行预先充电，达到电池系统95％的总电压后，完成预充过程。
但现有的技术方案存在预充时间无法调整的问题，这就使得技术方案一旦确认后，预充时间固化，不能依据需求进行调整。
因此，设计一种依据需求进行调整预充时间的电路控制方法是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的预充时间固化，不能依据需求进行调整的问题，本发明提出一种依据需求进行调整预充时间的电路控制方法是业界亟待解决的技术问题。
本发明采用的技术方案是设计一种电路控制方法，应用于动力电池上电后的预充阶段，所述电路控制方法包括：
接收到上电指令后，闭合动力电池的负极端；
获取动力电池的总电压；
将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值后并为负载的储能元件充电，所述第一预设值低于所述动力电池的总电压；
当负载的储能元件的电量达到第二预设值时，闭合动力电池的正极端，所述第二预设值低于所述动力电池的总电压；
将蓄电池输出端的电压降低至初始值。
进一步地，所述将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值的步骤，具体包括：
通过与蓄电池及母线连接的升压单元将蓄电池输出端的电压升压至第一预设值。
进一步地，所述将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值的步骤，具体包括：
通过控制与蓄电池及母线连接的DC/DC变换器将蓄电池输出端的电压升压至第一预设值。
进一步地，在所述接收到上电指令后，闭合动力电池的负极端的步骤之后，还包括：
对各个控制器初始化、自检；
当各个控制器初始化、自检合格时，进入所述获取动力电池的总电压的步骤。
进一步地，在所述如果各个控制器初始化、自检合格的步骤之后，还包括：
对动力电池内部电芯电压和温度进行检查；
当动力电池内部电芯电压和温度检查合格时，进入所述获取动力电池的总电压的步骤。
进一步地，在所述当动力电池内部电芯电压和温度检查合格时，还包括：
对母线绝缘化进行检测；
当对母线绝缘化进行检测合格时，进入所述获取动力电池的总电压的步骤。
进一步地，所述第一预设值为所述动力电池的总电压的0.95倍。
进一步地，所述第二预设值比所述动力电池的总电压小5V。
本发明还设计了一种动力电池上电后的预充电路，其特征在于：所述动力电池上电后的预充电路包括依次电连接的动力电池、继电器组、电压转换单元、蓄电池，所述动力电池通过继电器组与所述电压转换单元及负载电连接，所述电压转换单元还与所述蓄电池电连接、用于改变所述蓄电池输出端的电压值。
进一步地，所述电压转换单元包括控制器和DC/DC变换器；
所述控制器和所述DC/DC变换器均分别与所述继电器组及所述蓄电池电连接，所述控制器和所述DC/DC变换器配合用于改变所述蓄电池输出端的电压值。
本发明的有益效果是：在预充电阶段，蓄电池输出端电压由低压转高压后、并为负载的储能元件充电，并且能够将高压的数值进行转换，从而能够对预充时间进行调整；替换原有的方案(通过先联通与主开关并联副开关和降压元件进行预充)，从而可以去除预充回路的设计和电器件选型。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明一实施例提供的一种电路控制方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的一种电路控制方法的具体流程图；
图3是本发明一实施例提供的另一种电路控制方法的具体流程图；
图4是本发明一实施例提供的一种动力电池上电后的预充电路的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明通过在预充阶段中改变蓄电池输出端的电压的高低，从而替代原有的在预充阶段中使用固定元件方案，从而可以去除预充回路的设计和电器件选型，能够对预充时间进行调整。
参看图1，本发明公开了一种电路控制方法，应用于动力电池上电后的预充阶段，所述电路控制方法包括：
步骤S10：接收到上电指令后，闭合动力电池的负极端；
在一具体应用中，动力电池对外部负载上电指令一般是司机启动车辆，钥匙置ON位，动力电池负极继电器闭合；
步骤S20：获取动力电池的总电压；
具体地，电动汽车的电池包是由很多节电池单体经过先并联成多个pack(包体)再串联成多个module(模组)，达到需要的400～700v左右的电压输出平台，有的更低有的更高，视电池包输出和负载需求而定；
步骤S30：将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值后并为负载的储能元件充电，所述第一预设值低于所述动力电池的总电压；
具体地，在预充电阶段，蓄电池输出端电压由低压转高压后、并为负载的储能元件充电，并且能够将高压的数值进行转换，能够对预充时间进行调整；
替换原有的方案(通过先联通与主开关并联副开关和降压元件进行预充)，从而可以去除预充回路的设计和电器件选型；
应当指出的是，在预充电阶段，各零部件依据状态机状态进行相应工作以及反馈相应信息，从而能够反馈预充电流；
步骤S40：当负载的储能元件的电量达到第二预设值时，闭合动力电池的正极端，所述第二预设值低于所述动力电池的总电压；
