CN103863123B - 一种整车的高压配电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种整车的高压配电装置包括：箱体；多个螺钉设置箱体内，其中每个螺钉用于连接高压配电装置的高压器件；多个连接点温度采样处理模块，其中每个连接点温度采样处理模块与多个螺钉一一相连，用于实时采样螺钉处的连接点的初始温度信号；处理模块设置在箱体内且远离高压配电装置中的高压器，用于实时对连接点的初始温度信号进行过滤以得到处理后的温度值，并在判断螺钉处的连接点具有温度上升趋势后，进一步获得与整车运行状态对应的标定温度区间，将处理后的温度值与标定温度区间进行比对，根据比对结果设置整车的报警级别。根据本发明实施例的整车高压配电装置，可以主动监控高压连接点的温度，提高整车高压连接的安全性。

Description

一种整车的高压配电装置

技术领域

本发明涉及车辆工程安全装置技术领域，特别涉及一种整车的高压配电装置。

背景技术

目前的电动汽车包含纯电动、混合动力、燃料电池动力等车型。其在各国政府的扶持和鼓励下，已经开始步入市场。电动汽车的驱动电压等级一般都比较高，功率较大，为实现对高压电池包的输出进行控制和检测，现有电动汽车拥有高压配电模块这一不同于传统燃油车的部件。目前的专利及产品仅实现了高压电的分配、预充以及检测功能，而对于高压系统而言，最重要的问题是安全问题。由于高压配电模块的内部的强电连接一般采用螺钉连接的方式，螺钉一旦松动，将会引起发热和打火等问题，严重时还会引起配电箱起火，对车辆和驾驶员形成重大威胁。

在现有的高压配电模块产品上，对于强电连接点，一般仅采用了机械防松或螺纹胶防松的处理，未对此处进行专门的监控。

现有的高压配电模块系统的防松处理，包括机械防松处理或螺纹胶防松处理，都是只能在高压配电模块产品生产阶段做强电连接点的防松处理，而在高压配电模块产品装车后，在使用过程中强电连接点处的松动是没有办法探测的，一旦出现强电连接点松动的问题，其不能在问题发生的早期被发现，而只能被动的等待故障发生后才能知道。往往造成重大的损失。综上所述，现有高压配电模块未对高压连接点进行主动监控，只是在出厂时做防松预防措施，而在后期出问题后只能被动接受。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种整车的高压配电装置，该装置可以主动监控高压连接点的温度，智能判断高压连接点是否松动以及松动的等级，避免高压连接点之间拉弧打火的问题，提高整车高压连接的安全性，在问题苗头出现的时候即可报警，减少重大安全问题的发生。

为了实现上述目的，根据本发明的实施例的一种整车的高压配电装置，该装置包括以下模块：箱体；多个螺钉，所述多个螺钉设置所述箱体内，其中每个所述螺钉用于连接所述高压配电装置的高压器件；多个连接点温度采样处理模块，其中每个所述连接点温度采样处理模块与所述多个螺钉一一相连，用于实时采样所述螺钉处的连接点的初始温度信号；处理模块，所述处理模块设置在所述箱体内且远离所述高压配电装置中的高压器，用于实时对所述连接点的初始温度信号进行过滤以得到处理后的温度值，并在判断所述螺钉处的连接点具有温度上升趋势后，进一步获得与整车运行状态对应的标定温度区间，将所述处理后的温度值与所述标定温度区间进行比对，根据比对结果设置整车的报警级别。

通过本发明实施例的一种整车的高压配电装置，该装置可以主动监控高压连接点的温度，智能判断高压连接点是否松动以及松动的等级，避免高压连接点之间拉弧打火的问题，提高整车高压连接的安全性，在问题苗头出现的时候即可报警，减少重大安全问题的发生。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的一种整车的高压配电装置的结构图；

