电动汽车高压控制器的供电电路、方法及电动汽车与流程

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车高压控制器的供电电路、方法及电动汽车。

背景技术：

电动汽车，是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。随着社会对环境问题的日益关注，电动汽车得到了大规模的普及应用。相对于传统汽车来说，电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，其中涉及到的高压部件均由通过高电压提供能量，譬如电机控制器、dc-dc转换器、油泵控制器、气泵控制器、绝缘检测仪，等等。

这些高压部件的供电电路通常采用的做法是提供低压供电回路，该方式的采用可以在高压建立前控制器可以完成自检，但缺陷是采集高压电压和电流需要增加隔离电路，为降低低压传导则需要增加滤波电路，为满足车载设备要求的电压跌落需要增加储能电路，这些都会大大增加电动汽车的系统成本。

技术实现要素：

为了解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种结构简单、成本更低的电动汽车高压控制器的供电电路、方法及电动汽车。

一种电动汽车高压控制器的供电电路，包括高压电源支路、与所述高压电源支路并联连接的辅助电源支路、以及与高压电源支路连接的电压转换电路，所述高压电源支路包括与高压电池的输出端连接的第一电压变换器、连接于所述第一电压变换器的输出端和所述电压转换电路的输入端之间的第一单向导通器件；所述辅助电源支路为低压电源支路，包括连接于所述低压电池的输出端和所述电压转换电路的输入端之间的第二单向导通器件；所述电压转换电路包括第二电压变换器；

所述高压电源支路向所述第二电压变换器输出的高压电压未建立前，所述低压电源支路经过所述第二单向导通器件向所述第二电压变换器提供第一电压，所述第一电压经由所述第二电压变换器转换成供电电压向高压部件供电；

所述高压电源支路向所述第二电压变换器输出的高压电压建立后，经过所述第一单向导通器件向所述第二电压变换器提供第二电压，所述第二电压大于所述第一电压，所述第二单向导通器件反向截止，所述第二电压经由所述第二电压变换器转换成供电电压向高压部件供电。

其中，所述第一单向导通器件的导通电压大于所述第二单向导通器件的导通电压。

其中，所述第一单向导通器件的输出端与所述第二单向导通器件的输出端连接形成节点，所述节点与所述第二电压变换器的输入端连接。

其中，所述高压电源支路断开或输出异常时，所述低压电源支路经过所述第二单向导通器件向所述第二电压转换器提供的第一电压大于所述高压电源支路向所述第二电压转换器的输出电压，所述第一单向导通器件截止，所述第一电压经由所述第二电压转换器转换成供电电压。

一种电动汽车高压控制器的供电电路，包括高压电源支路、与所述高压电源支路并联连接的辅助电源支路、以及与高压电源支路连接的电压转换电路，所述高压电源支路包括与高压电池的输出端连接的第一电压变换器、连接于所述第一电压变换器的输出端和所述电压转换电路的输入端之间的第一单向导通器件；所述辅助电源支路为低压电源支路，包括连接于所述低压电池的输出端和所述电压转换电路的输入端之间的第二单向导通器件；所述电压转换电路包括第二电压变换器；

所述供电电路根据所述高压电源支路的输出于不同工作状态之间切换，所述工作状态包括如下至少两种：

第一工作状态，当所述高压电源支路向所述第二电压变换器输出的高压电压未建立前，所述低压电源支路经过所述第二单向导通器件向所述第二电压变换器提供第一电压，所述第一电压经由所述第二电压变换器转换成供电电压向高压部件供电；

第二工作状态，当所述高压电源支路向所述第二电压变换器输出的高压电压建立后，所述高压电源支路经过所述第一单向导通器件向所述第二电压变换器提供第二电压，所述第二电压大于所述第一电压，所述第二单向导通器件反向截止，所述第二电压经由所述第二电压变换器转换成供电电压向高压部件供电；

第三工作状态，当所述高压电源支路向所述第二电压变换器输出的高压电压异常掉落时，所述低压电源支路经过所述第二单向导通器件向所述第二电压变换器提供的第一电压大于所述高压电源支路向所述第二电压变换器的输出电压，所述第一单向导通器件反向截止，所述第一电压经由所述第二电压变换器转换成供电电压向高压部件供电。

其中，所述第一单向导通器件的导通电压大于所述第二单向导通器件。

其中，所述第一单向导通器件的输出端与所述第二单向导通器件的输出端连接形成节点，所述节点与所述第二电压变换器的输入端连接。

一种电动汽车高压控制器的供电方法，供电电路包括高压电源支路、与所述高压电源支路并联的辅助电源支路、以及与高压电源支路连接的电压转换电路，所述辅助电源支路为低压电源支路，所述方法包括：

