[发明专利]电动车辆动力电池预充系统及装置

说明书

本发明提出了电动车辆动力电池预充系统及装置，所述动力电池预充装置包括预充电路，所述预充电路由电流源电路和母线电容构成，其中所述电流源电路提供对所述母线电容充电的电流，其中，所述电流源电路包括三极管、第一电阻和第二电阻、以及至少两个高压MOSFET晶体管。本发明所公开的电动车辆动力电池预充系统及装置具有高的充电效率、低成本以及低失效率。

技术领域

本发明涉及预充系统及装置，更具体地，涉及电动车辆动力电池预充系统及装置。

背景技术

目前，随着纯电动/混合动力车辆的日益发展和普及，对电动车辆的动力电池系统进行快速有效的预充变得越来越重要。

现有的电动车辆电驱动系统典型地包括电池包子系统和电机子系统，其中，所述电池包子系统通常包括电池组、电池管理系统以及配电盒，而所述电机子系统通常包括逆变器和电机。

图1是现有的电动车辆动力电池预充系统的电池包子系统的示意图。如图1所示，电池包子系统包括电池组1和配电盒2，其中，所述电池组1进一步包括多个电池管理单元3和多个电芯4，所述多个电芯4被串联连接以形成高压电池，所述电池管理单元3用于监控所述多个电芯4的电压、电流、容量等等。所述配电盒2用于控制电池包子系统对外连接的通断，其电器连接典型地由主正继电器Relay+，主负继电器Relay-，预充继电器Pre-charge、以及预充电阻R_precharge组成（其中，B+是电池正极，B-是电池负极，P+是电池包输出正极，P-是电池包输出负极）。如图1所示，现有的电动车辆动力电池预充系统的工作原理如下：在上电时，主负继电器Relay-首先被闭合，随后闭合预充继电器Pre-charge，致使预充回路对电机子系统的母线电容充电（例如典型地通过一阶阻容电路给母线电容充电），以避免直接闭合主正继电器时产生的瞬间充电电流过大而烧毁继电器和逆变器，随后，在满足预定的条件后结束预充电过程并闭合主正继电器Relay+而实施充电。

然而，上述现有的技术方案存在如下问题：（1）由于采用阻-容充电结构，故在充电后期电阻上压差变小而使充电电流呈指数减小，由此造成充电时间长，充电效率低下；（2）由于继电器等电气分配装置通常被置于配电盒中，而预充继电器和电阻的加入增加了配电盒的成本，使得原本狭小的配电盒内空间更为拥挤，并且预充电阻在每次预充期间充当发热装置，故使得整个配电盒的失效率显著增加，同时也增加了系统控制和诊断的负担；（3）由于预充电阻在继电器刚闭合时要承受整个电池包的高压，故预充电阻选型困难，即，如果选择相应额定功率电阻，由于最大电流时间极短，造成参数浪费，而如果超出额定功率使用，如果外部电容等参数发生变化，则容易造成电阻过热，增加失效率。

因此，存在如下需求：提供具有高的预充效率、低成本以及低失效率的电动车辆动力电池预充系统及装置。

发明内容

为了解决上述现有技术方案所存在的问题，本发明提出了具有高的预充效率、低成本以及低失效率的电动车辆动力电池预充系统及装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电动车辆动力电池预充装置，所述动力电池预充装置包括预充电路，所述预充电路由电流源电路和母线电容C构成，其中所述电流源电路提供对所述母线电容C充电的电流nI，其中，所述电流源电路包括三极管Q0a、第一电阻R1和第二电阻R2、以及至少两个高压MOSFET晶体管Q0b和Q1…Qn。

在上面所公开的方案中，优选地，所述母线电容C位于第二正电极P+和第二负电极P-之间。

在上面所公开的方案中，优选地，所述三极管Q0a的基极与电压源V0相连接，所述三极管Q0a的发射极与所述第二电阻R2的第一端相连，并且所述三极管Q0a的集电极与所述第一电阻R1的第一端相连接。

在上面所公开的方案中，优选地，所述第二电阻R2的第二端与所述第一负电极B-相连接，并且所述第一电阻R1的第二端与所述至少两个高压MOSFET晶体管 Q0b和Q1…Qn中的每个的栅极相连接。