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一种高压系统和新能源汽车的制作方法

2021-11-17 23:50:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及新能源技术领域,特别是一种高压系统和新能源汽车。


背景技术:

2.目前市面上的新能源汽车为了提高续航与动力等指标,越来越多的厂商以800v或更高电压动力电池平台为后续整车的开发方向,而目前市面上存量的充电桩多数为500v和750v规格,1000v规格的充电桩较少。因此就存在800v或更高电压动力电池平台的新能源汽车无法使用500v的充电桩充电,而使用750v充电桩充不满动力电池组的问题。
3.为了解决上述问题,目前已经有利用电机和电机驱动逆变器等硬件,或者利用专门的升压充电模块,以升压充电的方式实现低电压等级充电桩为高电压等级电池组充电的方案。但这类方案由于线路较多、接线复杂,高电压系统的电压纹波、电流纹波会对线路以及敏感电子设备产生强电磁干扰,该强电磁干扰不但会造成电能损耗,而且会干扰敏感电子设备的正常工作,导致敏感电子设备产生错误的信息,进而影响新能源车的安全性。


技术实现要素:

4.鉴于上述问题,提出了本发明以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种高压系统和新能源汽车。
5.第一方面,提供了一种高压系统,所述高压系统包括:配电滤波单元;所述配电滤波单元包括:多个安规电容、多个磁环、充电接口、负载端接口以及升压线接口;
6.所述配电滤波单元通过所述充电接口与充电桩连接;
7.所述配电滤波单元通过所述负载端接口与电机驱动逆变器连接;
8.所述配电滤波单元通过所述升压线接口与电机绕组连接;
9.所述多个安规电容和所述多个磁环分别布置于靠近所述配电滤波单元中各个接口的位置;其中,升压充电线、所述电机驱动逆变器的正极放电线以及所述电机驱动逆变器的负极放电线穿过所述多个磁环中的第一磁环,所述升压充电线为连接所述配电滤波单元与所述电机绕组的电线。
10.可选地,所述配电滤波单元包括:升压子单元、保护隔离子单元;所述多个安规电容包括:第一安规电容、第二安规电容、第三安规电容、第四安规电容;
11.所述升压子单元的第一端引出所述升压充电线,所述升压充电线穿过所述第一磁环,通过所述升压线接口与所述电机绕组连接;
12.所述升压子单元的第二端与快充正继电器的第一端、所述保护隔离子单元的第二端、所述第二安规电容的第二端、所述充电接口的正极分别连接;
13.所述快充正继电器的第二端与主保险的第二端、主正继电器的第一端分别连接,所述主保险的第一端与电池组的正极连接;
14.所述保护隔离子单元的第一端与快充负继电器的第二端、主负继电器的第一端、所述电池组的负极分别连接,所述快充负继电器的第一端与所述第一安规电容的第一端、
所述充电接口的负极分别连接;
15.所述第二安规电容的第一端与所述第一安规电容的第二端连接,并接地;
16.所述第三安规电容的第一端与所述负载端接口的正放电端、主正继电器的第二端分别连接,所述负载端接口的正放电端接入所述正极放电线;
17.所述第三安规电容的第二端与所述第四安规电容的第一端连接,并接地;
18.所述第四安规电容的第二端与所述负载端接口的负放电端、所述主负继电器的第二端分别连接,所述负载端接口的负放电端接入所述负极放电线。
19.可选地,所述升压子单元包括:升压充电继电器、升压电感、第五安规电容;
20.所述升压充电继电器的第一端引出所述升压充电线,所述升压充电线穿过所述第一磁环,通过所述升压线接口与所述电机绕组连接;
21.所述升压充电继电器的第二端与所述升压电感的第一端、所述第五安规电容的第一端分别连接;
22.所述升压电感的第二端与所述快充正继电器的第一端、所述保护隔离子单元的第二端、所述第二安规电容的第二端、所述充电接口的正极分别连接;
23.所述第五安规电容的第二端接地。
24.可选地,所述升压子单元包括:升压充电继电器、升压电感、第五安规电容、电阻以及二极管;
