一种基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及电动汽车软启动电路系统，公开了一种基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统。所述基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，包括串联形成主充电回路的电池组、主回路开关和电机负载中的母线电容器，还有一条与主回路开关并联的预充电支路，所述预充电支路包括相串联的预充电电阻和预充电开关；所述预充电电阻为负温度系数热敏电阻。所述基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统采用负温度系数热敏电阻作为系统预充电支路的软启动电阻，可削弱启动过程中所产生的电流尖峰，使得启动更加平稳。
【专利说明】
一种基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电动汽车软启动电路系统，尤其是一种基于负温度系数(Negative Temperature Coefficient，NTC)热敏电阻的电动汽车软启动电路系统。
【背景技术】
[0002]所有的电子设备，包括小功率的手机等数码电子或者是大功率的家用电器或工业用的变频器、逆变器等，在设备开机启动时，通过电路回路的电流都会产生突变，即在很短的时间内电流会由O安培达到其额定工作时电流的2至3倍，即会形成开机启动时的脉动电流，该脉动电流随时间的变化率很大，如不加以消除或者抑制，则会对继电器开关及后级的电子器件和用户负载造成很大的冲击，随着使用次数的增加，势必会对电子器件或设备负载带来损害，甚至缩短设备的使用寿命。
[0003]故需想法将其抑制到可接受的程度范围，现有普遍而常规的做法是在电源和负载的主回路之间串接一阻值较小的功率电阻，用以吸收设备开机启动时的脉动电流尖峰，使用功率电阻可达到即节约成本又可抑制电流尖峰的目的，但电阻器属于能量消耗型器件，当有电流通过时，就会有热量产生，且电流越大，消耗的能量也越多，从而造成开机时能量的消耗，降低设备的转换效率。
[0004]高速电动汽车系统的电池组总电压通常较高，可达几百或上千伏特，电池组母线额定电流可达上百安培，在整车启动或者加速的过程中，其启动电流可达到稳态匀速时额定值的2-3倍，且多为不连续的脉冲电流，该电流的频率成分复杂。如若使用纯功率电阻作为预充回路的软启动电阻，由电功率公式P = 12R得知，当启动时大电流通过预充电阻体时，则功率电阻体本身会消耗系统很多的能量，会明显拉低整车系统在预充阶段的整体转换效率，不符合节能环保的绿色高效理念。尤其是，电动汽车需经常性的启停，如使用消耗型的功率电阻作为抑制浪涌电流的载体，那么势必会降低其整车在预充电期间的能量转换效率。
【实用新型内容】
[0005]为了克服现有技术的缺点与不足，本实用新型的目的在于提供一种
[0006]本实用新型的目的通过下述技术方案实现:
[0007]—种基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，包括串联形成主充电回路的电池组、主回路开关和电机负载中的母线电容器，还有一条与主回路开关并联的预充电支路，所述预充电支路包括相串联的预充电电阻和预充电开关;所述预充电电阻为负温度系数热敏电阻。
[0008]其中，所述主充电回路还包括与电池组串联的分流器。
[0009]其中，所述分流器与电动汽车的电池管理系统信号连接。
[0010]其中，所述母线电容器与电机负载相并联。
[0011]其中，所述主充电回路还包括主回路保护开关，电池组、主回路开关、母线电容器和主回路保护开关依次串联形成主充电回路。
[0012]其中，所述主回路开关为高压型继电器。
[0013]其中，所述主回路保护开关为高压型继电器。
[0014]其中，所述预充电开关为高压型继电器。
[0015]其中，所述主回路开关和预充电开关的控制端与电动汽车的电池管理系统连接。
[0016]其中，所述主回路保护开关的控制端与电动汽车的电池管理系统连接。
[0017]本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果:本实用新型基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统采用负温度系数热敏电阻作为系统预充电支路的软启动电阻，可削弱启动过程中所产生的电流尖峰，使得启动更加平稳。
【附图说明】
[0018]图1为实施例1所述基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统的结构示意图。
[0019]图2为实施例2所述基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统的结构示意图。
