控制方法、控制装置、电池包及车辆

技术领域

本申请属于新能源车辆技术领域，具体涉及一种控制方法、控制装置、电池包及车辆。

背景技术

由于新能源电动汽车上各种电机类用电设备中存在各类电容，当电气回路通过开关闭合，使动力电池的电能流向各用电设备时，在开关闭合瞬间，形成高压电回路，动力电池此时必须先对各种用电设备回路中的电容进行充电，此时高压回路中将产生电流。

由于电容的充电特性，会瞬间形成巨大电压差和大电流，各用电设备电容匹配的规格不同，且累加后电容值变的更大，导致电容充电瞬时电流可能达到几百甚至上千安，电气回路中的接触器、熔断器、连接器、电缆等载流元器件和用电设备将承受超过极限符合的电流，尤其是接触器，将出现严重的过载，产生电弧、触点粘接、外壳炸裂等失效情况。因此，现有的电气回路的安全性能较差。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种控制方法、控制装置、电池包及车辆，能够解决现有的电气回路的安全性能较差的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种控制方法，应用于电气回路，所述电气回路包括电池、高压配电系统、电容和用电设备，所述高压配电系统包括相互并联的预充回路和负极接触器，所述预充回路包括正极接触器、预充接触器和预充电阻；所述负极接触器的两端分为与所述电池的负极、所述用电设备电连接，所述正极接触器的两端分别与所述电池的正极、所述用电设备电连接，所述电容与所述用电设备并联，所述预充电阻与所述预充接触器串联；

所述方法包括：

获取上电指令；

基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，以完成所述电气回路中电容的预充电。

可选地，所述基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，以完成所述电气回路中电容的预充电，包括：

在所述上电指令指示第一充电方式的情况下，先闭合所述预充接触器，再闭合所述负极接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电。

可选地，所述基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，以完成所述电气回路中电容的预充电，包括：

在所述上电指令指示第二充电方式的情况下，先闭合所述负极接触器，再闭合所述预充接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电。

可选地，所述基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，以完成所述电气回路中电容的预充电，包括：

在所述上电指令指示第一充电方式和第二充电方式循环交替的情况下，循环交替执行所述第一充电方式和所述第二充电方式；

其中，所述第一充电方式为：先闭合所述预充接触器，再闭合所述负极接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电；

所述第二充电方式为：

先闭合所述负极接触器，再闭合所述预充接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电。

可选地，所述基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，以完成所述电气回路中电容的预充电，包括：

步骤1：执行第一预设次数第一充电方式；

步骤2：执行第二预设次数第二充电方式；

步骤3：循环交替执行所述步骤1和所述步骤2；

其中，所述第一预设次数和所述第二预设次数与所述电气回路的寿命相关；

所述第一充电方式为：先闭合所述预充接触器，再闭合所述负极接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电；

所述第二充电方式为：

先闭合所述负极接触器，再闭合所述预充接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电。

可选地，所述第一预设次数与所述第二预设次数一致；或，所述第二预设次数为所述第一预设次数的两倍。

可选地，所述第一时间与所述电气回路中电池的电压、预充电阻的大小以及所述电容的大小相关。

第二方面，本申请实施例提供了一种控制装置，应用于电气回路，所述电气回路包括：电池、高压配电系统、电容和用电设备，所述高压配电系统包括相互并联的预充回路和负极接触器，所述预充回路包括正极接触器、预充接触器和预充电阻；所述负极接触器的两端分为与所述电池的负极、所述用电设备电连接，所述正极接触器的两端分别与所述电池的正极、所述用电设备电连接，所述电容与所述用电设备并联，所述预充电阻与所述预充接触器串联；

