3.預充電控制電路
新能源汽車的動力電池負載是電動機,例如驅動電機、空調電機等,這些電機的控制器內部都有電容器。另外車載充電機、DC/DC控制器等內部也有電容器。車輛斷電時電容器會放電至零,此時的電容器對直流電來講是短路狀態(tài)。如果直接把370V左右的直流電加到電容器上,瞬時的浪涌電流會燒毀母線、燒蝕繼電器主觸點、擊穿電容器。為了避免此類事故發(fā)生需要設置預充電電阻和預充電繼電器。
預充繼電器與預充電阻串聯(lián)后,并聯(lián)在正極母線繼電器2個主觸點之間,動力電池初始上電階段不允許同時接通正、負極母線繼電器。一般是先由整車控制器接通負極母線繼電器,動力電池BMS系統(tǒng)對高壓母線絕緣及各個電池電壓進行檢測。檢測合格后,接通預充電繼電器,電流從正極母線經(jīng)過預充電阻,對負載中的電容器件先進行充電。當檢測到電容的兩端電壓接近母線電壓后,正極母線繼電器再閉合,隨后斷開預充電繼電器,動力電池對外正式供電。當然也有的控制邏輯是先接通正極母線繼電器,其余過程類似。
4.高壓絕緣檢測盒(模塊)
高壓絕緣檢測的任務,一是高壓回路絕緣檢測;二是母線繼電器觸點開閉監(jiān)測。高壓絕緣檢測點設置在動力電池內的高壓回路上。當動力電池沒有對外供電時,檢測模塊盒對電池內部高壓回路做絕緣檢測,當正、負極母線繼電器接通負載后,檢測模塊盒對全部回路的絕緣進行檢測。檢測點放在正、負極母線繼電器主觸點上,檢測線連接到高壓絕緣檢測模塊盒內部,從預充繼電器、正極母線繼電器及負極母線繼電器的觸點處分別引出檢測線送回絕緣檢測模塊盒。各繼電器觸點開閉狀態(tài)可以依據(jù)各自繼電器內外兩觸點的電位是否相同作出判斷,通過將主觸點兩端電位狀況與觸點控制信號目標進行比較作出觸點工作是否正確的判斷,并報送上一級控制器。絕緣檢測控制模塊接到高壓正負母線繼電器供電指令,立即開始對高壓回路進行絕緣監(jiān)測。無論電池內部還是外部負載端,只要高壓回路絕緣電阻值不合格、超過閾值立即停止高壓供電并在儀表板上報出高壓絕緣故障文字提示。同時對各個繼電器觸點開閉狀態(tài)檢測,判斷總正繼電器、總負繼電器、預充繼電器的觸點是否按照控制策略正常開閉,通過相應監(jiān)測點的電壓檢測分析判斷各個繼電器觸點開閉狀況,報告給動力電池的主控模塊。
5.電芯電壓、溫度采集線束與從控模塊布置
電芯電壓溫度采集點與采集線束涉及的電壓都不高,一般不會到5V,屬于低壓直流,但是和車身不能搭鐵,是絕緣的。每個電芯的采集線實際是把每個電池電芯模塊的正負極分別引出導線,連同溫度傳感器信號線通過低壓線束匯集到從控模塊(BMS主控單元的附屬模塊或分功能模塊)。從控模塊每一個采樣電阻對應一組電池電極電壓采樣線,從采樣電阻上可以采集到各個串聯(lián)電池的電壓數(shù)據(jù)。對各個并聯(lián)模塊(或單獨大電芯)的電壓巡檢采集、計算與處理,從監(jiān)測數(shù)據(jù)中需要找出最高電壓電芯、最低電壓電芯,計算電芯電壓最高與最低的差值,差值應小于0.03V。充電時有一節(jié)電芯電壓達到充電截止電壓即停止充電;放電時有一節(jié)電芯電壓降到放電截止電壓即停止放電。當然這點也跟動力電池BMS管理系統(tǒng)的充放電策略有關系,后文對充、放電控制策略也有說明。溫度采集單元用于采集監(jiān)控動力電池單體或電池組的溫度,防止過溫導致熱失控造成重大損失。在低溫充電時溫度采集單元會給出信號指令,首先對電池加熱,達到一定溫度時再開通充電。圖34所示為動力電池的充電保溫狀態(tài)。

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