电路控制方法和动力电池上电后的预充电路.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010667238.5 (22)申请日 2020.07.10 (71)申请人 苏州艾普乐思新能源动力系统科技 有限公司 地址 215500 江苏省常熟市建业路2号 (72)发明人 李亚辉张春红 (51)Int.Cl. B60L 53/20(2019.01) B60L 58/10(2019.01) B60L 58/24(2019.01) B60L 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种电路控制方法和动力电池上电后的预 充电路 (57)摘要 本发明公开了一种电路控制。

2、方法和动力电 池上电后的预充电路， 应用于动力电池上电后的 预充阶段， 所述电路控制方法包括： 接收到上电 指令后， 闭合动力电池的负极端； 获取动力电池 的总电压； 将与母线连接的蓄电池输出端的电压 升压至第一预设值后并为负载的储能元件充电， 所述第一预设值低于所述动力电池的总电压。 本 发明通过在预充电阶段， 蓄电池输出端电压由低 压转高压后、 并为负载的储能元件充电， 并且能 够将高压的数值进行转换， 从而能够对预充时间 进行调整； 替换原有的方案(通过先联通与主开 关并联副开关和降压元件进行预充)， 从而可以 去除预充回路的设计和电器件选型。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN。

3、 111907353 A 2020.11.10 CN 111907353 A 1.一种电路控制方法， 应用于动力电池上电后的预充阶段， 其特征在于， 所述电路控制 方法包括： 接收到上电指令后， 闭合动力电池的负极端； 获取动力电池的总电压； 将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值后并为负载的储能元件充电， 所述第一预设值低于所述动力电池的总电压； 当负载的储能元件的电量达到第二预设值时， 闭合动力电池的正极端， 所述第二预设 值低于所述动力电池的总电压； 将蓄电池输出端的电压降低至初始值。 2.如权利要求1所述的电路控制方法， 其特征在于： 所述将与母线连接的蓄电池输出端 的电压升。

4、压至第一预设值的步骤， 具体包括： 通过与蓄电池及母线连接的升压单元将蓄电池输出端的电压升压至第一预设值。 3.如权利要求1所述的电路控制方法， 其特征在于： 所述将与母线连接的蓄电池输出端 的电压升压至第一预设值的步骤， 具体包括： 通过控制与蓄电池及母线连接的DC/DC变换器将蓄电池输出端的电压升压至第一预设 值。 4.如权利要求1所述的电路控制方法， 其特征在于： 在所述接收到上电指令后， 闭合动 力电池的负极端的步骤之后， 还包括： 对各个控制器初始化、 自检； 当各个控制器初始化、 自检合格时， 进入所述获取动力电池的总电压的步骤。 5.如权利要求4所述的电路控制方法， 其特征在于：。

5、 在所述如果各个控制器初始化、 自 检合格的步骤之后， 还包括： 对动力电池内部电芯电压和温度进行检查； 当动力电池内部电芯电压和温度检查合格时， 进入所述获取动力电池的总电压的步 骤。 6.如权利要求5所述的电路控制方法， 其特征在于： 在所述当动力电池内部电芯电压和 温度检查合格时， 还包括： 对母线绝缘化进行检测； 当对母线绝缘化进行检测合格时， 进入所述获取动力电池的总电压的步骤。 7.如权利要求1所述的电路控制方法， 其特征在于： 所述第一预设值为所述动力电池的 总电压的0.95倍。 8.如权利要求1所述的电路控制方法， 其特征在于： 所述第二预设值比所述动力电池的 总电压小5V。 。

6、9.一种动力电池上电后的预充电路， 其特征在于： 所述动力电池上电后的预充电路包 括依次电连接的动力电池、 继电器组、 电压转换单元、 蓄电池， 所述动力电池通过继电器组 与所述电压转换单元及负载电连接， 所述电压转换单元还与所述蓄电池电连接、 用于改变 所述蓄电池输出端的电压值。 10.如权利要求9所述的动力电池上电后的预充电路， 其特征在于： 所述电压转换单元 包括控制器和DC/DC变换器； 权利要求书 1/2 页 2 CN 111907353 A 2 所述控制器和所述DC/DC变换器均分别与所述继电器组及所述蓄电池电连接， 所述控 制器和所述DC/DC变换器配合用于改变所述蓄电池输出端的。