25.所述升压充电继电器的第一端引出所述升压充电线,所述升压充电线穿过所述第一磁环,通过所述升压线接口与所述电机绕组连接;
26.所述升压充电继电器的第二端与所述升压电感的第一端、所述第五安规电容的第一端、所述电阻的第一端分别连接;
27.所述升压电感的第二端与所述快充正继电器的第一端、所述保护隔离子单元的第二端、所述第二安规电容的第二端、所述充电接口的正极、所述二极管的阴极分别连接;
28.所述第五安规电容的第二端接地;
29.所述电阻的第二端与所述二极管的阳极连接。
30.可选地,所述保护隔离子单元包括:第六安规电容和电容开关继电器;
31.所述第六安规电容的第一端与所述电容开关继电器的第二端连接;
32.所述第六安规电容的第二端与所述升压子单元的第二端、所述快充正继电器的第一端、所述第二安规电容的第二端、所述充电接口的正极分别连接;
33.所述电容开关继电器的第一端与所述快充负继电器的第二端、所述主负继电器的第一端、所述电池组的负极分别连接。
34.可选地,所述第一安规电容、所述第二安规电容、所述第三安规电容、所述第四安规电容、所述第五安规电容均为y电容;
35.所述第六安规电容为x电容。
36.可选地,所述充电接口的正极接入的直流充电正母线,和所述充电接口的负极接入的直流充电负母线穿过所述多个磁环中的第二磁环。
37.可选地,电池组的负极输出母线上设有霍尔传感器和分流器;
38.所述负极输出母线通过所述霍尔传感器和所述分流器,与所述保护隔离子单元的第一端、所述快充负继电器的第二端、所述主负继电器的第一端分别连接。
39.可选地,所述第六安规电容被配置为在升压充电开始前进行预充;
40.进行预充时各继电器的闭合、断开顺序为以下任意一种:
41.第一种预充顺序:先闭合所述升压子单元中的升压充电继电器和所述电容开关继电器,再闭合预充继电器和所述主负继电器,最后控制所述电机驱动逆变器的上桥臂导通;
42.第二种预充顺序:先闭合所述升压充电继电器和所述电容开关继电器,再闭合所述主正继电器,最后控制所述电机驱动逆变器的上桥臂导通;
43.第三种预充顺序:先闭合所述主负继电器、所述快充正继电器和所述电容开关继电器,再闭合所述预充继电器,在完成所述第六安规电容的预充后,最后断开所述快充正继电器。
44.可选地,所述第六安规电容被配置为在升压充电结束后进行泄放;
45.进行泄放时各继电器的闭合、断开顺序为以下任意一种:
46.第一种泄放顺序:在所述升压充电结束并下电后,闭合所述升压子单元中的升压充电继电器、所述电容开关继电器、所述主负继电器,再控制所述电机驱动逆变器的下桥臂导通;
47.第二种泄放顺序:在所述升压充电结束并下电后,对任一继电器不做闭合或者断开操作,所述第六安规电容通过采样电阻进行被动泄放,所述采样电阻为电池管理系统的电压采样回路中的电阻;
48.第三种泄放顺序:在所述升压充电结束并进行下电时,保持升压充电过程中各继电器原先的状态,保持所述快充正继电器断开,所述第六安规电容通过充电桩进行泄放,泄放结束后,再断开所述快充负继电器和所述电容开关继电器,最后按照正常下电流程断开其余继电器;
49.第四种泄放顺序:在所述升压充电结束并进行下电时,保持所述升压充电继电器、所述电容开关继电器、所述主负继电器闭合,再断开其余继电器,最后控制所述电机驱动逆变器的下桥臂导通。
50.第二方面,提供了一种新能源汽车,其特征在于,所述新能源汽车包括如第一方面任一所述的高压系统。
51.本技术实施例具有以下优点:
52.在本发明中,在新能源汽车原本的高压系统中,增加了配电滤波单元,该配电滤波单元分别通过充电接口、负载端接口以及升压线接口三个接口,与充电桩、电机驱动逆变器、电机绕组连接,保证了新能源汽车原本的四个功能:直流快充、升压充电、电机驱动、降压放电以外,多个安规电容和多个磁环分别布置于靠近各个接口的位置,因此配电滤波单元可以利用安规电容和磁环,抑制车辆中的强电磁干扰。
