高压线路母线电容的预充电路与预充系统的制作方法

    专利查询2026-02-28  6


    本技术涉及高压充电领域,具体而言,涉及一种高压线路母线电容的预充电路与预充系统。


    背景技术:

    1、在电动汽车高压线路中,电驱动、电空调、辅助电机驱动等均存在母线电容,若未对母线电容进行预充,或者预充不充分,电压值达不到电池电压,此时闭合主继电器执行驱动会导致车载电池与母线电容之间存在电压差,会产生瞬时的大电流风险,严重时还会损坏继电器,引发高压短路失火等风险。

    2、目前,大多数是采用传统的电阻预充,但是在高压系统,特别是800v等高压平台中,要求预充电阻功率较大,高压充电易损坏,且很难将电压充电至电池电压,并且需要增加高压开关等设备,越高电压平台的价格越昂贵。


    技术实现思路

    1、本技术的主要目的在于提供一种高压线路母线电容的预充电路与预充系统,以至少解决传统的母线电容预充方法器件承受耐压高,易损坏且成本高的问题。

    2、为了实现上述目的,根据本技术的一个方面,提供了一种高压线路母线电容的预充电路,包括:正激变换电路,包括依次电连接的开关器件、隔离变压器和采样电阻,所述隔离变压器用于产生充电电流,所述开关器件用于控制所述充电电流的大小,所述采样电阻用于与母线电容电连接,其中,所述充电电流流经所述采样电阻以给所述母线电容进行充电;放大比较模块,与所述正激变换电路电连接,所述放大比较模块用于检测流经所述采样电阻的充电电流,并根据所述充电电流的大小生成反馈信号;驱动控制模块,分别与所述正激变换电路和所述放大比较模块电连接,所述驱动控制模块用于根据所述放大比较模块发送的所述反馈信号控制所述正激变换电路中的开关器件导通或者关断,从而将所述母线电容的充电电流控制在预设电流范围内。

    3、可选地,所述正激变换电路包括:所述隔离变压器,所述隔离变压器的第一端用于输入低压电源信号;所述开关器件,所述开关器件的第一端与所述隔离变压器的第二端电连接,所述开关器件的控制端与所述驱动控制模块电连接,所述开关器件的第二端接地;第一二极管,所述第一二极管的正极接地,所述第一二极管的负极与所述隔离变压器的第三端电连接;所述采样电阻,所述采样电阻的第一端与所述隔离变压器的第四端电连接,所述采样电阻的第二端与所述母线电容的第一极电连接,所述母线电容的第二极与所述隔离变压器的第五端电连接。

    4、可选地,所述隔离变压器包括:原边绕组,所述原边绕组的第一端用于输入所述低压电源信号,所述原边绕组的第二端与所述开关器件的第一端电连接;复位绕组,所述复位绕组的第一端与所述原边绕组的第一端电连接且用于输入所述低压电源信号,所述复位绕组的第二端与所述第一二极管的负极电连接;副边绕组,所述副边绕组的第一端与所述采样电阻的第一端电连接,所述副边绕组的第二端与所述母线电容的第二极电连接。

    5、可选地,所述正激变换电路包括:第二二极管,所述第二二极管的正极与所述隔离变压器的第四端电连接,所述第二二极管的负极与所述采样电阻的第一端电连接;第三二极管,所述第三二极管的正极分别与所述隔离变压器的第五端和所述母线电容的第二极电连接,所述第三二极管的负极分别与所述第二二极管的负极和所述采样电阻的第一端电连接;充电电感,所述充电电感的第一端与所述采样电阻的第二端电连接,所述充电电感的第二端与所述母线电容的第一极电连接。

    6、可选地,所述放大比较模块包括:放大器,所述放大器的正输入端与所述采样电阻的第一端电连接,所述放大器的负输入端与所述采样电阻的第二端电连接,所述放大器用于检测流经所述采样电阻的所述充电电流;比较器,所述比较器的正输入端与所述驱动控制模块中的mcu的第一输出端电连接,所述比较器的负输入端与所述放大器的输出端电连接,所述比较器用于根据所述充电电流的大小生成所述反馈信号。

    7、可选地,所述驱动控制模块包括:控制单元,所述控制单元的输入端用于输入所述反馈信号,所述控制单元的第一输出端与所述放大比较模块中的比较器的正输入端电连接;驱动芯片,所述驱动芯片的输入端与所述控制单元的第二输出端电连接,所述驱动芯片的输出端与所述正激变换电路中的所述开关器件的控制端电连接。

    8、可选地,所述控制单元用于执行以下步骤:将pwm信号发送至所述驱动芯片,以使得所述驱动芯片根据所述pwm信号控制正激变换电路中的开关器件导通,以给母线电容提供充电电流;根据所述充电电流与阈值电流之间的大小关系,控制所述驱动芯片导通或者关断所述开关器件,以将所述母线电容的充电电流控制在预设电流范围内,其中,在所述开关器件导通的情况下,所述充电电流持续增大,在所述开关器件关断的情况下,所述充电电流持续减小;在所述母线电容充电至电池电压后,控制所述pwm信号输出低电平信号,以使得所述驱动芯片根据所述低电平信号控制所述开关器件关断。

