CN105270181A - 中间继电器控制装置及其控制方法、高压下电控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种中间继电器控制装置及其控制方法、高压下电控制方法，均应用于多箱体动力电池箱，其中，中间继电器控制装置包括：通过高压互锁回路HVIL线相连的第一控制继电器和第二控制继电器，所述第一控制继电器还分别与整车控制器控制线和第一低压电源相连，所述第二控制继电器还分别与中间控制器控制线和第二低压电源相连。本发明在紧急情况下能及时切断高压电路连接，减少意外情况对于动力电池系统高压电使用的影响，保障不同箱体直接的高压连接安全，并且控制方式简单，实现容易，成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种应用于多箱体动力电池箱的中间继电器控制装置及其控制方法、高压下电控制方法。
背景技术
车载动力电池系统是电动汽车的核心部件之一，其性能直接影响电动汽车的性能和安全性。动力电池是电动汽车的高压电能存储装置，如果不对高压电的使用进行有效的管理和监控，有可能会损坏高压元器件甚至对于驾乘人员的安全造成严重的影响，严重时有可能危及驾乘人员的生命安全。因此需要设计一种安全有效的安全控制策略对于高压电的使用进行有效的监控和管理。
目前的电动汽车多是在传统燃油汽车的基础上经过二次开发完成的，受到原有燃油车布置空间的限制，很难满足动力电池箱单箱体设计方案的要求，因此在电动汽车动力电池箱的设计过程中，多箱体串并联方式并不罕见，随着电池箱体的增多，多箱体的动力电池箱的安全控制策略相比单箱体的动力电池箱安全控制策略也有了明显的变化，难度也更高，因此加强对于多箱体动力电池箱的安全控制策略方面的研究是非常必要的。
但是，在已公布的资料中，尚没有涉及多箱体动力电池箱在高压下电过程中的安全防护的内容，也没有有关中间继电器的控制方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能有效保障高压连接安全的中间继电器控制装置及其控制方法、高压下电控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种中间继电器控制装置，应用于多箱体动力电池箱，包括：通过高压互锁回路HVIL线相连的第一控制继电器和第二控制继电器，所述第一控制继电器还分别与整车控制器控制线和第一低压电源相连，所述第二控制继电器还分别与中间控制器控制线和第二低压电源相连。
本发明还提供一种中间继电器控制装置的控制方法，应用于多箱体动力电池箱，其中，中间继电器控制装置包括：通过高压互锁回路HVIL线相连的第一控制继电器和第二控制继电器，所述第一控制继电器还分别与整车控制器控制线和第一低压电源相连，所述第二控制继电器还分别与中间控制器控制线和第二低压电源相连，所述控制方法包括：
整车控制器发出下电指令，通过整车控制器控制线断开所述第一控制继电器，进而断开所述第二控制继电器和中间继电器；
接收到整车控制器发送的下电指令后，如果电源管理系统BMS在设定时间内检测到第一控制继电器或第二控制继电器没有断开，则由BMS直接断开中间继电器。
本发明还提供一种高压下电控制方法，应用于多箱体动力电池箱，包括：
步骤S41，电池管理系统BMS接收到来自整车控制器的高压下电指令或者检测到有故障发生时，断开总正继电器；
步骤S42，由整车控制器通过中间继电器控制装置断开中间继电器，以及如果BMS在设定时间内检测到通过中间继电器控制装置无法断开中间继电器，则由BMS直接断开中间继电器，其中，中间继电器控制装置包括：通过高压互锁回路HVIL线相连的第一控制继电器和第二控制继电器，第一控制继电器还分别与整车控制器控制线和第一低压电源相连，第二控制继电器还分别与中间控制器控制线和第二低压电源相连；
步骤S43，断开总负继电器。
实施本发明实施例将带来如下有益效果：在紧急情况下能及时切断高压电路连接，减少意外情况对于动力电池系统高压电使用的影响，保障不同箱体直接的高压连接安全，并且控制方式简单，实现容易，成本较低。还可以避免整车线束连接接触不良导致的可能造成中间继电器出现反复吸合和断开的现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的多箱体动力电池箱的电气原理示意图。
图2是本发明实施例一中间继电器控制装置的电气原理示意图。
图3是本发明实施例二中间继电器控制装置的控制方法的流程示意图。
图4是本发明实施例三高压下电控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的优选实施例进行描述。
