[發(fā)明專利]新能源汽車的高壓母線電容的預充電裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010157847.6
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111251893A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 閔晨;陽彩
• 申請（專利權）人: 科博達技術股份有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L58/10;H02J7/00;H02M3/158
• 代理公司: 上海華祺知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 31247
• 代理人: 劉衛(wèi)宇

一種新能源汽車的高壓母線電容的預充電裝置，包括雙向DC?DC變換電路、電容電壓采樣電路及控制器；雙向DC?DC變換電路耦接在高壓母線電容與充電電源之間，電容電壓采樣電路的輸出端與控制器的輸入端耦接。雙向DC?DC變換電路包括隔離變壓器、第一整流/逆變電路、第二整流/逆變電路、電感L_f、開關管Q₇、開關管Q₈和電容C_buffer。控制器可控制雙向DC?DC變換電路工作于預充電模式，在預充電模式時雙向DC?DC變換電路先在推挽電路模式下對高壓母線電容進行充電，在高壓母線電容電壓達到預定的閾值后雙向DC?DC變換電路在隔離升壓電路模式下對高壓母線電容進行充電。本發(fā)明結構簡單，成本低，安全可靠。

技術領域

本發(fā)明涉及新能源汽車領域，尤其涉及一種新能源汽車的高壓母線電容的預充電裝置。

背景技術

如圖1所示，電動汽車的電氣系統(tǒng)一般由高壓電池包91、電池管理系統(tǒng)（BMS ：Battery Management System）92、接線盒93、高壓電器94等組成，汽車起動時，電池管理系統(tǒng)92控制接線盒93接通高壓電池包91和高壓電器94，由高壓電池包91為高壓電器94充電。高壓電器94可以是各種高壓用電設備，如高壓DC-DC變換器、逆變器、車載充電機等等。這些高壓用電設備并聯(lián)在高壓直流母線上，其直流輸入端通常設有一高壓母線電容C1。所有高壓用電設備的高壓母線電容的一端均與電動汽車的直流母線的正極相連，高壓母線電容的另一端與電動汽車的直流母線的負極相連。由于高壓母線電容的電壓不能突變，為了確保高壓電路接通瞬間的用電安全，需要設置給電容進行預充電的預充電電路。

傳統(tǒng)的預充電電路主要由預充電接觸器95和預充電電阻96組成，通過預充電電阻96來限制高壓電池包接到高壓母線電容時的沖擊電流，但這樣會造成電阻和接觸器的熱損耗，消耗了電池的能量，進而減少了電動車的續(xù)航里程，同時還會造成潛在的零部件熱失效風險。為克服上述缺點，申請人在申請日為2017年10月26日、申請?zhí)枮?01711015137.4的專利申請中提出了一種新的預充電電路結構，在該預充電電路中，在雙向高壓直流/直流變換器的基本拓撲中增加了由開關管Q₈構成的支路、以及由彼此串聯(lián)的低壓側輸出電容Co和開關管Q9構成的支路。該預充電電路由于未設置預充電接觸器和預充電電阻，因此具有能量損耗低、重量輕、充電效率高等優(yōu)點，但也存在著以下不足：1、對基本拓撲的改動較大、成本高、增加了控制的復雜程度，除了基本拓撲的開關管Q1-Q6以外，開關管Q7、Q8在第一階段交替導通，進行占空比控制，到第二階段要切換為恒高、低電平控制；開關管Q9在第一階段控制為斷開，到第二階段控制為導通，該三個開關管的控制以及狀態(tài)切換較為復雜；相應地，開關管Q7、開關管Q8組成了半橋上下管，在預充第一階段，需要專用的半橋驅動芯片以實現(xiàn)高速交替導通，成本較高；2、開關管Q8直接跨接在輸出側兩端，增加了系統(tǒng)低壓側短路失效的風險；3、開關管Q9一旦開路，會造成變換器主功能的丟失。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種結構簡單、成本低、安全可靠的預充電裝置。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：