今天聊一個有意思的設計:由DCDC來替代預充回路,來預充電;
大家都知道,電動汽車起動方式不同于傳統(tǒng)燃油車,通過控制高壓電池輸出端的主繼電器吸合,即可完成電動汽車的高壓上電與起動。電池電壓高,上電瞬間對電容充電的電流非常的夸張,為了預防這種大電流下的沖擊,需要做預充回路:
上圖就是常見的預充回路,一般是由預充繼電器、預充電阻及一個總正繼電器構成回路;首先閉合K02繼電器,完成預充后再閉合K01主正繼電器,這是常規(guī)電路的預充邏輯;
電動汽車高壓系統(tǒng)中的高壓部件,如電機控制器、空調壓縮機、車載充電機等高壓附件,在其高壓正極線與負極線之間并聯(lián)有微法級的母線電容,用于高壓部件的穩(wěn)壓與EMC濾波。當電動汽車吸合高壓電池的主正繼電器與主負繼電器前,通常需要使用預充繼電器 與預充電阻為上述母線電容預充電,避免吸合動力電池繼電器的瞬間產生大電流,對繼電器造成損壞。如果高壓上電過程中出現(xiàn)一次預充繼電器或預充電阻異常,電動汽車的高壓上電策略通常會判定上電失敗,需要用戶重新上電或通過故障提示告知用戶, 大大影響了用戶的使用體驗。
那么DCDC預充電的邏輯就是取消上面這個仿佛成本高、占體積、易壞的組件( 需要增加額外的預充繼電器與預充電阻,增加成本,同時需要額外的空間對其進行布置,增加了電池包內高壓配電盒的尺寸與重量,不利于 電動汽車的輕量化);DCDC預充電的邏輯來自于特斯拉TESLA:
預充的原理簡要概括就是從鉛酸電池取電,通過DC\DC反向輸出給電容充電,預充完成后閉合主繼電器。如圖所示DCDC的低壓端連接的12V-16V左右的小電池(鋰電鉛酸都可),小電壓逆向轉變?yōu)楹碗姵匕黀ACK電壓相等的高壓輸出,上高壓過程簡單的概述為:
1,首先,閉合主負繼電器,
2,控制DCDC開始升壓,使電壓上升到一定的值,確認X電容被充滿
3,閉合主正繼電器,完成高壓電氣回路。
4,至此高壓回路完成,電池輸出高壓給DCDC,DCDC正向工作給小電瓶充電,完成上高壓整個動作。
再看下國內的專利,作為長子一哥的一篇發(fā)明專利:
該發(fā)明專利重點分析了用DCDC反向充電的一套策略:
即:第一步確定預充電容的預充目標電壓區(qū)間,該電壓區(qū)間的最大值為第一目標電壓,該電壓區(qū)間的最小值為第二目標電壓;響應于低壓電池的儲能信息滿足第一預設條件,控制DC/DC變換器為預充電容進行預充電至第一目標電壓;
在預充電容的電壓達到第一目標電壓的情況下,判斷電動汽車是否滿足高壓上電條件;如果否,判斷當前DC/DC變換 器的高壓側電壓是否小于第二目標電壓;在當前 DC/DC變換器的高壓側電壓小于第二目標電壓的 情況下,控制DC/DC變換器為預充電容繼續(xù)預充 電至第一目標電壓。
其目的就是要解決由于增加預充元器件影響電動汽車的輕量化以及提高高壓上 電的故障因素的技術問題。
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