本發(fā)明涉及高壓母線電容預(yù)充電，尤其涉及一種電動(dòng)汽車的預(yù)充電方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，高壓電氣系統(tǒng)的安全性與效率成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。在電動(dòng)汽車中，功率主繼電器作為連接電池組與電機(jī)控制器、空調(diào)壓縮機(jī)等高壓負(fù)載的關(guān)鍵部件，其接通過程的電壓和電流大小直接關(guān)系到車輛的整體性能和安全性，因此，在電動(dòng)汽車功率主繼電器接通之前需要對高壓母線電容進(jìn)行預(yù)充電。傳統(tǒng)的高壓母線電容預(yù)充電方案通常依賴于獨(dú)立的預(yù)充電阻和預(yù)充繼電器組合，這種方案雖然有效，但存在空間占用大、成本高昂、電阻容易燒毀失效等缺點(diǎn)，限制了電動(dòng)汽車的進(jìn)一步輕量化、成本優(yōu)化及可靠穩(wěn)定。

2、為了解決上述問題，一些企業(yè)提出了通過推挽模式驅(qū)動(dòng)開關(guān)管實(shí)現(xiàn)反向預(yù)充。然而，在推挽模式中占空比超過0.5，當(dāng)起始電流較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致低壓側(cè)開關(guān)管的vds(漏源電壓)振蕩電壓較大；如果通過限流的方式壓制vds振蕩電壓，則會(huì)導(dǎo)致高壓母線電容的預(yù)充電時(shí)間更長，影響電動(dòng)汽車上電效率。

3、有鑒于此，提供一種能夠同時(shí)滿足高效、安全且低成本的電動(dòng)汽車預(yù)充電方法成為必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有電動(dòng)汽車的高壓母線電容預(yù)充電技術(shù)的不足，提供一種能夠同時(shí)滿足高效、安全且低成本的電動(dòng)汽車預(yù)充電方法，其通過復(fù)用電動(dòng)汽車原有的直流-直流轉(zhuǎn)換器，在直流-直流轉(zhuǎn)換器滿足推挽條件之前，對高壓母線電容采用正反激模式進(jìn)行預(yù)充電，在直流-直流轉(zhuǎn)換器滿足推挽條件后，再切換直流-直流轉(zhuǎn)換器為推挽模式對高壓母線電容進(jìn)行預(yù)充電。通過復(fù)用電動(dòng)汽車原有的直流-直流轉(zhuǎn)換器，在不額外新增預(yù)充電設(shè)備或電路的情況下，能夠分別通過正反激模式和推挽模式對高壓母線電容進(jìn)行預(yù)充電，既避免了推挽模式在初始電流較大的情況下造成振蕩電壓較大的缺點(diǎn)，既利用了正反激模式預(yù)充電啟動(dòng)平穩(wěn)的特點(diǎn)，又利用了推挽模式預(yù)充電效率高的特點(diǎn)。

2、本發(fā)明技術(shù)方案提供一種電動(dòng)汽車的預(yù)充電方法，包括：

3、接收到車輛上電指令，向直流-直流轉(zhuǎn)換器發(fā)出反向預(yù)充電命令；

4、控制所述直流-直流轉(zhuǎn)換器切換至開環(huán)控制的正反激模式，向高壓母線電容進(jìn)行預(yù)充電；

5、如果所述直流-直流轉(zhuǎn)換器滿足推挽條件，則控制所述直流-直流轉(zhuǎn)換器切換至閉環(huán)控制的推挽模式，向所述高壓母線電容進(jìn)行預(yù)充電；

6、如果所述高壓母線電容滿足預(yù)充電完成條件，則控制所述直流-直流轉(zhuǎn)換器退出反向預(yù)充電模式。

7、在其中一項(xiàng)可選技術(shù)方案中，所述直流-直流轉(zhuǎn)換器包括移相全橋拓?fù)浜头醇つK；

8、所述移相全橋拓?fù)浒ㄒ来芜B接的原邊模塊、主變壓器t1和副邊模塊，所述副邊模塊與低壓蓄電池連接，動(dòng)力電池和所述高壓母線電容分別與所述原邊模塊連接；