    9、可选地,所述控制单元还用于执行以下步骤:将最大阈值电压输出至放大比较模块中的比较器,以使得所述比较器比较充电电流与最大阈值电流之间的大小关系,得到第一比较结果,所述最大阈值电压与所述最大阈值电流对应;接收所述放大比较模块发送的包括所述第一比较结果的第一反馈信号,在所述第一比较结果为所述充电电流上升至与所述最大阈值电流相同的情况下,控制所述驱动芯片关断正激变换电路中的开关器件,以减小所述充电电流;将最小阈值电压输出至所述比较器中,以使得所述比较器比较充电电流与最小阈值电流之间的大小关系,得到第二比较结果,所述最小阈值电压与所述最小阈值电流对应;接收所述放大比较模块发送的包括所述第二比较结果的第二反馈信号,在所述第二比较结果为所述充电电流下降至与所述最小阈值电流相同的情况下,控制所述驱动芯片导通所述正激变换电路中的所述开关器件,以增大所述充电电流,以将所述母线电容的充电电流控制在所述预设电流范围内。

    10、可选地,所述最大阈值电压为所述最大阈值电流、所述正激变换电路中的采样电阻的阻值以及所述放大比较模块中的放大器的放大倍数的乘积,所述最小阈值电压为所述最小阈值电流、所述采样电阻的阻值以及所述放大器的放大倍数的乘积。

    11、根据本技术的另一方面,提供了一种预充系统,包括:母线电容;任意一种所述的高压线路母线电容的预充电路,与所述母线电容电连接,所述预充电路用于给所述母线电容充电;高压继电器,所述高压继电器的第一端与所述母线电容的第一极电连接;高压电池,所述高压电池的正极与所述高压继电器的第二端电连接,所述高压电池的负极与所述母线电容的第二极电连接。

    12、应用本技术的技术方案,上述高压线路母线电容的预充电路,包括:正激变换电路,包括依次电连接的开关器件、隔离变压器和采样电阻,隔离变压器用于产生充电电流,开关器件用于控制充电电流的大小,采样电阻用于与母线电容电连接,其中,充电电流流经采样电阻以给母线电容进行充电;放大比较模块,与正激变换电路电连接,放大比较模块用于检测流经采样电阻的充电电流,并根据充电电流的大小生成反馈信号;驱动控制模块,分别与正激变换电路和放大比较模块电连接,驱动控制模块用于根据放大比较模块发送的反馈信号控制正激变换电路中的开关器件导通或者关断,从而将母线电容的充电电流控制在预设电流范围内。该电路采用低压正激隔离对母线电容进行预充,实现母线电容可控电流预充到高压电池电压,安全性和经济性高,mcu通过采集电流反馈电阻控制电流输出,实现母线电容的充电电流可控,解决了传统的母线电容预充方法器件承受耐压高,易损坏且成本高的问题。


    技术特征:

    1.一种高压线路母线电容的预充电路,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的预充电路,其特征在于,所述正激变换电路包括:

    3.根据权利要求2所述的预充电路,其特征在于,所述隔离变压器包括:

    4.根据权利要求2所述的预充电路,其特征在于,所述正激变换电路包括:

    5.根据权利要求1所述的预充电路,其特征在于,所述放大比较模块包括:

    6.根据权利要求1所述的预充电路,其特征在于,所述驱动控制模块包括:

    7.根据权利要求6所述的预充电路,其特征在于,所述控制单元用于执行以下步骤:

    8.根据权利要求7所述的预充电路,其特征在于,所述控制单元还用于执行以下步骤:

    9.根据权利要求8所述的预充电路,其特征在于,所述最大阈值电压为所述最大阈值电流、所述正激变换电路中的采样电阻的阻值以及所述放大比较模块中的放大器的放大倍数的乘积,所述最小阈值电压为所述最小阈值电流、所述采样电阻的阻值以及所述放大器的放大倍数的乘积。

    10.一种预充系统,其特征在于,包括:


    技术总结
    本申请提供了一种高压线路母线电容的预充电路与预充系统,该电路包括:正激变换电路,包括依次电连接的开关器件、隔离变压器和采样电阻,隔离变压器用于产生充电电流,开关器件用于控制充电电流的大小,采样电阻用于与母线电容电连接;放大比较模块用于检测流经采样电阻的充电电流,并根据充电电流的大小生成反馈信号;驱动控制模块,分别与正激变换电路和放大比较模块电连接,驱动控制模块用于根据放大比较模块发送的反馈信号控制正激变换电路中的开关器件,从而将母线电容的充电电流控制在预设电流范围内。该电路采用低压正激隔离对高压侧母线电容进行预充,采集电流反馈电阻控制电流输出,实现母线电容的充电电流可控,安全性和经济性高。

    技术研发人员:周成龙,杨英振,刘振喆,赵丰绩,吴旭,王炜开
    受保护的技术使用者:潍柴动力股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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