预充电路及电池系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种预充电路及电池系统，通过预充单元可以实现对电流的平缓以及储能，并且可以在储能之后进行能量释放，而通过回路切换单元可以实现对预充单元接入的第二回路和第一回路进行切换，进而可以利用预充单元的储能和释放能量的特性来完成负载的预充电。同时，驱动电路对于回路切换单元切换回路的控制可以基于预充回路的预充电流完成，使得流经预充单元的预充电流可以在预充单元不停的储能和释能的过程中，保持在一个恒平均电流的状态，从而使得对负载端的预充电可以更加的平稳且迅速，同时也可以降低整体的热功耗。同时也可以降低整体的热功耗。同时也可以降低整体的热功耗。

【技术实现步骤摘要】
预充电路及电池系统


[0001]本技术涉及新能源汽车领域，尤其是涉及一种预充电路及电池系统。

技术介绍

[0002]随着新能源领域电动汽车的蓬勃发展，电动汽车电池系统的安全性与节能性越来越被重视，提升系统性能与可靠性的措施也越来越丰富。在传统的电池系统中，一般采用被动预充方案，即预充电阻限流对母线电容进行预充电。此方案在预充电时，预充电阻会生成较多热量,一方面，会影响预充电阻的使用寿命，严重情况下可能引起预充电阻热失效而引发起火，同时，预充电阻耗散的热会对周围器件产生危害，系统安全性受到影响，另一方面，会提高系统功耗，降低系统经济性。

