一种电动汽车动力电池高压回路及其控制方法与流程

本发明涉及电动汽车动力电池充放电技术领域，尤其涉及一种电动汽车动力电池高压回路及其控制方法，主要适用于在保证产品性能和功能的基础上降低生产成本。

背景技术：

在电动汽车的生产中，动力电池系统的成本在整车的成本中占据了很大的比重，受到技术发展的制约，电动汽车动力电池系统的成本居高不下，致使电动汽车的成本普遍高于同档次燃油车的成本，在市场竞争中，电动汽车在价格方面相比燃油车往往处于劣势，因此，如何有效降低动力电池系统的成本，一直是各大汽车厂商重点关注的问题。动力电池系统的成本主要包括组成动力电池系统各零部件的成本，目前动力电池系统的降成本方式主要包括选取性价比更高的材料和优化动力电池系统的组成结构。综上所述，一种在保证产品性能和功能的基础上，有效降低动力电池系统成本的设计方案，对于降低电动汽车的成本，提高电动汽车的市场竞争力，具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的电动汽车动力电池生产成本高的问题，提供一种生产成本低的电动汽车动力电池高压回路及其控制方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种电动汽车动力电池高压回路，包括电池管理系统bms、动力电池、主驱接口、高压放电接口与充电接口，所述动力电池的正极依次经预充电阻、预充继电器后与主驱接口的正极端电连接，动力电池的正极经主驱继电器后与主驱接口的正极端电连接，动力电池的负极依次经电流传感器、主负继电器后与主驱接口的负极端电连接，动力电池的正极与高压放电接口的正极端电连接，动力电池的负极依次经电流传感器、主负继电器后与高压放电接口的负极端电连接，动力电池的正极经充电继电器后与充电接口的正极端电连接，动力电池的负极依次经电流传感器、主负继电器后与充电接口的负极端电连接，所述电池管理系统bms分别与预充继电器、主驱继电器、电流传感器、主负继电器、充电继电器信号连接。

所述主驱接口，用于与控制器mcu的高压接口电连接；

所述高压放电接口，用于与除电机外的高压电器电连接；

所述充电接口，用于与充电插头电连接。

一种电动汽车动力电池高压回路的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

s1、当整车处于行车模式时，整车控制器vcu向电池管理系统bms发送允许主负继电器闭合指令，电池管理系统bms接收到整车控制器vcu发送的允许主负继电器闭合指令后，控制主负继电器闭合；

s2、电池管理系统bms判断当前整车钥匙档位状态，若当前整车为start档状态，则电池管理系统bms等待整车控制器vcu向其发送预充电指令，电池管理系统bms接收到整车控制器vcu发送的预充电指令后，控制预充继电器闭合；

s3、若预充成功，则电池管理系统bms控制主驱继电器闭合并延时控制预充继电器断开；

s4、车辆高压下电时，整车控制器vcu向电池管理系统bms发送高压下电指令，电池管理系统bms接收到整车控制器vcu发送的高压下电指令后，获取电流传感器采集的高压母线电流，当高压母线电流小于设定电流阈值时，电池管理系统bms控制主驱继电器、主负继电器依次断开，完成高压下电。

步骤s3中，若预充不成功，则停止上电流程并上报故障。

一种电动汽车动力电池高压回路的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

s1、当整车处于行车模式时，整车控制器vcu向电池管理系统bms发送允许主负继电器闭合指令，电池管理系统bms接收到整车控制器vcu发送的允许主负继电器闭合指令后，控制主负继电器闭合；

s2、电池管理系统bms判断当前整车钥匙档位状态，若当前整车为on档状态，则电池管理系统bms保持当前状态；

s3、车辆高压下电时，整车控制器vcu向电池管理系统bms发送高压下电指令，电池管理系统bms接收到整车控制器vcu发送的高压下电指令后，获取电流传感器采集的高压母线电流，当高压母线电流小于设定电流阈值时，电池管理系统bms控制主负继电器断开，完成高压下电。

一种电动汽车动力电池高压回路的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

s1、当整车处于充电模式时，电池管理系统bms判断当前整车处于直流充电模式还是交流充电模式；

s2、当整车处于直流充电模式时，整车控制器vcu向电池管理系统bms发送允许主负继电器闭合指令，电池管理系统bms接收到整车控制器vcu发送的允许主负继电器闭合指令后，判断当前电池管理系统bms与非车载充电机交互情况，当电池管理系统bms接收到非车载充电机发送的cml报文后，控制主负继电器闭合；

s3、主负继电器闭合后，电池管理系统bms控制充电继电器闭合；

s4、当电池管理系统bms接收到停止充电指令或电池管理系统bms判断车辆达到结束充电条件后，获取电流传感器采集的高压母线电流，当高压母线电流小于设定电流阈值时，电池管理系统bms控制充电继电器、主负继电器依次断开，结束充电。

步骤s2中，当整车处于交流充电模式时，整车控制器vcu向电池管理系统bms发送允许主负继电器闭合指令，电池管理系统bms接收到整车控制器vcu发送的允许主负继电器闭合指令后，控制主负继电器闭合。