当所述高压电源支路向所述电压转换电路输出的第一电压大于所述低压电源支路向所述电压转换电路输出的第二电压时，所述高压电源支路向所述电压转换电路提供第二电压，所述高压电源支路导通，所述低压电源支路反向截止，所述第二电压经由所述电压转换电路转换成供电电压向高压部件供电；

当所述第一电压小于所述第二电压时，所述高压电源支路反向截止，所述低压电源支路导通，所述第一电压经由所述电压转换电路转换成供电电压向高压部件供电。

其中，当电动汽车启动时，所述低压电源支路向所述电压转换电路提供第二电压，所述第二电压经由所述电压转换电路转换成供电电压向高压部件供电，以使高压控制器自检完成后触发所述高压电源支路建立向所述电压转换电路输出的第一电压。

一种电动汽车，包括本申请实施例所提供的电动汽车高压控制器的供电电路。

本发明实施例中，高压部件的供电电源包括高压电源支路以及与所述高压电源支路并联连接的辅助电源支路，所述高压电源支路向所述第二电压变换器输出的高压电压未建立前，低压电源支路经过所述第二单向导通器件向所述第二电压变换器提供第一电压，所述第一电压经由所述第二电压变换器转换成供电电压向高压部件供电；高压电源支路向所述第二电压变换器输出的高压电压建立后，经过所述第一单向导通器件向所述第二电压变换器提供第二电压，所述第二电压大于所述第一电压，所述第二单向导通器件反向截止，所述第二电压经由所述第二电压变换器转换成供电电压向高压部件供电；将高压部件低压供电回路的常规供电放在高压侧，从而可以不经过隔离直接采集负载电压和电流，省去隔离电路降低成本；电动汽车高压控制器的低压供电回路由低压和高压两条电源支路同时供电，高压电源支路和低压电源支路平滑切换，高压建立前可以由低压电源支路供电，高压部件可以保存数据，满足整车要求，高压建立后不再由低压电源支路供电，可以降低电压电池在电压瞬降时的要求，省去储能电路降低成本。该电动汽车高压控制器的供电电路的设计简单易实现，有效降低了电动汽车的系统成本。

附图说明

图1是已知的电动汽车高压控制器的供电电路的拓扑图；

图2是本发明一实施例提供的电动汽车高压控制器的供电电路的拓扑图；

图3是本发明一实施例提供的电动汽车高压控制器的供电电路的示意图；

图4是本发明一实施例提供的电动汽车高压控制器的供电方法的流程图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员可以轻易想到变化或替换得到的其它实施例，都属于本发明保护的范围。

针对电动汽车，新增的零部件大部分为高压部件，譬如电机控制器、dc/dc转化器、油泵控制器、气泵控制器、绝缘检测仪等。这些控制器控制电路一般是从低压侧取电做升压处理后驱动高压部件工作，如采用如图1所示的低压供电回路的电源拓扑供电。但这种方案采集高压电压uh和电流需要增加隔离电路，为降低低压传导则需要增加滤波电路，为满足车载设备要求的电压跌落需要增加储能电路，这些都会大大增加电动汽车的系统成本。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种电动汽车高压控制器的供电电路，通过将高压部件的低压供电回路的常规供电放在高压侧，低压供电回路由低压电源支路20和高压电源支路10共两条电源支路同时供电，通过高压电源支路10和低压电源支路20之间平滑切换，实现在高压未建立之前、或高压断开或输出异常时，可以由低压电源支路20供电；当高压建立后则由高压电源支路10供电。请参阅图2，为本申请实施例提供的电动汽车高压控制器的供电电路的拓扑图，所述供电电路包括高压电源支路10、与所述高压电源支路10并联连接的辅助电源支路以及与高压电源支路10连接的电压转换电路30，所述高压电源支路10包括与高压电池的输出端连接的第一电压uh1变换器t1、连接于所述第一电压uh1变换器t1的输出端和所述电压转换电路30的输入端之间的第一单向导通器件d1；所述辅助电源支路为低压电源支路20，包括连接于所述低压电池的输出端和所述电压转换电路30的输入端之间的第二单向导通器件d2；所述电压转换电路30包括第二电压ul1变换器t2；所述高压电源支路10向所述第二电压ul1变换器t2输出的高压电压uh未建立前，所述低压电源支路20经过所述第二单向导通器件d2向所述第二电压ul1变换器t2提供第一电压uh1，所述第一电压uh1经由所述第二电压ul1变换器t2转换成供电电压ub向高压部件供电；所述高压电源支路10向所述第二电压ul1变换器t2输出的高压电压uh建立后，经过所述第一单向导通器件d1向所述第二电压ul1变换器t2提供第二电压ul1，所述第二电压ul1大于所述第一电压uh1，所述第二单向导通器件d2反向截止，所述第二电压ul1经由所述第二电压ul1变换器t2转换成供电电压ub向高压部件供电。