9、所述反激模塊包括反激變壓器t2和與所述高壓母線電容兩端連接的反激回路，所述反激回路與所述副邊模塊通過所述反激變壓器t2連接。

10、在其中一項(xiàng)可選技術(shù)方案中，所述原邊模塊包括橋式整流電路，所述副邊電路包括全波整流電路，所述副邊模塊能夠在正半周輸出狀態(tài)、負(fù)半周輸出狀態(tài)和電感蓄能狀態(tài)之間切換，所述原邊模塊能夠在正向輸入狀態(tài)、反向輸入狀態(tài)和斷電狀態(tài)之間切換。

11、在其中一項(xiàng)可選技術(shù)方案中，所述正反激模式包括四個(gè)依次循環(huán)執(zhí)行的工作模態(tài)，包括：

12、第一正激模態(tài)，所述副邊模塊切換至正半周輸出狀態(tài)，所述原邊模塊切換至正向輸入狀態(tài)，所述低壓蓄電池通過所述移相全橋拓?fù)湎蛩龈邏耗妇€電容充電；

13、第一反激模態(tài)，所述副邊模塊和所述原邊模塊均斷電，所述反激變壓器t2激活，所述低壓蓄電池通過所述反激回路向所述高壓母線電容充電；

14、第二正激模態(tài)，所述副邊模塊切換至負(fù)半周輸出狀態(tài)，所述原邊模塊切換至反向輸入狀態(tài)，所述低壓蓄電池通過所述移相全橋拓?fù)湎蛩龈邏耗妇€電容充電；

15、第二反激模態(tài)，所述副邊模塊和所述原邊模塊均斷電，所述反激變壓器t2激活，所述低壓蓄電池通過所述反激回路向所述高壓母線電容充電。

16、在其中一項(xiàng)可選技術(shù)方案中，所述推挽模式包括四個(gè)依次循環(huán)執(zhí)行的工作模態(tài)，包括：

17、第一推挽模態(tài)，所述副邊模塊切換至電感蓄能狀態(tài)，所述原邊模塊斷電；

18、第二推挽模態(tài)，所述副邊模塊切換至正半周輸出狀態(tài)，所述原邊模塊切換至正向輸入狀態(tài)，所述低壓蓄電池通過所述移相全橋拓?fù)湎蛩龈邏耗妇€電容充電；

19、第三推挽模態(tài)，所述副邊模塊切換至電感蓄能狀態(tài)，所述原邊模塊斷電；

20、第四推挽模態(tài)，所述副邊模塊切換至負(fù)半周輸出狀態(tài)，所述原邊模塊切換至反向輸入狀態(tài)，所述低壓蓄電池通過所述移相全橋拓?fù)湎蛩龈邏耗妇€電容充電。

21、在其中一項(xiàng)可選技術(shù)方案中，所述主變壓器t1包括原邊繞組和副邊繞組，所述副邊繞組包括中心端頭和兩端；

22、所述全波整流電路包括開關(guān)管q5、開關(guān)管q6、濾波電感l(wèi)f、漏感l(wèi)k、電阻r和瞬態(tài)電壓抑制器tvs；

23、所述副邊繞組的中心端頭連接所述低壓蓄電池的正極，所述副邊繞組的兩端分別通過開關(guān)管q5和開關(guān)管q6連接所述低壓蓄電池的負(fù)極；

24、所述低壓蓄電池的正極與所述副邊繞組的中心端頭之間設(shè)有串聯(lián)的濾波電感l(wèi)f和漏感l(wèi)k，還設(shè)有與所述濾波電感l(wèi)f和所述漏感l(wèi)k并聯(lián)的電阻r以及與所述電阻r串聯(lián)的瞬態(tài)電壓抑制器tvs，所述反激變壓器t2的一側(cè)繞組與所述濾波電感l(wèi)f并聯(lián)，所述反激變壓器t2的另一側(cè)繞組接入所述反激回路。

25、在其中一項(xiàng)可選技術(shù)方案中，在所述正反激模式下，所述開關(guān)管q5、所述開關(guān)管q6和所述反激變壓器t2交替導(dǎo)通；

