電動汽車動力電池接觸器保護裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電動汽車動力電池接觸器保護裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]帶觸點的接觸器開關(guān)時都會產(chǎn)生電火花，對周圍環(huán)境造成電磁干擾，對接觸器觸點造成灼燒和損壞，嚴重影響接觸器的電氣壽命。大功率直流機械接觸器尤其如此，很多場合的大功率直流機械接觸器電氣壽命不及其機械壽命的百分之一，因此大功率直流機械接觸器往往采用各種滅弧技術(shù)，最為先進的、效果最好的是真空加磁吹技術(shù)方案，但也只是緩解了接觸器觸點打火問題，并沒有從根本上解決這一問題。
[0003]電動汽車高壓動力電池(充電電壓達到680v，充電電流500A)在在系統(tǒng)溫度超限，充電過程中單體電壓超限、充電電流超限，行車過程中單體電壓過過低、放電電流過大，都需要切斷串連在動力電池正極中的直流接觸器，達到保護動力的目的，但是這種高壓大電流負載直接用直流接觸器切斷或者閉合，直流接觸器的滅弧的效果達不到預(yù)期的效果，接觸器的觸點容易粘連或者燒結(jié)，滅弧效果并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種電動汽車動力電池接觸器保護裝置及其控制方法，解決現(xiàn)有接觸器因滅弧效果不理想而導(dǎo)致的切斷和閉合時觸點容易粘連的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種電動汽車動力電池接觸器保護裝置，包括接觸器，所述接觸器的第一觸點與動力電池組的正極連接，第二觸點與電機驅(qū)動器的正極輸入端連接；
[0006]所述保護裝置還包括第一 IGBT模塊、第二 IGBT模塊和MCU模塊，所述第一 IGBT模塊的漏極C和所述第二 IGBT模塊的源極E與所述接觸器的第一觸點和所述動力電池組的正極之間的線路連接，所述第一 IGBT模塊的源極E和所述第二 IGBT模塊的漏極C與所述接觸器的第二觸點和所述電機驅(qū)動器的正極輸入端之間的線路連接，所述第一 IGBT模塊的柵極G、所述第二 IGBT模塊的柵極G和所述接觸器的控制線圈分別與所述MCU模塊的控制信號輸出端連接。
[0007]在其中一個實施例中，所述MCU模塊具有CAN通信接口，所述MCU模塊通過所述CAN通信接口與電動汽車的主控制器連接。
[0008]在其中一個實施例中，所述接觸器為真空接觸器。
[0009]本發(fā)明所提供的一種電動汽車動力電池接觸器保護裝置的控制方法，包括如下步驟:
[0010](I)當動力電池充電且接收到接觸器斷開命令時，所述MCU模塊控制所述第二IGBT模塊閉合，延時第一時間tl后，所述MCU模塊控制所述接觸器斷開，延時第二時間t2后，所述MCU模塊控制所述第二 IGBT模塊斷開；
[0011](2)當動力電池充電且接收到接觸斷閉合命令時，所述MCU模塊控制所述第二IGBT模塊閉合，延時第三時間t3后，所述MCU模塊控制所述接觸器閉合，延時第四時間t4后，所述MCU模塊控制所述第二 IGBT模塊斷開；
[0012](3)當動力電池放電且接收到接觸器閉合命令時，所述MCU模塊控制所述第一IGBT模塊閉合，延時第五時間t5后，所述MCU模塊控制所述接觸器閉合，延時第六時間t6后，所述MCU模塊控制所述第一 IGBT模塊斷開；和
[0013](4)當動力電池放電且接收到接觸器斷開命令時，所述MCU模塊控制所述第一IGBT模塊閉合，延時第七時間t7后，所述MCU模塊控制所述接觸器斷開，延時第八時間t8后，所述MCU模塊控制所述第一 IGBT模塊斷開。
[0014]在其中一個實施例中，tl< t2，t3 < t4，t5 < t6，t7 < t8。
[0015]在其中一個實施例中，tl = t3 = t5 = t7 = 25?35毫秒。
