CN103847526A - 一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统，包括电池箱、检测控制器、高压继电器总成；检测控制器的信号输出端与两个继电器的控制端连接，两个继电器与电池箱和高压连接器连接，电池箱、外部负载设备和高压继电器总成均设有由各自盖体盖合才能接通的压触开关，高压连接器设有由外部负载设备插入才能接通的压触开关，各个压触开关分别连接于检测控制器的信号输入端。本发明在高压连接器所连接的外部负载设备松动时或盖体打开时，对应的压触开关或互锁开关断开，检测控制器检测电路检测到后通过电池控制器断开高压继电器，确保电动汽车高压维修安全，同时断开的压触开关或互锁开关被检测电路检测出来也实现了定位功能便于维修。

Description

一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统
技术领域
本发明涉及一种带高压互锁功能的高压配电系统，具体涉及一种在电动汽车上使用的带高压互锁功能的高压配电系统。
背景技术
随着国家和政府对环境污染治理与节能减排的重视，电动汽车作为汽车界节能减排的先锋，国家政策对对电动汽车发展的支持，国内各汽车主机厂也将电动的研发放在比较重要的位置。但是其安全性一直是制约着其发展的关键因素。
电动汽车是以动力电池为动力源，动力电池将所储存的高压电能源通过高压配电箱将动力电池的能源分配到电动汽车的电源负载电机控制器-电机、DC/DC、PTC、空调等，电动汽车高压配电系统还带车载充电端口与快速充电端口，通过与家用电源或外部直流充电设备相连可为动力电池补充电能。有整个高压配电系统都是带高压的，在对电动汽车高压配电系统或用电负载进行检修或装配过程中的操作都会有触电风险，从而引起安全事故。在电动汽车行车过程中，由于配电系统与电动汽车用电负载的接口连接器未完全连接好，也可能会导致接触不良而引起电弧产生，从而可能会导致起火等安全事故。由于电动汽车目前的高压配电系统技术方案多样，许多设计方案对高压安全的主动与被动安全防护所采取的措施不够，在电动汽车的维修与正常装配过程中都会有触电危险。因此需要一种在上述情况下可以切断外部负载设备电源的配电系统。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种可以在需要维修、维修开关误操作断开或外部负载设备松动时，能够自动切断高压电源的系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统，包括电池箱、检测控制器、高压继电器总成；高压继电器总成内设有第一高压继电器和第二高压继电器，检测控制器的两个信号输出端分别与第一高压继电器和第二高压继电器的控制端连接；第一高压继电器的一端与电池箱的正极，另一端与高压连接器连接；第二高压继电器的一端与电池箱的负极连接，另一端与高压连接器连接；高压连接器连接有外部负载设备，电池箱、外部负载设备和高压继电器总成均设有由各自盖体盖合才能接通的压触开关，高压连接器设有由外部负载设备插入才能接通的压触开关，各个压触开关分别连接于检测控制器的信号输入端。
较佳地，高压连接器包括车载充电机连接器、电机控制器连接器、电动附件连接器和快充接口连接器，外部负载设备包括车载充电机、电机控制器、电动附件和快充接口；车载充电机连接器设有由车载充电机插入才能接通的第一压触开关，电机控制器连接器设有由电机控制器插入才能接通的第二压触开关，电动附件连接器设有由电动附件插入才能接通的第三压触开关，快充接口连接器设有由快充接口插入才能接通的第四压触开关；第一压触开关、第二压触开关、第三压触开关和第四压触开关分别连接于检测控制器的信号输入端。
较佳地，电机控制器设有由其盖体盖合才能接通的第五压触开关，电动附件设有由其盖体盖合才能接通的第六压触开关；第五压触开关和第六压触开关分别连接于检测控制器的信号输入端。
较佳地，高压继电器总成设有由其盖体盖合才能接通的第七压触开关，第七压触开关连接于检测控制器的信号输入端。
较佳地，电池箱设有由其盖体盖合才能接通的第八压触开关，第八压触开关连接于检测控制器的信号输入端。
较佳地，电池箱内设有电池维修开关，电池维修开关连接有互锁开关，互锁开关连接于检测控制器的信号输入端。
较佳地，第一高压继电器和第二高压继电器与高压连接器之间设有分线器。
较佳地，检测控制器内设有内部电源、单片机和数个并联的检测电路；检测电路包括二极管、电容和电阻，二极管的一端连接于检测控制器用于输入检测信号的信号输入端，另一端连接于单片机的输入接口；电容的一端连接于单片机的输入接口，另一端接地；电阻的一端连接于单片机的输入接口，另一端连接于内部电源；单片机的输出端为用于输出控制信号至第一高压继电器和第二高压继电器的信号输出端。