具体地，当负载的储能元件的电量达到第二预设值时，也就是预充阶段已经完成，此时就可以通过动力电池使负载(也就是动力电机)供电；
步骤S50：将蓄电池输出端的电压降低至初始值；
在一应用场景中，蓄电池的初始电压值为24V，闭合动力电池的正极端和将蓄电池输出端的电压降低至初始值之间的时间差值为10ms，然后仅通过动力电池对负载进行供电。
请参看图2，本发明还公开了一种电路控制方法，应用于动力电池上电后的预充阶段，所述电路控制方法包括：
步骤S100：接收到上电指令后，闭合动力电池的负极端；
在一具体应用中，动力电池对外部负载上电指令一般是司机启动车辆，钥匙置ON位，动力电池负极继电器闭合；
在所述接收到上电指令后，闭合动力电池的负极端的步骤之后，还包括步骤S110-S130；
步骤S110：对各个控制器初始化、自检；
在一应用场景中，全车高压系统各个控制器初始化、自检，完成后CAN线通报；
当各个控制器初始化、自检合格时，进入步骤S120；
步骤S120：对动力电池内部电芯电压和温度进行检查；
在一应用场景中，动力电池对内部电芯电压和温度检查；
当动力电池内部电芯电压和温度检查合格时，进入步骤S130；
步骤S130：对母线绝缘化进行检测；
当对母线绝缘化进行检测合格时，进入步骤S200。
步骤S200：获取动力电池的总电压；
具体地，电动汽车的电池包是由很多节电池单体经过先并联成多个pack(包体)再串联成多个module(模组)，达到需要的400～700v左右的电压输出平台，有的更低有的更高，视电池包输出和负载需求而定；
在一应用场景中，电芯电压检测用电阻阵列取电芯电压值，每个电芯的正极和负极引出检测线，连接到电阻阵列对应的电阻前，由控制板上的测量电路按顺序接通检测电阻，这样在检测电阻上就可以取出某个电芯的电压值，控制板上的测量电路把检测到的每个电芯的电压值比较、运算、判断，这样就能够获取动力电池的总电压的数值了，这个数值作为后续使用作为参考的标准使用；
步骤S300：将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值后并为负载的储能元件充电，所述第一预设值低于所述动力电池的总电压；
所述将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值的步骤，具体包括：
通过与蓄电池及母线连接的升压单元将蓄电池输出端的电压升压至第一预设值；其中，在一应用场景中，所述第一预设值为所述动力电池的总电压的0.95倍；
具体地，在预充电阶段，蓄电池输出端电压由低压转高压后、并为负载的储能元件充电，并且能够将高压的数值进行转换，能够对预充时间进行调整；
替换原有的方案(通过先联通与主开关并联副开关和降压元件进行预充)，从而可以去除预充回路的设计和电器件选型；
应当指出的是，在预充电阶段，各零部件依据状态机状态进行相应工作以及反馈相应信息，从而能够反馈预充电流；
步骤S400：当负载的储能元件的电量达到第二预设值时，闭合动力电池的正极端，所述第二预设值低于所述动力电池的总电压；
在一应用场景中，当第二预设值(也就是充电电压)与动力电池的总电压差值小于5V时认为预充结束；
具体地，当负载的储能元件的电量达到第二预设值时，也就是预充阶段已经完成，此时就可以通过动力电池使负载(也就是动力电机)供电；
步骤S500：将蓄电池输出端的电压降低至初始值；
在一应用场景中，蓄电池的初始电压值为24V，闭合动力电池的正极端和将蓄电池输出端的电压降低至初始值之间的时间差值为10ms，然后仅通过动力电池对负载进行供电。
请参看图3，本发明还公开了一种电路控制方法，应用于动力电池上电后的预充阶段，所述电路控制方法包括：
步骤a：接收到上电指令后，闭合动力电池的负极端；
在一具体应用中，动力电池对外部负载上电指令一般是司机启动车辆，钥匙置ON位，动力电池负极继电器闭合；
在所述接收到上电指令后，闭合动力电池的负极端的步骤之后，还包括步骤a1-a3：
步骤a1：对各个控制器初始化、自检；
当各个控制器初始化、自检合格时，进入步骤a2；
步骤a2：对动力电池内部电芯电压和温度进行检查；
当动力电池内部电芯电压和温度检查合格时，进入步骤a3；
步骤a3：对母线绝缘化进行检测；
当对母线绝缘化进行检测合格时，进入步骤b；
步骤b：获取动力电池的总电压；
具体地，电动汽车的电池包是由很多节电池单体经过先并联成多个pack(包体)再串联成多个module(模组)，达到需要的400～700v左右的电压输出平台，有的更低有的更高，视电池包输出和负载需求而定；
在一应用场景中，电芯电压检测用电阻阵列取电芯电压值，每个电芯的正极和负极引出检测线，连接到电阻阵列对应的电阻前，由控制板上的测量电路按顺序接通检测电阻，这样在检测电阻上就可以取出某个电芯的电压值，控制板上的测量电路把检测到的每个电芯的电压值比较、运算、判断，这样就能够获取动力电池的总电压的数值了，这个数值作为后续使用作为参考的标准使用；
步骤c：将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值后并为负载的储能元件充电，所述第一预设值低于所述动力电池的总电压；
所述将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值的步骤，具体包括：
