CN104691349A - 电动汽车的高压部件余电的放电装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种电动汽车的高压部件余电的放电装置。低压供电电路、高压继电器控制电路和高压放电电路；在电动汽车处于高压下电状态时，低压供电电路向高压继电器控制电路传输低压供电电压,高压继电器控制电路中的按键开关闭合，通过光耦继电器将低压供电电压传输给高压放电电路，高压放电电路中的电阻放电网络对高压控制盒内的高压正负极母线之间的余电进行放电处理。本发明实施例的放电装置用于拆卸、检修高压零部件时，只要按下手动放电开关即可泄放整个高压系统存在的高压余电，达到人体安全电压，而不必采用万用表人工测量高压部件的余电，节约时间，且安全性高，便于安全操作。

Description

电动汽车的高压部件余电的放电装置

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车的高压部件余电的放电装置。

背景技术

高压控制盒作为动力蓄电池和高压电气零部件连接的桥梁，起着电能分配、高压保护等作用。电动汽车的高压零部件的高压直流输入端为并联设计，且高压零部件大多带有较大的电容，整个高压系统的总电容为各个高压零部件所带电容之和。

为保证上电安全，动力蓄电池高压上电时，必须启动预充电回路，预充电回路主要由预充电继电器、预充电电阻组成，目前设计要求经过预充电过程后，预充电压达到动力蓄电池最高电压的95％即可，预充电电阻选择阻值为50Ω/100W的金属铝壳功率电阻，高压系统的总电容值大概为1500μF，根据一阶零状态响应电路，可知时间常数τ＝R*C＝50*1500*10-6＝75ms，预充电压达到动力蓄电池总电压的95％大概需要三倍的时间常数，也即有3τ＝225ms左右。

电动汽车的动力蓄电池充电结束或整车下电后，整个高压回路处于不工作状态，理论上高压零部件电容中的余电会一直保存，但由于分布电容、绝缘电阻等的存在，实际上高压零部件电容中的余电会慢慢泄放掉，但可能需要较长的时间。

对于电机控制器等电容值较大的高压零部件，其内部电容中余电容量更大，在检修、维护、更换时，人手触碰这些高压零部件高压输入直流端会带来电击危害。若此时误将高压正负极短接，电容瞬间产生较大电流，带来致命危害。

对检修人员来说，拆卸更换高压零部件时，都需要采用万用表测量一下高压零部件端口是否还存在高压余电，只有高压余电低于人体安全电压36V时才可进行操作，所以在拆卸相关部件前将高压零部件存在的高压余电泄放至人体安全电压非常重要。

当整车高压上电时可以从仪表盘上读到当前整车高电压的数值，但当整车高压下电时，仪表盘已不工作，无法判断高压部件是否还存有余电。现有技术中的一种检测高压零部件端口是否带有高压余电的方法为：当维修人员对电动汽车某些高压零部件检修维护时，采用万用表测量高压零部件端口是否带有高压余电。

上述现有技术中的检测高压零部件端口是否带有高压余电的方法的缺点为：该方法依赖人工测量高压母线上是否还存在高压。给维修人员检修时查看带来不便，且测量时需要断开相关高压接插件才可以测量到是否有余电。并且，该方法不能对高压零部件端口上存在的高压余电进行放电处理。

发明内容

本发明的实施例提供了一种电动汽车的高压部件余电的放电装置，以实现对电动汽车的高压部件余电进行有效的泄放。

一种电动汽车的高压部件余电的放电装置，包括：低压供电电路、高压继电器控制电路和高压放电电路；

所述的低压供电电路，用于在所述电动汽车处于高压下电状态时，向所述高压继电器控制电路传输低压供电电压；

所述的高压继电器控制电路，用于包括互相连接的光耦继电器和按键开关，当所述电动汽车处于高压下电状态时，所述按键开关闭合，所述低压供电电压传输到所述光耦继电器，所述光耦继电器的输出端将所述低压供电电压传输给所述高压放电电路；

所述的高压放电电路，用于包括电阻放电网络，该电阻放电网络的高压放电端连接点选择在高压控制盒内的高压正负极母线上，当所述电阻放电网络接收到所述低压供电电压后，所述电阻放电网络对所述高压控制盒内的高压正负极母线之间的余电进行放电处理。

