CN105799518A - 一种电动汽车的高压保护方法和装置 - Google Patents

一种电动汽车的高压保护方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种电动汽车的高压保护方法和装置，其中方法包括：当安全气囊控制器检测到安全气囊传感器的碰撞信号后，采用冗余方式向电池控制器发送碰撞告警信息；所述电池控制器根据所述碰撞告警信息，判断当前是否发生碰撞，如果是，则触发相应地高压断电保护过程。采用本发明，可以提高汽车对碰撞事件检测的准确性，进而提高碰撞发生时汽车的安全性。

Description

一种电动汽车的高压保护方法和装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，更具体地，涉及一种电动汽车的高压保护方法和装置。
背景技术
随着科技的发展，电动汽车受到越来越多的消费者关注，而与此同时，作为电动车的核心技术-高压动力电池的安全性，也变得越来越重要。电动汽车动力电池的高压如果发生故障，将对驾驶员及乘客造成危机生命的伤害，而在电动汽车发生碰撞事故时，整车状态不受控制，发生绝缘故障导致高压伤人的可能性极大，因此，在电动汽车发生碰撞时，如何及时准确地断开整车高压电成为各个电动车厂家需要面临的问题。
目前，针对电动汽车碰撞时的高压保护设计方案中，在碰撞事件发生时，电池控制器将根据专用的碰撞传感器传输的碰撞信号获知碰撞的发生，并触发相应的高压断电处理操作。
在上述传统的高压保护设计方案中，碰撞传感器安放在汽车前部，该碰撞传感器的安装位置对碰撞事件判断的准确性有着重要影响。如果安装位置不合适，则会导致在碰撞事件发生时无法准确地感应碰撞或者在碰撞事件未发生时误判为碰撞，而在实际生产过程中，很难准确地确定出一个可以确保碰撞判断准确度的传感器安装位置。这样，当无法对所发生的碰撞进行及时识别时，就会无法执行相应地高压断电保护操作，从而降低电动汽车的安全性，而当没有发生碰撞时误识别为发生碰撞，则会导致错误地执行高压断电保护操作，这样，就会出现预期外的意外停车，容易造成事故的发生。
由此可见，现有的碰撞高压保护方案由于不能准确地对碰撞事件进行判断，从而会存在不能及时或错误地执行地高压断电保护操作的问题，进而会降低汽车的安全性。
发明内容
本发明的目的是提出一种电动汽车的高压保护方法和装置，可以提高汽车的安全性。
本发明的另一个目的是提出一种电动汽车的高压保护装置，可以提高汽车的安全性。
根据本发明实施方式的一方面，提出一种电动汽车的高压保护方法，包括：
当安全气囊控制器检测到安全气囊传感器的碰撞信号后，采用冗余方式向电池控制器发送碰撞告警信息；
所述电池控制器根据所述碰撞告警信息，判断当前是否发生碰撞，如果是，则触发相应地高压断电保护过程。
优选地，所述检测包括：
当安全气囊控制器接收到安全气囊传感器的碰撞信号后，判断所述碰撞信号强度是否超过预设阈值，如果是，则判定当前检测到碰撞信号。
优选地，所述采用冗余方式向电池控制器发送碰撞告警信息包括:
所述安全气囊控制器在控制器局域网络CAN上，向所述电池控制器发送CAN线碰撞警报信号，同时，在与所述电池控制器之间的信号线上，向所述电池控制器发送脉冲宽度调制PWM碰撞脉冲信号。
优选地，所述判断当前是否发生碰撞包括：
当所述电池控制器在所述CAN上连续n帧接收到有效的所述CAN线碰撞警报信号时，判定当前发生碰撞；其中，n≥2；
当所述电池控制器当前接收到连续m个完整的所述PWM碰撞脉冲信号时，判定当前发生碰撞；其中，m≥2。
优选地，所述CAN线碰撞警报信号的发送周期T满足：5ms≤T≤50ms。
优选地，所述高压断电保护过程包括：
所述电池控制器同时触发处于汽车动力电池与汽车高压系统相连接的电路上的继电器以及汽车动力电池箱内部的继电器断开。
优选地，所述方法进一步包括：当高压断电保护过程被触发后，如果所述电池控制器检测到汽车高压系统重新上电指令，则仅在检测到整车低压电源重新启动并且当前从所述安全气囊控制器处接收到正常运行信号时，允许执行所述汽车高压系统重新上电指令。
优选地，所述方法进一步包括：
当所述电池控制器检测到来自所述安全气囊控制器处的异常信号时，触发在中控面板上显示碰撞断电保护失效告警信息和相应的失效原因信息。
根据本发明实施方式的另一方面，提出一种电动汽车的高压保护装置，包括：安全气囊传感器、安全气囊控制器和电池控制器；
安全气囊控制器，用于在检测到安全气囊传感器的碰撞信号后，采用冗余方式向电池控制器发送碰撞告警信息；
