[發(fā)明專利]一種用于負(fù)載儲能電容的高壓預(yù)充模塊電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811622364.8
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109638920A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張俊生;孫耀忠;馮長虹;宋宏利;覃宇舟
• 申請（專利權(quán)）人: 上海飛龍新能源汽車部件有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/34
• 代理公司: 鄭州知己知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41132
• 代理人: 高超

本發(fā)明屬于新能源汽車高壓預(yù)充電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于負(fù)載儲能電容的高壓預(yù)充模塊電路，包括接線端子、預(yù)充電路（120）、用于監(jiān)測預(yù)充電路（120）兩端壓差的監(jiān)測反饋電路（160）和用于控制負(fù)載儲能電容放電的自動放電電路（140）。本發(fā)明具有更多保護(hù)功能、低成本、小體積、高可靠性的高壓預(yù)充模塊電路，使得在預(yù)充過程中，能監(jiān)測各參數(shù)變化用以判斷預(yù)充電完成或是故障狀態(tài)；同時又兼具逆接故障診斷與保護(hù)、負(fù)載儲能電容的主動放電等功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源汽車高壓預(yù)充電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于負(fù)載儲能電容的高壓預(yù)充模塊電路。

背景技術(shù)

新能源汽車高壓大功率負(fù)載都帶有大容量負(fù)載儲能濾波電容，在冷啟動時，負(fù)載儲能電容上電壓接近0V，若此時直接閉合供電回路高壓接觸器，接觸器觸點兩端電壓達(dá)幾百伏特，而供電導(dǎo)線電阻及接觸器觸點接觸電阻正常狀態(tài)下最多只有幾十毫歐，此刻供電系統(tǒng)相當(dāng)于發(fā)生短路，接觸器觸點瞬間會流過幾千甚至上萬安培的電流，供電系統(tǒng)熔斷器及高壓接觸器必壞無疑。因此此類高壓負(fù)載的供電回路一般都會安裝高壓預(yù)充模塊，高壓供電系統(tǒng)工作初期，先通過預(yù)充電阻給負(fù)載端高壓負(fù)載儲能電容預(yù)充電，等預(yù)充電完成后，再用高壓接觸器短路高壓預(yù)充開關(guān)和預(yù)充電阻，負(fù)載得以正常啟動。采取這樣的措施后，使啟動瞬間的沖擊電流大大降低。

對于預(yù)充電完成的判斷，現(xiàn)有技術(shù)一般采取三種控制策略：

第一種是對預(yù)充電進(jìn)行延時控制，如公告號為CN208078666U的專利文獻(xiàn)公開一種輸入上電防沖擊預(yù)充電電路，采用NMOS管Q1代替現(xiàn)有技術(shù)中的繼電器開關(guān)，使用延時電容E1延時NMOS管Q1開通以達(dá)到DC-DC轉(zhuǎn)換器預(yù)充電，延時結(jié)束后，直接結(jié)束預(yù)充電并閉合高壓接觸器；

第二種方法是監(jiān)測預(yù)充電流，如公開號為CN108879862A的專利文獻(xiàn)公開一種動力電池充電監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法，對動力電池各個充電階段的電流進(jìn)行實時監(jiān)測，該類控制方案使用時，當(dāng)預(yù)充電流趨近于0A時結(jié)束預(yù)充并閉合高壓接觸器；

第三種是利用微控制器分別對預(yù)充電路兩端的電壓AD采樣并計算電壓差，如公開號為CN106696713A的專利文獻(xiàn)公開一種電動汽車高壓預(yù)充控制電路與控制方法，該類控制方案應(yīng)用在預(yù)充控制系統(tǒng)時，當(dāng)壓差趨近于0V時結(jié)束預(yù)充過程并閉合高壓接觸器。

但實際使用中以上現(xiàn)有技術(shù)發(fā)現(xiàn)以下缺陷：

采用第一種延時控制的預(yù)充模塊，若負(fù)載側(cè)電路發(fā)生短路時，或者由于動力電源管理系統(tǒng)一致性、器件穩(wěn)定性等問題，在特定的預(yù)充時間結(jié)束后，預(yù)充電路兩端的直流母線仍存在較大電壓差，未消除瞬時大電流沖擊風(fēng)險，此時閉合高壓接觸器仍會損壞供電系統(tǒng)；

而采用第二種采樣預(yù)充電流的方案，電路結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜或采用電流傳感器成本較高；

第三種用微控制器分別對預(yù)充電路兩端電壓進(jìn)行AD采樣并計算壓差的辦法，控制電路復(fù)雜成本較高；此外由于高壓預(yù)充模塊的高壓繼電器、高壓大電流接觸器動作時會產(chǎn)生較大的EMI干擾信號，模塊內(nèi)微控制器有時會發(fā)生復(fù)位或誤動作。

另外，現(xiàn)有技術(shù)中高壓預(yù)充模塊中通常不具備逆接故障診斷保護(hù)功能以及負(fù)載儲能電容的自動放電功能，給安裝維護(hù)人員帶來諸多不便甚至影響到人身安全；另外，現(xiàn)有技術(shù)采用的壓差監(jiān)測的技術(shù)手段相對復(fù)雜、成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于負(fù)載儲能電容的高壓預(yù)充模塊電路，具有更多保護(hù)功能、低成本、小體積、高可靠性的高壓預(yù)充模塊電路，使得在預(yù)充過程中，能監(jiān)測各參數(shù)變化用以判斷預(yù)充電完成或是故障狀態(tài)；同時又兼具逆接故障診斷與保護(hù)、負(fù)載儲能電容的主動放電等功能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于負(fù)載儲能電容的高壓預(yù)充模塊電路，包括接線端子、預(yù)充電路、用于監(jiān)測預(yù)充電路兩端壓差的監(jiān)測反饋電路和用于控制負(fù)載儲能電容放電的自動放電電路；