專利名稱：汽車動力電池高壓連接控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車電池高壓連接控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體說是一種用于汽車動力電池上的高壓連接控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著地球能源的日益枯竭和環(huán)境污染問題的逐年嚴(yán)重，世界各國對節(jié)能環(huán)保問題越來越重視。而汽車工業(yè)在其發(fā)展的100多年內(nèi)，雖然在節(jié)能、污染、排放和其他若干方面都取得了顯著的改善和長足的進(jìn)步，但是其尾氣排出的污染物仍是當(dāng)今地球大氣的主要污染源。汽車行業(yè)消耗了世界石油產(chǎn)量的很大一部分，據(jù)統(tǒng)計:交通工具的能量消耗量占世界總能源消費的40%，汽車的能源消耗量約占1/4。隨著汽車保有量的逐年增多，石油消耗量也會隨之增加，因此開發(fā)并應(yīng)用節(jié)能清潔的汽車迫在眉睫。在此大背景下，純電動車技術(shù)、燃料電池技術(shù)、混合動力技術(shù)等應(yīng)運而生。電動車動力電池輸出的電壓一般在300V以上，而高壓用電設(shè)備上一般都會有一個大電容。如果不做任何處理直接連接動力電池和用電設(shè)備就會出現(xiàn)加在繼電器電壓過大，流過繼電器的電流過大而燒毀繼電器的現(xiàn)象。目前，電動汽車的電池需要快速上電，要想縮短上電時間就要選阻值小的電阻，這樣流過繼電器的電流會增大，對繼電器的使用壽命有影響。如果電阻的阻值選的太大，又不能滿足整車對上電時間的要求；在某些情況下(如漏電人身安全、碰撞、電機(jī)失控造成飛車等)，可能會出現(xiàn)帶負(fù)載下電的特殊要求。此時，繼電器會出現(xiàn)高壓電弧，燒毀繼電器，無法完成下電過程。另外，繼電器采用是機(jī)械方式連接，使用壽命短，開關(guān)次數(shù)有限。特別是在大電流下進(jìn)行開關(guān)操作時更容易損壞繼電器，嚴(yán)重情況時，繼電器不能斷開，會影響整車的安全性。而且繼電器在電池包的內(nèi)部，維修、更換起來很不方便。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種汽車動力電池高壓連接控制系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案是:控制器與車載檢測系統(tǒng)連接；控制器通信接收端口與通信設(shè)備通信輸出接口連接；控制器通過工作電路的三條支路分別與電源正極和負(fù)載連接；所述工作電路的三條支路其中一條支路依次連接上電IGBT門極G、上電IGBT集電極C、限流電阻、負(fù)載、負(fù)極繼電器和電源負(fù)極；另一條支路依次連接下電IGBT門極G，下電IGBT集電極C，接入負(fù)載；第三條支路通過主繼電器接入負(fù)載；電源正極依次與上IGBT發(fā)射極E、主繼電器、下電IGBT發(fā)射極E連接。檢測系統(tǒng)包括電流檢測裝置、電壓檢測裝置或/和溫度檢測裝置；通信設(shè)備為車載計算機(jī)；電源是汽車動力電池。本發(fā)明設(shè)置有四個溫度監(jiān)測點，當(dāng)電器元件過熱時，測溫元件向控制器發(fā)出信號，控制器會發(fā)出提示警報，以避免電器元件因為溫度過高而燒毀。本發(fā)明的有益效果是:采用IGBT管代替繼電器，由于IGBT采用電子方式通斷，無機(jī)械觸點，從而其使用壽命更長；縮短高壓上電時間，并且下電速度快，比現(xiàn)有技術(shù)更加安全穩(wěn)定。本發(fā)明還具有操作簡便、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便等特點。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意簡圖。圖2是本發(fā)明的上電流程簡圖。圖3是本發(fā)明的下電流程簡圖。圖4是本發(fā)明的上電時序簡圖。圖5是本發(fā)明的下電時序簡圖。下面將結(jié)合附圖通過實例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但下述的實例僅僅是本發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