通过控制与蓄电池及母线连接的DC/DC变换器将蓄电池输出端的电压升压至第一预设值；其中，在一应用场景中，所述第一预设值为所述动力电池的总电压的0.95倍；
具体地，在预充电阶段，蓄电池输出端电压由低压转高压后、并为负载的储能元件充电，并且能够将高压的数值进行转换，能够对预充时间进行调整；
替换原有的方案(通过先联通与主开关并联副开关和降压元件进行预充)，从而可以去除预充回路的设计和电器件选型；
应当指出的是，在预充电阶段，各零部件依据状态机状态进行相应工作以及反馈相应信息，从而能够反馈预充电流；
步骤d：当负载的储能元件的电量达到第二预设值时，闭合动力电池的正极端，所述第二预设值低于所述动力电池的总电压；
在一应用场景中，当第二预设值(也就是充电电压)与动力电池的总电压差值小于5V时认为预充结束；
具体地，当负载的储能元件的电量达到第二预设值时，也就是预充阶段已经完成，此时就可以通过动力电池使负载(也就是动力电机)供电；
步骤e：将蓄电池输出端的电压降低至初始值；
在一应用场景中，蓄电池的初始电压值为24V，闭合动力电池的正极端和将蓄电池输出端的电压降低至初始值之间的时间差值为10ms，然后仅通过动力电池对负载进行供电。
请参看图4，本发明还公开一种动力电池上电后的预充电路，其特征在于：所述动力电池上电后的预充电路包括依次电连接的动力电池10、继电器组(k1、k2)、电压转换单元40、蓄电池50，所述动力电池10通过继电器组(k1、k2)与所述电压转换单元40及负载30电连接，所述电压转换单元40还与所述蓄电池50电连接、用于改变所述蓄电池50输出端的电压值；当进入预充阶段时，通过电压转换单元40将蓄电池50输出端的电压进行改变并入总线m中，这样能够替换原有的方案，从而可以去除预充回路的设计和电器件选型，提高设计效率，降低成本。
作为一种优选，所述电压转换单元40包括控制器41和DC/DC变换器42；所述控制器41和所述DC/DC变换器42均分别与所述继电器组(k1、k2)及所述蓄电池50电连接，所述控制器41和所述DC/DC变换器42配合用于改变所述蓄电池50输出端的电压值，应当指出的是，所述动力电池上电后的预充电路还包括与总线m电连接的充电口20。
以上实施例仅为举例说明，非起限制作用。任何未脱离本申请精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的权利要求范围之中。

Claims (10)

1.一种电路控制方法，应用于动力电池上电后的预充阶段，其特征在于，所述电路控制方法包括：
接收到上电指令后，闭合动力电池的负极端；
获取动力电池的总电压；
将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值后并为负载的储能元件充电，所述第一预设值低于所述动力电池的总电压；
当负载的储能元件的电量达到第二预设值时，闭合动力电池的正极端，所述第二预设值低于所述动力电池的总电压；
将蓄电池输出端的电压降低至初始值。
2.如权利要求1所述的电路控制方法，其特征在于：所述将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值的步骤，具体包括：
通过与蓄电池及母线连接的升压单元将蓄电池输出端的电压升压至第一预设值。
3.如权利要求1所述的电路控制方法，其特征在于：所述将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值的步骤，具体包括：
通过控制与蓄电池及母线连接的DC/DC变换器将蓄电池输出端的电压升压至第一预设值。
4.如权利要求1所述的电路控制方法，其特征在于：在所述接收到上电指令后，闭合动力电池的负极端的步骤之后，还包括：
对各个控制器初始化、自检；
当各个控制器初始化、自检合格时，进入所述获取动力电池的总电压的步骤。
5.如权利要求4所述的电路控制方法，其特征在于：在所述如果各个控制器初始化、自检合格的步骤之后，还包括：
对动力电池内部电芯电压和温度进行检查；
当动力电池内部电芯电压和温度检查合格时，进入所述获取动力电池的总电压的步骤。
6.如权利要求5所述的电路控制方法，其特征在于：在所述当动力电池内部电芯电压和温度检查合格时，还包括：
对母线绝缘化进行检测；
当对母线绝缘化进行检测合格时，进入所述获取动力电池的总电压的步骤。
7.如权利要求1所述的电路控制方法，其特征在于：所述第一预设值为所述动力电池的总电压的0.95倍。
8.如权利要求1所述的电路控制方法，其特征在于：所述第二预设值比所述动力电池的总电压小5V。
9.一种动力电池上电后的预充电路，其特征在于：所述动力电池上电后的预充电路包括依次电连接的动力电池、继电器组、电压转换单元、蓄电池，所述动力电池通过继电器组与所述电压转换单元及负载电连接，所述电压转换单元还与所述蓄电池电连接、用于改变所述蓄电池输出端的电压值。
10.如权利要求9所述的动力电池上电后的预充电路，其特征在于：所述电压转换单元包括控制器和DC/DC变换器；
所述控制器和所述DC/DC变换器均分别与所述继电器组及所述蓄电池电连接，所述控制器和所述DC/DC变换器配合用于改变所述蓄电池输出端的电压值。
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