一种电动汽车BOOST升压系统和方法与流程

一种电动汽车boost升压系统和方法
技术领域
1.本发明属于电动汽车充电领域，尤其涉及一种电动汽车boost升压系统和方法。


背景技术：

2.随着主流电动汽车电池电量及续航里程的持续提升，用户的续航焦虑已得到一定缓解，但充电慢、充电难的补能焦虑依旧制约电动汽车的发展。
3.现有的充电技术需要消费者等待40分钟甚至更久才可充满，假日出行“充电一小时、排队四小时”成为新能源车主刻骨的痛，让快速补电像加油一样便捷成为电动车产业链公司努力的方向。
4.快速补电目前主要有大电流、高电压、电池快换这几种方案，高电压方案有望成为主流方向之一，相关车厂都已经在积极布局800v高压平台，以便实现电动汽车快速充电需求，有效提升用户体验，今年以来市场会有多款800v车型实现量产。
5.但是目前市场上同时具有最大输出电压500v、750v和1000v的直流充电桩，其中500v直流充电桩的占比大概在20％-30％左右，导致搭载800v高压平台的车在最高500v输出电压的充电桩充电，充电速度达不到预期，而且由于电压匹配问题，存在无法充电的情况发生，极大的影响用户体验，甚至某些情况下，影响客户充电规划，导致车辆无法及时充电，车辆馈电情况发生。目前市场上500v充电桩主要集中在国家电网早期建设的充电桩，本发明旨在解决该方面问题，可以使得800v电动汽车可以兼容不同输出电压平台的直流充电桩。


