[實(shí)用新型]基于PTC電阻的電動(dòng)汽車(chē)高壓預(yù)充電電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520104366.3
• 申請(qǐng)日: 2015-02-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204376498U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周東河;童曉輝;王貴山
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東風(fēng)襄陽(yáng)旅行車(chē)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎;康晨

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車(chē)預(yù)充電電路技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于PTC電阻的電動(dòng)汽車(chē)高壓預(yù)充電電路。

背景技術(shù)

常規(guī)的有關(guān)電動(dòng)汽車(chē)高壓預(yù)充電電路如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201220706664的專(zhuān)利所述，采用普通預(yù)充電電阻和預(yù)充電接觸器以及熔斷保險(xiǎn)，構(gòu)成預(yù)充電電路。

但是該專(zhuān)利所示高壓預(yù)充電路均使用常規(guī)預(yù)充電電阻，存在體積大，預(yù)充電時(shí)間較長(zhǎng)缺陷；其次該專(zhuān)利所述將主接觸器電路和預(yù)充電電路采用同一個(gè)保險(xiǎn)(詳見(jiàn)該專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)附圖1中保險(xiǎn)9)存在缺陷-預(yù)充電電流較小，而主接觸器電路電流約為預(yù)充電電路電流10-20倍，該保險(xiǎn)必然選擇較大的額定值，若在預(yù)充電過(guò)程負(fù)載出現(xiàn)短路等故障(幾率小但是存在)，所選擇的保險(xiǎn)偏大，存在燒壞預(yù)充電電阻的而保險(xiǎn)反而不斷的情況。

常規(guī)設(shè)計(jì)若選擇在預(yù)充電電阻后串聯(lián)一個(gè)較小的預(yù)充電保險(xiǎn)，增加了保險(xiǎn)安裝空間，且保險(xiǎn)損壞更換操作較為繁瑣。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了克服上述不足提供一種基于PTC電阻的電動(dòng)汽車(chē)高壓預(yù)充電電路。

本實(shí)用新型包括電儲(chǔ)能單元U1、主接觸保險(xiǎn)F2和負(fù)載，還包括PTC電阻R、并接有第一瞬態(tài)抑制二極管T1的預(yù)充電接觸器K1、以及并接有第二瞬態(tài)抑制二極管T2的主接觸器K2，所述電儲(chǔ)能單元U1的正極與預(yù)充電接觸器K1相連，所述主接觸器K2與預(yù)充電接觸器K1并聯(lián)，所述預(yù)充電接觸器K1的輸出端與PTC電阻R的一端相串聯(lián)，所述主接觸器K2的輸出端與主接觸保險(xiǎn)F2的一端相串聯(lián)，所述PTC電阻R的另一端與主接觸保險(xiǎn)F2的另一端并聯(lián)后與負(fù)載的正極相連，所述負(fù)載的負(fù)極與電儲(chǔ)能單元U1的負(fù)極相連。

本實(shí)用新型摒棄了原有的常規(guī)預(yù)充電電阻和預(yù)充電保險(xiǎn)，直接用PTC電阻替代；預(yù)充電低壓控制信號(hào)針對(duì)預(yù)充電接觸器線(xiàn)圈并聯(lián)端用瞬態(tài)抑制二極管替代普通續(xù)流二極管；相對(duì)傳統(tǒng)高壓預(yù)充電電路，有如下益處：

(1)預(yù)充電期間負(fù)載發(fā)生過(guò)載或短路，PTC熱敏電阻器的阻值急劇上升，既可限制短路電流的峰值，保護(hù)負(fù)載及線(xiàn)路，又不會(huì)造成任何元件損壞。過(guò)載或短路恢復(fù)后，電路可自動(dòng)恢復(fù)，無(wú)需更換任何元件。而采用常規(guī)預(yù)充電保險(xiǎn)熔斷器設(shè)計(jì)，若保險(xiǎn)過(guò)大則不能起到保護(hù)作用，選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)充電保險(xiǎn)在故障恢復(fù)后需要更換熔斷保險(xiǎn)，且短路電流大，對(duì)負(fù)載及線(xiàn)路不利。

由于PTC有較強(qiáng)的抗沖擊能量能力，因此阻值可設(shè)計(jì)得較小，使預(yù)充電時(shí)間縮短，由之前的2s以上縮短到0.5s左右。

(2)采用雙向瞬變抑制二極管替代傳統(tǒng)的續(xù)流二極管，提高了導(dǎo)通電壓，強(qiáng)迫線(xiàn)圈將能量積累后集中泄放，在接觸器斷開(kāi)指令發(fā)出后可以更迅速的將接觸器原邊低壓線(xiàn)圈電壓降低至0，避免關(guān)斷動(dòng)作的滯后導(dǎo)致關(guān)斷不徹底。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型中PTC熱敏電阻零功率電阻值與電阻本體溫度關(guān)系狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。

實(shí)施例：本實(shí)用新型包括電儲(chǔ)能單元U1、主接觸保險(xiǎn)F2和負(fù)載，還包括PTC電阻R、并接有第一瞬態(tài)抑制二極管T1的預(yù)充電接觸器K1、以及并接有第二瞬態(tài)抑制二極管T2的主接觸器K2，所述電儲(chǔ)能單元U1的正極與預(yù)充電接觸器K1相連，所述主接觸器K2與預(yù)充電接觸器K1并聯(lián)，所述預(yù)充電接觸器K1的輸出端與PTC電阻R的一端相串聯(lián)，所述主接觸器K2的輸出端與主接觸保險(xiǎn)F2的一端相串聯(lián)，所述PTC電阻R的另一端與主接觸保險(xiǎn)F2的另一端并聯(lián)后與負(fù)載的正極相連，所述負(fù)載的負(fù)極與電儲(chǔ)能單元U1的負(fù)極相連，其中，預(yù)充電接觸器K1和主接觸器K2的控制端分別由第一控制端信號(hào)S1和第二控制端信號(hào)S2控制，所述負(fù)載為電機(jī)控制器或電動(dòng)轉(zhuǎn)向逆變電源等，所述電儲(chǔ)能單元U1為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池或者超級(jí)電容。

如附圖2所示，所采用的PTC電阻R具有正溫度系數(shù)特性，阻值隨溫度增加而加大，能有效抑制器件本身溫度的持續(xù)增加，其溫度變化過(guò)程如下:PTC低溫低阻＝〉電流較大＝〉被電流加熱＝〉溫度增加＝〉當(dāng)超過(guò)PTC熱敏電阻動(dòng)作溫度后阻值增大＝〉電流減小＝〉熱功率減小＝〉PTC阻值繼續(xù)增大＝〉發(fā)熱與散熱平衡＝〉PTC溫度維持在動(dòng)作點(diǎn)附近。

從以上分析可以看出,“阻值-溫度”正相關(guān)特性使它具有“自保護(hù)”的功能—在預(yù)充電期間負(fù)載發(fā)生短路等故障情況下，產(chǎn)生的熱量和溫度將使電阻繼續(xù)上升，減小電流，從而有效地避免預(yù)充電電阻燒損現(xiàn)象發(fā)生，排除故障后無(wú)需更換預(yù)充電保險(xiǎn)和電阻。