53.本发明的整个配电滤波单元中,升压充电线、电机驱动逆变器的正极放电线以及电机驱动逆变器的负极放电线均穿过第一磁环内,通过这种方式滤除了共模干扰,抑制了升压充电线产生的强电磁干扰。而多个安规电容和多个磁环分别布置于靠近各个接口的位置,相较于布置在其他位置,更好的抑制了线路线缆上传导的纹波,从而较好的从整体上抑制了强电磁干扰,减小了电能损耗,以及减小了强电磁对敏感电子设备正常工作的干扰,提高了敏感电子设备产生信息的精确度,间接提升了新能源车的安全性。
附图说明
54.通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
55.图1是本发明实施例一种高压系统的模块化示意图;
56.图2是本发明实施例一种较优的配电滤波单元的结构示意图
57.图3是本发明实施例一种优选的高压系统的结构示意图;
58.图4是本发明实施例中电机驱动模块下的上电流程示意图;
59.图5是本发明实施例中直流快充模式下的上电流程示意图;
60.图6是本发明实施例中升压充电模式下的上电流程示意图;
61.图7是本发明实施例中降压放电模式下的上电流程示意图;
62.图8是本发明实施例中电机驱动模式下的下电流程示意图;
63.图9是本发明实施例中升压充电模式下的下电流程示意图;
64.图10是本发明实施例中降压放电模式下的下电流程示意图;
65.图11是本发明实施例中取消泄放回路、第五安规电容y5以及升压电感l之后的高压系统结构示意图;
66.图12是本发明实施例中取消泄放回路、第五安规电容y5、升压电感l以及电容开关继电器k6之后的高压系统结构示意图;
67.图13是本发明实施例中将主正继电器k3与快充正继电器k1串联起来,并且取消泄放回路之后的高压系统结构示意图;
68.图14是本发明实施例中将快充负继电器k2与主负继电器k4串联起来,并且取消泄放回路之后的高压系统结构示意图;
69.图15是本发明实施例中将主正继电器k3与快充正继电器k1串联起来,同时也将快充负继电器k2与主负继电器k4串联起来,并且取消泄放回路之后的高压系统结构示意图;
70.图16是本发明实施例中存在预留快充负继电器时的高压系统结构示意图。
具体实施方式
71.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,并不用于限定本发明。
72.发明人发现,目前对于800v及以上的新能源汽车,使用输出电压为500v的直流充电桩无法对新能源车进行充电,而使用750v的直流充电桩进行充电时,无法满充。
73.而为了上述充电桩可以充电到800v即以上,需要在新能源汽车上额外增加一套升压设备,或者利用新能源汽车上原本的电机和电机驱动逆变器等硬件,以升压充电的方式实现低电压等级充电桩为高电压等级电池组充电的方案。
74.发明人进一步研究发现,为了实现上述方案,目前的新能源汽车必须改变原本的线路结构,增加额外的线路回路。这导致了新能源汽车的高电压系统(以下全文简称高压系统)中线路较多,接线复杂,而高压系统由于电压较高,本身的电压纹波和电流纹波不能很好的被祛除,这些纹波不可避免的会对线路线缆,尤其是对敏感电子设备产生强电磁干扰,
该强电磁干扰不但会造成电能损耗,而且会干扰敏感电子设备的正常工作,导致敏感电子设备产生错误的信息,错误的信息,可能会影响新能源车的安全性,甚至严重时会危及人身安全。
75.针对上述问题,发明人提出了本发明的一种高压系统和新能源汽车,以下对本发明的技术方案进行详细说明。
76.参照图1,示出了本发明实施例一种高压系统的模块化示意图。高压系统包括:配电滤波单元;该配电滤波单元包括:多个安规电容、多个磁环、充电接口、负载端接口以及升压线接口。
77.配电滤波单元通过充电接口与充电桩连接,这样可以实现充电桩对电池组的充电(直流快充或者升压充电);配电滤波单元通过负载端接口与电机驱动逆变器连接;配电滤波单元通过升压线接口与电机绕组连接;这样可以复用电机以及电机驱动逆变器,实现升压充电。
78.当然,可以理解的是,新能源汽车原本就具备的以电池组为电能来源,驱动电机和其他车内设备工作的驱动工作模式,以及以电池组为电能来源,利用电机以及电机驱动逆变器,实现降压放电向车外设备供电的放电工作模式,不受影响,仍然可以基于原本的结构以及配电滤波单元实现。图1中示例性的示出配电滤波单元与电池组连接,配电滤波单元与电池组以及其他车内设备的具体连接方式在下文和附图中说明。