技术实现要素：

6.为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电动汽车boost升压系统和方法,通过设置电动汽车boost升压装置，与电机控制器配合组成boost电路，可实现将500v以下电压升压到800v左右，从而实现500v充电桩为800v电压平台电动汽车快速充电的需求。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种电动汽车boost升压系统，包括boost升压装置，电机控制器、动力电池和直流充电桩，boost升压装置与电机控制器连接构成boost电路，boost升压装置分别与动力电池和直流充电桩连接。
9.进一步地，boost升压装置包括壳体，壳体包括基座和上盖，壳体的内部设置有升压辅助电路和boost控制单元，壳体的三侧分别设置有直流充电接口、低压端口、电机控制器高压输入接口、电机控制器高压输出接口和电池高压端口，其中电机控制器高压输入接口、电机控制器高压输出接口和电池高压端口位于同一侧，直流充电接口和低压端口位于另外两侧且相对。
10.进一步地，基座的三侧分别对应直流充电接口、低压端口、电机控制器高压输入接口、电机控制器高压输出接口和电池高压端口设置有安装面板开口，基座的底部设置有4个
固定支脚，固定支脚的中央设置有安装孔，安装孔用于将boost升压装置与车身固定连接。
11.进一步地，低压端口的一端连接整车低压线束，低压端口的另一端连接boost控制单元，整车低压线束包括电机控制器的电源、接地以及网络线路。
12.进一步地，电池高压端口通过高压线束连接动力电池，直流充电接口通过高压线束连接直流充电桩，电机控制器高压输入接口和电机控制器高压输出接口通过高压线束连接电机控制器。
13.进一步地，升压辅助电路包括快充正极继电器、快充负极继电器和电压切换继电器，
14.电池高压端口的负极端、电机控制器高压输入接口的负极端和电机控制器高压输出接口的负极端星形连接，电池高压端口的正极端和电机控制器高压输出接口的正极端连接；
15.直流充电接口的正极端经过快充正极继电器的两个开关触点与电池高压端口的正极端相连；直流充电接口的负极端经过电压切换继电器的两个开关触点与电池高压端口、电机控制器高压输入接口的负极端、电机控制器高压输出接口的负极端相连；
16.电机控制器高压输入接口的正极端经过快充负极继电器7的两个开关触点与电池插件端口、电机控制器高压输出接口的正极端相连。
17.进一步地，升压辅助电路还包括高压电容，高压电容的一个触点位于直流充电接口的正极、快充正极继电器的开关触点和电压切断继电器的中心处，高压电容的另外一个触点位于快充负极继电器的开关触点和电池高压接口的负极、电机控制输出接口的负极、电机控制输入接口的负极的中心处。
18.进一步地，boost控制单元包括若干个控制信号端，控制信号端与快充正极继电器、快充负极继电器、电压切断继电器的低压端口相连接，boost控制单元用于根据充电策略对快充正极继电器、快充负极继电器和电压切断继电器的触点通断进行控制。
19.boost控制单元还包括can信号输出端，与整车can网络相连，用于实时接收整车can网络发出的网络信息和/或向整车can网络发出boost升压装置的内部状态信息。
20.进一步地，壳体采用钝化处理后的铝合金材料，基座和上盖之间设置有密封圈。
21.另一方面，本发明还公开了一种boost升压充电方法，采用上述的电动汽车boost升压系统实现500v充电桩为800v电压平台电动汽车充电。
22.本发明的技术效果和优点：
23.1、本发明可实现800v电压平台电动汽车，在最大500v充电桩上的升压充电需求，避免500v电压充电桩无法给800v电压平台电动汽车充电的问题。
24.2、本发明的boost辅助升压系统易于取消更换，当市场上500v充电桩不断升级可实现1000v电压输出，500v充电桩比例低于5％后，方便取消boost升压装置，不会对整车产生较大的兼容影响。
25.3、本发明的boost辅助升压系统共用电机内部分大功率元件，共同构成boost升压电路，可以有效降低开发成本和电路的重量体积。
26.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
27.图1为本发明电动汽车boost升压系统的结构示意图；
28.图2为本发明电动汽车boost升压装置的结构示意图；
29.图3为本发明电动汽车boost升压系统的电路原理图；
30.图4为本发明电机控制器的高压电路原理图。
31.附图标记：1、壳体；2、电池高压端口；3、电机控制器高压输入接口；4、电机控制器高压输出接口；5、直流充电接口；6、快充正极继电器；7、快充负极继电器；8、电压切换继电器；9、高压电容；10、boost控制单元；11、密封圈；12、固定支脚；13、低压端口；14、动力电池；15、直流充电桩；16、boost升压装置；17、电机控制器。
具体实施方式
32.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。
33.图1是本示例性实施例电动汽车boost升压系统的结构示意图，如图1所示，本发明提供了一种电动汽车boost升压系统，包括：boost升压装置16，电机控制器17、动力电池14和直流充电桩15，boost升压装置16与电机控制器17连接构成boost电路，boost升压装置16分别与所述动力电池14和直流充电桩15连接。
34.可选地，图2为本示例性实施例电动汽车boost升压装置16的结构示意图，如图2所示，boost升压装置16包括壳体1，壳体1包括基座和上盖，壳体1的内部设置有升压辅助电路和boost控制单元10，壳体1的三侧分别设置有直流充电接口5、低压端口13、电机控制器高压输入接口3、电机控制器高压输出接口4和电池高压端口2，其中，电机控制器高压输入接口3、电机控制器高压输出接口4和电池高压端口2位于同侧，直流充电接口5和低压端口13相对。基座的三侧分别对应直流充电接口5、低压端口13、电机控制器高压输入接口3、电机控制器高压输出接口4和电池高压端口2设置有安装面板开口，基座的底部设置有4个固定支脚12，固定支脚12的中央设置有安装孔，安装孔的直径7mm左右，安装孔用于将boost升压装置16与车身固定连接。
