CN103723045A

CN103723045A - 一种电动汽车高压配电系统的监测和报警装置

Info

Publication number: CN103723045A
Application number: CN201310723079.6A
Authority: CN
Inventors: 陆凤忙
Original assignee: Hefei Guocheng New Energy Vehicle Technology Co Ltd
Current assignee: Hefei Guocheng New Energy Vehicle Technology Co Ltd
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2014-04-16

Abstract

一种电动汽车高压配电系统的监测和报警装置，它涉及电动汽车高压配电系统技术领域。它包括微处理器、自检电路、采样电路、输出电路、电源、辅助电源、总线接口，所述的微处理器分别接自检电路一端、采样电路一端、输出电路一端、辅助电源一端、总线接口一端，所述的电源分别接微处理器和辅助电源，辅助电源另一端与采样电路另一端连接。本发明它占用空间小，可实时对电动汽车配电系统进行检测和报警，在故障发生时可进行过流保护，并能够准备定位故障点，便于操作，给维修的带来很大的便利。

Description

一种电动汽车高压配电系统的监测和报警装置

技术领域

本发明涉及电动汽车高压配电系统技术领域，尤其涉及一种电动汽车高压配电系统的监测和报警装置。

背景技术

随着电动汽车技术发展和动力锂电池的应用，电动汽车的锂电池组由数十至上千节单体电池串联组成，电压达到几百伏，如电动大巴的锂电池组电压高达近700伏，这样高的电压系统对整车的安全性能提出了更高的设计要求，电动汽车的高压系统的配电功能和配电安全，以及怎样保证电动汽车的安全使用、零故障使用成了目前的首要难题，锂电池组管理系统虽然引入了锂电池安全管理概念，但其行为较为机械，仅在锂电池组故障发生时对锂电池组进行保护，不能对整车的供电系统和用电设备的安全使用进行保护。

现有的电动汽车高压配电系统，只是机械的使用了高压接触器，高压保险，对动力电池组输入的高压进行分流，没有导入故障预警系统，供配电安全保护，通过管理系统预警信息准确的判断出应故障的位置，如何处理即将发生的故障或已发生的故障，而且当故障发生后不能对整车的用电设备进行保护，不能再次对维修人员、使用人员的安全进行有效的保护，不能及时控制故障恶化等。

现有电动汽车高压配电系统的主要缺点如下：

1、结构不合理、现在有的高压配电系通采用的是单平面结构设计，这样使高压配电箱的体积很大，正负电系统混杂在一个平面空间里很容易造成短路等故障。

2、对整车高压系统故障起不到预警作用，只有故障发生后车不能够行驶了，才知道发生故障了，对故障分析缺乏可靠数据，对后续改进增加了难度，且大幅度增加了售后成本。

3、缺少与外界进行数据交换的通信手段，没有CAN总线等通讯手段把整车配电系统的故障信息和预警信息及时上报到整车仪表台上，让驾驶员及时发现，停止使用车辆，对车辆进行维修。

4、不便于维修人员及时找到高压系统的故障点，没有二级安全保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车高压配电系统的监测和报警装置，它占用空间小，可实时对电动汽车配电系统进行检测和报警，在故障发生时可进行过流保护，并能够准备定位故障点，便于操作，给维修的带来很大的便利。

为了解决背景技术中所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它包括微处理器、自检电路、采样电路、输出电路、电源、辅助电源、总线接口，所述的微处理器分别接自检电路一端、采样电路一端、输出电路一端、辅助电源一端、总线接口一端，所述的电源分别接微处理器和辅助电源，辅助电源另一端与采样电路另一端连接。

所述的总线接口另一端接CAN总线。

本发明由如下优点：

1、本装置采用立体式结构供配电，缩小了配电箱的空间，使在整车的布置中更容易、简单，突破了传统高压配电箱体积大，占用整车空间大，难以在整车生根的瓶颈。

2、配电输入、输出串联熔断器，实现过流、短路保护功能，本装置中引入了带辅助触点的高压接触器，高压熔断器，在高压过流，短路时，采样电路会采集各个高压部件的开关量，以确定高压部件的工作状态，在一定程度上保护了高压系统的用电器，能够准确的定位高压部件的故障点，给维修的带来很大的便利。