7、电压值。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111907353 A 3 一种电路控制方法和动力电池上电后的预充电路 技术领域 0001 本发明涉及电路控制技术领域， 尤其涉及一种电路控制方法和动力电池上电后的 预充电路。 背景技术 0002 目前的纯电动和插电式混动保护方案是在回路中增加预充回路的技术方案， 具体 是采用并联电阻和继电器， 从而通过电阻限流的方式进行预先充电， 达到电池系统95的 总电压后， 完成预充过程。 0003 但现有的技术方案存在预充时间无法调整的问题， 这就使得技术方案一旦确认 后， 预充时间固化， 不能依据需求进行调整。 0004 因此， 设计一种依据需求进行调整预。

8、充时间的电路控制方法是业界亟待解决的技 术问题。 发明内容 0005 为了解决现有技术中存在的预充时间固化， 不能依据需求进行调整的问题， 本发 明提出一种依据需求进行调整预充时间的电路控制方法是业界亟待解决的技术问题。 0006 本发明采用的技术方案是设计一种电路控制方法， 应用于动力电池上电后的预充 阶段， 所述电路控制方法包括： 0007 接收到上电指令后， 闭合动力电池的负极端； 0008 获取动力电池的总电压； 0009 将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值后并为负载的储能元件 充电， 所述第一预设值低于所述动力电池的总电压； 0010 当负载的储能元件的电量达到第二预设。

9、值时， 闭合动力电池的正极端， 所述第二 预设值低于所述动力电池的总电压； 0011 将蓄电池输出端的电压降低至初始值。 0012 进一步地， 所述将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值的步骤， 具体包括： 0013 通过与蓄电池及母线连接的升压单元将蓄电池输出端的电压升压至第一预设值。 0014 进一步地， 所述将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值的步骤， 具体包括： 0015 通过控制与蓄电池及母线连接的DC/DC变换器将蓄电池输出端的电压升压至第一 预设值。 0016 进一步地， 在所述接收到上电指令后， 闭合动力电池的负极端的步骤之后， 还包 括： 0017 对各。

10、个控制器初始化、 自检； 0018 当各个控制器初始化、 自检合格时， 进入所述获取动力电池的总电压的步骤。 说明书 1/6 页 4 CN 111907353 A 4 0019 进一步地， 在所述如果各个控制器初始化、 自检合格的步骤之后， 还包括： 0020 对动力电池内部电芯电压和温度进行检查； 0021 当动力电池内部电芯电压和温度检查合格时， 进入所述获取动力电池的总电压的 步骤。 0022 进一步地， 在所述当动力电池内部电芯电压和温度检查合格时， 还包括： 0023 对母线绝缘化进行检测； 0024 当对母线绝缘化进行检测合格时， 进入所述获取动力电池的总电压的步骤。 0025 进。

11、一步地， 所述第一预设值为所述动力电池的总电压的0.95倍。 0026 进一步地， 所述第二预设值比所述动力电池的总电压小5V。 0027 本发明还设计了一种动力电池上电后的预充电路， 其特征在于： 所述动力电池上 电后的预充电路包括依次电连接的动力电池、 继电器组、 电压转换单元、 蓄电池， 所述动力 电池通过继电器组与所述电压转换单元及负载电连接， 所述电压转换单元还与所述蓄电池 电连接、 用于改变所述蓄电池输出端的电压值。 0028 进一步地， 所述电压转换单元包括控制器和DC/DC变换器； 0029 所述控制器和所述DC/DC变换器均分别与所述继电器组及所述蓄电池电连接， 所 述控制器。

