[发明专利]危险电压预充电和放电系统及方法

说明书

一种用于对危险电压直流系统进行预充电和放电的系统包括：以主接触器的形式的第一继电器、第二继电器以及设置在第一电接触部与第二电接触部之间的电阻器。在初始状态下，主接触器断开并且第二继电器将电阻器连接至第二接触部，以操作为无源放电装置。在启动状态下，第二继电器进行切换，并且利用电阻器发生预充电。在操作状态下，主接触器闭合并且在没有电阻器的情况下电流在第一接触部与第二接触部之间流动。在关闭状态下，主接触器断开并且第二继电器进行切换以将电阻器连接至第二接触部，并且在电阻器处对来自第二接触部的电压以热的方式进行放电。

相关申请的交叉引用

本PCT国际专利申请要求于2018年8月31日提交的题为“High Voltage Pre-Charging And Discharging System And Method”的美国临时专利申请序列号62/725,399的权益和优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容涉及电动车辆中的危险电压直流系统。更具体地，本公开内容涉及对系统进行预充电并且还对系统中的电压进行放电的单元。

背景技术

电动客用车辆诸如纯电动车辆或混合电动车辆在客用车辆行业以及商用车辆行业(诸如，卡车和公共汽车)中普遍使用。电动车辆在其使用中依赖于危险电压直流(HVDC)。具有大的电容性负载的危险电压系统可能在初始接通期间暴露于高电流。与可以在诸如公共设施电力分配的初始上电的极少数场合下接通的一些HVDC应用不同，用于电动车辆的HVDC系统需要频繁地上电。在大多数电动车辆系统中，每天对HVDC系统上电多次。

因此，期望在初始通电期间对HVDC系统的电力线电压进行预充电，以限制上电过程期间的浪涌电流。在没有进行预充电的情况下，上电时的峰值浪涌电流可能对系统的电子部件造成压力，从而降低系统的电子部件的可靠性和寿命。对系统进行预充电可以增加高电压系统中的部件的寿命和可靠性。

在电动车辆中，对系统中的电阻器进行预充电是必要的，以避免利用峰值浪涌电流对系统中的电容器进行充电并且避免损坏布线、继电器、电池或保险丝。然而，电动车辆标准还要求HVDC电路在其被关断之后的短时间内就无电压。

现有的电动车辆系统利用两个分开的功能元件来实现在上电时对系统进行预充电并且在关闭之后对系统中的电压进行放电的要求。每个功能元件形成一个继电器和一个电阻器。

鉴于前述内容，仍然需要改进预充电单元和放电单元。

发明内容

一种用于对危险电压直流系统进行预充电和放电的电路包括：一对第一电接触部，所述一对第一电接触部经由第一线和第二线连接至一对第二电接触部；第一继电器，该第一继电器以主接触器的形式设置在第一线和第二线上，该第一继电器具有下述状态：中断第一接触部与第二接触部之间的连接的断开状态和形成第一接触部与第二接触部之间的连接的闭合状态；以及形成沿着第一线的连接并且中断沿着第二线的连接的部分断开状态；第一旁路线，该第一旁路线从第一线在设置在主接触器与第二电接触部之间的点处延伸；第二旁路线，该第二旁路线从第二线在设置在主接触器与第一电接触部之间的点处延伸；以及第三旁路线，该第三旁路线具有电阻器并且从第二线在设置在主接触器与第二电接触部之间的点处延伸；第二继电器，该第二继电器具有连接第一旁路线与第三旁路线的第一状态以及连接第二旁路线与第三旁路线的第二状态；其中，该系统包括其中主接触器处于断开状态并且第二继电器处于第一状态的初始状态；其中，该系统包括其中第二继电器处于第二状态并且主接触器处于部分断开状态的启动状态；其中，该系统包括其中主接触器处于闭合状态的操作状态；以及其中，该系统包括其中主接触器处于断开状态并且第二继电器处于第一状态的关闭状态。

在一个方面，主接触器被配置成与其他线无关的在每个线处形成和中断沿着第一线和第二线的连接。在另一方面，主接触器是两个分开的继电器。

在一个方面，第一电接触部附接至电池。在一个方面，第二电接触部附接至电动车辆部件。