[0020]图3为实施例3所述基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0022]实施例1
[0023 ] 一种基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，如图1所示，包括串联形成主充电回路的电池组1、主回路开关2和母线电容器3，还有一条与主回路开关并联的预充电支路，所述预充电支路包括相串联的预充电电阻4和预充电开关5;所述预充电电阻4为负温度系数热敏电阻(NTC热敏电阻)。
[0024]其中，所述母线电容器3与电机负载6相并联。
[0025]上述基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统与电动汽车的电池管理系统相连接。当需要启动电动汽车时，电池管理系统检测主回路开关和预充电开关是否为断开状态；当检测都为断开状态时，闭合预充电开关，主充电回路形成电池组放电电流通路，NTC热敏电阻开始工作，NTC热敏电阻呈现阻抗，对放电电流通路中突变的电流尖峰抑制削减，降低电流尖峰对预充电开关及母线电容器的冲击；
[0026]随着电池组放电电流通过NTC热敏电阻，NTC热敏电阻体发热，其阻抗呈指数曲线下降至很小值，消耗在NTC热敏电阻体上的能量随之减至很小，NTC热敏电阻几乎不消耗功率能量，软启动过程结束；
[0027]待电机负载及母线电容器正端电压达到电池组总正电压的95%以上时，闭合主回路开关，预充电过程结束，NTC热敏电阻处于非工作状态，随之控制预充电开关断开。
[0028]实施例2
[0029]—种基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，如图2所示，包括依次串联形成主充电回路的电池组1、主回路开关2、母线电容器3和主回路保护开关8，还有一条与主回路开关并联的预充电支路，所述预充电支路包括相串联的预充电电阻4和预充电开关5;所述预充电电阻4为负温度系数热敏电阻。
[0030]其中，所述母线电容器3与电机负载6相并联。
[0031]其中，所述主充电回路还包括与电池组串联的分流器7。
[0032]其中，所述分流器7与电动汽车的电池管理系统信号连接。
[0033]其中，所述主回路开关2为高压型继电器。
[0034]其中，所述主回路保护开关8为高压型继电器。
[0035]其中，所述预充电开关5为高压型继电器。
[0036]其中，所述主回路开关2和预充电开关5的控制端与电动汽车的电池管理系统连接。
[0037]其中，所述主回路保护开关8的控制端与电动汽车的电池管理系统连接。
[0038]上述基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统与电动汽车的电池管理系统相连接。当需要启动电动汽车时，
[0039]当电池管理系统检测到电池组内部总压及单体最小电压有效，且主回路开关、主回路保护开关和预充电开关断开时，闭合主回路保护开关；
[0040]当电池管理系统检测到主回路保护开关处于闭合状态且主回路开关断开时，闭合预充电开关，主充电回路形成电池组放电电流通路，NTC热敏电阻开始工作，NTC热敏电阻呈现阻抗，对放电电流通路中突变的电流尖峰抑制削减，降低电流尖峰对预充电开关及母线电容器的冲击；
[0041]随着电池组放电电流通过NTC热敏电阻，NTC热敏电阻体发热，其阻抗呈指数曲线下降至很小值，消耗在NTC热敏电阻体上的能量随之减至很小，NTC热敏电阻几乎不消耗功率能量，软启动过程结束；
[0042]待电机负载及母线电容器正端电压达到电池组总正电压的95%以上时，闭合主回路开关，预充电过程结束，NTC热敏电阻处于非工作状态，随之控制预充电开关断开。
[0043]在预充电支路间串联一功率型的NTC热敏电阻，利用NTC热敏电阻阻值随温度上升呈指数关系减小的这一特性，完成整车系统的软启动过程，达到以下较好的效果:
[0044]1.系统启动之前，NTC热敏电阻没有电流通过，电阻体没有温升，呈现一定的阻抗，系统开机启动，预充电支路闭合，NTC热敏电阻有电流通过，呈现阻抗值的NTC热敏电阻可有效抑制瞬时的浪涌电流尖峰，削减和平滑电流的峰值，减小电流与有限时间的比值，使得启动电流更加平滑，对后级的电子器件及负载的冲击减小。
[0045]2.随着电流通过NTC热敏电阻，NTC热敏电阻体产生热量，NTC热敏电阻阻值快速减小至很小且接近于零，NTC热敏电阻两端的压差也随之减小，如此，消耗在NTC热敏电阻上的能量将减至很小，进而可提高预充电期间的系统转换效率。
[0046]实施例3