本发明的一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统，在车载充电机连接器、电机控制器连接器、电动附件连接器和快充接口连接器等高压连接器所连接的外部负载设备松动时，或者电机控制器、电动附件、高压继电器总成或电池箱的盖体打开时，对应的压触开关断开；电池箱维修开关断开时，联动的互锁开关断开时压触开关即断开；上述压触开关或互锁开关断开时会被检测控制器内的检测电路检测到，通过电池控制器断开高压继电器，这样高压连接器上就不会带电，确保电动汽车高压维修安全，同时断开的压触开关或互锁开关被检测电路检测出来也实现了定位功能便于维修。
附图说明
图1为本发明实施例的系统结构示意图
图2为本发明实施例检测控制器的结构示意图
图3为本发明实施例检测控制器内检测电路的结构示意图
图中：1、电池箱2、检测控制器3、高压继电器总成4、车载充电机连接器5、电机控制器连接器6、电动附件连接器7、快充接口连接器8、第一压触开关9、第二压触开关10、第三压触开关11、第四压触开关12、第五压触开关13、第六压触开关14、第七压触开关15、第八压触开关16、维修开关17、互锁开关18、电机控制器19、电动附件20、整车控制器21、电瓶22、分线器23、检测电路24、二极管25、电容26、电阻27、单片机28、信号输入端29、信号输出端30、第一高压继电器31、第二高压继电器
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统，包括电池箱1、检测控制器2、高压继电器总成3；高压继电器总成3内设有第一高压继电器30和第二高压继电器31，检测控制器2的控制信号输出端29与两个高压继电器的控制端连接，第一高压继电器30的一端与电池箱1的正极，另一端与高压连接器连接；第二高压继电器31的一端与电池箱1的负极连接，另一端与高压连接器连接。
高压连接器连接有外部负载设备，高压连接器包括车载充电机连接器4、电机控制器连接器5、电动附件连接器6和快充接口连接器7，外部负载设备包括车载充电机、电机控制器18、电动附件19和快充接口，这里的电动附件19包括电动空调与PTC，上述高压连接器均带有防指触功能，电气防护等级能达到IP2XB以上等级；车载充电机连接器4设有由车载充电机插入才能接通的第一压触开关8，电机控制器连接器5设有由电机控制器18插入才能接通的第二压触开关9，电动附件连接器6设有由电动附件19插入才能接通的第三压触开关10，快充接口连接器7设有由快充接口插入才能接通的第四压触开关11；第一压触开关8、第二压触开关9、第三压触开关10和第四压触开关11分别连接于检测控制器2的信号输入端28。
电机控制器18设有由其盖体盖合才能接通的第五压触开关12，电动附件19设有由其盖体盖合才能接通的第六压触开关13；第五压触开关12和第六压触开关13分别连接于检测控制器2的信号输入端28。
高压继电器总成3设有由其盖体盖合才能接通的第七压触开关14，第七压触开关14连接于检测控制器2的信号输入端28。
电池箱1设有由其盖体盖合才能接通的第八压触开关15，第八压触开关15连接于检测控制器2的信号输入端28。
电池箱1内设有电池维修开关16，电池维修开关16连接有互锁开关17，互锁开关17连接于检测控制器2的信号输入端28。
检测控制器2内设有内部电源、单片机27和至少九个并联的检测电路23，九个检测电路分别用于检测各个压触开关和互锁开关；检测电路23包括二极管24、电容25和电阻26，二极管24的一端连接于检测控制器2，具体的说连接于用于输入外部各个压触开关和互锁开关检测信号的信号输入端28，另一端连接于单片机27的输入接口；电容25的一端连接于单片机27的输入接口，另一端接地；电阻26的一端连接于单片机27的输入接口，另一端连接于一个5v的内部电源；单片机27的输出端即为检测控制器2用于输出控制信号的信号输出端29。检测控制器的工作原理为：任一压触开关或互锁开关断开的情况下，单片机27即可在输入接口一侧检测到5V电平信号，该状态可记为异常状态，在检测到此异常状态信号之后，单片机27可通过信号输出端29输出控制信号给第一高压继电器30和第二高压继电器31；当压触开关和互锁开关闭合时，单片机27即无法在输入接口处检测到该检测到5V电平信号，该状态可记为正常状态。
另外，上述的互锁机构与压触开关能做到在连接器与负载设备盖板装配过程中，高压连接器高压端连接好后，互锁端子才连接好，负载设备盖板装配好后，压触开关才接通；在高压连接器断开过程中，互锁信号端子断开后，高压连接器高压端子才断开，附件盖板松动或刚打开时，其对应的压触开关断开。高压连接器的压触开关与其他负载的压触开关分别通过低压线缆连接起来，并形成并联结构。
