充放电电路、电池包及车辆的制作方法

本技术涉及充放电电路，尤其涉及一种充放电电路、电池包及车辆。

背景技术：

1、电动车的能量来源为高压蓄电池，高压蓄电池通过高压直流母线（high voltagedirect current bus，hv）将直流电传输到车辆的各个用电设备中。部分电动车的电压等级来到了800v水平，但是市场上仍存在大量400v直流充电桩，因而800v电压等级的电动车内需要设置升压模块，以将400v直流充电桩升压成800v的电压。

2、然而，升压模块内部正负极母线存在电容，当使用升压模块时，首先需要给升压模块内部的电容充电，当快充接触器闭合时，由于等效阻抗较低导致快充接触器通过的电流较大，快充接触器易发生粘连。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种充放电电路、电池包及车辆，可以改善快充接触器易发生粘连的技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供一种充放电电路，充放电电路包括主正开关、快充正开关、主负开关、快充负开关、预充预放开关、限流电阻及切换开关，所述主正开关的第一端用于连接电芯组件的正极；所述快充正开关的第一端与所述主正开关的第二端电连接，所述快充正开关的第二端用于连接充电桩的正极；所述主负开关的第一端用于连接所述电芯组件的负极；所述快充负开关的第一端与所述主负开关的第二端电连接，所述快充负开关的第二端用于连接所述充电桩的负极；所述预充预放开关的第一端与所述主正开关电连接；所述限流电阻的第一端与所述预充预放开关的第二端电连接；所述切换开关的第一端与所述主正开关的第二端及所述限流电阻的第二端均电连接，所述切换开关的第二端与所述快充正开关的第二端电连接。

3、上述技术方案中，限流电阻能够对电流进行限制，在电芯组件和充电桩之间建立一个高电阻路径，限制初始放电电流，预充预放开关闭合后，充放电电路进行预充电，使母线电容的电压平缓地上升，可以避免直接闭合快充正开关对快充正开关造成冲击，保护快充正开关。

4、限流电阻能够对电流进行限制，在电芯组件和负载电容之间建立一个高电阻路径，限制初始放电电流，预充预放开关闭合后，充放电电路进行预放电，使负载电容的电压平缓地上升，可以避免直接闭合主正开关对主正开关造成冲击，保护主正开关。

5、在一些示例性地实施例中，所述充放电电路还包括升压模块，所述升压模块的第一输入端用于连接所述充电桩的正极，所述升压模块的第二输入端用于连接所述充电桩的负极，所述升压模块的第一输出端用于连接所述快充正开关的第二端，所述升压模块的第二输出端用于连接所述快充负开关的第二端。

6、上述技术方案中，升压模块可以主动将充电桩提供的较低电压（如400v）提升到匹配电池包所需的较高电压（如800v）。这样，800v的电池包就能在400v的充电桩上实现高效快充，打破了电压平台的壁垒，使得车辆向下兼容主流充电设施，扩大了可用快充网络的范围。

7、当电池包需要对外放电时，电池的高电压（如800v）需要降低到负载或电网的标准电压。此时，升压模块反向工作，变成一个降压模块，实现能量输出。

8、在一些示例性地实施例中，所述充放电电路还包括电流传感器，所述电流传感器的第一端与所述主负开关的第二端电连接，所述电流传感器的第二端与所述快充负开关的第一端电连接。

9、上述技术方案中，电流传感器能够将信号迅速发送给电池管理系统（bms），bms会在毫秒级的时间内断开主正开关和主负开关，切断电路，防止火灾或设备损坏。

10、电流传感器还可以用于电芯组件的电量计算，反映电芯组件的寿命和老化的程度。

11、bms根据电流传感器反馈的实时电流大小，可以预测电池的发热功率。如果电流很大，bms会提前加强冷却系统的功率，防止电池过热；则可以降低冷却功率，以节省能量。

