高压供电系统及电动车辆的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种高压供电系统，同时，本实用新型还涉及一种装载有该高压供电系统的电动车辆。


背景技术：

2.随着新能源行业的快速发展，电动汽车以其低污染、低耗能的优势正获得飞速发展；与此同时，市场上对电动汽车续航性能的要求也越来越高。因此，一般车企通过将电池模组进行串并联来满足供电系统的容量需求。
3.目前，在供电系统中，锂电池的内阻比较小，当大容量、高电压等级的电池组进行并联时，由于并联使用的电池组的性能参数不同，导致在放电过程中，各并联支路间产生严重的偏流和环流，使得并联电池组的dod(电池放电深度)不同，进而影响电池及其它电气元件的寿命。
4.现有技术中的供电系统，一般通过设置预充继电器和预充电阻的方式，来解决并联电池组之间的环流产生问题；但是，该方式还存在不足，其可在电池组上电开始阶段避免发生环流现象，而无法避免在放电过程中发生环流现象。此外，预充电阻在使用过程中，不可避免地还会造成一定程度的电能浪费，导致系统整体使用效果欠佳。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种高压供电系统，以可在放电过程中避免电池组之间产生并联环流问题，且使用效果好。
6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种高压供电系统，包括并联设置的电池组，各所述电池组的正、负极分别通过主正接触器和主负接触器与车载用电设备的正、负极对应连接，各所述电池组的正极上串联有集成预充模块的电压转换器，所述电压转换器在控制器的控制下，具有预充模式和稳压模式。
8.进一步的，所述电压转换器采用dc/dc转换器。
9.进一步的，位于其一所述电池组正极的所述电压转换器，经由第一接触器连接至主正接触器；另一所述电池组的负极经由第二接触器连接至主负接触器。
10.进一步的，在并联设置的所述电池组之间连接有可控的串联支路；所述串联支路的一端连接至与所述第一接触器串联的所述电池组的正极引出端，另一端连接至与所述第二接触器串联的所述电池组的负极引出端。
11.进一步的，在所述串联支路上串联有第三接触器。
12.进一步的，霍尔传感器串联在所述高压供电系统的主电路上。
13.进一步的，所述霍尔传感器经由所述主负接触器与所述负载连接。
14.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
15.本实用新型所述的高压供电系统，通过在各电池组的正极上串联有集成预充模块
的电压转换器，且各电压转换器在控制器的控制下，具有预充模式和稳压模式，通过该电压转换器的预充模式进行整个系统的预充电过程，进而确保各电气元件的使用安全及系统整体的安全；
16.在放电过程中，可通过该电压转换器的稳压模式来实现对各电路的线性稳压，以可避免各电池组之间产生并联环流问题，进而能够实现对外输出电流平衡；同时，还可防止各电池组受到浪涌电流的冲击，从而有效提升各电池组的使用寿命及品质。
17.此外，在并联设置的各电池组之间连接有可控的串联支路，该串联支路在实现各电池组之间的串联后，可提高该供电系统的放电功率，进而扩大了该供电系统的使用范围。
18.本实用新型的另一目的在于提出一种电动车辆，该电动车辆装载有如上所述的高压供电系统。
19.本实用新型所述的电动车辆，通过应用上述的高压供电系统，能够有效提高该电动车辆上的高压供电系统的使用寿命、稳定性和安全性，进而有效提高该电动车辆的使用效果及品质。
附图说明
20.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
21.图1为本实用新型实施例所述的高压供电系统的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例所述的各电池组串联上电时的流程图；
23.图3为本实用新型实施例所述的各电池组并联上电时的流程图；
24.附图标记说明：
25.1、电池组；2、主正接触器；3、主负接触器；4、电压转换器；5、第一接触器；6、第二接触器；7、霍尔传感器；8、第三接触器；9、负载。
具体实施方式
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
28.实施一
29.本实施例涉及一种高压供电系统，在整体结构上，该高压供电系统包括并联设置的电池组1、主正接触器2、主负接触器3，以及集成预充模块的电压转换器4。
30.基于如上的设计思想，本实施例的高压供电系统的一种示例性结构如图1所示，本实施例中，各电池组1的正、负极分别通过主正接触器2和主负接触器3与车载用电设备的正、负极对应连接，并且，各电池组1的正极上串联有集成预充模块的电压转换器4，该电压转换器4在控制器的控制下，具有预充模式和稳压模式。
31.需要说明的是，本实施例中的负载9一般为车载用电设备，在图1中只简单示意了负载9的正、负极，且该负载9的正、负极分别与主正接触器2和主负接触器3对应连接。
32.同时，本实施例的集成预充模块的电压转换器4，在具体实施时，预充模块内包括
有带有预充开关的预充电阻，而为便于描述，本实施例中将电压转换器4自身的电压转换功能模块称为稳压模块，此时，预充模块和稳压模块以并联形式集成在电压转换器4自身的pcb板(printed circuit boards，印刷电路板)上。当然，预充模块和稳压模块之间的集成方式除了本实施例的集成方式之外，还可采用本领域技术人员所熟知的技术手段来实现。