12、和所述DC/DC变换器配合用于改变所述蓄电池输出端的电压值。 0030 本发明的有益效果是： 在预充电阶段， 蓄电池输出端电压由低压转高压后、 并为负 载的储能元件充电， 并且能够将高压的数值进行转换， 从而能够对预充时间进行调整； 替换 原有的方案(通过先联通与主开关并联副开关和降压元件进行预充)， 从而可以去除预充回 路的设计和电器件选型。 附图说明 0031 下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明， 其中： 0032 图1是本发明一实施例提供的一种电路控制方法的流程图； 0033 图2是本发明一实施例提供的一种电路控制方法的具体流程图； 0034 图3是本发明一实施例提供的另一种电路控。

13、制方法的具体流程图； 0035 图4是本发明一实施例提供的一种动力电池上电后的预充电路的结构框图。 具体实施方式 0036 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例， 对 本发明作进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明， 并不 用于限定本发明。 0037 本发明通过在预充阶段中改变蓄电池输出端的电压的高低， 从而替代原有的在预 充阶段中使用固定元件方案， 从而可以去除预充回路的设计和电器件选型， 能够对预充时 间进行调整。 0038 参看图1， 本发明公开了一种电路控制方法， 应用于动力电池上电后的预充阶段， 所述电路控制方法包括。

14、： 0039 步骤S10： 接收到上电指令后， 闭合动力电池的负极端； 0040 在一具体应用中， 动力电池对外部负载上电指令一般是司机启动车辆， 钥匙置ON 说明书 2/6 页 5 CN 111907353 A 5 位， 动力电池负极继电器闭合； 0041 步骤S20： 获取动力电池的总电压； 0042 具体地， 电动汽车的电池包是由很多节电池单体经过先并联成多个pack(包体)再 串联成多个module(模组)， 达到需要的400700v左右的电压输出平台， 有的更低有的更 高， 视电池包输出和负载需求而定； 0043 步骤S30： 将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值后并为负。

15、载的 储能元件充电， 所述第一预设值低于所述动力电池的总电压； 0044 具体地， 在预充电阶段， 蓄电池输出端电压由低压转高压后、 并为负载的储能元件 充电， 并且能够将高压的数值进行转换， 能够对预充时间进行调整； 0045 替换原有的方案(通过先联通与主开关并联副开关和降压元件进行预充)， 从而可 以去除预充回路的设计和电器件选型； 0046 应当指出的是， 在预充电阶段， 各零部件依据状态机状态进行相应工作以及反馈 相应信息， 从而能够反馈预充电流； 0047 步骤S40： 当负载的储能元件的电量达到第二预设值时， 闭合动力电池的正极端， 所述第二预设值低于所述动力电池的总电压； 00。

16、48 具体地， 当负载的储能元件的电量达到第二预设值时， 也就是预充阶段已经完成， 此时就可以通过动力电池使负载(也就是动力电机)供电； 0049 步骤S50： 将蓄电池输出端的电压降低至初始值； 0050 在一应用场景中， 蓄电池的初始电压值为24V， 闭合动力电池的正极端和将蓄电池 输出端的电压降低至初始值之间的时间差值为10ms， 然后仅通过动力电池对负载进行供 电。 0051 请参看图2， 本发明还公开了一种电路控制方法， 应用于动力电池上电后的预充阶 段， 所述电路控制方法包括： 0052 步骤S100： 接收到上电指令后， 闭合动力电池的负极端； 0053 在一具体应用中， 动力电。

17、池对外部负载上电指令一般是司机启动车辆， 钥匙置ON 位， 动力电池负极继电器闭合； 0054 在所述接收到上电指令后， 闭合动力电池的负极端的步骤之后， 还包括步骤S110- S130； 0055 步骤S110： 对各个控制器初始化、 自检； 0056 在一应用场景中， 全车高压系统各个控制器初始化、 自检， 完成后CAN线通报； 0057 当各个控制器初始化、 自检合格时， 进入步骤S120； 0058 步骤S120： 对动力电池内部电芯电压和温度进行检查； 0059 在一应用场景中， 动力电池对内部电芯电压和温度检查； 0060 当动力电池内部电芯电压和温度检查合格时， 进入步骤S130。