79.本发明实施例中,多个安规电容和多个磁环分别布置于靠近配电滤波单元中各个接口的位置,使得配电滤波单元可以利用安规电容和磁环,抑制车辆中的强电磁干扰。其中,升压充电线、电机驱动逆变器的正极放电线以及电机驱动逆变器的负极放电线均穿过多个磁环中的第一磁环,升压充电线为连接配电滤波单元与电机绕组的电线。
80.由于高压系统中的电压纹波、电流纹波,是依靠线路线缆传导,进而产生强电磁干扰,因此,将安规电容和磁环分别布置于靠近所有接口的位置,相较于布置在其他位置,更好的抑制了线路线缆上传导的纹波,从而较好的从整体上抑制了高压系统的强电磁干扰。
81.需要说明的是,本发明实施例的配电滤波单元,可以单独设计,独立安装;也可以与电池组集成设计,一体式安装。独立设计的优势是方便配电滤波单元整体拆装、更换元器件等,但需要多两个电池组接口,与电池组进行连接,并且控制逻辑上相较于集成设计的略微复杂。集成设计的优势是相对较少的接口和简洁的控制逻辑,但整体拆装、更换元器件等不如独立设计的便捷。
82.参照图2,示例性的示出了一种较优的配电滤波单元的结构示意图。图2中,配电滤波单元包括:三个接口、多个安规电容、多个磁环外、升压子单元、保护隔离子单元。具体的,多个安规电容包括:第一安规电容y1、第二安规电容y2、第三安规电容y3、第四安规电容y4;多个磁环包括:第一磁环mr1、第二磁环mr2。
83.升压子单元100的第一端引出升压充电线1001,升压充电线1001穿过第一磁环mr1,通过升压线接口30与电机绕组(图2中用m表示)连接;升压子单元100的第二端与快充正继电器k1的第一端、保护隔离子单元200的第二端、第二安规电容y2的第二端、充电接口10的正极分别连接。
84.快充正继电器k1的第二端与主保险fr的第二端、主正继电器k3的第一端分别连接,主保险fr的第一端与电池组e的正极连接。
85.保护隔离子单元200的第一端与快充负继电器k2的第二端、主负继电器k4的第一端、电池组e的负极分别连接,快充负继电器k2的第一端与第一安规电容y1的第一端、充电接口10的负极分别连接。
86.第二安规电容y2的第一端与第一安规电容y1的第二端连接,并接地gnd;第三安规电容y3的第一端与负载端接口20的正放电端、主正继电器k3的第二端分别连接,负载端接口20的正放电端接入正极放电线201。
87.第三安规电容y3的第二端与第四安规电容y4的第一端连接,并接地gnd;第四安规电容y4的第二端与负载端接口20的负放电端、主负继电器k4的第二端分别连接,负载端接口20的负放电端接入负极放电线202。
88.图2中,升压充电线1001、电机驱动逆变器的正极放电线201以及电机驱动逆变器的负极放电线202,三根线均穿过第一磁环mr1,滤除了共模干扰,抑制了升压充电线1001产生的强电磁干扰。而且,升压充电线电流与电池组充电和电感储能电流向量和为零,规避了第一磁环mr1损耗大、易饱和的风险。
89.充电接口10的正极接入的直流充电正母线l ,和充电接口10的负极接入的直流充电负母线l

均穿过第二磁环mr2,同样也滤除共模干扰。另外,四个安规电容分别布置在靠近接口位置,为线路线缆传导的电压纹波、电流纹波提供了对地低阻抗泄放路径,进一步抑制了强电磁干扰。
90.为了更清楚的说明配电滤波单元及其结构,参照图3,示出了一种优选的高压系统的结构示意图。图3中所示是以四驱新能源车型为例,两驱新能源车型参照即可。其中,图3中虚框所示前电机部分wp1、后电机部分wp2、车载设备cb等参照目前已知结构,未做改变,不进行详细元器件标注。其余部分包括:电池组e,第一安规电容y1、第二安规电容y2、第三安规电容y3、第四安规电容y4、第五安规电容y5、第六安规电容x、第一磁环mr1、第二磁环mr2、快充正继电器k1、快充负继电器k2、主正继电器k3、主负继电器k4、升压充电继电器k5、电容开关继电器k6、预充继电器k7、主保险fr、充电接口10、负载端接口20、升压线接口30、电阻r1、电阻r2、二极管d、升压电感l、霍尔传感器hall、分流器rw。