26、在所述推挽模式下，所述開關(guān)管q5與所述開關(guān)管q6在同時(shí)導(dǎo)通狀態(tài)與單獨(dú)導(dǎo)通狀態(tài)之間交替切換。

27、在其中一項(xiàng)可選技術(shù)方案中，在所述正半周輸出狀態(tài)下，所述開關(guān)管q5斷開，所述開關(guān)管q6導(dǎo)通；

28、在所述負(fù)半周輸出狀態(tài)下，所述開關(guān)管q5導(dǎo)通，所述開關(guān)管q6斷開；

29、在所述電感蓄能狀態(tài)下，所述開關(guān)管q5和所述開關(guān)管q6同時(shí)導(dǎo)通。

30、在其中一項(xiàng)可選技術(shù)方案中，所述橋式整流電路包括開關(guān)管q1、開關(guān)管q3、開關(guān)管q2、開關(guān)管q4、二極管d1、二極管d2、諧振電感l(wèi)r和隔直電容cb；

31、所述高壓母線電容、串聯(lián)的所述開關(guān)管q1和所述開關(guān)管q3、串聯(lián)的所述開關(guān)管q2和所述開關(guān)管q4以及串聯(lián)的所述二極管d1和所述二極管d2依次并聯(lián)；

32、所述原邊繞組的一端通過所述諧振電感l(wèi)r連接到所述開關(guān)管q1和所述開關(guān)管q3之間，所述原邊繞組的另一端通過所述隔直電容cb連接到所述開關(guān)管q2和所述開關(guān)管q4之間。

33、在其中一項(xiàng)可選技術(shù)方案中，在所述正向輸入狀態(tài)下，所述高壓母線電容、所述開關(guān)管q4、所述隔直電容cb、所述原邊繞組和所述二極管d1依次導(dǎo)通形成回路；

34、在所述反向輸入狀態(tài)下，所述高壓母線電容、所述二極管d2、所述原邊繞組、所述隔直電容cb和所述開關(guān)管q2依次導(dǎo)通形成回路。

35、在其中一項(xiàng)可選技術(shù)方案中，所述如果所述直流-直流轉(zhuǎn)換器滿足推挽條件，則控制所述直流-直流轉(zhuǎn)換器切換至閉環(huán)控制的推挽模式，包括：

36、實(shí)時(shí)獲取所述直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出占空比；

37、如果所述直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出占空比是否大于或等于預(yù)設(shè)占空比閾值，則判斷所述直流-直流轉(zhuǎn)換器滿足推挽條件；

38、控制所述直流-直流轉(zhuǎn)換器切換至閉環(huán)控制的推挽模式，以推挽模式向母線電容進(jìn)行預(yù)充電。

39、采用上述技術(shù)方案，具有如下有益效果：

40、本發(fā)明提供的電動(dòng)汽車的預(yù)充電方法通過復(fù)用電動(dòng)汽車原有的直流-直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行狀態(tài)切換，以實(shí)現(xiàn)高效、平穩(wěn)且低成本地完成高壓母線電容預(yù)充電的效果，以提高用戶的使用體驗(yàn)。在電動(dòng)汽車上電時(shí)，首先控制直流-直流轉(zhuǎn)換器通過正反激模式對高壓母線電容進(jìn)行持續(xù)且平穩(wěn)的預(yù)充電，在直流-直流轉(zhuǎn)換器滿足推挽條件后，控制直流-直流轉(zhuǎn)換器切換為推挽模式對高壓母線電容進(jìn)行高功率預(yù)充電，從而顯著提高預(yù)充電的效率。

41、本發(fā)明通過復(fù)用電動(dòng)汽車原有的直流-直流轉(zhuǎn)換器，在不額外新增預(yù)充電設(shè)備或電路的情況下，能夠分別通過正反激模式和推挽模式對高壓母線電容進(jìn)行預(yù)充電，既避免了推挽模式在初始電流較大的情況下造成振蕩電壓較大的缺點(diǎn)，既利用了正反激模式預(yù)充電啟動(dòng)平穩(wěn)的特點(diǎn)，又利用了推挽模式預(yù)充電效率高的特點(diǎn)。