CN102765363A - 一种新能源汽车撞车自动保护器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车撞车自动保护器,在新能源车辆发生碰撞事故时,本发明的撞车自动保护器能自动断开动力输出、解除电池串联成组状态,将高压电池组离散成为低压电池模块,自备电源启动,保证撞车自动保护器的正常运转保证整车没有高压触电危险极大降低车辆事故时的触电、短路起火事故,避免电池组持续放电可能造成的损害。可用于乘用车、客车、货车等各种形式的车辆,有使用范围广、安全可靠的优点。

Description

一种新能源汽车撞车自动保护器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种新能源汽车撞车自动保护器,属于新能源汽车领域。
背景技术
[0002]目前,新能源汽车在生活中越来越常见,但在实际应用中,因驱动功率较大,电压高电流小,动力线径小,耗损就小,重量轻,所以趋向使用高压动力系统。所造成后果是车辆存在高压电可造成人员触电危险,并且高压系统因短路引起打火的概率要比低压系统要高很多。虽然在整车设计时会考虑安全问题,但是不能保证车辆不会发生各种想象不到的事故。
[0003] 在车辆发生事故时,整车动力线缆绝缘层可能会被损坏,高压用电设备或电池组也可能会被损坏,这时容易发生触电事故,主要有一下几种电路方面的严重情况:
(1)动力线绝缘破损导致车体带电,此时容易发生触电危险;
(2)动力线被挤压,导致电源正负极搭接在一起,电源正负短路引起打火,此时容易引发火灾;
(3)电机、电机控制器、充电机等高压设备损坏,出现触电、打火引发火灾的危险;
(4)电池组受损,出现触电、打火引发火灾的危险。
[0004] 国内外新能源汽车生产厂也有考虑过这些问题,也有厂家设计了断开主接触器的安全方案。主要有利用加速度传感器采集撞击时冲击力,和采集车辆损坏传感器信号两种方式,目的都是在车辆发生事故时,断开动力电源的输出。但是都没有考虑整体保护措施,控制电路也较为简单,反应速度较慢,没有解决根本问题。
[0005] 所以国家有关部门也起草了相关标准,对新能源汽车的安全提出了很高的要求,但是没有具体解决方案。
发明内容
[0006] 本发明针对新能源汽车撞车时可能出现的安全事故,全面模拟了可能会出现的安全隐患,提供了一种新能源汽车撞车自动保护器,通过切断高压输出,同时断开电池模块之间的连接,将电池组变为安全电压状态,可起到较为全面性的进行保护作用。
[0007] 为达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种新能源汽车撞车自动保护器,设有主控制器、加速度传感器、温度传感器、火焰传感器、烟雾传感器。
[0008] 所述主控制器设计有自备电源,使用2核高速CPU,采用冗余和相对独立互补式程序设计,采集传感器信号,控制进行相关操作,并将车辆状态和处理结果记录下来备查,同时发出声光警报;平时利用整车电源充电,在整车电源出现故障时,自备电源启动,保证撞车自动保护器的正常运转。
[0009] 所述撞车控制器接收到各种传感器信号,在第一时间断开车辆主回路接触器、熔断电池组内部的快速熔断器,使得电池组外的车体没有高压存在,将电池组切断连接,将高压电池组变成离散的低压电池模块。
[0010] 所述加速度传感器在车辆发生碰撞时,如果冲击加速超过限定阀值,控制器发出保护动作;速度传感器是检测车辆撞击的较好的检测手段,基本可以满足车辆撞击的检测,如果撞击加速度较小不足以导致加速度传感器动作,或者因为其他原因造成异常,温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器将会密切关注敏感部位的温度、短路冒烟、起火等情况。
[0011] 所述温度传感器、火焰传感器、烟雾传感器,在车辆发生异常,出现超过限值的高温、伴有烟雾和明火时,主控制器发出保护动作。
[0012] 当有异常情况时,主控制器及时做出反应发出指令,断开主接触器、断开整车动力输出,使得除电池组外整车其他部位没有动力电源存在。
[0013] 当有异常情况主控制器动作时,短路控制器动作,通过短路控制器每组输出线,产生大于快速熔断器阀值的电流,主动将快速熔断器熔断,将电池组分成独立的模块,最大限 度断开电池组回路,将高压电池组变成数个低压电池模块。
[0014] 所述的一种新能源汽车撞车自动保护器,适用于乘用车、客车、货车以及其它各种形式的车辆。
[0015] 本发明的新能源汽车撞车自动保护器,创造性地在车辆上使用了火焰传感器、烟雾传感器,配合加速度传感器、温度传感器,以尽可能在第一时间全面感知车辆异常。
附图说明
[0016] 图I为本发明的结构示意图;
I、车辆主回路接触器、2、加速度传感器、3、温度传感器、4、火焰传感器、5、烟雾传感器、
6、短路控制器、7、警报器、8、主控制器、9、自备电源、10、快速熔断器、11、CAN总线、12、短路控制器13、N组输出线、14、电池组、15、电池模块。
具体实施方式
[0017] 如图I所示,一种新能源汽车撞车自动保护器,包括车辆主回路接触器(I)、加速度传感器(2)、温度传感器(3)、火焰传感器(4)、烟雾传感器(5)、短路控制器¢)、警报器
(7)、主控制器(8)、自备电源(9)、CAN总线(10)、短路控制器(12)N组输出线(13)。
[0018] 撞车自动保护器安装在车体贴近车辆主回路接触器(I)的合适位置上。车辆主回路接触器(I)安装在电池组(14)附近贴近正负输出线接线端子处,控制整车动力输出。在车辆电池组内部串联的电池模块(15)之间,根据电池模块(15)的合理数量,串接有N个快速熔断器(N+1个电池模块),快速熔断器的容量根据车辆驱动电机功率不同选择合适容量。短路控制器N组输出线(11),相对应接到N个快速熔断器的两端。加速度传感器(2)至少有I个,可以有多个,安装在车辆合适的位置。温度传感器(3)、火焰传感器(4)、烟雾传感器(5)可以有多个,分别安装在电池组(14)内部、电池组(14)附近、电机及控制器附近、动力线附近等位置,以及容易发生短路的地方、有易燃物的地方等。
[0019] 正常情况下,撞车自动保护器以低功耗巡检各传感器的状态,通过内置CAN总线
(11)给整车以“状态正常”的信号。
[0020] 当车辆发生异常时,特别是发生情况严重的碰撞时,加速度传感器检测到冲击加速度,马上将信号传送至主控制器(8),主控制器(8)的核芯马上快速做出反应,如果判定冲击加速度超过设定值,主控制器(8)马上输出指令,将车辆主回路接触器(I)断开,同时指令短路控制器(6)通过短路控制器(12)控制N组输出线(13),输出短路电流,将N个快速熔断器熔断,将电池组(14)内部电池模块(15)解除串联状态,切断电池组的串联回路。
[0021] 如果串车辆撞击较弱,冲击加速度没有达到设定值,主控制器⑶将同时分析温度传感器(3)、火焰传感器(4)、烟雾传感器(5)的信号,如果有信号超过设定值,主控制器
(8)也会马上做出动作指令,断开车辆主回路接触器(I),熔断快速熔断器。
[0022] 熔断器电阻值接近为0Ω,其短路熔断电压较低,短路控制器输出较窄脉冲足以熔断,不足以引起电池组的异常反应。
[0023] 本发明的新能源汽车撞车自动保护器,能在城里发生较大事故时,第一时间切断高压输出,解散电池组串联状态,将高压电池组离散成为低压电池模块,保证整车没有高压触电危险,降低了整车短路打火的危险,最大限度保证了新能源车辆的安全。