91.其中,配电滤波单元中,第一安规电容y1、第二安规电容y2、第三安规电容y3、第四安规电容y4、第五安规电容y5均为y电容;而第六安规电容x为x电容。
92.升压子单元100可以有多种结构,基于加强抑制强电磁干扰、提升充电功率以及改善电机啸叫问题的考虑,第一种结构包括:升压充电继电器k5、升压电感l、第五安规电容y5。在第一种结构的基础上,考虑到升压充电过程中可能出现的问题,例如:升压充电回路出现瞬断(因升压充电继电器k5出现非预期瞬断等原因导致),升压电感l能量无法泄放,因此设计有第二种结构,第二种结构包括:升压充电继电器k5、升压电感l、第五安规电容y5、电阻r1以及二极管d。
93.对于第一种结构:升压充电继电器k5的第一端引出升压充电线1001,升压充电线1001穿过第一磁环mr1,通过升压线接口30与电机m的绕组连接,需要说明的是,图3中示例性的示出升压充电线1001与电机m的绕组中的一相绕组上任意点连接,而在实际的连接上,升压充电线1001可以与电机m的三相绕组的中心点进行连接;升压充电线1001也可以与电机m的三相绕组对应的三相母线连接。
94.升压充电继电器k5的第二端与升压电感l的第一端、第五安规电容y5的第一端分
别连接;升压电感l的第二端与快充正继电器k1的第一端、保护隔离子单元200的第二端、第二安规电容y2的第二端、充电接口10的正极分别连接;第五安规电容y5的第二端接地gnd。
95.对于第二种结构:升压充电继电器k5的第一端引出升压充电线1001,升压充电线1001穿过第一磁环mr1,通过升压线接口30与电机m的绕组连接;升压充电继电器k5的第二端与升压电感l的第一端、第五安规电容y5的第一端、电阻r1的第一端分别连接。
96.升压电感l的第二端与快充正继电器k1的第一端、保护隔离子单元200的第二端、第二安规电容y2的第二端、充电接口10的正极、二极管d的阴极分别连接;第五安规电容y5的第二端接地;电阻r1的第二端与二极管d的阳极连接。
97.上述升压子单元中,第五安规电容y5布置在靠近升压线接口30位置,为升压充电线1001传导的电压纹波、电流纹波提供了对地低阻抗泄放路径,进一步抑制了强电磁干扰。电阻r1和二极管d构成了泄放回路,在升压充电回路出现瞬断时,升压电感l能量可以通过电阻r1和二极管d构成的泄放回路进行能量泄放。升压电感l的存在,因为增加了电机绕组(可以视为电感,即绕组电感)的电感值,并且可以针对充电功率与电感大小进行适应性的匹配,因此不但可以提升升压充电时的充电功率,同时还可以改善电机的啸叫问题。
98.图3中,保护隔离子单元200包括:第六安规电容x和电容开关继电器k6;第六安规电容x的第一端与电容开关继电器k6的第二端连接;第六安规电容x的第二端与升压子单元的第二端(也即升压电感l的第二端、二极管d的阴极)、快充正继电器k1的第一端、第二安规电容y2的第二端、充电接口10的正极分别连接。
99.电容开关继电器k6的第一端与快充负继电器k2的第二端、主负继电器k4的第一端、电池组e的负极分别连接。需要说明的是,本发明实施例的高压系统中,电池组e的负极输出母线上设有霍尔传感器hall和分流器rw,因此,电池组e的负极接入负极输出母线,负极输出母线再通过霍尔传感器hall和分流器rw,与电容开关继电器k6的第一端、快充负继电器k2的第二端、主负继电器k4的第一端分别连接。当然,若是电池组e的负极输出母线上未设有霍尔传感器hall和分流器rw,则负极输出母线直接与电容开关继电器k6的第一端、快充负继电器k2的第二端、主负继电器k4的第一端分别连接。霍尔传感器hall和分流器rw是为了更精准的检测电池组e的充放电电流而设计的,以使得bms更精确的控制电池组的充放电操作。
100.一般情况下,电池组e通过充电桩进行直流快充时,第六安规电容x无需参与,因此电容开关继电器k6处于断开状态。而在电池组e需要以升压充电的方式进行充电时,第六安规电容x需要参与,并且在升压充电前,需要对第六安规电容x进行预充,预充结束后,才可以开始升压充电。
