CN100583587C - 高压电池系统、其与车辆系统的连接方法及高压线总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压电池系统与车辆系统的连接导通方法、高压电池供电系统以及高压线总成，高压电池系统与车辆系统通过高压线总成以及低压连接部分连接，其中高压线总成包括高压正负极线、一套插接件、金属平板以及导电触头，低压连接部分包括一接触器闭合信号线，高压电池系统内部具有一个与所述导电触头相对应的导电片。当进行连接时，高压线总成上的导电触头与高压电池系统内部的导电片接触导通，电池管理及控制单元接收到车辆系统发来的闭合指令后，控制接触器闭合，实现高压回路的安全导通。当发生高压正负极线的非正常脱落情况时，高压线总成中的两个导电触头与高压电池系统内部的导电片分离，电池管理及控制单元控制正负极接触器断开，高压电池系统内部不导通，正负极端不带电。
Description
技术领域
本发明涉及一种动力电池的安全保护方法，特别是用于电动汽车上的动力电池系统的高压安全保护方法。
背景技术
随着日本丰田公司的Prius混合动力汽车推向市场，各大汽车公司对混合动力汽车的人力、物力及资金的投入也越来越多。目前，为了提高车辆的能量效率，同时也为了更好的改善车辆的油耗和排放，混合动力车的电压等级也越来越高。随着电压等级的提高，对高压电池系统的安全考虑就提出了更高更全面的要求。在现有的技术中，对高压电池系统的安全保护主要从以下几个方面考虑：
高压电池系统内部增加手动开关：在维修车辆时，通过此开关来切断高压电池对外的电能输出；
在车辆运行过程中，通过测量高压系统与车辆底盘间的绝缘电阻来检测高压系统的绝缘状态；
增加揭盖保护装置：高压电池系统外壳打开时，此保护装置可以切断高压电池的输出回路，不允许电能输出。
上述方案在相应的情况下对高压电池系统都起到了一定的安全保护作用，但下述情况下的这种安全隐患仍没有得到解决：
高压电池系统与车辆之间的线束已经正常连接好，整车控制器发出指令，使高压电池系统中的继电器闭合；此时，高压电池系统与车辆逆变器之间可以进行正常的充放电过程；在随后的某一时刻，低压连接线正常连接，而与车辆逆变器相连的高压电池系统的正负极连接线因某一非正常的原因脱落。在这种情况下，高压电池系统内部的继电器仍闭合，也即正负极端带电。这是一种安全隐患，现有技术中还没有对这种安全隐患的保护措施。
发明内容
本发明中所要解决的就是上述提到的高压电池系统的正负极线脱落时的安全隐患问题。
本发明在总体结构上采取的技术方案为：一种高压电池供电系统，包括高压电池系统、高压线总成以及低压连接部分，其中高压线总成包括高压正负极线、一套插接件、金属平板以及导电触头，高压正负极线与接插件连接，接插件固定在金属平板，导电触头安装在金属平板上；低压连接部分包括接触器闭合信号线，高压电池系统内部具有一个与所述导电触头相对应的导电片，该导电片一端与来自车辆整车控制器的所述接触器闭合信号线相连，另一端与高压电池系统的电池管理及控制单元部分相连，用于控制正负极接触器的控制回路。
将高压电池系统与车辆系统的连接时，首先用高压线总成和低压连接部分将车辆系统和高压电池接口部分连接好，此时，高压线总成上的两个所述导电触头与高压电池系统内部的导电片相接触导通；车辆系统中的整车控制器发出接触器闭合信号，所述高压电池系统的电池管理及控制单元收到闭合指令后，控制正负接触器闭合，在正常完成预充电过程后，正负极接触器闭合，实现高压回路的安全导通。
当发生高压正负极线的非正常脱落情况时，所述高压线总成金属平板上的两个导电触头与高压电池系统内部的导电片分离；电池管理及控制单元收到断开指令后，正负极接触器立刻断开，高压电池系统内部不导通，正负极端不带电。
此连接导通方法结构简单，原理清晰，同时实用性很强，因此不失为一种能更好提高混和动力车上高压电池系统安全的一种有效方法。
本发明还公开了一种高压线总成，用于连接高压电池系统与车辆系统，包括高压正负极线、一套插接件、金属平板以及导电触头，接插件固定在金属平板上，每个插接件的一端都有一个带螺纹的凹槽，凹槽内部与高压正负极线连接，当将高压线总成安装在高压电池系统上时，电池的正负极都旋紧在所述凹槽中，用于车辆系统高压线与电池正负极的导通连接；所述导电触头安装在金属平板上，用于与高压电池系统内部的导电片相接触导通。
附图说明
图1是本发明的车辆系统与高压电池系统外部接口示意图。
图2是本发明的车辆系统与高压电池系统连接示意图；
图3是本发明的高压线总成的侧视图。
图4是本发明的高压线总成的轴侧图。
图5是本发明的车辆系统与高压电池系统内外部连接示意图。
附图标记说明：
1-车辆系统；11-整车控制器；
2-高压电池系统；21-电池管理及控制单元部分；22-导电片；23-正极接触器；24-负极接触器；
3-高压线总成；31-高压正极线；32-高压负极线33-正极接插件；34-负极插接件；35-金属平板35；36-导电触头；37-辅助部分；38-凹槽；
4-低压连接部分；41-低压连接线束；42-低压接插件；43-接触器闭合信号线；
具体实施方式
现结合附图对本申请的实施做进一步的说明。