请参照图1所示，本发明实施例针对电动汽车的多箱体动力电池箱的布置方案结构特点，设计了多箱体动力电池箱的高压下电安全控制策略。其中，多个动力电池箱之间的连接设计有中间继电器，类型为常开式。只有在允许高压上电的时候才控制闭合中间继电器，接通不同动力电池箱体之间的高压连接，保障高压用电的安全。
由图1可知，电池管理系统（BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，BMS）和总正/总负继电器均放置在电池箱A中，高压接插件11和高压接插件12连通以后，总正继电器的负极和电池箱B中的中间继电器正极连通，则电池箱B和电池箱A构成了一个串联的结构，电池箱A的总正继电器和总负继电器之间的总电压为电池箱A和电池箱B的电压之和，中间继电器的通断由低压接插件22和低压接插件23共同控制，通过这种方式实现控制电池箱A和电池箱B之间的连通和切断。中间继电器的控制线圈控制线的正极通过不同箱体之间的低压接插件（电池箱A的抵压接插件22和电池箱B的抵压接插件23）连接到BMS的控制端，中间继电器的闭合与否由BMS控制。
再请参照图2所示，本发明实施例一提供一种中间继电器控制装置，应用于多箱体动力电池箱，包括：通过高压互锁回路（HighVoltageInterlockLoop，HVIL）线相连的第一控制继电器和第二控制继电器，第一控制继电器还分别与整车控制器控制线和第一低压电源相连，第二控制继电器还分别与中间控制器控制线和第二低压电源相连。
本实施例的控制装置，将中间继电器的控制线同时由高压互锁监控HVIL回路控制，在整车控制器检测到高压电路连接正确后，第一控制继电器闭合，HVIL回路接通第一低压电源，第二控制继电器随之闭合，中间继电器控制线接通第二低压电源，完成中间继电器闭合动作。
由上可知，第一控制继电器用于在整车控制器检测到高压电路连接正确后，受整车控制器控制而闭合，使HVIL线接通所述第一低压电源。第二控制继电器用于在HVIL线接通第一低压电源后，闭合以使中间继电器控制线接通第二低压电源，完成中间继电器闭合。
本实施例中，第一低压电源和第二低压电源的电压均为12V。
在紧急情况下，如果需要立即断开高压继电器，则整车控制器通过整车控制器控制线，打开第一控制继电器，从而切断HVIL回路，则HVIL线的电压由12V立即降为0V，中间继电器控制线电压同时降为0V，第二控制继电器自动打开，从而实现了紧急下电的功能。在这种控制方式中，如果整车控制器发出了紧急下电指令后，第一控制继电器发生粘连导致不能及时打开，则BMS在接到整车控制器发出的紧急下电指令后，在规定的时间内发现第一控制继电器没能及时打开，BMS会自主断开中间继电器和其他高压继电器，从而实现切断整个高压电路的功能实现下电；同样，如果BMS在接到整车控制器发出的紧急下电指令后，第二控制继电器发生粘连导致没能及时打开，BMS通过软件的方式切断中间继电器和其他高压继电器，从而实现切断整个高压电路的功能实现下电。第一控制继电器和第二控制继电器一同构成了中间继电器紧急情况下控制的冗余设计，防止控制继电器发生粘连的情况下不能通过硬线的方式及时打开中间继电器。
此外，本实施例的控制装置还有一个突出的优点是，避免了整车线束连接接触不良导致的可能造成中间继电器出现反复吸合和断开的现象。如果整车线束连接接触不良，有可能导致整个HVIL回路的12V电压时有时无，在HVIL回路没有电压的时候，中间继电器有可能自动跳开，在HVIL回路12V电压恢复时，中间继电器又自动闭合，从而出现反复吸合和断开现象。由于本实施例的控制装置通过两个节点连接到12V低压电源，因此如果出现了整车低压线束连接接触不良的问题，还可以通过另外一个连接的12V电源，保持中间继电器的闭合，同样实现了冗余设计，减少了意外情况导致高压掉电的可能。
根据上述说明，本发明实施例二提供一种中间继电器控制装置的控制方法，应用于多箱体动力电池箱，其中，中间继电器控制装置包括：通过HVIL线相连的第一控制继电器和第二控制继电器，第一控制继电器还分别与整车控制器控制线和第一低压电源相连，第二控制继电器还分别与中间控制器控制线和第二低压电源相连，如图3所示，该控制方法包括：
整车控制器发出下电指令，通过整车控制器控制线断开第一控制继电器，进而断开第二控制继电器和中间继电器；
接收到整车控制器发送的下电指令后，如果BMS在设定时间内检测到第一控制继电器或第二控制继电器没有断开，则由BMS直接断开中间继电器。
本实施例中，本实施例中，第一低压电源和第二低压电源的电压均为12V。当断开第一控制继电器后，则HVIL回路被切断，HVIL线的电压由12V立即降为0V，中间继电器控制线电压同时降为0V，第二控制继电器自动断开。