101.因此,第六安规电容x被配置为在升压充电开始前进行预充;第六安规电容x进行预充时各继电器的闭合、断开顺序为以下任意一种:
102.第一种预充顺序:先闭合升压子单元中的升压充电继电器k5和电容开关继电器k6,再闭合预充继电器k7和主负继电器k4,最后控制电机驱动逆变器的上桥臂igbt1导通;
103.第二种预充顺序:先闭合升压充电继电器k5和电容开关继电器k6,再闭合主正继电器k3,最后控制电机驱动逆变器的上桥臂igbt1导通;
104.第三种预充顺序:先闭合主负继电器k4、快充正继电器k1和电容开关继电器k6,再闭合预充继电器k7,在完成第六安规电容x的预充后,最后断开快充正继电器k1。这是因为
在升压充电的过程中,快充正继电器k1不能闭合,只能断开,否则就相当于是充电桩采用直流快充的方式为电池组e进行充电,而不是以升压充电方式进行充电。
105.结合上述第六安规电容x的预充的方法,本发明实施例高压系统工作在不同模式下的上电流程分别如下:
106.1)、电机驱动模块下的上电流程参照图4所示:新能源初始启动后,bms得电被唤醒,唤醒后bms进行自检,自检没有问题通过,若自检有问题会报警。bms自检并通过后,进行主正继电器k3或者预充继电器k7烧结检测,以下全文中,不同模式下上电流程和下电流程中,继电器烧结检测判断中,是表示检测结果为烧结,否表示检测结果为未烧结。
107.主正继电器k3或者预充继电器k7烧结检测结果为是,则上报故障,结果为否,则闭合预充继电器k7,进行预充继电器k7开路检测,结果为是表示预充继电器k7未正常闭合,线路开路,则上报故障;结果为否表示预充继电器k7正常闭合。进行主负继电器k4烧结检测,结果为是则上报故障,结果为否则闭合主负继电器k4,判断预充是否成功,否表示预充失败,则上报故障,是表示预充成功,闭合主正继电器k3,断开预充继电器k7,之后进行主正继电器k3开路检测,结果为是表示主正继电器k3未正常闭合,线路开路,则上报故障;结果为否表示主正继电器k3正常闭合,整个上电流程结束。
108.2)、直流快充模式下的上电流程参照图5所示:新能源初始启动后,bms得电被唤醒,唤醒后bms进行自检,自检没有问题通过,若自检有问题会报警。bms自检并通过后,进行快充正继电器k1烧结检测,以防止快充正继电器k1烧结,若结果为是,则报警并记录故障;若结果为否,开始以前述第1)步中的上电流程进行操作,闭合主正继电器k3、主负继电器k4。
109.之后进行电容开关继电器k6烧结检测,如果电容开关继电器k6烧结,上报故障并停止流程,这是因为电容开关继电器k6烧结,那么闭合快充正继电器k1时,相当于是在为x电容预充,预充时的大电流可能会导致快充正继电器k1烧结。也正式因为如此,如果电容开关继电器k6判断为烧结,那么也可以先启动x电容预充,判断x电容预充完成后,再闭合快充正继电器k1就没有问题,因此,如果电容开关继电器k6烧结,可以先启动x电容预充,判断x电容预充完成后,再闭合快充正继电器k1,同时上报故障,继续进行直流快充,直流快充结束后,再对电容开关继电器k6进行维修,消除故障,不耽误直流快充。
110.快充正继电器k1闭合后,进行升压充电继电器k5烧结检测,结果为是则直接结束上电流程,此时不能进行直流快充;结果为否则再进行快充负继电器k2烧结检测,检测过程与前面的继电器烧结检测过程一样,未烧结则闭合快充负继电器k2,充电桩开始对电池组e进行直流快充。
111.3)、升压充电模式下的上电流程参照图6所示:新能源初始启动后,bms得电被唤醒,唤醒后bms进行自检,自检没有问题通过后,进行快充正继电器k1烧结检测,若结果为是,则结束升压充电的上电流程;若结果为否,对开关电容继电器k6、升压充电继电器k5、快充负继电器k2分别进行烧结检测,均为否后闭合开关电容继电器k6、升压充电继电器k5,之后开始以前述第1)步中的上电流程进行操作,闭合主正继电器k3、主负继电器k4,实现对x电容预充。