电池控制器，用于根据所述碰撞告警信息，判断当前是否发生碰撞，在判定发生碰撞时触发相应地高压断电保护过程。
优选地，所述安全气囊控制器，进一步用于当安全气囊控制器接收到安全气囊传感器的碰撞信号后，判断所述碰撞信号强度是否超过预设阈值，如果是，则判定当前检测到碰撞信号。
优选地，所述装置进一步包括：一信号线，所述信号线的一端连接所述安全气囊控制器，另一端连接所述电池控制器；
所述安全气囊控制器，进一步用于在检测到所述碰撞信号后，在控制器局域网络CAN上，向所述电池控制器发送CAN线碰撞警报信号，同时，在与所述信号线上向所述电池控制器发送脉冲宽度调制PWM碰撞脉冲信号。
优选地，所述电池控制器，进一步用于当在所述CAN上连续n帧接收到有效的所述CAN线碰撞警报信号时，判定当前发生碰撞；其中，n≥2；当接收到连续m个完整的所述PWM碰撞脉冲信号时，判定当前发生碰撞；其中，m≥2。
优选地，所述CAN线碰撞警报信号的发送周期T满足：5ms≤T≤50ms。
优选地，所述装置进一步包括：第一继电器和第二继电器；
所述第一继电器设于汽车动力电池与汽车高压系统相连接的电路上；
所述第二继电器设于汽车动力电池箱内部；
所述电池控制器，进一步用于在判定发生碰撞时触发所述第一继电器和第二继电器断开。
优选地，所述电池控制器，进一步用于当高压断电保护过程被触发后，如果检测到汽车高压系统重新上电指令，则仅在检测到整车低压电源重新启动并且当前从所述安全气囊控制器处接收到正常运行信号时，允许执行所述汽车高压系统重新上电指令。
优选地，所述电池控制器，进一步用于当检测到来自所述安全气囊控制器的异常信号时，触发在中控面板上显示碰撞断电保护失效告警信息和相应的失效原因信息。
从上述技术方案可以看出，本发明中，基于安全气囊传感器的碰撞信号进行碰撞检测，并且，当安全气囊控制器接收到安全气囊传感器的碰撞信号后，将通过冗余方式向电池控制器发送相应的碰撞告警信息，再由电池控制器根据该碰撞告警信息来判断当前是否发生了碰撞事件。如此，利用安全气囊传感器检测到的碰撞信号，而不是设于汽车前部的专用传感器来获取碰撞信号，可以有效避免后者安装位置的不准确对碰撞事件检测准确度的影响。另外，安全气囊控制器通过冗余方式向电池控制器发送碰撞告警信息，可以提高安全气囊控制器向电池控制器发送碰撞告警信息的可靠性，进而可以确保电池控制器对碰撞事件检测的准确性，可以在碰撞时及时触发断电保护操作，并避免碰撞事件的误判导致的意外停车造成的事故，从而可以有效提高电动汽车的安全性。
附图说明
以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
图1为本发明实施例的电动汽车高压保护方法流程示意图。
图2为本发明实施例的电动汽车高压保护装置结构示意图。
具体实施方式
为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。
为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。
图1为本发明实施例的电动汽车高压保护方法流程示意图。如图1所示，本实施例的电动汽车高压保护方法包括：
步骤101、当安全气囊控制器检测到安全气囊传感器的碰撞信号后，采用冗余方式向电池控制器发送碰撞告警信息。
这里需要说明的是，在现有电动汽车制造领域中，在碰撞事件发生里，安全气囊传感器将向安全气囊控制器传输相应的碰撞信号，以通知安全气囊控制器碰撞事件的发生。
本步骤中，将由安全气囊控制器根据来自安全气囊传感器的碰撞信号，向电池控制器发送碰撞告警信息，而不是由在车前部另设的专用碰撞传感器采集碰撞信号并通知给电池控制器。这样，可以避免专用碰撞传感器安装位置的不准确对碰撞事件检测准确度的影响，同时，可以利用安全气囊控制器对碰撞信号接收的可靠性，确保碰撞信号的准确性，进而可以确保相应的碰撞告警信息的准确性。
较佳地，为了进一步提高安全气囊控制器向电池控制器所发送碰撞告警信息的准确性，安全气囊控制器可以采用下述方法对安全气囊传感器的碰撞信号进行检测：
当安全气囊控制器接收到安全气囊传感器的碰撞信号后，判断所述碰撞信号强度是否超过预设阈值，如果是，则判定当前检测到碰撞信号。
上述检测方法中，当安全气囊控制器接收到安全气囊传感器的碰撞信号后，需要根据预设的强度阈值，来对碰撞信号强度进行核实，以确保碰撞信号检测的准确性。