35.可选地，低压端口13的外部连接整车低压线束，低压端口13的内部连接boost控制单元，其中，整车低压线束包括电机控制器的电源、接地以及网络线路。
36.可选地，电池高压端口2通过高压线束连接动力电池14，当进行直流快速充电时，充电电流通过电池高压端口2给动力电池14进行充电；
37.直流充电接口5通过高压线束连接直流充电桩15，当进行直流快速充电时，快充桩充电电流通过直流充电接口5进入boost升压装置16；
38.电机控制器高压输入接口3和电机控制器高压输出接口4通过高压线束连接电机控制器17，当boost升压装置16接入500v低压充电桩时，电流会通过电机控制器高压输入接口3进入电机控制器17，与boost辅助电路共同构成升压电路，将500v升压至800v左右，再通过输出接口到达boost升压装置16，最终给动力电池进行充电14。
39.可选地，图3为本发明电动汽车boost升压系统的电路原理图，如图3所示，升压辅
助电路包括快充正极继电器6、快充负极继电器7和电压切换继电器8，电池高压端口2的负极端、电机控制器高压输入接口3的负极端和电机控制器高压输出接口4的负极端星形连接，电池高压端口2的正极端和电机控制器高压输出接口4的正极端连接；
40.直流充电接口5的正极端经过快充正极继电器6的两个开关触点与电池高压端口2的正极端相连；直流充电接口5的负极端经过电压切换继电器8的两个开关触点与电池高压端口2、电机控制器高压输入接口3的负极端、电机控制器高压输出接口4的负极端相连；电机控制器高压输入接口3的正极端经过快充负极继电器7的两个开关触点与电池插件端口2、电机控制器高压输出接口4的正极端相连。升压辅助电路还包括高压电容9，高压电容9的一个触点位于直流充电接口5的正极、快充正极继电器7的开关触点和电压切断继电器8的中心处，高压电容9的另外一个触点位于快充负极继电器6的开关触点和电池高压接口2的负极、电机控制输出接口4的负极、电机控制输入接口3的负极的中心处；
41.图4为本发明电机控制器17的高压电路原理图，如图4所示，boost升压装置16与电机控制器17连接构成boost电路。
42.可选地，boost控制单元10包括若干个控制信号端，控制信号端与快充正极继电器6、快充负极继电器7、电压切断继电器8的低压端口13相连接，boost控制单元10用于根据充电策略对快充正极继电器6、快充负极继电器7和电压切断继电器8的触点通断进行控制。
43.boost控制单元10还包括can信号输出端，与整车can网络相连，用于实时接收整车can网络发出的网络信息和/或向整车can网络发出boost升压装置的内部状态信息。
44.可选地，壳体1采用钝化处理后的铝合金材料，保证boost升压装置16与车身地平台的等电位平衡，基座和上盖之间设置有密封圈11，保证整车防水等级能达到ip67以上。
45.另外，本发明还公开了一种boost升压充电方法，采用上述的电动汽车boost升压系统实现500v充电桩为800v电压平台电动汽车快速充电的需求。
46.在本发明的一些实施例中，动力电池14与boost升压装置16的高压端直接相连，行驶模式下，动力电池向boost升压装置16输出800v高压电流，实现驱动放电；充电模式下，boost升压装置16向动力电池14输出800v高压电流，实现动力电池14的充电。
47.在本发明的一些实施例中，电机控制器17与boost升压装置16的高压端分别有输入和输出端两种输出路径；行驶模式下，boost升压装置16向电机控制器17输出800v高压电流，实现驱动放电；外部800v电压充电模式下，boost升压装置16与电机控制器17无电流流动。外部500v电压充电模式下，boost升压装置16与电机控制器17共同构成boost升压电路，500v电流通过输入端进入电机控制器17内，经过boost升压电路升压，再通过输出端进入boost升压装置16内。
48.在本发明的一些实施例中，包括不同电压充电模式下电流电压走向，当直流充电桩15输出500v以下电压电流时，电流经过直流充电桩15输出给boost升压装置16，boost升压装置16通过继电器的切换，将电流输出到电机控制器17，经过boost升压到800v，返回boost升压装置16内，再将800v电压电流输出给动力电池14。当直流充电桩15输出800v左右电压电流时，电流经过直流充电桩15输出给boost升压装置16，boost升压装置16通过继电器的切换，将800v电压电流直接输出给动力电池14。
49.在本发明的一些实施例中，还包括不同电压充电模式下的交互逻辑，当连接外部500v直流充电桩15时，动力电池14管理系统与直流充电桩15进行充电交互，识别充直流充
电桩15为500v电压充电桩，向直流充电桩15提出500v以下充电电压请求，同时发送can报文给boost升压装置16和电机控制器17，提出升压请求和请求电压，boost升压装置17接收到请求后，按照动力电池14的请求电压进行电压升压。
50.当连接外部1000v直流充电桩15时，动力电池14管理系统与直流充电桩15进行充电交互，识别充电桩为1000v电压充电桩，向直流充电桩15提出800v左右充电电压请求，同时发送can报文给boost升压装置16和电机控制器17，发送充电桩请求电压信息和不需升压请求，boost升压装置16接收到请求后，按照电池的请求信息通过继电器切换将直流充电桩15的电压电流直接输出到动力电池14。