图2是根据本发明实施例的一种整车的高压配电装置工作的流程图；

图3是根据本发明实施例的一种标定温度信号的选择方法流程图；

图4是根据本发明实施例的某高压配电装置内部不同连接点的实际运行监测温度数据图；

图5是根据本发明实施例的高压配电装置的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

如图1所示，为根据本发明实施例的一种整车的高压配电装置的结构图。

在本发明实施例中，整车的高压配电装置包括：箱体100；多个螺钉200；多个连接点温度采样处理模块300；处理模块400。在本发明实施例中，整车为纯电动汽车、混合动力汽车或燃料电池动力汽车。

多个螺钉200设置箱体100内，其中每个螺钉用于连接高压配电装置的高压器件；

每个连接点温度采样处理模块300与多个螺钉200一一相连，用于实时采样螺钉处的连接点的初始温度信号；

参阅图2所示，在本发明实施例中，在所有的螺钉连接的高压连接点位置增加多个连接点温度采样处理模块300，在高压配电装置内部某一远离高压发热部件处增加处理模块400，对所收集的温度采样信号进行处理，在本发明的实施例中，处理模块400的作用包括对连接点的初始温度信号中的高压配电装置的舱内温度的干扰进行过滤以得到处理后的温度值。在去掉实时高压配电装置舱内环境温度的影响后，对比存储在系统中的标定温度区间，如果发现某一点的温升与标定温度区间有明显的差异，即可判断该点高压连接存在异常。在本发明的实施例中，处理模块400对实时得到的多个处理后的温度值进行分析，并在判断连续预设次数的处理后的温度值均具有上升趋势时，则判断螺钉处的连接点具有温度上升趋势。在本发明实施例中，预设次数为3-5次。其中某一点的温升与标定温度区间的差异，不同差异代表不同的问题等级，如扭矩下降，松动，打火等不同情况，系统根据不同的问题等级发出不同等级的报警信号。即处理模块400设置在箱体100内且远离高压配电装置中的高压器，用于实时对连接点的初始温度信号进行过滤以得到处理后的温度值，并在判断螺钉处的连接点具有温度上升趋势后，进一步获得与整车运行状态对应的标定温度区间，将处理后的温度值与标定温度区间进行比对，根据比对结果设置整车的报警级别。

具体的，结合图2所示，其步骤为：

步骤S201，连接点温度采样信号。每个连接点温度采样处理模块300与多个螺钉200一一相连，用于实时采样螺钉处的连接点的初始温度信号；

步骤S202，信号处理。在高压配电装置内部某一远离高压发热部件处增加处理模块400，对所收集的温度采样信号进行处理，在本发明的实施例中，处理模块400的作用包括对连接点的初始温度信号中的高压配电装置的舱内环境温度信号的干扰进行过滤以得到处理后的温度值。

步骤S203，判断温度是否上升。如果温度没有上升，则执行步骤S204，如果温度上升，则执行步骤S205。

步骤S204，正常信号。

步骤S205，数据对比。在去掉实时高压配电装置舱内环境温度的影响后，对比存储在系统中的标定温度区间，如果发现某一点的温升与标定温度区间有明显的差异，即可判断该点高压连接存在异常。

步骤S206，一般报警。

步骤S207，严重报警。

步骤S208，紧急报警。

参阅表1所示

表1

处理模块400在判断处理后的温度值超过标定温度区间的第一预设区间时，设置整车的报警级别为一般报警；第一预设区间为100%-200%；此时可能有疑似松动问题，发出一般报警信号。

所述处理模块在判断所述处理后的温度值超过所述标定温度区间的第二预设区间时，设置整车的报警级别为严重报警；第二预设区间为200%-400%；此时松动问题可能性较高，发出严重报警信号。

所述处理模块在判断所述处理后的温度值超过所述标定温度区间的第三预设区间时，设置整车的报警级别为紧急报警。第三预设区间为400%以上；此时松动问题明显，发出紧急报警信号。