所述装置包括：

获取模块，用于获取上电指令；

预充电模块，用于基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，以完成所述电气回路中电容的预充电。

第三方面，本申请实施例提供了一种电池包，所述电池包包括如第二方面所述的控制装置和电气回路。

第四方面，本申请实施例提供了一种车辆，所述车辆包括如第三方面所述的电池包。

在本申请实施例中，根据车辆的实际需求，可对元器件运行的方式、运行的顺序进行调整，在保证完成上电需求的同时，可延长车辆元器件的寿命、提高元器件的性能，从而提高电气回路的安全可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电气回路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的控制方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的控制方法中，基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，的流程示意图之一；

图4为本申请实施例提供的控制方法中，基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，的流程示意图之二；

图5为本申请实施例提供的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的方法进行详细地说明。

本申请实施例提供的控制方法可应用于新能源电动汽车的电气回路中。电气回路包括电池1、高压配电系统、电容3和用电设备4，高压配电系统包括相互并联的预充回路1和负极接触器22，预充回路1包括正极接触器211、预充接触器213和预充电阻212；负极接触器22的两端分为与电池1的负极、用电设备4电连接，正极接触器211的两端分别与电池1的正极、用电设备4电连接，电容3与用电设备4并联，预充电阻212与预充接触器213串联。

如图1所示，高压配电系统包括负极接触器22和正极接触器211，负极接触器22设置于主路靠近动力电池1负极的一侧，正极接触器211设置于主路靠近动力电池1正极的一侧，用电设备4设置于负极接触器22和正极接触器211之间，当负极接触器22和正极接触器211同时连通时，供电电池1才能向用电设备4供电。高压配电系统还包括预充电阻212和预充接触器213，预充电阻212和预充接触器213串联后再与正极接触器211并联，可以理解地，若是正极接触器211和预充接触器213同时闭合，由于预充接触器213的支路上还存在预充电阻212，电流不会通过预充接触器213，而是直接通过正极接触器211。电容3并联于用电设备4上，在电池1的电能流向用电设备4时，必须先给电容3进行充电，若是回路中不存在预充回路1，在对电容3进行充电的瞬间讲形成巨大的电压差和大电流，对回路中的元器件造成损坏。因此，本实施例中，先通过预充回路1对电容3进行小电流的充电，既满足了电容3的充电需求，又实现了对于回路中各个元器件和设备的保护作用。

可选地，如图2所示，本申请提供的控制方法，具体步骤如下：

步骤S1，获取上电指令，

本实施例的控制方法应用于车辆的电气回路中，上电指令可由车辆在启动时进行自检，并确定设备运行正常后，车辆总控系统向电池管理系统(Battery ManagementSystem，BMS)发送高压上电指令，BMS控制电气回路中的元器件的运行，也可由驾驶员进行操作，主动向BMS发送高压上电指令，完成高压上电后，车辆才能正常运行，动力电池才能向车辆的各个设备进行供电。

步骤S2，基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，以完成所述电气回路中电容的预充电。

在每次使用车辆时，都需要先完成车辆的上电，即BMS控制电气回路中的正极接触器、负极接触器、预充接触器等元器件的运行，根据车辆的实际需求，可对元器件运行的方式、运行的顺序进行调整，在保证完成上电需求的同时，可延长车辆元器件的寿命、提高元器件的性能。

可选地，步骤S2，基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，以完成所述电气回路中电容的预充电，包括：

在所述上电指令指示第一充电方式的情况下，先闭合所述预充接触器，再闭合所述负极接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电。

请结合参见图1和图3，收到执行第一充电方式的上电指令后，BMS控制电气回路中的元器件。先闭合预充接触器，在预充接触器闭合时，电气回路中没有电流，预充接触器的闭合或断开的动作只会影响到预充接触器的机械寿命。之后再闭合负极接触器，负极接触器和预充接触器都闭合，使得电气回路连通，回路中产生了电流，此时，动力电池已经在对电容进行充电，由于预充电阻的存在，产生的电流较小，不会对回路中的元器件造成损伤。当经过第一时间后，电容预充电完毕，闭合正极接触器，经过第二时间，即正极接触器的闭合延时后，断开预充接触器，完成上电过程。