车辆高压上电时，电池管理系统bms判断当前整车处于行车模式还是充电模式。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明一种电动汽车动力电池高压回路及其控制方法中，相比目前典型的动力电池高压回路减少了两个高压继电器，同样可以实现动力电池高压回路的主驱控制功能、高压上下电控制功能、充电控制功能，在保证产品性能和功能的基础上，大幅度节约了电动汽车动力电池系统的生产成本。因此，本发明在保证产品性能和功能的基础上降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明一种电动汽车动力电池高压回路的结构示意图。

图2是本发明一种电动汽车动力电池高压回路的控制方法的流程图。

图中：电池管理系统bms1、动力电池2、主驱接口3、高压放电接口4、充电接口5、预充电阻6、预充继电器7、主驱继电器8、电流传感器9、主负继电器10、充电继电器11。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1、图2，一种电动汽车动力电池高压回路，包括电池管理系统bms1、动力电池2、主驱接口3、高压放电接口4与充电接口5，所述动力电池2的正极依次经预充电阻6、预充继电器7后与主驱接口3的正极端电连接，动力电池2的正极经主驱继电器8后与主驱接口3的正极端电连接，动力电池2的负极依次经电流传感器9、主负继电器10后与主驱接口3的负极端电连接，动力电池2的正极与高压放电接口4的正极端电连接，动力电池2的负极依次经电流传感器9、主负继电器10后与高压放电接口4的负极端电连接，动力电池2的正极经充电继电器11后与充电接口5的正极端电连接，动力电池2的负极依次经电流传感器9、主负继电器10后与充电接口5的负极端电连接，所述电池管理系统bms1分别与预充继电器7、主驱继电器8、电流传感器9、主负继电器10、充电继电器11信号连接。

所述主驱接口3，用于与控制器mcu的高压接口电连接；

所述高压放电接口4，用于与除电机外的高压电器电连接；

所述充电接口5，用于与充电插头电连接。

一种电动汽车动力电池高压回路的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

s1、当整车处于行车模式时，整车控制器vcu向电池管理系统bms1发送允许主负继电器10闭合指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的允许主负继电器10闭合指令后，控制主负继电器10闭合；

s2、电池管理系统bms1判断当前整车钥匙档位状态，若当前整车为start档状态，则电池管理系统bms1等待整车控制器vcu向其发送预充电指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的预充电指令后，控制预充继电器7闭合；

s3、若预充成功，则电池管理系统bms1控制主驱继电器8闭合并延时控制预充继电器7断开；

s4、车辆高压下电时，整车控制器vcu向电池管理系统bms1发送高压下电指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的高压下电指令后，获取电流传感器9采集的高压母线电流，当高压母线电流小于设定电流阈值时，电池管理系统bms1控制主驱继电器8、主负继电器10依次断开，完成高压下电。

步骤s3中，若预充不成功，则停止上电流程并上报故障。

一种电动汽车动力电池高压回路的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

s1、当整车处于行车模式时，整车控制器vcu向电池管理系统bms1发送允许主负继电器10闭合指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的允许主负继电器10闭合指令后，控制主负继电器10闭合；

s2、电池管理系统bms1判断当前整车钥匙档位状态，若当前整车为on档状态，则电池管理系统bms1保持当前状态；

s3、车辆高压下电时，整车控制器vcu向电池管理系统bms1发送高压下电指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的高压下电指令后，获取电流传感器9采集的高压母线电流，当高压母线电流小于设定电流阈值时，电池管理系统bms1控制主负继电器10断开，完成高压下电。

一种电动汽车动力电池高压回路的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

s1、当整车处于充电模式时，电池管理系统bms1判断当前整车处于直流充电模式还是交流充电模式；

s2、当整车处于直流充电模式时，整车控制器vcu向电池管理系统bms1发送允许主负继电器10闭合指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的允许主负继电器10闭合指令后，判断当前电池管理系统bms1与非车载充电机交互情况，当电池管理系统bms1接收到非车载充电机发送的cml报文后，控制主负继电器10闭合；

s3、主负继电器10闭合后，电池管理系统bms1控制充电继电器11闭合；

s4、当电池管理系统bms1接收到停止充电指令或电池管理系统bms1判断车辆达到结束充电条件后，获取电流传感器9采集的高压母线电流，当高压母线电流小于设定电流阈值时，电池管理系统bms1控制充电继电器11、主负继电器10依次断开，结束充电。

步骤s2中，当整车处于交流充电模式时，整车控制器vcu向电池管理系统bms1发送允许主负继电器10闭合指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的允许主负继电器10闭合指令后，控制主负继电器10闭合。

车辆高压上电时，电池管理系统bms1判断当前整车处于行车模式还是充电模式。

本发明的原理说明如下：

本设计在保证产品性能和功能的前提下，减少高压继电器的使用数量，实现降低动力电池系统成本的目的。主驱接口后端连接mcu高压接口，高压放电接口后端连接除mcu、电机外的其他高压电器，充电接口在充电时连接充电插头；bms根据整车的相关指令，通过控制回路中继电器的通断，实现对动力电池高压回路通断的控制。

