CN105946587A - 一种用于电动车的互锁开关回路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电动车的互锁开关回路，包括电池管理器、车载充电器、地面充电桩和互锁继电器；电池管理器分别连接有负主接触器、正主接触器、预充继电器和充电继电器；所述正主接触器和负主接触器上连接有驱动电机、电空调和其他高压负载。本发明的有益效果为：通过充放电互锁电路系统的创新结构设计，确保了充电过程中不会给整车动力系统提供动力电源，从而防止充电中车辆的非法启动；彻底消除了高压触电隐患，提高了乘车人员的安全性；在整车启动前或运行中，当高压配电盒的任何一个接插件松动或是脱落，系统会及时报出故障并采取措施限制或阻止车辆运行，提醒驾驶员检查和修复车辆，进一步提高了整车的系统安全性能。

Description

一种用于电动车的互锁开关回路
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种用于电动车的互锁开关回路。
背景技术
随着纯电动汽车的不断发展，在目前的实际使用中，纯电动汽车，尤其是纯电动商用车上的整车的高压母线上出现了越来越多地高压负载，使用高压供电的设备更多，例如转向油泵、打气泵、电加热总成、高压空调、驱动电机等。这种需求使高压配电盒成为整车上一个必不可少的零部件，它负责将来自动力电池的能量安全可控的分配到各个高压负载的支路上，目前纯电动汽车领域中使用的高压配电盒仅有简单的接触器控制和保险丝保护，存在着高压用电安全性差、无硬件保护电路，控制精度差等缺点。所以设计一种安全互锁电路来确保高压配电盒的高压安全运行和乘员安全操作是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于电动车的互锁开关回路，在满足现有高压配电盒的基本使用需要的基础上，减小配电盒的体积，减轻配电盒的重量。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种用于电动车的互锁开关回路，包括电池管理器，所述电池管理器通过充电确认硬线连接有车载充电器、地面充电桩和互锁继电器；电池管理器分别通过驱动硬线一、驱动硬线二、驱动硬线三和驱动硬线四连接有负主接触器、正主接触器、预充继电器和充电继电器，所述负主接触器、正主接触器、预充继电器和充电继电器分别与互锁继电器相连接；所述负主接触器上连接有负极线路，所述正主接触器、预充继电器和充电继电器分别连接有正极线路；所述正主接触器和负主接触器上连接有驱动电机、电空调和其他高压负载。
进一步的，所述电池管理器上设有反馈硬线和激励硬线，反馈硬线和激励硬线间依次设有双芯插接件一、双芯插接件二、双芯插接件三、双芯插接件四、双芯插接件五和双芯插接件六。
进一步的，所述双芯插接件一与车载充电器相连接；所述双芯插接件二与地面充电桩相连接；所述双芯插接件三与驱动电机相连接；所述双芯插接件四与电空调相连接；所述双芯插接件五与其他高压负载相连接；所述双芯插接件六与负极线路和正极线路相连接。
本发明的有益效果为：通过充放电互锁电路系统的创新结构设计，实现了：1、直流充电或交流充电时直接断开正主接触器和预充继电器的线圈供电，确保了充电过程中不会给整车动力系统提供动力电源，从而防止充电中车辆的非法启动；2、交流充电时直流充电口没有高压电，彻底消除了潜在的高压触电隐患，提高了乘车人员的安全性；3、在整车启动前或运行中，当高压配电盒的任何一个接插件松动或是脱落，系统会及时报出故障并采取措施限制或阻止车辆运行，提醒驾驶员检查和修复车辆，进一步提高了整车的系统安全性能。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述的一种用于电动车的互锁开关回路的结构示意轴测图。
图中：