112.x电容预充结束后,判断预测成功与否,未预充成功则结束升压充电上电流程,预充成功则闭合快充负继电器k2,充电桩开始对电池组e以升压充电的方式进行直流快充。
113.4)、降压放电模式下的上电流程参照图7所示:新能源初始启动后,bms得电被唤醒,唤醒后bms进行自检,自检没有问题通过后,进行快充正继电器k1烧结检测,若结果为是,则结束降压放电的上电流程;若结果为否,对开关电容继电器k6、升压充电继电器k5、快充负继电器k2分别进行烧结检测,均为否后闭合开关电容继电器k6、升压充电继电器k5,之后开始以前述第1)步中的上电流程进行操作,闭合主正继电器k3、主负继电器k4,实现对x电容预充。
114.x电容预充结束后,判断预测成功与否,未预充成功则结束降压放电上电流程,预充成功则闭合快充负继电器k2,电池组e以降压放电的方式对车外设备进行放电。
115.第六安规电容x需要参与升压充电,但在升压充电结束后,第六安规电容x需要进行泄放,因此,第六安规电容x被配置为在升压充电结束后进行泄放;第六安规电容x进行泄放时各继电器的闭合、断开顺序为以下任意一种:
116.第一种泄放顺序:在升压充电结束并下电后,此时各个继电器恢复到原本的未开始充电前的状态,升压充电继电器k5、电容开关继电器k6、主负继电器k4均为断开状态,为了x电容的泄放,再次闭合升压充电继电器k5、电容开关继电器k6、主负继电器k4,最后控制电机驱动逆变器的下桥臂igbt2导通,即可泄放x电容。还有一种情况下,在升压充电结束后,不按照正常下电流程进行下电,而是仍然保持升压充电继电器k5、电容开关继电器k6、主负继电器k4闭合,断开其余继电器,最后控制电机驱动逆变器的下桥臂igbt2导通,也可泄放x电容。
117.第二种泄放顺序:在升压充电结束并下电后,对任一继电器不做闭合或者断开操作,由于bms的电压采样回路中含有电阻,因此,第六安规电容x可以通过该采样电阻进行被动泄放。
118.第三种泄放顺序:在升压充电结束并进行下电时,即,升压充电结束后准备开始进行下电流程时,不按照正常下电流程对各继电器进行操作,而是继续保持升压充电过程中各继电器原先的状态,保持快充正继电器k1断开,第六安规电容x可以通过充电桩进行泄放(需保持与充电桩的连接),x电容泄放结束后,再断开快充负继电器k2和电容开关继电器k6,最后按照正常下电流程断开其余继电器。
119.第四种泄放顺序:在升压充电结束并进行下电时,即,升压充电结束后准备开始进行下电流程时,不按照正常下电流程对各继电器进行操作,而是保持升压充电继电器k5、电容开关继电器k6、主负继电器k4闭合,再断开其余继电器,最后控制电机驱动逆变器的下桥臂导通。泄放x电容结束后,再断开升压充电继电器k5、电容开关继电器k6、主负继电器k4。
120.结合上述第六安规电容x的泄放的方法,本发明实施例高压系统工作在不同模式下的下电流程分别如下:
121.一、电机驱动模式下的下电流程参照图8所示:bms首先收到退电指令,断开主正继电器k3,启动整个系统的主动泄放,主动泄放之后进行主正继电器k3烧结检测,结果为是则记录故障,结果为否则断开主负继电器k4,下电流程结束。
122.二、升压充电模式下的下电流程参照图9所示:bms首先收到停止升压充电指令,断开快充负继电器k2并进行烧结检测,结果为否则断开主正继电器k3,启动整个系统的主动泄放,主动泄放之后进行主正继电器k3烧结检测,结果为是则记录故障,结果为否则进行x电容泄放。
123.x电容泄放后判断泄放是否完成,泄放未完成则继续泄放,泄放完成则断开主负继电器k4,断开升压充电继电器k5并进行烧结检测,结果为否断开电容开关继电器k6并进行烧结检测,结果为否则下电流程结束。
124.三、降压放电模式下的下电流程参照图10所示:bms首先收到停止降压放电指令,断开快充负继电器k2并进行烧结检测,结果为否则断开主正继电器k3,启动整个系统的主动泄放,主动泄放之后进行主正继电器k3烧结检测,结果为是则记录故障,结果为否则进行x电容泄放。