18、； 0061 步骤S130： 对母线绝缘化进行检测； 0062 当对母线绝缘化进行检测合格时， 进入步骤S200。 0063 步骤S200： 获取动力电池的总电压； 0064 具体地， 电动汽车的电池包是由很多节电池单体经过先并联成多个pack(包体)再 串联成多个module(模组)， 达到需要的400700v左右的电压输出平台， 有的更低有的更 说明书 3/6 页 6 CN 111907353 A 6 高， 视电池包输出和负载需求而定； 0065 在一应用场景中， 电芯电压检测用电阻阵列取电芯电压值， 每个电芯的正极和负 极引出检测线， 连接到电阻阵列对应的电阻前， 由控制板上的测量电路按。

19、顺序接通检测电 阻， 这样在检测电阻上就可以取出某个电芯的电压值， 控制板上的测量电路把检测到的每 个电芯的电压值比较、 运算、 判断， 这样就能够获取动力电池的总电压的数值了， 这个数值 作为后续使用作为参考的标准使用； 0066 步骤S300： 将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值后并为负载的 储能元件充电， 所述第一预设值低于所述动力电池的总电压； 0067 所述将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值的步骤， 具体包括： 0068 通过与蓄电池及母线连接的升压单元将蓄电池输出端的电压升压至第一预设值； 其中， 在一应用场景中， 所述第一预设值为所述动力电池的总电压的。

20、0.95倍； 0069 具体地， 在预充电阶段， 蓄电池输出端电压由低压转高压后、 并为负载的储能元件 充电， 并且能够将高压的数值进行转换， 能够对预充时间进行调整； 0070 替换原有的方案(通过先联通与主开关并联副开关和降压元件进行预充)， 从而可 以去除预充回路的设计和电器件选型； 0071 应当指出的是， 在预充电阶段， 各零部件依据状态机状态进行相应工作以及反馈 相应信息， 从而能够反馈预充电流； 0072 步骤S400： 当负载的储能元件的电量达到第二预设值时， 闭合动力电池的正极端， 所述第二预设值低于所述动力电池的总电压； 0073 在一应用场景中， 当第二预设值(也就是充电。

21、电压)与动力电池的总电压差值小于 5V时认为预充结束； 0074 具体地， 当负载的储能元件的电量达到第二预设值时， 也就是预充阶段已经完成， 此时就可以通过动力电池使负载(也就是动力电机)供电； 0075 步骤S500： 将蓄电池输出端的电压降低至初始值； 0076 在一应用场景中， 蓄电池的初始电压值为24V， 闭合动力电池的正极端和将蓄电池 输出端的电压降低至初始值之间的时间差值为10ms， 然后仅通过动力电池对负载进行供 电。 0077 请参看图3， 本发明还公开了一种电路控制方法， 应用于动力电池上电后的预充阶 段， 所述电路控制方法包括： 0078 步骤a： 接收到上电指令后， 闭。

22、合动力电池的负极端； 0079 在一具体应用中， 动力电池对外部负载上电指令一般是司机启动车辆， 钥匙置ON 位， 动力电池负极继电器闭合； 0080 在所述接收到上电指令后， 闭合动力电池的负极端的步骤之后， 还包括步骤a1- a3： 0081 步骤a1： 对各个控制器初始化、 自检； 0082 当各个控制器初始化、 自检合格时， 进入步骤a2； 0083 步骤a2： 对动力电池内部电芯电压和温度进行检查； 0084 当动力电池内部电芯电压和温度检查合格时， 进入步骤a3； 0085 步骤a3： 对母线绝缘化进行检测； 说明书 4/6 页 7 CN 111907353 A 7 0086 当对。