步骤101中安全气囊控制器将采用冗余方式向电池控制器发送碰撞告警信息，可以避免单一传输方式下由于碰撞事件的发生导致的碰撞告警信息无法发送给安全气囊控制器的问题。较佳地，为了提高碰撞告警信息传输的可靠性，可以采用下述冗余方式向电池控制器发送碰撞告警信息:
所述安全气囊控制器在控制器局域网络CAN上，向所述电池控制器发送CAN线碰撞警报信号，同时，在与所述电池控制器之间的信号线上，向所述电池控制器发送脉冲宽度调制PWM碰撞脉冲信号。
上述冗余发送方式中，将同时在CAN线和信号线上向电池控制器发送碰撞告警信息，即所述碰撞告警信息具体为：CAN线碰撞警报信号和PWM碰撞脉冲信号。这样，通过利用两个途径向电池控制器发送碰撞告警信息，即不仅在CAN线上发送碰撞警报信号，还利用设置于安全气囊控制器与电池控制器之间的信号线，来发送碰撞告警信息，如此，可以有效避免由于碰撞事件导致CAN线断开引起的碰撞告警信息无法传输给电池控制器的问题，从而可以大幅度提高碰撞告警信息传输的可靠性，确保电池控制器可以及时据此检测到碰撞事件的发生。
较佳地，为了确保电池控制器能够在碰撞发生时较快地检测到碰撞事件的发生，可以使所述CAN线碰撞警报信号的发送周期T满足：5ms≤T≤50ms，例如，10ms。
步骤102、所述电池控制器根据所述碰撞告警信息，判断当前是否发生碰撞，如果是，则触发相应地高压断电保护过程。
本步骤中，电池控制器将根据安全气囊控制器发送的碰撞告警信息，来确定当前是否发生碰撞，并在发生碰撞时触发相应的高压断电保护过程，这样，通过执行高压断电保护操作，来避免碰撞发生时高压电对人的伤害。
较佳地，为了提高碰撞判断结果的准确性，可以采用下述方法判断当前是否发生碰撞：
当所述电池控制器在所述CAN上连续n帧接收到有效的所述CAN线碰撞警报信号时，判定当前发生碰撞；其中，n≥2；当所述电池控制器当前接收到连续m个完整的所述PWM碰撞脉冲信号时，判定当前发生碰撞；其中，m≥2。
在上述判断方法中，如果连续多个帧的CAN线碰撞警报信号是有效的，则可以判定当前发生碰撞，如果连续接收到多个完整的PWM碰撞脉冲信号，则也可以判定当前发生碰撞，也就是说，无论是在控制器局域网络上发送的CAN线碰撞警报信号，还是在与电池控制器之间的信号线上发送的PWM碰撞脉冲信号，只要有一种信号满足上述判定条件，则会确定当前发生了碰撞，因此，即使在碰撞发生时损坏了其中一条传输途径，电池控制器也可以及时获知碰撞的发生，进而可以触发执行相应的高压断电保护操作，降低汽车碰撞时的危险性。
在实际应用中，所述CAN线碰撞警报信号和PWM碰撞脉冲信号的具体识别方法，为本领域技术人员所掌握，在此不再赘述。
上述n和m可由本领域技术人员在实际应用中综合考虑总线开销和碰撞响应时间需要，设置合适取值，例如，n＝3，m＝3。
在实际应用中，本步骤的高压断电保护过程可以采用现有方法实现。较佳地，可以采用下述方法实现所述高压断电保护过程：
所述电池控制器同时触发处于汽车动力电池与汽车高压系统相连接的电路上的继电器以及汽车动力电池箱内部的继电器断开。
在上述高压断电保护过程中，将同时断开两个继电器，这些继电器在正常状态下是处于闭合状态的，而当发生碰撞时则将被断开，如此可以实现碰撞时的高压断电。
这里需要说明的是，在现有的高压断电保护过程中，通常只是断开动力电池外部继电器(即处于汽车动力电池与汽车高压系统相连接的电路上的继电器)，此时，虽然高压系统的电断了，但是汽车动力电池本身仍然具有高压电，碰撞后还存在高压风险。在上述高压断电保护过程中，不仅断开外部继电器，同时还把电池箱内部的高压断掉，因此，可以在发生碰撞时彻底避免上述高压风险，大大提高汽车的安全性。
为了避免高压断电后由于车内高压上电开关被撞击到或者驾驶人员误操作而导致的车辆二次上电，较佳地，可以采用下述方法来对碰撞后汽车高压系统的重新上电进行控制：
当高压断电保护过程被触发后，如果所述电池控制器检测到汽车高压系统重新上电指令，则仅在检测到整车低压电源重新启动并且当前从所述安全气囊控制器处接收到正常运行信号时，允许执行所述汽车高压系统重新上电指令。
较佳地，当电池控制器检测到来自安全气囊控制器处的信号异常时，将无法对汽车正常或碰撞状态进行正确判断，此时，可以及时提醒驾驶人员使其获知当前碰撞断电保护失效，提醒驾驶人员当前存在潜在的安全隐患。具体地，可以采用下述方法实现这一目的：
当所述电池控制器检测到来自所述安全气囊控制器处的异常信号时，触发在中控面板上显示碰撞断电保护失效告警信息和相应的失效原因信息。
具体地，上述信号异常的情况包括电池控制器与安全气囊控制器之间信号线上的PWM信号占空比异常及CAN线数据异常的情况。