3、可采集配电箱输入电压，检测每路的输入和输出电压，并可通过CAN总线上传，本装置通过CAN总线通讯方式，可以与整车控制器、变频器、BMS、电机控制器交换数据，在各个部件自检正常的状态下，向高压配电箱发应答信号，高压配电箱自检后开始给整车供配电，确保各个系统都是正常才可以工作，实现了数字化的通讯，保证供配电的安全性。

4、本装置对各个功能器件实时数据进行实例分析，通过采集各个器件的状态及计算各个单元的发上来的信息，以及各个模块温度变化情况，可估算出整车高压系统可能将发生的故障，可在故障发生前对故障进行预警，便于专业技术人员实时监控整车的运行状态。

5、本装置采用的CAN总线直接与汽车仪表通讯，可将故障信息直接显示在仪表上面便于驾驶员观察和发现故障，及时维修。

6、本装置可检测高压直流输入正负极对壳体的绝缘电阻，实现安全保护，检测电阻上具有自检功能，绝缘电阻状态可通过CAN总线上传，绝缘电阻故障时输出动作信号。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，一种电动汽车高压配电系统的监测和报警装置，它包括微处理器、自检电路、采样电路、输出电路、电源、辅助电源、总线接口，所述的微处理器分别接自检电路一端、采样电路一端、输出电路一端、辅助电源一端、总线接口一端，所述的电源分别接微处理器和辅助电源，辅助电源另一端与采样电路另一端连接。

1、上电自检，控制板上电后，首先进行自检，由微处理器控制自检电路模拟产生绝缘电阻故障，即通过电阻把正极引线对车体连接，同时驱动辅助电源输出检测电源，并通过K1施加到电源正极，通过电流传感器A检测电流值，经采样电路放大后送处理器AD采样口进行采样，并计算绝缘电阻值，应能检测到绝缘电阻故障，则自检通过，否则自检未通过，无论自检通过还是未通过，处理器自动撤销自检电路模拟电阻，自检正常时驱动自检正常状态输出，并通过CAN总线上传自检成功信息，否则，驱动自检故障状态输出，通过CAN总线上传自检未成功信息。

2、系统绝缘检测，通过K1、K2分别把辅助电源施加到系统电源的正极和负极线路中，并通过直流电流传感器检测回路电流，送给处理器进行处理、运算，判定系统绝缘电阻是否故障，正常时驱动绝缘电阻正常状态输出，并通过CAN总线上传绝缘电阻状态正常信息，反之，驱动绝缘电阻故障状态输出，并通过CAN总线上传绝缘电阻状态故障信息。

3、定时巡检，控制板定时（每30分钟）进行第二步检测一次，以确保车辆在运行过程中能及早的发现绝缘问题。

4、电源，电源部分包括控制电源和辅助电源两部分，实现时控制电源直接通过直流输入控制电源DC24V进行线性稳压后提供+12V、+5V和+3.3V，其中+12V电源供采样电路，+5V供CAN总线用，+3.3V供处理器使用，输出电路部分用+24V电源驱动，辅助电源采用DC/DC电源模块，实现DC24V变换为DC60V，提供绝缘检测电路使用。

5、微处理器，选用Freescale的16位DSC芯片56F8037作为监测仪的处理器，其内部集成了CAN控制器、16路ADC采样通道等资源。

6、总线接口，总线接口选用TJA1050T芯片。

7、输出电路，输出电路采用三极管驱动24V线圈继电器输出，指示灯类输出直接用处理器驱动输出。

8、采样电路，采用LM2904运放进行一级跟随后放大处理，运放输出增加电压箝位电路后送至处理器AD采样口进行采样。

9、自检电路，采用继电器驱动模拟绝缘电阻进行与系统电源正极连接，自检结束后与系统电源完全脱离。

10、直流电流传感器。直流电流传感器选用额定电流50mA的电流传感器，并把检测回路在传感器上绕制40～100匝对电流进行放大，以提高采样精度。

Claims

1. 一种电动汽车高压配电系统的监测和报警装置，其特征在于，它包括微处理器、自检电路、采样电路、输出电路、电源、辅助电源、总线接口，所述的微处理器分别接自检电路一端、采样电路一端、输出电路一端、辅助电源一端、总线接口一端，所述的电源分别接微处理器和辅助电源，辅助电源另一端与采样电路另一端连接。

2.根据权利要求1所述的电动汽车高压配电系统的监测和报警装置，其特征在于，所述的总线接口另一端接CAN总线。