[0047]—种基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，如图3所示，包括电池组、分流器;所述电池组由多节单体电芯串并联组成，电池组的总正端通过动力线缆或者铜排与分流器连接;分流器采集的电流信号通过差分取样的方式送至电池管理系统(BMS)处理；
[0048]所述基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统还包括正极继电器、负极继电器、预充继电器和NTC热敏电阻，所述正极继电器的触点①通过分流器的另一端连接于电池组的总正端，正极继电器的触点②与电机M的母线电容器E的正极连接；
[0049]所述负极继电器的触点①与电池组总负端连接，负极继电器的触点②与母线电容器E的负极连接；
[0050]所述预充继电器的触点①与NTC热敏电阻的一端连接，预充继电器的触点②连接于正极继电器的触点②，NTC热敏电阻的另一端与正极继电器的触点①连接；
[0051]所述NTC热敏电阻与预充继电器串联形成的预充电支路与正极继电器为并联连接；
[0052]所述电机M与母线电容器E是并联连接；
[0053]所述正极继电器、负极继电器、预充继电器都是高压型继电器，其低压侧线圈控制端都连接至电池管理系统。
[0054]上述基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统的工作方式为:
[0055]当电池管理系统检测到电池组内部总压及单体最小电压有效，且正负极继电器无粘连的条件下，闭合负极继电器；
[0056]当电池管理系统检测到负极继电器处于闭合状态且正极继电器无粘连的条件下，闭合预充继电器，主回路形成电池组放电电流通路，NTC热敏电阻开始工作，NTC热敏电阻呈现阻抗，对放电电流通路中突变的电流尖峰抑制削减，降低电流尖峰对预充继电器及母线电容器E的冲击；
[0057]随着电池组放电电流通过NTC热敏电阻，NTC热敏电阻体发热，其阻抗呈指数曲线下降至很小值，消耗在NTC热敏电阻体上的能量随之减至很小，NTC热敏电阻几乎不消耗功率能量，软启动过程结束；
[0058]待电机负载及母线电容器E正端电压达到电池组总正电压的95%以上时，闭合正极继电器，预充电过程结束，NTC热敏电阻处于非工作状态。
[0059]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，其特征在于，包括串联形成主充电回路的电池组、主回路开关和电机负载中的母线电容器，还有一条与主回路开关并联的预充电支路，所述预充电支路包括相串联的预充电电阻和预充电开关;所述预充电电阻为负温度系数热敏电阻。2.根据权利要求1所述的基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，其特征在于:所述主充电回路还包括与电池组串联的分流器。3.根据权利要求2所述的基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，其特征在于:所述分流器与电动汽车的电池管理系统信号连接。4.根据权利要求1所述的基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，其特征在于:所述母线电容器与电机负载相并联。5.根据权利要求1所述的基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，其特征在于:所述主充电回路还包括主回路保护开关，电池组、主回路开关、母线电容器和主回路保护开关依次串联形成主充电回路。6.根据权利要求1所述的基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，其特征在于:所述主回路开关为高压型继电器。7.根据权利要求1所述的基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，其特征在于:所述预充电开关为高压型继电器。8.根据权利要求5所述的基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，其特征在于:所述主回路保护开关为高压型继电器。9.根据权利要求1所述的基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，其特征在于:所述主回路开关和预充电开关的控制端与电动汽车的电池管理系统连接。10.根据权利要求5或8所述的基于负温度系数热敏电阻的电动汽车软启动电路系统，其特征在于:所述主回路保护开关的控制端与电动汽车的电池管理系统连接。
【文档编号】B60L11/18GK205523742SQ201620111081
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月3日
【发明人】徐文赋, 任素云, 贺亮
【申请人】惠州市蓝微新源技术有限公司