一種純電動汽車能量回饋過壓衝擊聯動保護系統的製作方法

2024-03-08 22:22:15

本實用新型屬於電路保護技術領域，涉及一種純電動汽車聯動保護系統，具體是一種純電動汽車能量回饋和過壓衝擊聯動保護系統。

背景技術：

在新能源汽車控制系統中為滿足最大效率的能源利用，越來越多的新能源汽車採用制動能量回饋系統，即在車輛制動過程進行能量回收反饋給電池包，提升整車能量利用。但在此過程中，某些極端工況往往會出現接近2倍於額定電壓的衝擊電壓，如此高的過壓衝擊導致能量回饋輸入線路上各用電器的過壓損毀現象，這就對整車及各個用電器對能量回饋的過壓衝擊保護提出了更高的要求。

如圖3所示，目前整車各用電器直接接於能量回饋輸入線路上，當用電器採樣電路採集的輸入電壓值高於主控晶片給定的過壓值時，僅能通過控制晶片控制主功率器件停止工作，整個保護過程相對緩慢，僅能針對較為平緩的能量回饋輸入抬升場合，無法實現極端工況下能量回饋造成的過壓衝擊保護。而且此種保護方式無法切斷用電器與能量回饋輸入線路的連接，致使電容、功率模塊等器件仍接通於能量回饋輸入線路，仍會因能量回饋電壓過高超出器件承受量程而損壞現象。

技術實現要素：

本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種純電動汽車能量回饋和過壓衝擊聯動保護系統，在新能源汽車能量回饋過壓衝擊等特殊工況下提供保護。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案實現：

一種純電動汽車能量回饋過壓衝擊聯動保護系統，包括用於連接在能量回饋輸入線路上的採樣電路，採樣電路通過濾波電路連接主控晶片的AD接口，主控晶片連接主功率器件，所述的主功率器件與能量回饋輸入線路之間設有繼電器，所述的採樣電路連接第一比較電路，所述的第一比較電路連接保護電路，所述的主控晶片的IO接口連接第二比較電路，所述的第二比較電路連接保護電路，所述的保護電路連接繼電器線包，用於給繼電器線包供電，控制繼電器的斷開或閉合。

進一步地，所述的採樣電路採用多電阻分壓採樣形式。

進一步地，所述的濾波電路採用「π」型濾波電路。

本實用新型的有益效果：本發明提供了一種純電動汽車能量回饋過壓衝擊聯動保護系統，實現能量回饋過程的過壓衝擊聯動的保護方式，當純電動汽車出現極端工況出現能量回饋過壓衝擊時，一方面通過主控晶片關斷主功率器件，另一方面通過硬體電路直接切斷主功率器件與能量回饋輸入線路的連接，避免主功率器件過壓損壞；採用兩級電壓保護方式，避免較低過壓情況繼電器頻繁切換，提高了抗幹擾能力和可靠性；過壓控制點可根據實際電路設計需求可調，設計方便，總體電路形式簡單，較少的器件使用條件下實現聯合保護工作。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

圖1是本實用新型的系統示意圖。

圖2是本實用新型的電路示意圖。

圖3是現有過壓保護系統的示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

如圖1所示，本實用新型提供了一種純電動汽車能量回饋過壓衝擊聯動保護系統，包括用於連接在能量回饋輸入線路上的採樣電路，採樣電路通過濾波電路連接主控晶片的AD接口，主控晶片連接主功率器件。

採樣電路用於採集能量回饋輸入線路輸入的電壓值信號，濾波電路對電壓值信號進行濾波處理，降低各類幹擾信號，輸出到主控晶片，當採樣電路採集的電壓值高於主控晶片給定的過壓值U1時，主控晶片控制主功率器件停止工作。

主功率器件與能量回饋輸入線路之間設有繼電器，採樣電路連接第一比較電路，第一比較電路連接保護電路，保護電路連接繼電器線包，用於給繼電器線包供電，控制繼電器的斷開或閉合。

當採樣電路採集能量回饋輸入線路輸入電壓超過過壓點U2時，通過第一比較電路控制保護電路斷開，繼電器線包停止供電，繼電器切斷，使主功率器件與能量回饋輸入線路斷開，保護主功率器件。

主控晶片的IO接口連接第二比較電路，第二比較電路連接保護電路，當採樣電路採集能量回饋輸入線路輸入電壓超過過壓點U2時，主控晶片輸出控制信號，通過第二比較電路控制保護電路斷開，繼電器線包停止供電，繼電器切斷，使主功率器件與能量回饋輸入線路斷開，保護主功率器件。

本系統的電路圖如圖2所示，電路中網絡BAT-IN接於能量回饋輸入線路，BAT接於主功率器件，網絡A接於主控晶片AD埠，網絡B接於主控晶片IO接口。

其中，K1為繼電器，電阻R2-R7組成採樣電路，電容C1、C2組成濾波電路，電阻R1與三端可編程集成電路D3組成第一比較電路，電阻R8、R9、R11、光耦E1、三極體Q1以及二極體V1組成保護電路，電阻R10、R12以及三端可編程集成電路D2組成第二比較電路，三端可編程集成電路D2和D3均採用TL431，當其參考電壓(2對3腳電壓)達到2.5V時，陰極(1腳)到陽極(3腳)導通。

採樣電路採用多電阻分壓採樣形式，此種方式電路簡單，考慮器件布局方便普遍採用貼片電阻，但貼片電阻受爬電距離影響存在耐壓值概念，如0805封裝電阻耐壓僅為150V，遠小於輸入供電電壓，易造成器件損壞，故採用多貼片電阻串聯分壓，有效減少布板體積及安全性。採樣電路後端採用「π」型濾波電路，有效降低各類幹擾信號，避免電路誤動作。

上電時採樣網絡A點電壓：

當輸入電壓達到主控晶片給定的過壓值U1時，僅控制主功率器件停止工作，當能量回饋電壓達到過壓點U2時，網絡A點的採樣電壓大於第一比較電路的2.5V，三端可編程集成電路D3的陰極(1腳)到陽極(3腳)導通，E1光耦導通，使得三極體Q1的基極接地，三極體Q1截止，繼電器線包停止供電，繼電器K1切斷；同時主控晶片發出故障信號將網絡B置為低電平，電阻分壓小於第二比較電路的2.5V，三端可編程集成電路D2陰極(1腳)到陽極(3腳)截止，繼電器線包停止供電，繼電器K1切斷，達到聯動保護的目的。R2-R7組成採樣電路同時也是過壓點U2保護設置點，則R2-R7阻值選擇可根據下式選取：

根據各阻值調整實現過壓點U2的設置。

本發明提供了一種純電動汽車能量回饋過壓衝擊聯動保護系統，實現能量回饋過程的過壓衝擊聯動的保護方式，當純電動汽車出現極端工況出現能量回饋過壓衝擊時，一方面通過主控晶片關斷主功率器件，另一方面通過硬體電路直接切斷主功率器件與能量回饋輸入線路的連接，避免主功率器件過壓損壞；採用兩級電壓保護方式，避免較低過壓情況繼電器頻繁切換，提高了抗幹擾能力和可靠性；過壓控制點可根據實際電路設計需求可調，設計方便，總體電路形式簡單，較少的器件使用條件下實現聯合保護工作。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「示例」、「具體示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上內容僅僅是對本實用新型結構所作的舉例和說明，所屬本技術領域的技術人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，只要不偏離實用新型的結構或者超越本權利要求書所定義的範圍，均應屬於本實用新型的保護範圍。