51.通过本发明的电动汽车boost升压系统和方法，可实现800v电压平台电动汽车在最大500v充电桩上的升压充电需求，避免500v电压充电桩无法充电的问题。另外，本发明的boost升压装置易于取消更换，当市场上500v充电桩不断升级可实现1000v电压输出，500v充电桩的比例低于5％后，方便取消boost升压装置，不会对整车产生较大的兼容影响。本发明的boost辅助升压系统共用电机内部分大功率元件，共同构成boost升压电路，可以有效降低开发成本和电路的重量体积。
52.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电动汽车boost升压系统，其特征在于，包括boost升压装置(16)，电机控制器(17)、动力电池(14)和直流充电桩(15)，所述boost升压装置(16)与所述电机控制器(17)连接构成boost电路，所述boost升压装置(16)分别与所述动力电池(14)和所述直流充电桩(15)连接。2.根据权利要求1所述的电动汽车boost升压系统，其特征在于，所述boost升压装置(16)包括壳体(1)，所述壳体(1)包括基座和上盖，所述壳体(1)的内部设置有升压辅助电路和boost控制单元(10)，所述壳体(1)的三侧分别设置有直流充电接口(5)、低压端口(13)、电机控制器高压输入接口(3)、电机控制器高压输出接口(4)和电池高压端口(2)，其中所述电机控制器高压输入接口(3)、电机控制器高压输出接口(4)和所述电池高压端口(2)位于同一侧，所述直流充电接口(5)和所述低压端口(13)位于另外两侧且相对。3.根据权利要求2所述的电动汽车boost升压系统，其特征在于，所述基座的三侧分别对应直流充电接口(5)、低压端口(13)、电机控制器高压输入接口(3)、电机控制器高压输出接口(4)和电池高压端口(2)设置有安装面板开口，所述基座的底部设置有4个固定支脚(12)，所述固定支脚(12)的中央设置有安装孔，所述安装孔用于将所述boost升压装置(16)与车身固定连接。4.根据权利要求3所述的电动汽车boost升压系统，其特征在于，所述低压端口(13)的一端连接整车低压线束，所述低压端口(13)的另一端连接boost控制单元(10)，所述整车低压线束包括电机控制器(17)的电源、接地以及网络线路。5.根据权利要求3所述的电动汽车boost升压系统，其特征在于，所述电池高压端口(2)通过高压线束连接所述动力电池(14)，所述直流充电接口(5)通过高压线束连接所述直流充电桩(15)，所述电机控制器高压输入接口(3)和所述电机控制器高压输出接口(3)通过高压线束连接所述电机控制器(17)。6.根据权利要求2所述的电动汽车boost升压系统，其特征在于，所述升压辅助电路包括快充正极继电器(6)、快充负极继电器(7)和电压切换继电器(8)，所述电池高压端口(2)的负极端、所述电机控制器高压输入接口(3)的负极端和所述电机控制器高压输出接口(4)的负极端星形连接，所述电池高压端口(2)的正极端和所述电机控制器高压输出接口(4)的正极端连接；所述直流充电接口(5)的正极端经过所述快充正极继电器(6)的两个开关触点与所述电池高压端口(2)的正极端相连；所述直流充电接口(5)的负极端经过所述电压切换继电器(8)的两个开关触点与所述电池高压端口(2)、所述电机控制器高压输入接口(3)的负极端、所述电机控制器高压输出接口4的负极端相连；所述电机控制器高压输入接口(3)的正极端经过所述快充负极继电器(7)的两个开关触点与所述电池插件端口2、所述电机控制器高压输出接口(4)的正极端相连。7.根据权利要求6所述的电动汽车boost升压系统，其特征在于，所述升压辅助电路还包括高压电容(9)，所述高压电容(9)的一个触点位于所述直流充电接口(5)的正极、快充正极继电器(7)的开关触点和电压切断继电器(8)的中心处，所述的高压电容(9)的另外一个触点位于快充负极继电器(6)的开关触点和电池高压接口(2)的负
极、电机控制输出接口(4)的负极、电机控制输入接口(3)负极的中心处。8.根据权利要求7所述的电动汽车boost升压系统，其特征在于，所述boost控制单元(10)包括若干个控制信号端，所述控制信号端与所述快充正极继电器(6)、快充负极继电器(7)、电压切断继电器(8)的低压端口(13)相连接，所述boost控制单元(10)用于根据充电策略对快充正极继电器(6)、快充负极继电器(7)和电压切断继电器(8)的触点通断进行控制；所述boost控制单元(10)还包括can信号输出端，与整车can网络相连，用于实时接收整车can网络发出的网络信息和/或向整车can网络发出boost升压装置的内部状态信息。9.根据权利要求2～8任意一项所述的电动汽车boost升压系统，其特征在于，所述壳体(1)采用钝化处理后的铝合金材料，所述基座和上盖之间设置有密封圈(11)。10.一种boost升压充电方法，其特征在于，所述充电方法采用权利要求1～9任意一项所述的电动汽车boost升压系统实现500v充电桩为800v电压平台电动汽车充电。

技术总结
本发明属于电动汽车充电领域，公开了一种电动汽车BOOST升压系统和方法，包括BOOST升压装置，电机控制器、动力电池和直流充电桩，BOOST升压装置与电机控制器连接构成BOOST电路，BOOST升压装置分别与动力电池和直流充电桩连接。通过本发明的电动汽车BOOST升压系统和方法，可实现800V电压平台电动汽车在最大500V充电桩上的升压充电需求，避免500V电压充电桩无法充电的问题。另外，本发明的BOOST升压装置易于取消更换，当市场上500V充电桩不断升级可实现1000V电压输出，500V充电桩的比例低于5％后，方便取消BOOST升压装置，不会对整车产生较大的兼容影响。产生较大的兼容影响。产生较大的兼容影响。


技术研发人员：李东 陈琦琦 陈盛 胡改改 吴康 宋良旭 赵翔 袁中 王飞
受保护的技术使用者：奇瑞新能源汽车股份有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/6