技术实现思路

[0003]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种预充电路，能够解决热功耗大的问题。
[0004]本技术还提出了一种电池系统。
[0005]根据本技术的第一方面实施例的预充电路，应用于电池系统，所述电池系统包括储能单元、主正继电器、主负继电器，所述储能单元的正极与所述主正继电器的一端连接，所述储能单元的负极与所述主负继电器的一端连接，所述主正继电器的另一端与负载的一端连接，所述主负继电器的另一端与所述负载的另一端连接；
[0006]所述预充电路，包括：
[0007]预充单元，用于平缓流经所述预充单元的电流和存储电能；
[0008]回路切换单元，用于切换第一回路和第二回路，所述第一回路由所述预充单元与所述负载串联构成，所述第二回路由所述预充单元、所述储能单元、所述主正继电器、所述负载串联构成；
[0009]驱动电路，其具有电压检测端、基准电压端和回路切换控制端，所述电压检测端用于获取与流经所述预充单元的预充电流对应的实时电压，所述基准电压端用于接入第一基准电压，所述驱动电路用于根据所述实时电压和所述第一基准电压得到驱动电压，并通过所述回路切换控制端输出所述驱动电压至所述回路切换单元，以使得所述回路切换单元完成所述第二回路和所述第一回路的切换。
[0010]根据本技术实施例的预充电路，至少具有如下有益效果：
[0011]预充单元可以实现对电流的平缓以及储能，并且可以在储能之后进行能量释放，而通过回路切换单元可以实现对预充单元接入的第二回路和第一回路进行切换，进而可以利用预充单元的储能和释放能量的特性来完成负载的预充电。同时，驱动电路对于回路切换单元切换回路的控制可以基于预充回路的预充电流完成，使得流经预充单元的预充电流可以在预充单元不停的储能和释能的过程中，保持在一个恒平均电流的状态，从而使得对负载端的预充电可以更加的平稳且迅速，同时也可以降低整体的热功耗。
[0012]根据本技术的一些实施例，所述回路切换单元包括：
[0013]开关单元，具有开关输入端、开关输出端和开关受控端，所述开关输入端与所述预充单元的输出端连接，所述开关输出端与所述储能单元的负极连接，所述开关受控端与所述回路切换控制端连接；所述预充单元的输入端与所述负载的所述另一端连接；
[0014]第一单向导通器件，其输入端与所述预充单元的输出端连接，输出端与所述负载的所述一端连接。
[0015]根据本技术的一些实施例，所述回路切换单元还包括连接在所述预充单元的输出端与所述开关输入端之间的第二单向导通器件。
[0016]根据本技术的一些实施例，所述预充单元包括：
[0017]预充电感，其一端与所述负载的所述另一端连接；
[0018]第一电流采样电阻，其一端与所述预充电感的另一端连接，另一端与所述开关输入端连接。
[0019]根据本技术的一些实施例，所述预充单元还包括连接在所述预充电感的所述一端与所述负载的所述另一端之间的第一保险单元。
[0020]根据本技术的一些实施例，所述驱动电路包括：
[0021]滞环比较器，其具有第一输入端、第二输入端和第一比较输出端，所述第一输入端与所述预充电感的所述一端连接，所述第一比较输出端与所述开关受控端连接；
[0022]第一电阻，其一端与所述第二输入端和连接，另一端接入所述第一基准电压；
[0023]第二电阻，连接在所述第一比较输出端和所述第二输入端之间。
[0024]根据本技术的一些实施例，所述预充电流的约束公式为：
[0025][0026]式中，I
MAX
为所述预充电流的最大值，I
MIN
为所述预充电流的最小值，R3为所述第一电阻，R4为所述第二电阻，R1为所述第一电流采样电阻，VCC为所述滞环比较器的工作电压，V1为所述第一基准电压。
[0027]根据本技术的一些实施例，所述驱动电路还包括连接在所述第一比较输出端与所述开关受控端之间的隔离栅极驱动器。
[0028]根据本技术的一些实施例，所述预充电路还包括：
[0029]过流保护单元，用于检测流经所述预充单元的所述预充电流并调整所述驱动电路的工作状态。
[0030]根据本技术的一些实施例，所述过流保护单元包括：
[0031]第二电流采样电阻，连接在所述开关输出端与所述储能单元的负极之间；
[0032]运放单元，其具有第三输入端、第四输入端和运放输出端，所述第三输入端和所述第四输入端分别与所述第二电流采样电阻的两端连接；
[0033]电压比较器，其具有第五输入端、第六输入端和第二比较输出端，所述第五输入端与所述运放输出端连接，所述第六输入端用于连接第二基准电压，所述第二比较输出端用于调整所述驱动电路的工作状态。
[0034]根据本技术的第二方面实施例的电池系统，包括第一方面实施例的预充电路。由于本技术实施例的电池系统实质上采用了上述实施例的预充电路的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
[0035]本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。
附图说明
[0036]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0037]图1是本技术一实施例的电池系统的系统示意图；
[0038]图2是本技术一实施例的负载的电容的电压变化示意图；
[0039]图3是本技术一实施例的流经预充电感的预充电流的变化示意图。
[0040]附图标记：
[0041]储能单元110、主正继电器120、主负继电器130、负载140、
[0042]预充单元210、回路切换单元220、驱动电路230、过流保护单元240。
具体实施方式
[0043]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预充电路，应用于电池系统，其特征在于，所述电池系统包括储能单元、主正继电器、主负继电器，所述储能单元的正极与所述主正继电器的一端连接，所述储能单元的负极与所述主负继电器的一端连接，所述主正继电器的另一端与负载的一端连接，所述主负继电器的另一端与所述负载的另一端连接；所述预充电路，包括：预充单元，用于平缓流经所述预充单元的电流和存储电能；回路切换单元，用于切换第一回路和第二回路，所述第一回路由所述预充单元与所述负载串联构成，所述第二回路由所述预充单元、所述储能单元、所述主正继电器、所述负载串联构成；驱动电路，其具有电压检测端、基准电压端和回路切换控制端，所述电压检测端用于获取与流经所述预充单元的预充电流对应的实时电压，所述基准电压端用于接入第一基准电压，所述驱动电路用于根据所述实时电压和所述第一基准电压得到驱动电压，并通过所述回路切换控制端输出所述驱动电压至所述回路切换单元，以使得所述回路切换单元完成所述第二回路和所述第一回路的切换。2.根据权利要求1所述的预充电路，其特征在于，所述回路切换单元包括：开关单元，具有开关输入端、开关输出端和开关受控端，所述开关输入端与所述预充单元的输出端连接，所述开关输出端与所述储能单元的负极连接，所述开关受控端与所述回路切换控制端连接；所述预充单元的输入端与所述负载的所述另一端连接；第一单向导通器件，其输入端与所述预充单元的输出端连接，输出端与所述负载的所述一端连接。3.根据权利要求2所述的预充电路，其特征在于，所述回路切换单元还包括连接在所述预充单元的输出端与所述开关输入端之间的第二单向导通器件。4.根据权利要求2所述的预充电路，其特征在于，所述预充单元包括：预充电感，其一端与所述负载的所述另一端连接；第一电流采样电阻，其一端与所述预充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳文斌，熊本波，
申请(专利权)人：欣旺达电动汽车电池有限公司，
类型：新型
国别省市：