优选地，所述装置设置在电动汽车的高压控制盒中，所述电阻放电网络的高压放电端连接点包括正极电压采集点和负极电压采集点，所述正极电压采集点通过高压控制盒的高压正极母线和动力蓄电池的正极连接，所述负极电压采集点通过高压控制盒的负极正极母线和动力蓄电池的负极连接。

优选地，所述装置还包括：状态指示电路，该状态指示电路包括互相串联连接的发光二极管LED1和限流电阻R2，所述限流电阻R2和所述按键开关连接，当所述按键开关闭合时，所述发光二极管LED1点亮。

优选地，所述按键开关包括手动按键开关。

优选地，所述低压供电电路包括：常电供电电路、启动点火电路和充电唤醒电路，所述启动点火电路和所述充电唤醒电路并联连接的，所述常电供电电路和所述按键开关连接，由蓄电池供电，所述充电唤醒电路和所述启动点火电路分别串接防反接二极管D1和D2，所述防反接二极管D1和D2的阴极端并联，所述防反接二极管D1和D2并联处再串接一个限流电阻R1，该限流电阻R1和所述光耦继电器的输入端中的发光二极管连接；

当所述电动汽车处于充电状态时，所述充电唤醒电路工作；当所述电动汽车处于上电状态时，所述启动点火电路工作；当所述电动汽车处于下电状态时，所述常电供电电路工作。

优选地，所述的高压放电电路还包括继电器开关，该继电器开关和所述电阻放电网络、所述光耦继电器的输出端连接。

优选地，所述高压继电器控制电路中的光耦继电器为常闭型光电耦合继电器，当所述电动汽车处于充电状态或者上电状态时，所述常闭型光电耦合继电器的输入端中的发光二极管导通，所述常闭型光电耦合继电器的输出端断开，所述的高压放电电路中的继电器开关断开，所述电阻放电网络不工作。

优选地，当所述电动汽车处于下电状态时，所述常闭型光电耦合继电器的输入端中的发光二极管断开，所述常闭型光电耦合继电器的输出端闭合，当所述按键开关闭合，所述常闭型光电耦合继电器的输出端接收到了低压供电电压时，所述的高压放电电路中的继电器开关闭合，所述电阻放电网络工作。

优选地，所述状态指示电路还包括互相串联连接的发光二极管LED2和限流电阻R3，所述限流电阻R3和所述常闭型光电耦合继电器的输出端连接，当所述常闭型光电耦合继电器的输出端闭合，并且所述常闭型光电耦合继电器的输出端接收到了低压供电电压时，所述发光二极管LED2点亮；当所述常闭型光电耦合继电器的输出端断开时，所述发光二极管LED2不点亮。

优选地，所述电阻放电网络包括并联连接的电阻R4和R5，所述电阻R4和R5分别串接高压保险Fu2和Fu3，当所述电阻R4和/或R5出现短路故障时，断开所述电阻放电网络的电气连接。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例的放电装置用于拆卸、检修高压零部件时，只要按下手动放电开关即可泄放整个高压系统存在的高压余电，达到人体安全电压，而不必采用万用表人工测量高压部件的余电，节约时间，且安全性高，便于安全操作。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些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

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的电动汽车的高压部件余电的放电装置在高压控制盒内的电气连接示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种电动汽车的高压部件余电的放电装置的内部结构框图；

图3为本发明实施例一提供的一种电动汽车的高压部件余电的放电装置的具体电气连接图；

图4为本发明实施例二提供的一种电动汽车的高压部件余电的放电装置的放电处理流程图；

图5为本发明实施例二提供的位于高压控制盒外部的操作及显示面板示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例一

该实施例提供的一种电动汽车的高压部件余电的放电装置在高压控制盒内的电气连接示意图如图1所示，该放电装置的高压放电端连接点选择在高压控制盒内的高压正负极母线上，分别为正极电压采集点A(HV+)和负极电压采集点B(HV-)，正极电压采集点HV+通过高压控制盒的高压正极母线和动力蓄电池的正极连接，负极电压采集点HV-通过高压控制盒的负极正极母线和动力蓄电池的负极连接。