需要说明的是，上述先闭合预充接触器、再闭合负极接触器的方式中，负极接触器的闭合动作不仅会影响到自身的机械寿命，还会由于电流而对带载寿命也造成影响。但是因为负极接触器的产品规格较大，带载寿命为预充接触器的带载寿命的多倍，因此，通过本实施例的上电方式，可以降低对于预充接触器的性能需求，并降低预充接触器的成本，从而提高电气回路的安全可靠性。

可选地，步骤S2，基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，以完成所述电气回路中电容的预充电，包括：

在所述上电指令指示第二充电方式的情况下，先闭合所述负极接触器，再闭合所述预充接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电。

请结合参见图1和图4，收到执行第二充电方式的上电指令后，BMS控制电气回路中的元器件。先闭合负极接触器，在负极接触器闭合时，电气回路中没有电流，负极接触器的闭合或断开的动作只会影响到负极接触器的机械寿命。之后再闭合预充接触器，负极接触器和预充接触器都闭合，使得电气回路连通，回路中产生了电流，此时，动力电池已经在对电容进行充电，由于预充电阻的存在，产生的电流较小，不会对回路中的元器件造成损伤。当经过第一时间后，电容预充电完毕，闭合正极接触器，经过第二时间，即正极接触器的闭合延时后，断开预充接触器，完成上电过程。

与图3所示的第一充电方式的实施例相比，本实施例的第二充电方式的区别在于负极接触器和预充接触器的断通顺序不同，本实施例中，由预充接触器主要承担带载，一般预充接触器的性能和成本都低于负极接触器，由预充接触器来承担带载，在预充接触器损坏时，进行更换的成本也较小，并且由于预充接触器的规格较小，在进行更换时也更加方便。

可选地，步骤S2，所述基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，以完成所述电气回路中电容的预充电，包括：

在所述上电指令指示第一充电方式和第二充电方式循环交替的情况下，循环交替执行所述第一充电方式和所述第二充电方式；

其中，所述第一充电方式为：先闭合所述预充接触器，再闭合所述负极接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电；

所述第二充电方式为：

先闭合所述负极接触器，再闭合所述预充接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电。

上电指令指示BMS控制电气回路交替执行第一充电方式、第二充电方式。其中，第一充电方式和第二充电方式的具体步骤如图3、图4所对应的实施例所述，为了避免重复，不再赘述。在本实施例中，由预充接触器、负极接触器依次来承担回路中的带载，延长了元器件的使用寿命。

可选地，步骤S2，基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，以完成所述电气回路中电容的预充电，包括：

步骤1：执行第一预设次数第一充电方式；

步骤2：执行第二预设次数第二充电方式；

步骤3：循环交替执行所述步骤1和所述步骤2；

其中，所述第一预设次数和所述第二预设次数与所述电气回路的寿命相关；

所述第一充电方式为：先闭合所述预充接触器，再闭合所述负极接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电；

所述第二充电方式为：

先闭合所述负极接触器，再闭合所述预充接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电。

第一预设次数和第二预设次数可以根据车辆的实际情况进行修改，使得电气回路中的元器件根据实际情况来选择合适的运行方式，既能够保证电气回路的顺利上电，又能提升元器件的性能和使用寿命。第一充电方式和第二充电方式的具体步骤如图3、图4所对应的实施例所述，为了避免重复，不再赘述。