Claims (8)

1. 一种新能源汽车撞车自动保护器,其特征在于:自动保护器设有主控制器、撞车控制器、加速度传感器、温度传感器、火焰传感器、烟雾传感器。
2.根据权利要求I所述的一种新能源汽车撞车自动保护器,其特征在于:所述主控制器设计有自备电源,使用2核高速CPU,采用冗余和相对独立互补式程序设计,采集传感器信号,控制进行相关操作,并将车辆状态和处理结果记录下来备查,同时发出声光警报;平时利用整车电源充电,在整车电源出现故障时,自备电源启动,保证撞车自动保护器的正常运转。
3.根据权利要求I所述的一种新能源汽车撞车自动保护器,其特征在于:所述撞车控制器接收到各种传感器信号,在第一时间断开车辆主回路接触器、熔断电池组内部的快速熔断器,使得电池组外的车体没有高压存在,将电池组切断连接,将高压电池组变成离散的低压电池模块。
4.根据权利要求I所述的一种新能源汽车撞车自动保护器,其特征在于:所述加速度传感器在车辆发生碰撞时,如果冲击加速超过限定阀值,控制器发出保护动作。
5.根据权利要求I所述的一种新能源汽车撞车自动保护器,其特征在于:所述温度传感器、火焰传感器、烟雾传感器,在车辆发生异常,出现超过限值的高温、伴有烟雾和明火时,主控制器发出保护动作。
6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车撞车自动保护器,其特征在于:当有异常情况时,主控制器及时做出反应发出指令,断开主接触器、断开整车动力输出,使得除电池组外整车其他部位没有动力电源存在。
7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车撞车自动保护器,其特征在于:当有异常情况主控制器动作时,短路控制器动作,通过短路控制器每组输出线,产生大于快速熔断器阀值的电流,主动将快速熔断器熔断,将电池组分成独立的模块,最大限度断开电池组回路,将< 高压电池组变成数个低压电池模块。
8.根据权利要求书I所述的一种新能源汽车撞车自动保护器,其特征在于:适用于乘用车、客车、货车以及其它各种形式的车辆。
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