图2为上述方法相对应的一种电动汽车的高压保护装置结构示意图，如图2所示，该装置包括：安全气囊传感器201、安全气囊控制器202和电池控制器203。
安全气囊控制器202，用于在检测到安全气囊传感器201的碰撞信号后，采用冗余方式向电池控制器203发送碰撞告警信息；
电池控制器203，用于根据所述碰撞告警信息，判断当前是否发生碰撞，在判定发生碰撞时触发相应地高压断电保护过程。
较佳地，所述安全气囊控制器202，进一步用于当安全气囊控制器202接收到安全气囊传感器201的碰撞信号后，判断所述碰撞信号强度是否超过预设阈值，如果是，则判定当前检测到碰撞信号。
较佳地，所述装置进一步包括：一信号线，所述信号线的一端连接所述安全气囊控制器202，另一端连接所述电池控制器203。
所述安全气囊控制器202，进一步用于在检测到所述碰撞信号后，在控制器局域网络CAN上，向所述电池控制器203发送CAN线碰撞警报信号，同时，在与所述信号线上向所述电池控制器203发送脉冲宽度调制PWM碰撞脉冲信号。
较佳地，所述电池控制器203，进一步用于当在所述CAN上连续n帧接收到有效的所述CAN线碰撞警报信号时，判定当前发生碰撞；其中，n≥2；当接收到连续m个完整的所述PWM碰撞脉冲信号时，判定当前发生碰撞；其中，m≥2。
较佳地，所述CAN线碰撞警报信号的发送周期T满足：5ms≤T≤50ms。
较佳地，所述装置进一步包括：第一继电器和第二继电器。所述第一继电器设于汽车动力电池与汽车高压系统相连接的电路上。所述第二继电器设于汽车动力电池箱内部。
所述电池控制器203，进一步用于在判定发生碰撞时触发所述第一继电器和第二继电器断开。
较佳地，所述电池控制器203，进一步用于当高压断电保护过程被触发后，如果检测到汽车高压系统重新上电指令，则仅在检测到整车低压电源重新启动并且当前从所述安全气囊控制器202处接收到正常运行信号时，允许执行所述汽车高压系统重新上电指令。
较佳地，所述电池控制器203，进一步用于当检测到来自所述安全气囊控制器202的异常信号时，触发在中控面板上显示碰撞断电保护失效告警信息和相应的失效原因信息。
通过上述具体实施方案可以看出，本发明利用与安全气囊控制器相连的安全气囊传感器，来采集碰撞信号，并且，当安全气囊控制器接收到安全气囊传感器的碰撞信号后，将通过冗余方式向电池控制器发送相应的碰撞告警信息，再由电池控制器根据该碰撞告警信息来判断当前是否发生了碰撞事件。如此，利用安全气囊传感器检测到的碰撞信号，而不是设于汽车前部的专用传感器来采集碰撞信号，可以有效避免由于无法准确定位后者的合适安装位置而导致的碰撞事件误判问题。另外，安全气囊控制器通过冗余方式向电池控制器发送碰撞告警信息，可以提高安全气囊控制器向电池控制器发送碰撞告警信息的可靠性，进而可以确保电池控制器对碰撞事件检测的准确性，可以在碰撞时及时触发断电保护操作，并避免碰撞事件的误判导致的意外停车造成的事故，从而可以有效提高电动汽车的安全性。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种电动汽车的高压保护方法，其特征在于，包括：
当安全气囊控制器检测到安全气囊传感器的碰撞信号后，采用冗余方式向电池控制器发送碰撞告警信息；
所述电池控制器根据所述碰撞告警信息，判断当前是否发生碰撞，如果是，则触发相应地高压断电保护过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测包括：
当安全气囊控制器接收到安全气囊传感器的碰撞信号后，判断所述碰撞信号强度是否超过预设阈值，如果是，则判定当前检测到碰撞信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用冗余方式向电池控制器发送碰撞告警信息包括:
所述安全气囊控制器在控制器局域网络CAN上，向所述电池控制器发送CAN线碰撞警报信号，同时，在与所述电池控制器之间的信号线上，向所述电池控制器发送脉冲宽度调制PWM碰撞脉冲信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断当前是否发生碰撞包括：
当所述电池控制器在所述CAN上连续n帧接收到有效的所述CAN线碰撞警报信号时，判定当前发生碰撞；其中，n≥2；
当所述电池控制器当前接收到连续m个完整的所述PWM碰撞脉冲信号时，判定当前发生碰撞；其中，m≥2。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述CAN线碰撞警报信号的发送周期T满足：5ms≤T≤50ms。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高压断电保护过程包括：