由于放电回路为纯电阻性负载，不涉及电流正负极性，所以放电装置的高压放电两端只要连接A和B即可，通过低压12V给本放电装置供电。

本发明实施例提供的一种电动汽车的高压部件余电的放电装置的内部结构框图如图2所示，主要由四部分组成：低压供电电路、高压继电器控制电路、状态指示电路以及高压放电电路。

所述的低压供电电路，用于在所述电动汽车处于高压下电状态时，向所述高压继电器控制电路传输低压供电电压；

所述的高压继电器控制电路，用于包括互相连接的光耦继电器和按键开关，当所述电动汽车处于高压下电状态时，所述按键开关闭合，所述低压供电电压传输到所述光耦继电器，所述光耦继电器的输出端将所述低压供电电压传输给所述高压放电电路；

所述的高压放电电路，用于包括电阻放电网络，该电阻放电网络的高压放电端连接点选择在高压控制盒内的高压正负极母线上，当所述电阻放电网络接收到所述低压供电电压后，所述电阻放电网络对所述高压控制盒内的高压正负极母线之间的余电进行放电处理。

所述的状态指示电路，用于通过发光二极管的状态指示灯来指示电气汽车处于上电状态、充电状态或者整车已经下电，并且处于放电状态。

该实施例提供的一种上述电动汽车的高压部件余电的放电装置的具体电气连接图如图3所示。由图3可知，低压供电电路包括：常电供电电路、启动点火电路和充电唤醒电路，其中，启动点火电路和充电唤醒电路并联连接的。启动点火电路为ON电(点火开关启动后得到的12V电源)，常电供电电路直接由12V蓄电池供电。

电动汽车的动力蓄电池充电时，充电唤醒电路工作，车载充电机提供充电唤醒12V；整车上电时，启动点火电路，即ON电12V工作，上述两种状态都为非下电状态(包括充电状态和上电状态)，其过程可认为和整车下电状态为相反状态。

高压继电器控制电路主要由手动按键开关SW1和常闭型光电耦合继电器SW2构成。光电耦合继电器SW2的输入端为发光二极管，其工作原理是输入端发光二极管导通后，控制输出端闭合或断开，若光电耦合继电器为常开型，发光二极管导通后，输出端闭合；若光电耦合继电器为常闭型，发光二极管导通后，输出端断开。本发明实施例中的SW2为常闭型光电耦合继电器，即其输入端导通时，SW2继电器的负载输出端断开。

由图3可知，充电唤醒12V和ON电12V分别串接防反接二极管D1和D2，然后，在D1和D2的阴极端并联，保证不串接，D1和D2并联处再串接一个限流电阻R1，限流电阻R1和SW2中发光二极管的正极连接，控制SW2中发光二极管导通。12V常电经过一个低压保险Fu1连接到SW1，SW1为手动按键。

当车辆处于充电状态时，SW2输入端由充电唤醒12V供电，R1保证流过SW2输入端中的发光二极管的电流满足设计要求，SW2输入端中的发光二极管导通，SW2输出端的负载断开。同理，当车辆处于上电状态时，ON电12V保证SW2输入端中的发光二极管导通，SW2输出端的负载同样断开。上述表明，当车辆处于非下电状态时，SW2继电器的负载输出端断开，此时即使按下SW1按键，SW2输出端也不输出12V常电。此时，高压放电电路中的继电器开关SW3断开，电阻放电网络不工作

相反，当车辆处于下电状态时，SW2输入端不导通，SW2继电器的负载输出端闭合，此时按下SW1,12V常电经过SW2输出端输出给高压放电电路中的继电器开关SW3，高压放电电路中的继电器开关SW3闭合，电阻放电网络工作。

上述状态指示电路包括两部分：限流电阻R2和发光二极管LED1构成12V常电指示电路，SW1按下后，发光二极管LED1点亮，用于显示12V常电已连接；限流电阻R3和发光二极管LED2构成下电状态指示电路，当12V常电接通后，此时SW1按下后，若LED2点亮，说明电动汽车的整车已经下电，处于放电状态中。