具體實施例方式參見圖1，控制器I與車載檢測系統(tǒng)10連接；控制器通信接收端口與車載計算機(jī)11通信輸出接口連接；控制器通過工作電路2的三條支路分別與汽車動力電池3正極和負(fù)載4連接；所述工作電路的三條支路其中一條支路依次連接上電IGBT6門極G、上電IGBT集電極C、限流電阻7、負(fù)載、負(fù)極繼電器5、汽車動力電池3負(fù)極；另一條支路依次連接下電IGBT8門極G，下電IGBT集電極C，接入負(fù)載；第三條支路通過主繼電器9接入負(fù)載；電源正極依次與上IGBT發(fā)射極E、主繼電器、下電IGBT發(fā)射極E連接。檢測系統(tǒng)包括電流檢測裝置、電壓檢測裝置或/和溫度檢測裝置；通信設(shè)備為車載計算機(jī)；電源是汽車動力電池。參見圖2、圖4，高壓控制系統(tǒng)通過與整車控制器的通信接口接收整車發(fā)來的高壓上電命令。如果接收到上電命令則進(jìn)行到上電流程。首先要檢測各個關(guān)鍵零件的溫度，包括主繼電器、負(fù)極繼電器、上電IGBT、下電IGBT、限流電阻。因為在上電的過程中，這些元件容易出現(xiàn)發(fā)熱量過大的故障。在上電之前檢測這些元件的溫度當(dāng)溫度過高時不允許上電，同時給整車控制系統(tǒng)報溫度異常故障。如果各個溫度點的溫度都在正常的范圍內(nèi)則繼續(xù)執(zhí)行上電流程。溫度檢測防止元件損壞是本專利的一個創(chuàng)新點。然后，負(fù)極繼電器閉合，延時tl ;接著，導(dǎo)通上電IGBT，對負(fù)載的電容進(jìn)行充電，這段時間有個下限值，設(shè)定為t2。延時t2時間之后，控制系統(tǒng)檢測汽車動力電池電壓Vl與高壓直流母線電壓即負(fù)載端的電壓V2。如果V1-V2小于允許值(設(shè)定為V)，則進(jìn)行下一流程，否則繼續(xù)等待。當(dāng)V1-V2〈V時，表示主繼電器兩端的電壓差很小，不會出現(xiàn)高壓電弧，這時可以閉合主繼電器。然后，延時t3。最后斷開上電IGBT，完成上電過程。圖4中MAIN為主繼電器，REL為負(fù)極繼電器，上電IGBT在高壓上電時使用，下電IGBT在高壓下電時使用，圖3中tl=100ms ；t2=200ms ;t3=500ms。參見圖3、圖5，當(dāng)汽車動力電池高壓連接控制系統(tǒng)接收到整車控制系統(tǒng)發(fā)送的高壓下電命令時，開始執(zhí)行高壓下電流程。首先，導(dǎo)通下電IGBT，延時t4后斷開主繼電器，此時，電流從下電IGBT流過，在主繼電器上電流沒有急劇的變化，因此主繼電器不會損壞。圖5中MAIN為主繼電器，REL為負(fù)極繼電器。圖5中t4=100ms ；t5=200ms ;t6=200ms。主繼電器斷開t5時間后斷開下電IGBT。由于，IGBT本身的特性，瞬間大電流的通 斷不會對器件本身造成影響。最后，延時t6時間后，下電流程結(jié)束。
權(quán)利要求
1.汽車動力電池高壓連接控制系統(tǒng)，包括控制器、電源，其特征是:控制器與車載檢測系統(tǒng)連接；控制器通信接收端口與通信設(shè)備通信輸出接口連接；控制器通過工作電路的三條支路分別與電源正極和負(fù)載連接；所述工作電路的三條支路其中一條支路依次連接上電IGBT門極G、上電IGBT集電極C、限流電阻、負(fù)載、負(fù)極繼電器和電源負(fù)極；另一條支路依次連接下電IGBT門極G，下電IGBT集電極C，接入負(fù)載；第三條支路通過主繼電器接入負(fù)載；電源正極依次與上IGBT發(fā)射極E、主繼電器、下電IGBT發(fā)射極E連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車動力電池高壓連接控制系統(tǒng)，其特征是:所述檢測系統(tǒng)包括電流檢測裝置、電壓檢測裝置或/和溫度檢測裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車動力電池高壓連接控制系統(tǒng)，其特征是:所述通信設(shè)備為車載計算機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車動力電池高壓連接控制系統(tǒng)，其特征是:所述電源是汽車動力電池。
全文摘要
本發(fā)明提供一種汽車動力電池高壓連接控制系統(tǒng)，所要解決的問題是繼電器采用機(jī)械方式連接，壽命短，開關(guān)次數(shù)有限，在大電流下開關(guān)操作容易損壞繼電器，嚴(yán)重情況時，繼電器不能斷開，而且繼電器在電池包的內(nèi)部，維修不方便；本發(fā)明包括控制器，其特征是通信數(shù)據(jù)接口和輸入信號接口與控制器連接，兩個IGBT和主繼電器串接在控制器的三個支路上，兩個IGBT與主繼電器并聯(lián)，并聯(lián)電路的一端接入動力電池的正極，另一端與負(fù)載連接，一個IGBT的支路中接有限流電阻；負(fù)載的另一端連接負(fù)極繼電器，負(fù)極繼電器接入動力電池的負(fù)極；本發(fā)明的積極效果是壽命更長；縮短高壓上電時間，下電速度快，更加安全穩(wěn)定。本發(fā)明還具有操作簡便、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便等特點。
文檔編號B60L11/18GK103158578SQ201310085750
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者單紅艷, 盧山, 王瑩, 劉木林, 王興華 申請人:華晨汽車集團(tuán)控股有限公司