技术领域
[0001] 本
发明涉及电动
汽车动力电池技术领域，更具体地说，涉及一种动力电池的预充电路。
背景技术
[0002] 预充电路是电动汽车高压安全领域重要技术之一。预充电路的主要作用是给动力电池负载如
电机控制器(即逆变器)的大电容进行充电，进而减少电池包的主继电器闭合时的火花拉弧现象发生，降低冲击，增加车辆行驶安全性。
[0003] 现有的预充电路设计方案为预充继电器和预充
电阻在电池管理控制器外，预充继电器和预充电阻存在一定体积，且电池管理控制器与预充继电器控制
信号连接
线束有一定长度，增加了电池包内部机构布置时的复杂度。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明提出一种动力电池的预充电路，欲实现节省电池包内部的预充继电器和预充电阻的布置空间，使预充电路的结构更加紧凑的目的。
[0005] 为了实现上述目的，现提出的方案如下：
[0006] 一种动力电池的预充电路，包括：主正继电器、主负继电器和电池管理控制器；
[0007] 所述电池管理控制器包括
电子开关、贴片电阻、微控制单元、预充继电器低边驱动、预充继电器高边驱动和高低压隔离电路；
[0008] 所述主正继电器的常开触点连接在动力电池的正极和负载的第一端之间；
[0009] 所述主负继电器的常开触点连接在所述动力电池的负极和所述负载的第二端之间；
[0010] 所述主正继电器的所述常开触点与所述动力电池的所述正极的连接处经相
串联的所述电子开关和所述贴片电阻与所述负载的所述第一端连接；
[0011] 所述高低压隔离电路的低压模
块分别连接所述预充继电器低边驱动和所述预充继电器高边驱动，所述高低压隔离电路的高压模块连接所述电子开关；
[0012] 所述微控制单元控制所述主正继电器的线圈和所述主负继电器的线圈是否得电，所述微控制单元还通过所述预充继电器低边驱动和所述预充继电器高边驱动控制所述电子开关的通断。
[0013] 优选的，所述电子开关为：MOS管。
[0014] 优选的，所述MOS管的工作
电压为690V、工作
电流为17.5A、导通阻抗为0.19Ω、开启电压为4.5V。
[0015] 优选的，所述贴片电阻的工作电压为500V、额定功率为100W，热阻为1.5℃/W。
[0016] 优选的，所述电子开关和所述贴片电阻通过自动化
焊接工艺固定在印制
电路板上。
[0017] 优选的，所述电子开关和所述贴片电阻通过印制电路板的内部走线实现在印制电路板与其它电子器件的连接。
[0018] 优选的，所述电子开关和所述贴片电阻通过
散热绝缘胶与所述电池管理控制器的金属壳体相连。
[0019] 优选的，所述高低压隔离电路的低压模块包括发光
二极管，所述高低压隔离电路的高压模块包括光敏二极管。
[0020] 优选的，所述高低压隔离电路的所述高压模块与所述电子开关之间还包括：
[0021] 高压开关保护电路，所述高压开关保护电路包括TVS二极管、电感、电阻和防反二极管，所述TVS二极管用于保障所述电子开关的开启电平在安全的电压范围内，所述电感和所述电阻用于保障所述电子开关的驱动电流在安全的电流范围内，所述防反二极管防止反向电流损坏所述电子开关。
[0022] 与
现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
[0023] 上述技术方案提供的一种动力电池的预充电路，包括：主正继电器、主负继电器和电池管理控制器，电池管理控制器包括电子开关、贴片电阻、微控制单元、预充继电器低边驱动、预充继电器高边驱动和高低压隔离电路。将预充继电器和预充电阻电子化集成在电池管理控制器内，节省了电池包内部的预充继电器和预充电阻的布置空间，以及节省了原有预充继电器
控制信号的低压线束布置，使预充电路的结构更加紧凑；并且电子开关相比机械式继电器，在闭合时的噪声影响也极大的降低了，且避免了继电器机械故障。
附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025] 图1为本发明实施例提供的一种动力电池的预充电路的结构示意图；
[0026] 图2为本发明实施例提供的一种电源管理控制器的内部预充控制结构示意图。
具体实施方式
[0027] 现有的预充电路设计方案中预充继电器和预充电阻在电池管理控制器外，且预充继电器的动作为机械动作。本发明通过将电池管理控制器和预充继电器和预充电阻集成在一起，有效的节省了电池包内部的预充继电器和预充电阻的布置空间，进一步节省了原预充继电器控制信号的低压线束布置，使得预充电路的结构更加紧凑。
[0028] 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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029] 本实施例提供了一种动力电池的预充电路，参见图1，该电路包括：主正继电器2、主负继电器3和电池管理控制器4；