[0016]在其中一個實施例中，t2 = t4 = t6 = t8 = 90?110毫秒。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的電動汽車動力電池接觸器保護裝置及其控制方法，采用第一 IGBT模塊、第二 IGBT模塊與接觸器并聯(lián)，并用MCU模塊來控制第一 IGBT模塊、第二 IGBT模塊和接觸器閉合與斷開的時序，斷開和閉合時接觸器觸點電壓被最高被鉗位在IGBT的C、E極結(jié)電壓，一般不超過2v，解決了直流接觸器大電流切斷和閉合時觸點容易粘連的問題；而且，由于IGBT只在接觸器閉合或斷開時工作幾百毫秒的時間，IGBT發(fā)熱小，不需加加裝散熱器，整個裝置體積比較小。此外，保護裝置使用can通信控制，具有線路簡單，抗干擾性強，控制距離遠的優(yōu)點。
[0018]本發(fā)明附加技術(shù)特征所具有的有益效果將在本說明書【具體實施方式】部分進行說明。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例中的電動汽車動力電池接觸器保護裝置的電路原理圖；
[0020]圖2、圖3和圖4為本發(fā)明實施例中的電動汽車動力電池接觸器保護裝置的控制方法的流程圖，其中，圖2為總流程圖，圖3為充電處理流程圖，圖4為放電處理流程圖。
[0021]附圖標記說明:101、接觸器；102、電機驅(qū)動器；103、動力電池組；104、MCU模塊；105、第一 IGBT 模塊；106、第二 IGBT 模塊。
【具體實施方式】
[0022]下面參考附圖并結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，以下各實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0023]圖1為本發(fā)明其中一個實施例中的電動汽車動力電池接觸器保護裝置的流程圖，如圖1所示，本實施例中的電動汽車動力電池接觸器保護裝置包括接觸器101、第一 IGBT模塊105、第二 IGBT模塊106和MCU模塊104，其中，所述接觸器101的第一觸點與動力電池組103的正極連接，所述接觸器101的第二觸點與電機驅(qū)動器102的正極輸入端連接；所述第一 IGBT模塊105的漏極C和所述第二 IGBT模塊106的源極E與所述接觸器101的第一觸點和所述動力電池組103的正極之間的線路連接，所述第一 IGBT模塊105的源極E和所述第二 IGBT模塊106的漏極C與所述接觸器101的第二觸點和所述電機驅(qū)動器102的正極輸入端之間的線路連接，所述第一 IGBT模塊105的柵極G、所述第二 IGBT模塊106的柵極G和所述接觸器101的控制線圈分別與所述MCU模塊104的控制信號輸出端連接。較優(yōu)地，所述MCU模塊104具有CAN通信接口，所述MCU模塊104通過所述CAN通信接口與電動汽車的主控制器連接。所述接觸器101為真空接觸器。
[0024]如圖2-4所示，本實施例中的電動汽車動力電池接觸器保護裝置的控制方法包括如下步驟:
[0025]一、充電時
[0026](I)當主控制器接收到充電操作命令時，主控制器控制充電器往動力電池組103內(nèi)充電，充電過程中或者充電完成時，當需要斷開接觸器101時，主控制器向MCU模塊104發(fā)送接觸器斷開命令，當MCU模塊104接收到接觸器斷開命令時，MCU模塊104進入充電斷開程序，具體流程如下:
[0027]A、MCU模塊104控制第二 IGBT模塊106閉合，延時第一時間tl后，進入下一步操作；
[0028]B、MCU模塊104控制接觸器101斷開，延時第二時間t2后，進入下一步操作；斷開時，接觸器101觸點電壓最高被鉗位在第二 IGBT模塊106的C、E極結(jié)電壓，一般不超過2v。
[0029]C、MCU模塊104控制所述第二 IGBT模塊106斷開。
[0030]其中，tl < t2，優(yōu)選地，tl為25?35毫秒，tl進一步優(yōu)選為30毫秒，t2優(yōu)選為90?110毫秒，t2進一步優(yōu)選為100毫秒。
[0031](2)當需要閉合接觸器101時