[發明專利]電動車輛動力電池預充系統及裝置

有效

• 申請號: 201610917335.9
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN107972496B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 陳飛;徐國棟;江濤
• 申請（專利權）人: 蔚來（安徽）控股有限公司
• 主分類號: B60L53/62
• 分類號: B60L53/62
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 方世棟;姜甜

本發明提出了電動車輛動力電池預充系統及裝置，所述動力電池預充裝置包括預充電路，所述預充電路由電流源電路和母線電容構成，其中所述電流源電路提供對所述母線電容充電的電流，其中，所述電流源電路包括三極管、第一電阻和第二電阻、以及至少兩個高壓MOSFET晶體管。本發明所公開的電動車輛動力電池預充系統及裝置具有高的充電效率、低成本以及低失效率。

技術領域

本發明涉及預充系統及裝置，更具體地，涉及電動車輛動力電池預充系統及裝置。

背景技術

目前，隨著純電動/混合動力車輛的日益發展和普及，對電動車輛的動力電池系統進行快速有效的預充變得越來越重要。

現有的電動車輛電驅動系統典型地包括電池包子系統和電機子系統，其中，所述電池包子系統通常包括電池組、電池管理系統以及配電盒，而所述電機子系統通常包括逆變器和電機。

圖1是現有的電動車輛動力電池預充系統的電池包子系統的示意圖。如圖1所示，電池包子系統包括電池組1和配電盒2，其中，所述電池組1進一步包括多個電池管理單元3和多個電芯4，所述多個電芯4被串聯連接以形成高壓電池，所述電池管理單元3用于監控所述多個電芯4的電壓、電流、容量等等。所述配電盒2用于控制電池包子系統對外連接的通斷，其電器連接典型地由主正繼電器Relay+，主負繼電器Relay-，預充繼電器Pre-charge、以及預充電阻R_precharge組成（其中，B+是電池正極，B-是電池負極，P+是電池包輸出正極，P-是電池包輸出負極）。如圖1所示，現有的電動車輛動力電池預充系統的工作原理如下：在上電時，主負繼電器Relay-首先被閉合，隨后閉合預充繼電器Pre-charge，致使預充回路對電機子系統的母線電容充電（例如典型地通過一階阻容電路給母線電容充電），以避免直接閉合主正繼電器時產生的瞬間充電電流過大而燒毀繼電器和逆變器，隨后，在滿足預定的條件后結束預充電過程并閉合主正繼電器Relay+而實施充電。

然而，上述現有的技術方案存在如下問題：（1）由于采用阻-容充電結構，故在充電后期電阻上壓差變小而使充電電流呈指數減小，由此造成充電時間長，充電效率低下；（2）由于繼電器等電氣分配裝置通常被置于配電盒中，而預充繼電器和電阻的加入增加了配電盒的成本，使得原本狹小的配電盒內空間更為擁擠，并且預充電阻在每次預充期間充當發熱裝置，故使得整個配電盒的失效率顯著增加，同時也增加了系統控制和診斷的負擔；（3）由于預充電阻在繼電器剛閉合時要承受整個電池包的高壓，故預充電阻選型困難，即，如果選擇相應額定功率電阻，由于最大電流時間極短，造成參數浪費，而如果超出額定功率使用，如果外部電容等參數發生變化，則容易造成電阻過熱，增加失效率。

因此，存在如下需求：提供具有高的預充效率、低成本以及低失效率的電動車輛動力電池預充系統及裝置。

發明內容

為了解決上述現有技術方案所存在的問題，本發明提出了具有高的預充效率、低成本以及低失效率的電動車輛動力電池預充系統及裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種電動車輛動力電池預充裝置，所述動力電池預充裝置包括預充電路，所述預充電路由電流源電路和母線電容C構成，其中所述電流源電路提供對所述母線電容C充電的電流nI，其中，所述電流源電路包括三極管Q0a、第一電阻R1和第二電阻R2、以及至少兩個高壓MOSFET晶體管Q0b和Q1…Qn。

在上面所公開的方案中，優選地，所述母線電容C位于第二正電極P+和第二負電極P-之間。

在上面所公開的方案中，優選地，所述三極管Q0a的基極與電壓源V0相連接，所述三極管Q0a的發射極與所述第二電阻R2的第一端相連，并且所述三極管Q0a的集電極與所述第一電阻R1的第一端相連接。

在上面所公開的方案中，優選地，所述第二電阻R2的第二端與所述第一負電極B-相連接，并且所述第一電阻R1的第二端與所述至少兩個高壓MOSFET晶體管 Q0b和Q1…Qn中的每個的柵極相連接。