参阅图3所示，整车运行状态的判断采用系统运行的功率值进行判断，在本发明的实施例中，直接采样高压配电装置内部直流主动力回路的电流霍尔信号进行管理，系统计算预设时间内的直流主动力回路的电流采样值的平均值，按照不同电动车的实际功率等级，将此实际运行电流值划分此时车辆运行状态为低负荷运行状态、中等负荷运行状态、高负荷运行状态三种状态。即处理模块400计算预设时间内高压配电装置的直流主动力回路的电流采样值的平均值，并根据平均值和所属整车的实际功率等级获得整车运行状态，以及根据整车运行状态获得对应的标定温度区间。标定温度区间按照车辆运行功率的不同分为低负荷运行状态、中等负荷运行状态、高负荷运行状态三种，按照整车运行状态的不同，决定采用哪一种标定温度区间。在本发明的实施例中，预设时间为60秒。

具体的，参阅图3所示，其步骤为：

步骤S301，电流霍尔信号采集。直接采样高压配电装置内部直流主动力回路的电流霍尔信号进行管理，系统计算预设时间内的直流主动力回路的电流采样值的平均值。

步骤S302，车辆运行状态的判断。按照不同电动车的实际功率等级，将此实际运行电流值划分此时车辆运行状态为低负荷运行状态、中等负荷运行状态、高负荷运行状态三种状态。

步骤S303，选择标定温度区间。处理模块400计算预设时间内高压配电装置的直流主动力回路的电流采样值的平均值，并根据平均值和所属整车的实际功率等级获得整车运行状态，以及根据整车运行状态获得对应的标定温度区间。标定温度区间按照车辆运行功率的不同分为低负荷运行状态、中等负荷运行状态、高负荷运行状态三种，按照整车运行状态的不同，决定采用哪一种标定温度区间。

在本发明的实施例中，参阅表2所示，以一组实验数据为例，说明标定温度区间的选取。此数据工作状态为低负荷运行状态和中等负荷运行状态，从大量的监测数据可以得出，一般低负荷运行状态情况下，各连接点的最高温度相对于当时气温在-1℃-5℃内波动范围。这是因为配电箱是一个密封系统，其升温比气温会有所滞后。一般中等负荷运行状态情况下，各连接点的最高温度相对于当时气温在5℃-10℃内波动范围。从另外的监测数据可以知道，高负荷运行状态时，各连接点的最高温度相对于当时气温在10-20℃内波动范围。

表2

车辆运行状态	连接点相对气温温升范围
		低负荷运行状态	-1℃-5℃
中等负荷运行状态	5℃-10℃
		高负荷运行状态	10℃-20℃

参阅图4所示，为本发明实施例的某高压配电装置内部不同连接点的实际运行监测温度数据图。

参阅图5所示，为本发明实施例的高压配电装置，高压配电装置包括箱体100、多个螺钉200（图中未示出）、多个连接点温度采样处理模块300、处理模块400、直流连接母排500、接触器600、电流霍尔700、电阻800、输入输出接插件900、高低压线束1000（图中未示出）、保险模块1100、保险1200、环境温度采样装置1300。

在本发明实施例的多个螺钉200连接的高压连接点位置增加多个连接点温度采样处理模块300，在高压配电装置内部某一远离高压发热部件处增加处理模块400，对所收集的温度采样信号进行处理。

标定温度区间按照车辆运行功率的不同分为低负荷运行状态、中等负荷运行状态、高负荷运行状态三种，按照整车运行状态的不同，决定采用哪一种标定温度区间。

整车运行状态的判断采用系统运行的功率值进行判断，在本发明实施例中，直接采样高压配电装置内部直流主动力回路的电流霍尔信号进行管理，系统计算预设时间60秒内的直流主动力回路的电流采样值的平均值，按照不同电动车的实际功率等级，用此实际运行电流值划分此时车辆运行状态为低负荷运行状态、中等负荷运行状态、高负荷运行状态三种状态。

参阅表3所示，为某车型车辆运行状态划分与直流主动力回路的电流值的对比表。

表3

为防止误报，需先判定温升发展趋势，可以每60秒采集一次温度值，连续四次温度都为上升趋势时，进入下一流程，将温升数据与标定温度数据进行对比，对于不是连续四次温度上升的，默认为车辆处于正常工作状态。