所述电池控制器同时触发处于汽车动力电池与汽车高压系统相连接的电路上的继电器以及汽车动力电池箱内部的继电器断开。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：当高压断电保护过程被触发后，如果所述电池控制器检测到汽车高压系统重新上电指令，则仅在检测到整车低压电源重新启动并且当前从所述安全气囊控制器处接收到正常运行信号时，允许执行所述汽车高压系统重新上电指令。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
当所述电池控制器检测到来自所述安全气囊控制器处的异常信号时，触发在中控面板上显示碰撞断电保护失效告警信息和相应的失效原因信息。
9.一种电动汽车的高压保护装置，其特征在于，包括：安全气囊传感器、安全气囊控制器和电池控制器；
安全气囊控制器，用于在检测到安全气囊传感器的碰撞信号后，采用冗余方式向电池控制器发送碰撞告警信息；
电池控制器，用于根据所述碰撞告警信息，判断当前是否发生碰撞，在判定发生碰撞时触发相应地高压断电保护过程。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述安全气囊控制器，进一步用于当安全气囊控制器接收到安全气囊传感器的碰撞信号后，判断所述碰撞信号强度是否超过预设阈值，如果是，则判定当前检测到碰撞信号。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：一信号线，所述信号线的一端连接所述安全气囊控制器，另一端连接所述电池控制器；
所述安全气囊控制器，进一步用于在检测到所述碰撞信号后，在控制器局域网络CAN上，向所述电池控制器发送CAN线碰撞警报信号，同时，在与所述信号线上向所述电池控制器发送脉冲宽度调制PWM碰撞脉冲信号。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，
所述电池控制器，进一步用于当在所述CAN上连续n帧接收到有效的所述CAN线碰撞警报信号时，判定当前发生碰撞；其中，n≥2；当接收到连续m个完整的所述PWM碰撞脉冲信号时，判定当前发生碰撞；其中，m≥2。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述CAN线碰撞警报信号的发送周期T满足：5ms≤T≤50ms。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：第一继电器和第二继电器；
所述第一继电器设于汽车动力电池与汽车高压系统相连接的电路上；
所述第二继电器设于汽车动力电池箱内部；
所述电池控制器，进一步用于在判定发生碰撞时触发所述第一继电器和第二继电器断开。
15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电池控制器，进一步用于当高压断电保护过程被触发后，如果检测到汽车高压系统重新上电指令，则仅在检测到整车低压电源重新启动并且当前从所述安全气囊控制器处接收到正常运行信号时，允许执行所述汽车高压系统重新上电指令。
16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电池控制器，进一步用于当检测到来自所述安全气囊控制器的异常信号时，触发在中控面板上显示碰撞断电保护失效告警信息和相应的失效原因信息。
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Denomination of invention: Method and device for high voltage protection of electric automobile

Effective date of registration: 20190513

Granted publication date: 20190215

Pledgee: Suzhou Trust Co., Ltd.

Pledgor: BEIJING CHANGCHENG HUAGUAN AUTOMOBILE TECHNOLOGY CO., LTD.

Registration number: 2019990000418