高压放电回路主要包括10A继电器开关SW3和电阻放电网络。继电器开关采用低压控制，保证高压放电电路和低压供电电路的电气隔离，提高设计的安全性。电阻放电网络包括两支同阻值电阻R4和R5，R4和R5选型为100欧姆/100瓦铝壳电阻，且采用并联冗余设计，同时可以提高通过电流的能力，R4和R5上分别串接高压保险Fu2和Fu3，Fu2和Fu3选择同规格的16A高压保险，当R4和/或R5出现短路故障时，断开放电回路的电气连接。高压放电回路的核心为继电器开关SW3，其低压控制端必须采用12V供电，车辆处于下电状态时，按下SW1后，12V常电经过SW2输出给SW3的输入端，SW3闭合，从而放电电路在图1中A点和B点通过高压线束和高压零部件的电容形成放电回路，高压零部件电容中存在的余电经过放电回路泄放掉。

当车辆处于非下电状态时，SW2继电器的负载输出端断开，SW2输出端也不输出12V常电。即使按下SW1，高压放电回路也不工作，LED2不点亮。

为保证上电安全，动力蓄电池高压上电以及动力蓄电池充电时，必须启动预充电回路，如图1所示，预充电回路主要有预充电继电器(图1中SHV1)、预充电电阻(RHV)以及动力蓄电池高压负极继电器(SHV2)组成，目前设计要求经过预充电过程后，预充电总电压达到动力蓄电池最高电压的95％即可，RHV预充电电阻选型为50Ω/100W的铝壳电阻，高压系统总电容值大概为1500μF，根据一阶零状态响应电路，可知时间常数τ＝R*C＝50*1500*10-6＝75ms，预充电到95％需要三倍的时间常数，也即有225ms左右。

高压余电放电过程和预充电过程正好相反，由预充电过程可知，放电时间大概也为225ms。人体触摸并按下开关的时间以及放电的时间之和在几秒钟内完成，远大于225ms。因此，本装置放电快，整个响应时间不超过几秒，满足放电要求。

本发明实施例的放电装置为低功耗设计，整车上电或处于充电状态时，低压12V供电仅提供几mA电流，对低压12V电池来说，消耗的功率可忽略不及。

实施例二

该实施例提供的一种电动汽车的高压部件余电的放电装置的放电处理流程如图4所示，包括如下的处理过程：

12V常电供电电路工作，按下SW1，判断发光二极管LED1是否点亮，当发光二极管LED1不点亮，则说明给12V常电供电电路供电的12V蓄电池亏电；当发光二极管LED1点亮，则执行后续处理流程。

继续判断发光二极管LED2是否点亮，当发光二极管LED2不点亮，则说明SW2继电器的负载输出端断开，整车处于非下电状态，即处于上电或者充电状态；当发光二极管LED2点亮，则说明SW2继电器的负载输出端导通，整车已经下电，处于高压部件余电的放电状态中。

本发明实施例的放电装置的状态指示灯及按键安装于高压控制盒盖处，该实施例提供的位于高压控制盒外部的操作及显示面板示意图按键及指示灯面板如图5所示，包括发光二极管LED1、发光二极管LED2的指示灯和按键SW1的操作按钮。

综上所述，本发明实施例的放电装置用于拆卸、检修高压零部件时，只要按下手动放电开关即可泄放整个高压系统存在的高压余电，达到人体安全电压，而不必采用万用表人工测量高压部件的余电，节约时间，且安全性高，便于安全操作。

高压控制盒位于前机舱内，本发明实施例的放电装置安装于电动汽车高压控制盒内，高压余电放电手动开关及电源指示灯从高压控制盒顶盖露出，便于检修人员操作。

本发明实施例的放电装置采用了安全设计，保证行车和充电过程中，装置中设计的放电回路不工作，不作为负载，从而不消耗动力蓄电池电量。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电动汽车的高压部件余电的放电装置，其特征在于，包括：低压供电电路、高压继电器控制电路和高压放电电路；