12、电流传感器可以区分电流方向，电流从电池流出，用于驱动车辆或对外放电。电流流入电池，来自充电桩或能量回收，这使bms能区分车辆处于何种工作模式

13、在一些示例性地实施例中，所述充放电电路还包括第一电机控制器，所述第一电机控制器的第一端与所述切换开关的第一端电连接，所述第一电机控制器的第二端与所述主负开关的第二端电连接。

14、上述技术方案中，第一电机控制器能够将电芯组件提供的直流电转换成驱动电机所需的三相交流电，并精确控制交流电的频率和幅度，从而控制电机的转速和扭矩，实现车辆的加速、减速和巡航。

15、第一电机控制器还能将电机产生的三相交流电整流成直流电，并回充给电池包。当车辆滑行或制动时，车轮反拖电机转动，使电机暂时变为一个发电机。

16、能量回收可以提升车辆的能源利用效率，延长续航里程，同时减少机械刹车的磨损。当车辆需要对外供电时，第一电机控制器将电池的直流电逆变成交流电输出。

17、在一些示例性地实施例中，所述充放电电路还包括第二电机控制器，所述第二电机控制器的第一端与所述切换开关的第一端电连接，所述第二电机控制器的第二端与所述主负开关的第二端电连接。

18、上述技术方案中，第二电机控制器与第一电机控制器的其中一个用于控制前驱电机，另一个用户控制后驱电机。两个电机可以协同工作，其合并的输出功率和扭矩大于单个电机，在高速超车或爬坡时，双电机能提供充足的动力储备。

19、在一些示例性地实施例中，所述充放电电路还包括导电件，所述导电件的第一端与所述切换开关的第二端电连接，所述导电件的第二端与所述快充正开关的第二端电连接，所述导电件的额定电流与所述预充预放开关的额定电流相适配。

20、上述技术方案中，导电件的额定电流与预充预放开关的额定电流相适配，预充预放开关的过流相对较小，因而导电件可以选用过流能力相近的导线，也即相对较细的导线，以节省成本，减轻重量，减小对空间的占用。

21、在一些示例性地实施例中，所述充放电电路具有放电模式及充电模式；

22、所述充放电电路处于放电模式，所述主正开关的第二端与所述主负开关的第二端之间的差压小于或等于第一阈值时，所述主正开关闭合，所述预充预放开关断开；

23、所述充放电电路处于充电模式，所述快充正开关的第二端与所述主负开关的第二端之间的差压小于或等于第二阈值时，所述主正开关闭合，所述预充预放开关断开

24、上述技术方案中，通过设置第一阈值，使负载电容的电压上升至接近电芯组件的电压后，负载电容和电芯组件之间的压差已经很小，由于此时主正开关两端（电芯组件电压和负载电容电压）的电位差很小，因而主正开关闭合时不会产生大的冲击电流。通过设置第二阈值，使母线电容的电压上升至接近电芯组件的电压后，母线电容和电芯组件之间的压差已经很小，由于此时快充正开关两端（电芯组件电压和母线电容电压）的电位差很小，因而快充正开关闭合时不会产生大的冲击电流。

25、第二方面，本技术实施例提供一种电池包，电池包包括充放电电路以及电芯组件，所述电芯组件的正极与所述主正开关的第一端电连接，所述电芯组件的负极与所述主负开关的第一端电连接。

26、在一些示例性地实施例中，还包括控制单元，所述控制单元与所述主正开关的受控端、所述快充正开关的受控端、所述主负开关的受控端、所述快充负开关的受控端、所述预充预放开关的受控端及所述切换开关的受控端均电连接，所述控制单元能够控制所述主正开关、所述快充正开关、所述主负开关、所述快充负开关、所述预充预放开关及所述切换开关的通断。

27、上述技术方案中，通过控制单元对各个开关进行控制，从而使得电池包能够自动进行预充电和预放电。

28、第三方面，本技术实施例提供一种车辆，车辆包括电池包。