[0030] 电池管理控制器4包括电子开关41、贴片电阻42、微控制单元43、预充继电器低边驱动44、预充继电器高边驱动45和高低压隔离电路46；
[0031] 主正继电器2的常开触点连接在动力电池1的正极和负载5的第一端之间；
[0032] 主负继电器3的常开触点连接在动力电池1的负极和负载5的第二端之间；
[0033] 主正继电器2的常开触点与动力电池1的正极的连接处经相串联的电子开关41和贴片电阻42与负载5的第一端连接；
[0034] 高低压隔离电路46的低压模块分别连接预充继电器低边驱动44和预充继电器高边驱动45，高低压隔离电路46的高压模块连电子开关41；
[0035] 微控制单元43控制主正继电器2的线圈和主负继电器3的线圈是否得电，微控制单元43还通过预充继电器低边驱动44和预充继电器高边驱动45控制电子开关41的通断。
[0036] 动力电池的预充电路的控制原理：当微控制单元43接收到上电
请求时，微控制单元43先控制主负继电器3的线圈得电，从而闭合主负继电器3的常开触点；然后微控制单元43控制电子开关41导通；最后当电子开关41导通时间达到预充电流的时间(即预充完成)，微控制单元43控制主正继电器2的线圈得电，从而闭合主正继电器2的常开触点。当主正继电器2的常开触点完全闭合后，微控制单元43断开电子开关41，此时动力电池1可以安全的给负载5供电了。
[0037] 在工作性能相当的条件下，电子开关41相对于传统机械继电器有一下的优势：
[0038] (1)、器件体积小。电子开关41由化学材料组成，封装在体积较小的壳体中；而机械继电器由线圈、
铁芯、开关触点、
密封圈、绝缘材料等封装在腔体内，体积较大。
[0039] (2)、闭合声音小。电子开关42通过化学材料特性进行通断，几乎无声；机械继电器通过机械触点受电磁作用闭合，噪声较大。
[0040] 电子开关41和贴片电阻42通过自动化焊接工艺固定在印制电路板上。考虑电子开关41和贴片电阻42工作时的散热，电子开关41和贴片电阻42的本体通过散热绝缘胶连接在电池管理控制器4的金属壳体(未示出)上，通过金属壳体的大面积进行散热。
[0041] 电子开关41和贴片电阻在印制线路板与其它电子器件的
连接线路通过印制电路板的内部走线实现，极大的节省了布置空间。使得电池管理控制器4的集成度得到进一步提高。
[0042] 电子开关41和贴片电阻42工作在动力电池系统的高压部分，而动力电池系统的控制器工作在低压部分，通过高低压隔离电路46实现高低压工作区域的电压隔离。高低压隔离电路46还用于预充继电器高边驱动45和预充继电器低边驱动44的
信号传输。
[0043] 参见图2，高低压隔离电路46具体为光耦隔离器件，虚线左侧为高压模块，虚线右侧为低压模块；高低压隔离电路46的低压模块包括
发光二极管，高低压隔离电路46的高压模块包括光敏二极管。
[0044] 微控制单元43要控制电子开关41导通时，先闭合预充继电器高边驱动45，此时外部12V电源导通输入至高低压隔离电路46的发光二极管的正极；再闭合预充继电器低边驱动46，把发光二极管的负极接地，此时发光二极管导通，正常工作发光；高低压隔离电路46的光敏二极管基于
光电效应会产生带一定驱
动能力的电势差，通过该电势差使得电子开关41导通。
[0045] 在高低压隔离电路46的高压模块与电子开关41之间还包括：
[0046] 高压开关保护电路47，高压开关保护电路47包括TVS二极管、电感、电阻和防反二极管，TVS二极管用于保障电子开关41的开启电平在安全的电压范围内，电感和电阻用于保障电子开关41的驱动电流在安全的电流范围内，防反二极管防止反向电流损坏电子开关41。
[0047] 预充继电器的作用是给动力电池负载如电机控制器的大电容进行充电，以减少电池包的主继电器闭合式的火花拉弧，降低冲击。因此，电子开关的选型必须满足高电压工作环境、短时间能承受较高的工作电流、导通阻抗足够低等。优选的电子开关41为MOS管，该MOS管的工作电压为690V、工作电流为17.5A、导通阻抗为0.19Ω、开启电压为4.5V。
[0048] 贴片电阻的选型应该满足能承受短时间热冲击、承受整个预充周几的电流、以及异常工况下的外部短接热冲击和频繁上下电所带来的热冲击。贴片电阻42的工作电压为500V、额定功率为100W，热阻为1.5℃/W。贴片电阻42的工作电流根据动力电池系统总电压不同有不同的要求，导通阻抗根据整车系统及预充电流也有不同的要求。
[0049] 在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0050] 本
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0051] 对本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种
修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