动力电池高压回路的工作状态分为三种：

充电状态：主负继电器k4和充电继电器k3为闭合状态，其余继电器为断开状态；本状态中动力电池的充电回路连通，而主驱回路（连接动力电池与mcu、电机）断开，在实现充电功能的同时，保证整车在充电过程中无法移动，避免产生安全问题；

整车on档状态：主负继电器k4为闭合状态，其余继电器为断开状态；本状态中整车高压用电器除电机外均可工作，此状态用于驾驶员在无需移动车辆时实现车辆部分功能的使用；

整车start档状态：在预充过程中主负继电器k4和预充继电器k1为闭合状态，最终状态为主负继电器k4和主驱继电器k2为闭合状态；本状态中动力电池的主驱回路（连接动力电池与mcu、电机）连通，而充电回路断开，本状态用于车辆的正常行驶过程中。

实施例：

参见图1，一种电动汽车动力电池高压回路，其特征在于，包括电池管理系统bms1、动力电池2、主驱接口3、高压放电接口4与充电接口5，所述动力电池2的正极依次经预充电阻6、预充继电器7后与主驱接口3的正极端电连接，动力电池2的正极经主驱继电器8后与主驱接口3的正极端电连接，动力电池2的负极依次经电流传感器9、主负继电器10后与主驱接口3的负极端电连接，动力电池2的正极与高压放电接口4的正极端电连接，动力电池2的负极依次经电流传感器9、主负继电器10后与高压放电接口4的负极端电连接，动力电池2的正极经充电继电器11后与充电接口5的正极端电连接，动力电池2的负极依次经电流传感器9、主负继电器10后与充电接口5的负极端电连接，所述电池管理系统bms1分别与预充继电器7、主驱继电器8、电流传感器9、主负继电器10、充电继电器11信号连接；所述主驱接口3用于与控制器mcu的高压接口电连接；所述高压放电接口4用于与除电机外的高压电器电连接；所述充电接口5用于与充电插头电连接。

参见图2，一种电动汽车动力电池高压回路的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

s1、车辆高压上电时，电池管理系统bms1判断当前整车处于行车模式还是充电模式；当整车处于行车模式时，整车控制器vcu向电池管理系统bms1发送允许主负继电器10闭合指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的允许主负继电器10闭合指令后，控制主负继电器10闭合；

s2、电池管理系统bms1判断当前整车钥匙档位状态，若当前整车为start档状态，则电池管理系统bms1等待整车控制器vcu向其发送预充电指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的预充电指令后，控制预充继电器7闭合；

s3、若预充成功，则电池管理系统bms1控制主驱继电器8闭合并延时控制预充继电器7断开；若预充不成功，则停止上电流程并上报故障；

s4、车辆高压下电时，整车控制器vcu向电池管理系统bms1发送高压下电指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的高压下电指令后，获取电流传感器9采集的高压母线电流，当高压母线电流小于设定电流阈值时，电池管理系统bms1控制主驱继电器8、主负继电器10依次断开，完成高压下电。

参见图2，一种电动汽车动力电池高压回路的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

s1、车辆高压上电时，电池管理系统bms1判断当前整车处于行车模式还是充电模式；当整车处于行车模式时，整车控制器vcu向电池管理系统bms1发送允许主负继电器10闭合指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的允许主负继电器10闭合指令后，控制主负继电器10闭合；

s2、电池管理系统bms1判断当前整车钥匙档位状态，若当前整车为on档状态，则电池管理系统bms1保持当前状态；

s3、车辆高压下电时，整车控制器vcu向电池管理系统bms1发送高压下电指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的高压下电指令后，获取电流传感器9采集的高压母线电流，当高压母线电流小于设定电流阈值时，电池管理系统bms1控制主负继电器10断开，完成高压下电。

参见图2，一种电动汽车动力电池高压回路的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

s1、车辆高压上电时，电池管理系统bms1判断当前整车处于行车模式还是充电模式；当整车处于充电模式时，电池管理系统bms1判断当前整车处于直流充电模式还是交流充电模式；

s2、当整车处于直流充电模式时，整车控制器vcu向电池管理系统bms1发送允许主负继电器10闭合指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的允许主负继电器10闭合指令后，判断当前电池管理系统bms1与非车载充电机交互情况，当电池管理系统bms1接收到非车载充电机发送的cml报文后，控制主负继电器10闭合；

当整车处于交流充电模式时，整车控制器vcu向电池管理系统bms1发送允许主负继电器10闭合指令，电池管理系统bms1接收到整车控制器vcu发送的允许主负继电器10闭合指令后，控制主负继电器10闭合；

s3、主负继电器10闭合后，电池管理系统bms1控制充电继电器11闭合；

s4、当电池管理系统bms1接收到停止充电指令或电池管理系统bms1判断车辆达到结束充电条件后，获取电流传感器9采集的高压母线电流，当高压母线电流小于设定电流阈值时，电池管理系统bms1控制充电继电器11、主负继电器10依次断开，结束充电。