接收到整车控制器发送的下电指令后，BMS则在设定时间内开始检测第一控制继电器或第二控制继电器是否断开。正常情况下，第一控制继电器和第二控制继电器均会顺利断开。但是有时第一控制继电器或第二控制继电器会发生粘连导致不能及时断开，使高压电路无法及时切断，存在极大的安全隐患，因此需要对此加以干预和控制。本实施例中，在这种情况下，由BMS直接断开中间继电器（通常通过软件的方式）。
再请参照图4所示，本发明实施例提供一种高压下电控制方法，应用于多箱体动力电池箱，包括：
步骤S41，电池管理系统BMS接收到来自整车控制器的高压下电指令或者检测到有故障发生时，断开总正继电器；
步骤S42，由整车控制器通过中间继电器控制装置断开中间继电器，以及如果BMS在设定时间内检测到通过中间继电器控制装置无法断开中间继电器，则由BMS直接断开中间继电器，其中，中间继电器控制装置包括：通过HVIL线相连的第一控制继电器和第二控制继电器，第一控制继电器还分别与整车控制器控制线和第一低压电源相连，第二控制继电器还分别与中间控制器控制线和第二低压电源相连；
步骤S43，断开总负继电器。
其中，步骤S42中由整车控制器通过中间继电器控制装置断开中间继电器具体是：整车控制器通过整车控制器控制线断开第一控制继电器，进而断开第二控制继电器和中间继电器；由BMS直接断开中间继电器具体是：如果BMS在设定时间内检测到第一控制继电器或第二控制继电器没有断开，则由BMS直接断开中间继电器。
本实施例中，第一低压电源和第二低压电源的电压均为12V。此外，步骤S42和S43可以按顺序执行，也可以同时执行。
由于本实施例增加了对中间继电器的控制，提高了高压下电过程中的安全性，即使在紧急情况下也能及时切断高压电路连接，减少意外情况对于动力电池系统高压电使用的影响，保障不同箱体直接的高压连接安全，并且控制方式简单，实现容易，成本较低。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种中间继电器控制装置，应用于多箱体动力电池箱，其特征在于，包括：通过高压互锁回路HVIL线相连的第一控制继电器和第二控制继电器，所述第一控制继电器还分别与整车控制器控制线和第一低压电源相连，所述第二控制继电器还分别与中间控制器控制线和第二低压电源相连。
2.根据权利要求1所述的中间继电器控制装置，其特征在于，所述第一控制继电器用于在整车控制器检测到高压电路连接正确后，受整车控制器控制而闭合，使所述HVIL线接通所述第一低压电源。
3.根据权利要求2所述的中间继电器控制装置，其特征在于，所述第二控制继电器用于在所述HVIL线接通所述第一低压电源后，闭合以使所述中间继电器控制线接通第二低压电源，完成中间继电器闭合。
4.根据权利要求1-3任一项所述的中间继电器控制装置，其特征在于，所述第一低压电源和第二低压电源的电压均为12V。
5.一种中间继电器控制装置的控制方法，应用于多箱体动力电池箱，其中，中间继电器控制装置包括：通过高压互锁回路HVIL线相连的第一控制继电器和第二控制继电器，所述第一控制继电器还分别与整车控制器控制线和第一低压电源相连，所述第二控制继电器还分别与中间控制器控制线和第二低压电源相连，所述控制方法包括：
整车控制器发出下电指令，通过整车控制器控制线断开所述第一控制继电器，进而断开所述第二控制继电器和中间继电器；
接收到整车控制器发送的下电指令后，如果电源管理系统BMS在设定时间内检测到第一控制继电器或第二控制继电器没有断开，则由BMS直接断开中间继电器。
6.一种高压下电控制方法，应用于多箱体动力电池箱，包括：
步骤S41，电池管理系统BMS接收到来自整车控制器的高压下电指令或者检测到有故障发生时，断开总正继电器；
步骤S42，由整车控制器通过中间继电器控制装置断开中间继电器，以及如果BMS在设定时间内检测到通过中间继电器控制装置无法断开中间继电器，则由BMS直接断开中间继电器，其中，中间继电器控制装置包括：通过高压互锁回路HVIL线相连的第一控制继电器和第二控制继电器，第一控制继电器还分别与整车控制器控制线和第一低压电源相连，第二控制继电器还分别与中间控制器控制线和第二低压电源相连；
步骤S43，断开总负继电器。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S42中由整车控制器通过中间继电器控制装置断开中间继电器具体是：整车控制器通过整车控制器控制线断开所述第一控制继电器，进而断开所述第二控制继电器和中间继电器。
8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S42中由BMS直接断开中间继电器具体是：如果BMS在设定时间内检测到所述第一控制继电器或第二控制继电器没有断开，则由BMS直接断开所述中间继电器。
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