23、母线绝缘化进行检测合格时， 进入步骤b； 0087 步骤b： 获取动力电池的总电压； 0088 具体地， 电动汽车的电池包是由很多节电池单体经过先并联成多个pack(包体)再 串联成多个module(模组)， 达到需要的400700v左右的电压输出平台， 有的更低有的更 高， 视电池包输出和负载需求而定； 0089 在一应用场景中， 电芯电压检测用电阻阵列取电芯电压值， 每个电芯的正极和负 极引出检测线， 连接到电阻阵列对应的电阻前， 由控制板上的测量电路按顺序接通检测电 阻， 这样在检测电阻上就可以取出某个电芯的电压值， 控制板上的测量电路把检测到的每 个电芯的电压值比较、 运算、 判断， 。

24、这样就能够获取动力电池的总电压的数值了， 这个数值 作为后续使用作为参考的标准使用； 0090 步骤c： 将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值后并为负载的储 能元件充电， 所述第一预设值低于所述动力电池的总电压； 0091 所述将与母线连接的蓄电池输出端的电压升压至第一预设值的步骤， 具体包括： 0092 通过控制与蓄电池及母线连接的DC/DC变换器将蓄电池输出端的电压升压至第一 预设值； 其中， 在一应用场景中， 所述第一预设值为所述动力电池的总电压的0.95倍； 0093 具体地， 在预充电阶段， 蓄电池输出端电压由低压转高压后、 并为负载的储能元件 充电， 并且能够将高压的数。

25、值进行转换， 能够对预充时间进行调整； 0094 替换原有的方案(通过先联通与主开关并联副开关和降压元件进行预充)， 从而可 以去除预充回路的设计和电器件选型； 0095 应当指出的是， 在预充电阶段， 各零部件依据状态机状态进行相应工作以及反馈 相应信息， 从而能够反馈预充电流； 0096 步骤d： 当负载的储能元件的电量达到第二预设值时， 闭合动力电池的正极端， 所 述第二预设值低于所述动力电池的总电压； 0097 在一应用场景中， 当第二预设值(也就是充电电压)与动力电池的总电压差值小于 5V时认为预充结束； 0098 具体地， 当负载的储能元件的电量达到第二预设值时， 也就是预充阶段已。

26、经完成， 此时就可以通过动力电池使负载(也就是动力电机)供电； 0099 步骤e： 将蓄电池输出端的电压降低至初始值； 0100 在一应用场景中， 蓄电池的初始电压值为24V， 闭合动力电池的正极端和将蓄电池 输出端的电压降低至初始值之间的时间差值为10ms， 然后仅通过动力电池对负载进行供 电。 0101 请参看图4， 本发明还公开一种动力电池上电后的预充电路， 其特征在于： 所述动 力电池上电后的预充电路包括依次电连接的动力电池10、 继电器组(k1、 k2)、 电压转换单元 40、 蓄电池50， 所述动力电池10通过继电器组(k1、 k2)与所述电压转换单元40及负载30电连 接， 所述。

27、电压转换单元40还与所述蓄电池50电连接、 用于改变所述蓄电池50输出端的电压 值； 当进入预充阶段时， 通过电压转换单元40将蓄电池50输出端的电压进行改变并入总线m 中， 这样能够替换原有的方案， 从而可以去除预充回路的设计和电器件选型， 提高设计效 率， 降低成本。 0102 作为一种优选， 所述电压转换单元40包括控制器41和DC/DC变换器42； 所述控制器 说明书 5/6 页 8 CN 111907353 A 8 41和所述DC/DC变换器42均分别与所述继电器组(k1、 k2)及所述蓄电池50电连接， 所述控制 器41和所述DC/DC变换器42配合用于改变所述蓄电池50输出端的电压值， 应当指出的是， 所 述动力电池上电后的预充电路还包括与总线m电连接的充电口20。 0103 以上实施例仅为举例说明， 非起限制作用。 任何未脱离本申请精神与范畴， 而对其 进行的等效修改或变更， 均应包含于本申请的权利要求范围之中。 说明书 6/6 页 9 CN 111907353 A 9 图1 说明书附图 1/4 页 10 CN 111907353 A 10 图2 说明书附图 2/4 页 11 CN 111907353 A 11 图3 说明书附图 3/4 页 12 CN 111907353 A 12 图4 说明书附图 4/4 页 13 CN 111907353 A 13 。