如图1所示，车辆系统1与高压电池系统2之间通过高压线总成3和低压连接部分4联机；其中低压连接部分由低压连接线束41和低压接插件42组成，主要有信号线和12V电源线等，其中有一个来自车辆系统1的接触器闭合信号线43。为了方便高压正负极线31、32与高压电池系统正负极连接，使用了一套接插件33、34，接插件与高压正负极线连接方式见图3和图4。
在图3和图4中，高压线总成主要由高压正负极线31、32，一套接插件33、34，金属平板35，导电触头36以及固定导电触头的辅助部分37组成。高压正极线31通过压线钳和正极接插件33内部连接，高压负极线同样；然后将正负极接插件33、34固定在金属平板35上；在金属平板上安装两个导电触头36(用于固定导电触头的辅助部分37为绝缘性材料)；每个接插件33、34的一端都有一个带螺纹的深凹槽38，凹槽内部与高压正负极线连接，当将车辆高压线总成安装在高压电池系统上时，电池的正负极都旋紧在凹槽中，这样就实现了车辆高压线与电池正负极的导通连接。
如图5所示，高压电池系统2内部靠近正负极附近有一个与图3和图4中的导电触头36相对应的导电片22，此导电片一端与来自车辆整车控制器的接触器闭合信号线43相连，另一端与电池管理及控制单元部分21相连，即控制正、负极接触器23、24的控制回路。
在进行连接时，首先将高压线总成3和低压连接部分4分别和车辆、高压电池接口部分连接好，此时，高压线总成3上的两个导电触头36与高压电池系统2内部的导电片22相接触导通；车辆系统1中的整车控制器11通过图5中低压连接线束41中的其中一条线路发出接触器闭合信号，电池管理及控制单元21收到闭合指令后，请求正、负极接触器23、24闭合，在正常完成预充电过程后，正负极接触器触头就闭合，实现了高压回路的安全导通。
一旦发生高压正负极线的非正常脱落情况，则高压线总成3的金属平板35上两个导电触头必定与高压电池系统2内部的导电片22分离；一旦分离，电池管理及控制单元21就失去接触器闭合信号，接触器控制回路断开，那么接触器触头立刻断开，高压电池系统2内部不导通，无电能输出，正负极端不带电，即实现了此种安全隐患的保护。
显然本发明具体实现并不受高压电池类型及系统电压等级的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它相关技术领域的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1、一种高压电池系统与车辆系统的连接导通方法，所述高压电池系统与车辆系统通过高压线总成以及低压连接部分进行连接，其中高压线总成包括高压正负极线、一套插接件、金属平板以及导电触头，低压连接部分包括一接触器闭合信号线，高压电池系统内部具有一个与所述导电触头相对应的导电片，其特征在于：
首先用高压线总成和低压连接部分将车辆系统和高压电池接口部分连接好，此时，高压线总成上的两个所述导电触头与高压电池系统内部的导电片相接触导通；
然后车辆系统中的整车控制器发出接触器闭合信号，所述高压电池系统的电池管理及控制单元收到闭合信号后，控制正负极接触器闭合，在正常完成预充电过程后，正负极接触器闭合，实现高压回路的安全导通；
当发生高压正负极线的非正常脱落情况时，所述高压线总成金属平板上的两个导电触头与高压电池系统内部的导电片分离；电池管理及控制单元收到断开指令后，正负极接触器断开，高压电池系统内部不导通，正负极端不带电。
2、一种高压电池供电系统，包括高压电池系统、高压线总成以及低压连接部分，其中高压线总成包括高压正负极线、一套插接件、金属平板以及导电触头，高压正负极线与插接件连接，插接件固定在金属平板上，导电触头安装在金属平板上；低压连接部分包括一接触器闭合信号线，其特征在于：高压电池系统内部具有一个与所述导电触头相对应的导电片，该导电片一端与来自车辆整车控制器的所述接触器闭合信号线相连，另一端与高压电池系统的电池管理及控制单元部分相连，用于控制接触器的控制回路。
3、如权利要求2所述的高压电池供电系统，其特征在于：所述每个插接件的一端都有一个带螺纹的凹槽，凹槽内部与高压正负极线连接，当将高压线总成安装在高压电池系统上时，电池的正负极都旋紧在所述凹槽中，从而实现车辆系统高压线与电池正负极的导通连接。
4、如权利要求3所述的高压电池供电系统，其特征在于：固定所述导电触头的辅助部分为绝缘性材料。
5、一种高压线总成，用于连接高压电池系统与车辆系统，包括高压正负极线、一套插接件、金属平板以及导电触头，插接件固定在金属平板上，每个插接件的一端都有一个带螺纹的凹槽，凹槽内部与高压正负极线连接，当将高压线总成安装在高压电池系统上时，电池的正负极都旋紧在所述凹槽中，用于车辆系统高压线与电池正负极的导通连接；所述导电触头安装在金属平板上，用于与高压电池系统内部的导电片相接触导通，所述导电片一端与来自车辆系统整车控制器的接触器闭合信号线相连，另一端与高压电池系统的电池管理及控制单元部分相连，用于控制接触器的控制回路。
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