其中，高压电源支路10中的第一电压uh1转换器和所述电压转换电路30中的第二电压ul1转换器串联连接，低压电源支路20和高压电源支路10并联连接，第一单向导通器件d1的输入端与第一电压uh1转换器的输出端连接，第一单向导通器件d1的输出端与第二单向导通器件d2的输出端连接形成节点，所述节点与第二电压ul1转换器的输入端连接。所述第一电压uh1转换器的输入端与高压电池连接，高压电源支路10的输入电压为高电压uh，经过第一电压uh1转换器转换后、经由第一单向导通器件d1向第二电压ul1转换器输出的第一电压为uh1。所述第二单向导通器件d2的输入端与低压电池连接，所述低压电源支路20的输入电压为低电压ul，经由第二单向导通器件d2向第二电压ul1转换器输出的第二电压为ul1。当电动汽车刚启动或者高压异常断开再修复时，所述高压电源支路10向第二电压ul1变换器t2输出的高压电压uh未建立前，所述第一电压uh1小于所述第二电压ul1，第一单向导通器件d1截止，第二单向导通器件d2导通，第二电压ul1转换器将第二电压ul1作为输入电压，进行转换形成供电电压ub提供给高压部件供电。高压部件可以为高压驱动的高压控制器，例如油泵控制器等，在本申请实施例中，高压建立前由低压电源支路20进行供电，高压控制器可以通过基于低压电源支路20的供电获得的供电电压ub完成自检。第一单向导通器件d1和第二单向导通器件d2可以为二极管，二极管的阳极为输入端，阴极为输出端；可选的，单向导通器件也可以为其它可控开关管，如mos管、igbt等通过一驱动信号控制其单向导通。

当所述高压电源支路10向所述第二电压ul1变换器t2输出的高压电压uh建立后，所述第一电压uh1大于所述第二电压ul1，第一单向导通器件d1导通，第二单向导通器件d2截止，第二电压ul1转换器将第一电压uh1作为输入电压，进行转换形成供电电压ub提供给高压部件供电。

上述实施例所提供的供电电路，将高压部件低压供电回路的常规供电放在高压侧，从而可以不经过隔离直接采集负载电压和电流，省去隔离电路以降低成本；电动汽车高压控制器的低压供电回路由低压和高压两条电源支路同时供电，高压电源支路10和低压电源支路20平滑切换，高压建立前可以由低压电源支路20供电，高压部件可以保存数据，满足整车要求，高压建立后不再由低压电源支路20供电，也可以降低电压电池在电压瞬降时的要求，省去储能电路以进一步降低成本。该电动汽车的高压控制器的供电电路的设计简单易实现，有效降低了电动汽车的系统成本。

在一些实施例中，所述供电电路还包括：所述高压电源支路10断开或输出异常时，所述低压电源支路20经过所述第二单向导通器件d2向所述第二电压ul1转换器提供的第一电压uh1大于所述高压电源支路10向所述第二电压ul1转换器的输出电压，所述第一单向导通器件d1截止，所述第一电压uh1经由所述第二电压ul1转换器转换成供电电压ub。

电动汽车的正常行驶过程中，一旦高压电池输出的高压电压uh异常，包括高压电池断路或其输出的高压电压uh不在要求范围内，则启动低压电池，低压电池输出低压电压ul，低压电压ul通过第二单向导通器件d2后向第二电压ul1转换器提供第二电压ul1。由于高压电池异常，高压电池向第二电压ul1转换器提供的第一电压uh1小于所述第二电压ul1，第一单向导通器件d1的输出端为高电位，而输入端为低电位，第一单向导通器件d1截止，此时，第二单向导通器件d2导通，第二电压ul1转换器将第二电压ul1作为输入电压，进行转换形成供电电压ub提供给高压部件供电。