可选地，所述第一预设次数与所述第二预设次数一致；或，所述第二预设次数为所述第一预设次数的两倍。

在第一预设次数和第二预设次数一致的情况下，第一预设次数和第二预设次数可以为电气回路寿命的1/4、1/8，在1/4的时间段内执行第一充电方式，在另一1/4的时间段内执行第二充电方式，由预充接触器、负极接触器依次承担带载，减少了预充接触器50％左右的寿命要求，同时保证了回路中其他元器件的性能以及系统安全可靠性。在第一预设次数和第二预设次数不一致的情况下，第二预设次数为第一预设次数的两倍，由性能、寿命和带载能力更强的负极接触器来承担更多带载，减少了对于预充接触器的寿命要求，降低了对预充接触器的选型要求和成本，同时保证了负极接触器的寿命和性能，提高了电气回路的安全可靠性。

可选地，所述第一时间与所述电气回路中电池的电压、预充电阻的大小以及所述电容的大小相关。电池的电压越高，第一时间越短，预充电阻越大，第一时间越长，电容越大，第一时间越长，可以根据实际需求，对电池的电压、预充电阻的大小以及电容的大小进行调整，使用灵活。

本申请实施例提供的控制方法，执行主体可以为控制装置。本申请实施例中以控制装置执行控制方法为例，并结合附图5说明本申请实施提供的控制装置500。本实施例的控制装置500应用于如图1所示的电气回路，电气回路包括：电池、高压配电系统、电容和用电设备，高压配电系统包括相互并联的预充回路和负极接触器，预充回路包括正极接触器、预充接触器和预充电阻；负极接触器的两端分为与电池的负极、用电设备电连接，正极接触器的两端分别与电池的正极、用电设备电连接，电容与用电设备并联，预充电阻与预充接触器串联。

控制装置500包括：

获取模块501，用于获取上电指令；

预充电模块502，用于基于所述上电指令，控制所述正极接触器、所述负极接触器和所述预充接触器的断通顺序，以完成所述电气回路中电容的预充电。

可选地，预充电模块502还用于：

在所述上电指令指示第一充电方式的情况下，先闭合所述预充接触器，再闭合所述负极接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电。

可选地，预充电模块502还用于：

在所述上电指令指示第二充电方式的情况下，先闭合所述负极接触器，再闭合所述预充接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电。

可选地，预充电模块502还用于：

在所述上电指令指示第一充电方式和第二充电方式循环交替的情况下，循环交替执行所述第一充电方式和所述第二充电方式；

其中，所述第一充电方式为：先闭合所述预充接触器，再闭合所述负极接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电；

所述第二充电方式为：

先闭合所述负极接触器，再闭合所述预充接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电。

可选地，预充电模块502还用于：

步骤1：执行第一预设次数第一充电方式；

步骤2：执行第二预设次数第二充电方式；

步骤3：循环交替执行所述步骤1和所述步骤2；

其中，所述第一预设次数和所述第二预设次数与所述电气回路的寿命相关；

所述第一充电方式为：先闭合所述预充接触器，再闭合所述负极接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电；

所述第二充电方式为：

先闭合所述负极接触器，再闭合所述预充接触器，在经过第一时间后，闭合所述正极接触器；

在经过第二时间后，断开所述预充接触器，以完成所述电气回路中电容的预充电。

可选地，所述第一预设次数与所述第二预设次数一致；或，所述第二预设次数为所述第一预设次数的两倍。

可选地，所述第一时间与所述电气回路中电池的电压、预充电阻的大小以及所述电容的大小相关。

本申请实施例提供的控制装置，能够根据车辆的实际情况而确定的上电指令来控制电气回路中的元器件的运行和运行顺序，以实现保护元器件和完成电气回路预充电的目的。

需要说明的是，本申请实施例所提供的控制装置能够实现上述控制方法的全部技术过程，并能达到相同的技术效果，为避免重复，此处不再赘述。

本申请实施例还提供一种电池包，该电池包包括如图1实施例所示的电气回路和图5所示的控制装置，因此，本实施例的电池包能够实现上述所有有益效果，为避免重复，此处不再赘述。

本申请实施例还提供一种车辆，该车辆包括上述电池包，因此，本实施例的车辆能够实现上述所有有益效果，为避免重复，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。