本实施例的检测控制器2与两个高压继电器由12V电瓶21供电，内设九个检测电路23，分别通过信号输入端28连接八个压触开关和一个互锁开关17。车载充电机、电机控制器18、电动附件19和快充接口上所连接的外部负载设备松动时，所对应的第一压触开关8、第二压触开关9、第三压触开关10和第四压触开关11即失去了压紧力而断开；当打开电机控制器18、电动附件19、高压继电器总成3或电池箱1的盖体时，第五压触开关12、第六压触开关13、第七压触开关14或第八压触开关15即失去了压紧力而断开；在电池系统进行正常专业检修过程中，应先断开电池箱1内的维修开关16，维修开关16自带互锁机构，联动的互锁开关17在操作维修开关16断开；上述的八个压触开关和一个互锁开关17中任意一个断开时，检测控制器2内所对应的检测电路即可接收到该开关断开的电流信号，并传送至单片机27，单片机27即通过信号输出端29连接于两个高压继电器的控制端，断开两个高压继电器，这样用于连接外部复杂的高压连接器上就不会带电，从而确保电动汽车高压维修安全；断点位置还能通过管理系统定位，确定故障位置，并将该故障通过CAN线发给整车控制器20以提醒司机进行维修。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统，包括电池箱(1)、检测控制器(2)、高压继电器总成(3)；所述高压继电器总成(3)内设有第一高压继电器(30)和第二高压继电器(31)，所述检测控制器(2)的两个信号输出端(29)分别与所述第一高压继电器(30)和所述第二高压继电器(31)的控制端连接；所述第一高压继电器(30)的一端与所述电池箱(1)的正极连接，另一端与高压连接器连接；所述第二高压继电器(31)的一端与所述电池箱(1)的负极连接，另一端与高压连接器连接；所述高压连接器连接有外部负载设备，其特征在于：所述电池箱(1)、所述外部负载设备和所述高压继电器总成(3)均设有由各自盖体盖合才能接通的压触开关，所述高压连接器设有由外部负载设备插入才能接通的压触开关，各个所述压触开关分别连接于所述检测控制器(2)的信号输入端(28)。
2.根据权利要求1所述的一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统，其特征在于：
所述高压连接器包括车载充电机连接器(4)、电机控制器连接器(5)、电动附件连接器(6)和快充接口连接器(7)，所述外部负载设备包括车载充电机、电机控制器(18)、电动附件(19)和快充接口；
所述车载充电机连接器(4)设有由所述车载充电机插入才能接通的第一压触开关(8)，所述电机控制器连接器(5)设有由所述电机控制器(18)插入才能接通的第二压触开关(9)，所述电动附件连接器(6)设有由所述电动附件(19)插入才能接通的第三压触开关(10)，所述快充接口连接器(7)设有由所述快充接口插入才能接通的第四压触开关(11)；
所述第一压触开关(8)、所述第二压触开关(9)、所述第三压触开关(10)和所述第四压触开关(11)分别连接于所述检测控制器(2)的信号输入端(28)。
3.根据权利要求2所述的一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统，其特征在于：所述电机控制器(18)设有由其盖体盖合才能接通的第五压触开关(12)，所述电动附件(19)设有由其盖体盖合才能接通的第六压触开关(13)；所述第五压触开关(12)和所述第六压触开关(13)分别连接于所述检测控制器(2)的信号输入端(28)。
4.根据权利要求1所述的一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统，其特征在于：所述高压继电器总成(3)设有由其盖体盖合才能接通的第七压触开关(14)，所述第七压触开关(14)连接于所述检测控制器(2)的信号输入端(28)。
5.根据权利要求1所述的一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统，其特征在于：所述电池箱(1)设有由其盖体盖合才能接通的第八压触开关(15)，所述第八压触开关(15)连接于所述检测控制器(2)的信号输入端(28)。
6.根据权利要求1所述的一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统，其特征在于：所述电池箱(1)内设有电池维修开关(16)，所述电池维修开关(16)连接有互锁开关(17)，所述互锁开关(17)连接于所述检测控制器(2)的信号输入端(28)。
7.根据权利要求1所述的一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统，其特征在于：所述第一高压继电器(30)和所述第二高压继电器(31)与所述高压连接器之间设有分线器(22)。
8.根据权利要求1所述的一种带高压互锁功能的电动汽车高压配电系统，其特征在于：所述检测控制器(2)内设有内部电源、单片机(27)和数个并联的检测电路(23)；所述检测电路(23)包括二极管(24)、电容(25)和电阻(26)，所述二极管(24)的一端连接于所述检测控制器(2)用于输入检测信号的所述信号输入端(28)，另一端连接于所述单片机(27)的输入接口；所述电容(25)的一端连接于所述单片机(27)的输入接口，另一端接地；所述电阻(26)的一端连接于所述单片机(27)的输入接口，另一端连接于内部电源；所述单片机(27)的输出端为用于输出控制信号至所述第一高压继电器(30)和所述第二高压继电器(31)的所述信号输出端(29)。
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