其中，所述第一单向导通器件d1的导通电压大于所述第二单向导通器件d2的导通电压。所述第一单向导通器件d1的输出端与所述第二单向导通器件d2的输出端连接形成节点，所述节点与所述第二电压ul1变换器t2的输入端连接。经由高压电源支路10和低压电源支路20的并联设计，电动汽车高压控制器的低压供电回路由低压和高压两条电源支路同时供电，且高压电源支路10和低压电源支路20根据高压侧的供电情况可自动平滑切换，从而至少能够带来如下技术效果：

第一，高压控制器的低压供电回路的常规供电放在高压侧，从而可以不经过隔离直接采集负载电压和电流，省去隔离电路，降低系统成本；

第二，高压电源支路10和低压电源支路20可以平滑切换，可以避免高压未建立或意外掉落时高压控制器的数据保存，满足整车安全稳定要求；

第三，高压建立后，高压控制器的供电不再由低压电源支路20供电，可以降低控制器低压传导的要求，省去昂贵的滤波电路，降低成本；

第四，高压建立后，高压控制器的供电不再由低压电源支路20供电，可以降低电压电池在电压瞬降时的要求，省去储能电路，降低系统成本。

本申请另一方面，还提供一种电动汽车高压控制器的供电电路，包括高压电源支路10、与所述高压电源支路10并联连接的辅助电源支路、以及与高压电源支路10连接的电压转换电路30，所述高压电源支路10包括与高压电池的输出端连接的第一电压uh1变换器t1、连接于所述第一电压uh1变换器t1的输出端和所述电压转换电路30的输入端之间的第一单向导通器件d1；所述辅助电源支路为低压电源支路20，包括连接于所述低压电池的输出端和所述电压转换电路30的输入端之间的第二单向导通器件d2；所述电压转换电路30包括第二电压ul1变换器t2；

所述供电电路根据所述高压电源支路10的输出于不同工作状态之间切换，所述工作状态包括如下中的至少两种：

第一工作状态，当所述高压电源支路10向所述第二电压ul1变换器t2输出的高压电压uh未建立前，所述低压电源支路20经过所述第二单向导通器件d2向所述第二电压ul1变换器t2提供第一电压uh1，所述第一电压uh1经由所述第二电压ul1变换器t2转换成供电电压ub向高压部件供电；

第二工作状态，当所述高压电源支路10向所述第二电压ul1变换器t2输出的高压电压uh建立后，所述高压电源支路10经过所述第一单向导通器件d1向所述第二电压ul1变换器t2提供第二电压ul1，所述第二电压ul1大于所述第一电压uh1，所述第二单向导通器件d2反向截止，所述第二电压ul1经由所述第二电压ul1变换器t2转换成供电电压ub向高压部件供电；

第三工作状态，当所述高压电源支路10向所述第二电压ul1变换器t2输出的高压电压uh异常掉落时，所述低压电源支路20经过所述第二单向导通器件d2向所述第二电压ul1变换器t2提供的第一电压uh1大于所述高压电源支路10向所述第二电压ul1变换器t2的输出电压，所述第一单向导通器件d1反向截止，所述第一电压uh1经由所述第二电压ul1变换器t2转换成供电电压ub向高压部件供电。

其中，所述第一单向导通器件d1的导通电压大于所述第二单向导通器件d2。所述第一单向导通器件d1的输出端与所述第二单向导通器件d2的输出端连接形成节点，所述节点与所述第二电压ul1变换器t2的输入端连接。

上述实施例所提供的电动汽车高压控制器的供电电路，所述第一工作状态所指的所述高压电源支路10向所述第二电压ul1变换器t2输出的高压电压uh未建立前，可以是指电动汽车启动时，或者是电动汽车在使用过程中，高压断开或异常掉落后恢复的过程中。在高压电压uh未建立前，由低压电源支路20向所述第二电压ul1变换器t2提供的第二电压ul1大于由高压电源支路10向所述第二电压ul1变换器t2提供的第一电压uh1，第一单向导通器件d1反向截止，第二单向导通器件d2导通，从而高压部件的低压供电回路由低压电源支路20进行供电，高压控制器可以通过基于低压电源支路20的供电获得的供电电压ub完成自检，且高压控制器的运行数据可以正常保存，确保整车安全及正常运行。

所述第二工作状态所指的所述高压电源支路10向所述第二电压ul1变换器t2输出的高压电压uh建立后，可以是指电动汽车启动后的正常运行过程中。在高压电压uh建立后，由低压电源支路20向所述第二电压ul1变换器t2提供的第二电压ul1小于由高压电源支路10向所述第二电压ul1变换器t2提供的第一电压uh1，第二单向导通器件d2反向截止，第一单向导通器件d1导通，从而高压部件的低压供电回路自动切换至由高压电源支路10进行供电，高压控制器的供电不再由低压电源支路20供电，可以降低控制器低压传导的要求，省去昂贵的滤波电路，降低成本；且高压控制器的供电不再由低压电源支路20进行供电，可以降低电压电池在电压瞬降时的要求，省去储能电路，降低系统成本。