33.同样，还值得提及的是，本实施例的预充模式是指通过控制器闭合预充开关，使电压转换器4内的预充模块连通于该供电系统的电路内；而本实施例的稳压模式是指在预充完成后，再次经由控制器断开预充开关，并使稳压模块连通于该供电系统的电路内，从而将电压转换器4由预充模式切换为稳压模式。
34.此外，通常地，本实施例的主正接触器2、主负接触器3，以及下文述及的第一接触器5、第二接触器6及第三接触器8，均采用常规的接触器产品即可，以满足频繁操作和远距离控制等相关使用需求。另外，本实施例的控制器采用bms(battery management unit、电池管理系统)即可，其并未在图中示出；且具体实施时，bms还与vcu(vehicle control unit、整车控制器)相连。
35.为提高整体系统的使用效果，如图1所示，上述的电压转换器4采用dc/dc转换器，其具有功耗小、效率高、稳压效果好等特性。当然，此处的dc/dc转换器优选采用升降压型dc/dc转换器。
36.本实施例中，仍如图1所示，位于其一电池组1正极的电压转换器4，经由第一接触器5连接至主正接触器2；而另一电池组1的负极经由第二接触器6，连接至主负接触器3。
37.同时，再结合图1所示，本实施例中，在并联设置的电池组1之间连接有可控的串联支路，串联支路的一端连接至与第一接触器5串联的电池组1的正极引出端，另一端连接至与第二接触器6串联的电池组1的负极引出端。并作为优选的，在串联支路上还串联有第三接触器8。
38.本实施例中，具体来讲，在图1中所示状态下，该串联支路的一端连接在左侧电池组1的负极，而其另一端与右侧电池组1正极相连，当然，除了此种连接方式之外，还可将串联支路的一端连接在右侧电池组1的负极，并将串联支路的另一端与左侧电池组1正极相连，此时，只需将第二接触器6相应调整至右侧电池组1的负极端即可，从而实现本实施例高压供电系统中串联电路的等效替换。
39.该串联支路的构建，可实现各电池组1之间的串联，进而提高本实施例高压供电系统的放电功率，从而扩大了该供电系统的使用范围。另外，需要说明的是，本实施例中未述及的各结构，均可采用现有技术中电动汽车供电技术领域的常见结构即可。
40.本实施例如图1所示，具体实施时，在高压供电系统的主电路上还串联有霍尔传感器7，且通常地，该霍尔传感器7设置在第二接触器6和主负接触器3之间，并经由主负接触器3与负载9连接。
41.本实施例高压供电系统的各电池组1串联设置时，参照图1所示，此时，主正接触器2、主负接触器3及第三接触器8均处于闭合状态，而第一接触器5和第二接触器6处于断开状态，从而搭建成该系统所需的串联电路。
42.该串联电路上电过程，如图2所示，先经由vcu发出上电指令到bms，bms控制主负接触器3和第三接触器8闭合，然后再将dc/dc转换器切换至预充模式，随后控制主正接触器2闭合，开始进行预充电，此时，由bms判断预充是否完成；
43.若预充完成，bms则控制dc/dc转换器将预充模式切换至稳压模式，以进行后续线性稳压工作，从而完成上电过程。若预充并未完成，则需要bms判断预充是否超时；此时，如果预充未超时，bms重新将dc/dc转换器切换至预充模式，进行预充电；如果预充超时，上电过程失败，bms则断开各接触器。
44.本实施例高压供电系统的各电池组1并联设置时，参照图1所示，此时，主正接触器2、主负接触器3、第一接触器5及第二接触器6均处于闭合状态，而第三接触器8处于断开状态，从而搭建成该系统所需的并联电路。
45.该并联电路上电过程，如图3所示，先经由vcu发出上电指令到bms，bms控制主负接触器3、第一接触器5及第二接触器6闭合，然后再将dc/dc转换器切换至预充模式，随后控制主正接触器2闭合，开始进行预充电，此时，由bms判断预充是否完成；
46.若预充完成，bms则控制dc/dc转换器将预充模式切换至稳压模式，以进行后续线性稳压工作，从而完成上电过程。若预充并未完成，则需要bms判断预充是否超时；此时，如果预充未超时，bms重新将dc/dc转换器切换至预充模式，进行预充电；如果预充超时，上电过程失败，bms则断开各接触器。
47.当然，在判断预充是否完成时，首先由预充模块采集预充总压，并将采集到的预充总压信息传输至bms，此时，若预充总压处在供电系统总压的预设电压范围u内，bms判断预充完成，反之，预充未完成；此处的预设电压范围u一般为本领域技术人员判断预充是否完成的所熟知的设定电压值。
48.此外，在判断预充是否超时，主要判断预充总压到达预设电压范围u的时间是否处在预定时间t内，并且，预定时间t一般为本领域技术人员判断预充是否超时的所熟知的设定时间值。
49.本实施例所述的高压供电系统，通过在各电池组1的正极上串联有集成预充模块的电压转换器4，且各电压转换器4在控制器的控制下，具有预充模式和稳压模式，通过该电压转换器4的预充模式进行整个系统的预充电过程，进而确保各电气元件的使用安全及系统整体的安全；
50.在放电过程中，可通过该电压转换器4的稳压模式来实现对各电路的线性稳压，以可避免各电池组1之间产生并联环流问题，进而能够实现对外输出电流平衡；同时，还可防止各电池组1受到浪涌电流的冲击，从而有效提升各电池组1的使用寿命及品质。
51.此外，采用将预充模块集成在电压转换器4的方式来实现各电路的线性稳压，相比于采用的预充继电器和预充电阻的方式，还能够提高系统整体的集成化、轻量化及智能化，从而有效提高系统整体的使用效果。
52.实施二
53.本实施例涉及一种电动车辆，该电动车辆装载有实施例一中的高压供电系统。本实施例所述的电动车辆，通过应用实施例一中的高压供电系统，能够有效提高该电动车辆上的高压供电系统的使用寿命、稳定性和安全性，进而有效提高该电动车辆的使用效果及品质。
54.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。