[发明专利]一种电动汽车母线余电泄放系统及其控制方法

说明书

技术领域

 本发明属于电动汽车安全技术领域，特别涉及到一种电动汽车母线余电泄放系统及其控制方法。

背景技术

随着经济的发展，能源和环保问题日益突出，世界各国都将目光投向了环保和节能的电动汽车。而电动汽车的一个重要的特点就是车内装有保证足够动力性能的高压电路，其高达300V以上的电压危及人身安全和车载高压用电器的使用安全。高压系统的正常工作电流达到一百安培以上，当瞬时短路时的放电电流更是成倍增加。因此，在设计、规划高压动力系统和对高压系统进行选型时不仅应充分满足整车动力驱动要求，还必须确保车辆运行安全、驾乘人员安全和车辆运行环境安全。因此对高压电气系统的管理和安全性已经成为电动汽车研究设计时必须要解决的重要问题。

由于电动汽车高压电气系统的供电回路中存在着大量的容性负载，在动力电池断开后，供电回路中仍会残留很高的电压和电能，如不采取有效的泄放措施，将会危及车辆和人身安全。为了避免剩余电量可能带来的危害，高压电气系统在高压电源切断后采取了余电泄放的方法。

目前传统的对母线余电泄放的办法是在电池正负母线之间增加一个功率电阻，在电池继电器断开之后通过功率电阻将电能转化成热能发热的形式将余电进行泄放，这种方法存在下述问题：1、由于考虑功率电阻在母线上的能量损耗问题，往往泄放时间达到10秒以上；2、母线上残余的电能被消耗掉了，浪费了部分能源；3、额外增加的功率电阻增加了系统的成本、降低了可靠性。

发明内容

本发明的目的是提出一种电动汽车母线余电泄放系统及其控制方法，在保证顺利泄放掉母线余电、保证安全的同时，减少电能的浪费。

本发明的电动汽车母线余电泄放系统包括控制单元、高压动力电池、DC-DC变换器和高压用电器，所述DC-DC变换器的输入端、高压用电器并联后与高压动力电池的母线相连，DC-DC变换器的输出端连接有蓄电池；所述高压动力电池的母线在DC-DC变换器的输入端、高压用电器的接点与高压动力电池的输出端之间设有控制高压动力电池电力输出与否的开关，所述开关及DC-DC变换器与控制单元相连并受控制单元控制。

具体来说，所述高压用电器至少包括电机驱动器及与电机驱动器相连的驱动电机。

上述的电动汽车母线余电泄放系统的控制方法如下：控制单元在利用开关断开高压动力电池的电力输出时，控制DC-DC变换器保持工作，将高压动力电池上的余电通过DC-DC变换器转换成低压，并输送至蓄电池中存储，然后再关闭DC-DC变换器。

具体来说，控制单元在利用开关断开高压动力电池的电力输出时，控制DC-DC变换器保持工作预定时间。只要所述预定时间选择的合适，就足以将高压动力电池母线上的余电通过DC-DC变换器转换成低压电，并输送至蓄电池中存储。通过时间控制而无需其它的附加元件，可以节约成本。可根据具体的电路来设定预定时间，保证高压动力电池母线上残留的余电泄放完全。

进一步地，在利用开关断开高压动力电池的电力输出时，控制单元通过延迟关闭或重启DC-DC变换器的方式，使DC-DC变换器保持工作预定时间。这样无论DC-DC变换器在断开高压动力电池的电力输出之前为何种状态，都可以保证可靠的余电泄放。

本发明的电动汽车母线余电泄放系统结构简单，成本低，可以通过DC-DC变换器将高压动力电池母线上的余电转换成低压电，并给蓄电池充电，避免了能量的浪费，具有很好的实用性。

附图说明

    图1是本发明的电动汽车母线余电泄放系统的结构原理图。

    图2是本发明的电动汽车母线余电泄放系统在泄电状态时的原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例的电动汽车母线余电泄放系统包括控制单元（在图中未画出）、高压动力电池、DC-DC变换器和高压用电器，其中高压用电器不仅包括电机驱动器及与电机驱动器相连的驱动电机，还包括电动空调、电动加热等其他高压用电器，所述DC-DC变换器的输入端、高压用电器并联后与高压动力电池的母线相连，DC-DC变换器的输出端连接有12V蓄电池和低压用电系统；所述高压动力电池的母线在DC-DC变换器的输入端、高压用电器的接点与高压动力电池的输出端之间设有控制高压动力电池电力输出与否的继电器开关K1，所述继电器开关K1及DC-DC变换器与控制单元相连并受控制单元控制。

如图2所示，电机驱动器、其他高压用电器、DC-DC变换器从原理上存在容性负载，分别等效成C1、C2、C3。上述的电动汽车母线余电泄放系统的控制方法如下：控制单元在利用开关断开高压动力电池的电力输出时，通过延迟关闭或重启DC-DC变换器的方式，控制DC-DC变换器保持工作至少1秒钟，将高压动力电池上的余电通过DC-DC变换器转换成12V的低压电，并输送至12V蓄电池中存储，然后再关闭DC-DC变换器。