所述第三工作状态所指的所述高压电源支路10向所述第二电压ul1变换器t2输出的高压电压uh异常掉落时，可以是指电动汽车启动后，高压电池输出的高压电压uh异常，比如高压电池断路或其输出的高压电压uh不在要求范围内。当高压电压uh异常掉落时，此时，由低压电源支路20向所述第二电压ul1变换器t2提供的第二电压ul1大于由高压电源支路10向所述第二电压ul1变换器t2提供的第一电压uh1，第一单向导通器件d1反向截止，第二单向导通器件d2导通，高压部件的低压供电回路再次自动切换至由低压电源支路20进行供电，高压控制器的运行数据可以正常保存，确保整车安全及正常运行。

本申请实施例又一方面，还提供一种电动汽车高压控制器的供电方法，供电电路包括高压电源支路10、与所述高压电源支路10并联的辅助电源支路、以及与高压电源支路10连接的电压转换电路30，所述辅助电源支路为低压电源支路20，请参阅图3，所述方法包括：

步骤s301，当所述高压电源支路10向所述电压转换电路30输出的第一电压uh1大于所述低压电源支路20向所述电压转换电路30输出的第二电压ul1时，所述高压电源支路10向所述电压转换电路30提供第二电压ul1，所述高压电源支路10导通，所述低压电源支路20反向截止，所述第二电压ul1经由所述电压转换电路30转换成供电电压ub向高压部件供电；

步骤s303，当所述第一电压uh1小于所述第二电压ul1时，所述高压电源支路10反向截止，所述低压电源支路20导通，所述第一电压uh1经由所述电压转换电路30转换成供电电压ub向高压部件供电。

在一些实施例中，所述供电方法还包括：当电动汽车启动时，所述低压电源支路20向所述电压转换电路30提供第二电压ul1，所述第二电压ul1经由所述电压转换电路30转换成供电电压ub向高压部件供电，以使高压控制器自检完成后触发所述高压电源支路10建立向所述电压转换电路30输出的第一电压uh1。

本申请实施例中，高压电源支路10uh通过第一电压uh1变换器t1和第一单向导通器件d1生成第一电压uh1，低压电源支路20ul通过第二单向导通器件d2生成第二电压ul1，两个电压比较后高电压会送到第二电压ul1变换器t2，经过电压变换后生成供电电压ub给高压部件供电。该供电回路共有如下三种工作状态：第一种工作状态：电动汽车上首先会上低压电，高压控制器自检完成后再上高压电。在高压电压uh未建立前，低压电压ul通过第二单向导通器件d2和第二电压ul1变换器t2转换成供电电压ub，给高压控制器供电。第二种工作状态：高压电压uh建立后通过第一电压uh1变换器t1和第一单向导通器件d1建立第一电压uh1与第二电压ul1比较，初始参数设定第一电压uh1大于第二电压ul1，第一电压uh1被送到第二电压ul1变换器t2，第二单向导通器件d2反向截至，供电电压ub由高压电压uh提供。第三种工作状态：电动汽车整车断电或高压电池异常断开时高压电压uh会先降下来，当第二电压ul1小于第一电压uh1时，第一单向导通器件d1会反向截至，第二单向导通器件d2会导通，低压电压ul通过第二单向导通器件d2和第二电压ul1变换器t2后变换为供电电压ub，给高压部件的高压控制器供电。

本申请实施例再一方面，还提供了一种电动汽车，该电动汽车包括了本申请实施例所提供的电动汽车高压控制器的供电电路。相关的技术原理及技术效果均已在上文实施例中进行了详细阐述，在此不再赘述。

本申请实施例中，电动汽车高压控制器的低压供电回路由低压和高压两条电源支路同时供电，高压电源支路10和低压电源支路20之间可以根据高压侧的供电状态可以平滑切换，高压建立前可以由低压电源支路20供电，高压部件可以保存数据，满足整车要求，高压建立后，电动汽车高压控制器的低压供电回路的常规供电由高压侧提供，不再由低压电源支路20供电，可以降低电压电池在电压瞬降时的要求，省去储能电路降低成本。该电动汽车高压控制器的供电电路的设计简单易实现，有效降低了电动汽车的系统成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围以准。