判断对比存储在系统中的标定温度值时，如果发现某一点的温升与标称温度值范围不符，例如超出了表1的温升范围的上限，即可判断该点高压连接存在异常。

处理模块400在判断处理后的温度值超过标定温度区间的第一预设区间时，设置整车的报警级别为一般报警；第一预设区间为100%-200%；此时可能有疑似松动问题，发出一般报警信号。

所述处理模块在判断所述处理后的温度值超过所述标定温度区间的第二预设区间时，设置整车的报警级别为严重报警；第二预设区间为200%-400%；此时松动问题可能性较高，发出严重报警信号。

所述处理模块在判断所述处理后的温度值超过所述标定温度区间的第三预设区间时，设置整车的报警级别为紧急报警。第三预设区间为400%以上；此时松动问题明显，发出紧急报警信号。

同时，由于低负荷运行状态的温升范围较窄，而车辆运行状态时可能会有短时高功率输出的状态，为防止误报，可以适当提高报警信号温升阀值。不同报警信号反映不同的问题等级，如扭矩下降，松动，打火等不同情况，系统根据不同的问题等级发出不同等级的报警信号。

通过本发明实施例的一种整车的高压配电装置，该装置可以主动监控高压连接点的温度，智能判断高压连接点是否松动以及松动的等级，避免高压连接点之间拉弧打火的问题，提高整车高压连接的安全性，在问题苗头出现的时候即可报警，减少重大安全问题的发生。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种整车的高压配电装置，其特征在于，包括：

箱体；

多个螺钉，所述多个螺钉设置所述箱体内，其中每个所述螺钉用于连接所述高压配电装置的高压器件；

多个连接点温度采样处理模块，其中每个所述连接点温度采样处理模块与所述多个螺钉一一相连，用于实时采样所述螺钉处的连接点的初始温度信号；以及

处理模块，所述处理模块设置在所述箱体内且远离所述高压配电装置中的高压器件，用于实时对所述连接点的初始温度信号进行过滤以得到处理后的温度值，并在判断所述螺钉处的连接点具有温度上升趋势后，进一步获得与整车运行状态对应的标定温度区间，将所述处理后的温度值与所述标定温度区间进行比对，根据比对结果设置整车的报警级别，其中，所述处理模块还用于计算预设时间内所述高压配电装置的直流主动力回路的电流采样值的平均值，并根据所述平均值和所属整车的实际功率等级获得所述整车运行状态，以及根据所述整车运行状态获得对应的标定温度区间。

2.如权利要求1所述的高压配电装置，其特征在于，所述处理模块对所述连接点的初始温度信号中的高压配电装置的舱内温度的干扰进行过滤以得到所述处理后的温度值。

3.如权利要求1所述的高压配电装置，其特征在于，所述处理模块对实时得到的多个所述处理后的温度值进行分析，并在判断连续预设次数的所述处理后的温度值均具有上升趋势时，则判断所述螺钉处的连接点具有温度上升趋势。

4.如权利要求3所述的高压配电装置，其特征在于，所述预设次数为3～5次。

5.如权利要求1所述的高压配电装置，其特征在于，所述整车运行状态包括低负荷运行状态、中负荷运行状态和高负荷运行状态。

6.如权利要求1所述的高压配电装置，其特征在于，所述预设时间为60秒。

7.如权利要求1所述的高压配电装置，其特征在于，所述处理模块在判断所述处理后的温度值超过所述标定温度区间的第一预设区间时，设置整车的报警级别为一般报警；

所述处理模块在判断所述处理后的温度值超过所述标定温度区间的第二预设区间时，设置整车的报警级别为严重报警；

所述处理模块在判断所述处理后的温度值超过所述标定温度区间的第三预设区间时，设置整车的报警级别为紧急报警。

8.如权利要求7所述的高压配电装置，其特征在于，所述第一预设区间为100％～200％、所述第二预设区间为200％～400％、所述第三预设区间为400％以上。

9.如权利要求1-8任一项所述的高压配电装置，其特征在于，所述整车为纯电动汽车、混合动力汽车或燃料电池动力汽车。