所述的低压供电电路，用于在所述电动汽车处于高压下电状态时，向所述高压继电器控制电路传输低压供电电压；

所述的高压继电器控制电路，用于包括互相连接的光耦继电器和按键开关，当所述电动汽车处于高压下电状态时，所述按键开关闭合，所述低压供电电压传输到所述光耦继电器，所述光耦继电器的输出端将所述低压供电电压传输给所述高压放电电路；

所述的高压放电电路，用于包括电阻放电网络，该电阻放电网络的高压放电端连接点选择在高压控制盒内的高压正负极母线上，当所述电阻放电网络接收到所述低压供电电压后，所述电阻放电网络对所述高压控制盒内的高压正负极母线之间的余电进行放电处理。

2.根据权利要求1所述的电动汽车下电后高压余电的检测装置，其特征在于，所述装置设置在电动汽车的高压控制盒中，所述电阻放电网络的高压放电端连接点包括正极电压采集点和负极电压采集点，所述正极电压采集点通过高压控制盒的高压正极母线和动力蓄电池的正极连接，所述负极电压采集点通过高压控制盒的负极正极母线和动力蓄电池的负极连接。

3.根据权利要求1所述的电动汽车下电后高压余电的检测装置，其特征在于，所述装置还包括：状态指示电路，该状态指示电路包括互相串联连接的发光二极管LED1和限流电阻R2，所述限流电阻R2和所述按键开关连接，当所述按键开关闭合时，所述发光二极管LED1点亮。

4.根据权利要求3所述的电动汽车下电后高压余电的检测装置，其特征在于，所述按键开关包括手动按键开关。

5.根据权利要求1所述的电动汽车下电后高压余电的检测装置，其特征在于，所述低压供电电路包括：常电供电电路、启动点火电路和充电唤醒电路，所述启动点火电路和所述充电唤醒电路并联连接的，所述常电供电电路和所述按键开关连接，由蓄电池供电，所述充电唤醒电路和所述启动点火电路分别串接防反接二极管D1和D2，所述防反接二极管D1和D2的阴极端并联，所述防反接二极管D1和D2并联处再串接一个限流电阻R1，该限流电阻R1和所述光耦继电器的输入端中的发光二极管连接；

当所述电动汽车处于充电状态时，所述充电唤醒电路工作；当所述电动汽车处于上电状态时，所述启动点火电路工作；当所述电动汽车处于下电状态时，所述常电供电电路工作。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电动汽车下电后高压余电的检测装置，其特征在于，所述的高压放电电路还包括继电器开关，该继电器开关和所述电阻放电网络、所述光耦继电器的输出端连接。

7.根据权利要求6所述的电动汽车下电后高压余电的检测装置，其特征在于，所述高压继电器控制电路中的光耦继电器为常闭型光电耦合继电器，当所述电动汽车处于充电状态或者上电状态时，所述常闭型光电耦合继电器的输入端中的发光二极管导通，所述常闭型光电耦合继电器的输出端断开，所述的高压放电电路中的继电器开关断开，所述电阻放电网络不工作。

8.根据权利要求7所述的电动汽车下电后高压余电的检测装置，其特征在于，当所述电动汽车处于下电状态时，所述常闭型光电耦合继电器的输入端中的发光二极管断开，所述常闭型光电耦合继电器的输出端闭合，当所述按键开关闭合，所述常闭型光电耦合继电器的输出端接收到了低压供电电压时，所述的高压放电电路中的继电器开关闭合，所述电阻放电网络工作。

9.根据权利要求8所述的电动汽车下电后高压余电的检测装置，其特征在于，所述状态指示电路还包括互相串联连接的发光二极管LED2和限流电阻R3，所述限流电阻R3和所述常闭型光电耦合继电器的输出端连接，当所述常闭型光电耦合继电器的输出端闭合，并且所述常闭型光电耦合继电器的输出端接收到了低压供电电压时，所述发光二极管LED2点亮；当所述常闭型光电耦合继电器的输出端断开时，所述发光二极管LED2不点亮。

10.根据权利要求6所述的电动汽车下电后高压余电的检测装置，其特征在于，所述电阻放电网络包括并联连接的电阻R4和R5，所述电阻R4和R5分别串接高压保险Fu2和Fu3，当所述电阻R4和/或R5出现短路故障时，断开所述电阻放电网络的电气连接。