125.x电容泄放后判断泄放是否完成,泄放未完成则继续泄放,泄放完成则断开主负继电器k4,断开升压充电继电器k5并进行烧结检测,结果为否断开电容开关继电器k6并进行烧结检测,结果为否则下电流程结束。
126.基于前述高压系统的结构,可以基于成本、元器件数量、线路复杂程度等各个方面因素的考虑,进行一些结构灵活改变,以下示例性的说明部分结构改变的方法。
127.如前所述,升压子单元100可以有多种构成形式,考虑到升压充电回路出现瞬断,升压电感l能量无法泄放而增加了电阻r1和二极管d的泄放回路,而取消该泄放回路,整个高压系统的其余功能均不受影响。同理,基于抑制强电磁干扰的考虑,增加了第五安规电容y5,而取消该第五安规电容y5,整个高压系统的其余功能也不受影响。为了提升充电功率空间以及改善电机啸叫问题,增加了升压电感l,而取消该升压电感l,整个高压系统的其余功能也不受影响。参照图11,示出了取消泄放回路、第五安规电容y5以及升压电感l之后的高压系统结构示意图,图11中仅示出了部分高压系统结构,未示出部分的结构可参照图3所示。后续出现的附图中,仅示出改变结构部分的示意图,其余部分均不示出。
128.基于双重保护、隔离,避免元器件损坏的考虑,在保护隔离子单元200中增加了电容开关继电器k6,取消电容开关继电器k6,整个高压系统的其余功能也不受影响。参照图12,示出了取消泄放回路、第五安规电容y5、升压电感l以及电容开关继电器k6之后的高压系统结构示意图。
129.图3中示出了快充正继电器k1的第二端与主保险fr的第二端、主正继电器k3的第一端分别连接的结构。而快充正继电器k1的第二端与主正继电器k3的第二端连接结构如图13所示,图13的结构就是将主正继电器k3与快充正继电器k1串联起来,并且取消泄放回路之后的高压系统,该结构满足高压系统的功能需求。
130.图14示出了将充电负继电器k2移至主负继电器k4之后,即,将快充负继电器k2与主负继电器k4串联起来,并且取消泄放回路之后的高压系统,该结构同样满足高压系统的功能需求。图15示出了将主正继电器k3与快充正继电器k1串联起来,同时也将快充负继电器k2与主负继电器k4串联起来,并且取消泄放回路之后的高压系统,该结构同样满足高压系统的功能需求。
131.另外,还可以在快充负继电器k2与电池组e连接回路之间,预留一个快充负继电器,如图16所示,黑框5000为电池组原本结构,在分流器rw与快充负继电器k2之间的回路上预留一个快充负继电器kc,假设黑框6000的配电滤波单元是一个独立可拆装模块,那么当配电滤波单元出现故障,直接将该配电滤波单元拆除,充电桩依然可以通过预留快充负继电器kc和快充正继电器k1实现直流快速充电。当配电滤波单元存在时,预留快充负继电器kc不需要,直接使用线缆连接分流器rw与快充负继电器k2。
132.基于上述高压系统,本发明实施例还提供一种新能源汽车,所述新能源汽车包括如上任一所述的高压系统。
133.通过上述实施例,本发明新能源汽车的高压系统中,增加了配电滤波单元,该配电滤波单元保证了新能源汽车原本的四个功能:直流快充、升压充电、电机驱动、降压放电以外,还利用接口处的安规电容,为线路线缆传导的电压纹波、电流纹波提供了对地低阻抗泄放路径,抑制了强电磁干扰。利用第一磁环滤除了共模干扰,抑制了升压充电线产生的强电磁干扰。利用第二磁环滤除共模干扰,抑制了直流充电正、负母线产生的强电磁干扰。从而较好的从整体上抑制了高压系统的强电磁干扰,减小了电能损耗,以及减小了强电磁对敏感电子设备正常工作的干扰,提高了敏感电子设备产生信息的精确度,间接提升了新能源车的安全性。
134.尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
135.最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
136.以上对本发明实施例所提供的技术方案,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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