1、电池管理器；2、车载充电器；3、地面充电桩；4、驱动电机；5、电空调；6、其他高压负载；7、充电继电器；8、位置开关；9、互锁继电器；10、负主接触器；11、正主接触器；12、预充继电器；13、驱动硬线一；14、驱动硬线二；15、驱动硬线三；16、驱动硬线四；17、反馈硬线；18、激励硬线；19、充电确认硬线；20、双芯插接件一；21、双芯插接件二；22、双芯插接件三；23、双芯插接件四；24、双芯插接件五；25、双芯插接件六。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例所述的一种用于电动车的互锁开关回路，包括电池管理器1，所述电池管理器1通过充电确认硬线19连接有车载充电器2、地面充电桩3和互锁继电器9；电池管理器1分别通过驱动硬线一13、驱动硬线二14、驱动硬线三15和驱动硬线四16连接有负主接触器10、正主接触器11、预充继电器12和充电继电器13，所述负主接触器10、正主接触器11、预充继电器12和充电继电器13分别与互锁继电器9相连接；所述负主接触器10上连接有负极线路，所述正主接触器11、预充继电器12和充电继电器13分别连接有正极线路；所述正主接触器11和负主接触器10上连接有驱动电机4、电空调5和其他高压负载6。
进一步的，所述电池管理器上设有反馈硬线17和激励硬线18，反馈硬线17和激励硬线18间依次设有双芯插接件一20、双芯插接件二21、双芯插接件三22、双芯插接件四23、双芯插接件五24和双芯插接件六25。
进一步的，所述双芯插接件一20与车载充电器2相连接；所述双芯插接件二21与地面充电桩3相连接；所述双芯插接件三22与驱动电机4相连接；所述双芯插接件四23与电空调5相连接；所述双芯插接件五24与其他高压负载6相连接；所述双芯插接件六25与负极线路和正极线路相连接。
优选的，所述激励硬线18上设有位置开关8；所述正主接触器11外侧设有主保险丝，充电继电器7外侧设有充电保险丝；所述互锁继电器9外设有接地线路。
具体使用时，将该电路系统应用于高压配电盒中，电池管理器1通过控制负主接触器10来实现交流充电；电池管理器1通过控制负主接触器10和充电继电器7来实现直流充电；充电继电器7是常开的，在整车交流充电的时候来自车载充电机2或地面充电桩3的控制信号会先被电池管理器1接收，在得知是来自车载充电机2的信号的时候，电池管理器1便可判断出当前是交流充电模式，于是将驱动硬线16设置为高电平使充电继电器7仍是断开的，从而确保了交流充电时直流充电端口上是没有高压电的，从硬件电路上就彻底防止了此工况下的人员触电。
而将用于防止高压配电盒壳盖松动和非法卸载的位置开关8串联到高压接插件的互锁回路中，将高压接插件互锁的范畴延伸到了配电盒壳盖的互锁，在满足高压安全的要求下减少了控制器引脚使用资源。当车辆行驶造成高压设备保护盖松脱或高压接插件松脱时，该电路将发出报警信号，能及时提醒驾驶人员加以处理。
正主接触器11和预充继电器12的线圈供应由互锁继电器9提供，而互锁继电器9由充电连接确认硬线19来控制；该互锁继电器9是常闭的，在没有充电的时候，可直接提供正主接触器11和预充继电器12的线圈供电，在充电的时候，充电连接确认硬线19使互锁继电器9打开，切断了正主接触器11和预充继电器12的线圈供电，从而在硬件电路上就彻底防止了动力电池在充电过程中对动力系统进行放电的可能性。
负主接触器10的线圈供电是不受互锁继电器9控制的，即充放电互锁电路只实现在充电时对高压母线的正极电路的切断，而负主接触器10的通断仍可由电池管理器1自由控制，以实现充电回路的导通。
负主接触器10、正主接触器11、预充继电器12、充电继电器7、互锁继电器9都由电池管理器1通过硬线实现低端驱动控制；根据实际项目需求，也可由整车控制器或其他控制器来进行低端驱动。
在进行交流充电或直流充电时，来自车载充电机2或地面充电桩3的发出的硬线信号将电池管理器1激活，之后电池管理器1开始初始化，并直接将激励硬线18设为为高电平，如果检测到反馈硬线17是低电平(由于位置开关7或任何一个双芯接插件松动引起互锁回路断路从而导致反馈硬线17为悬空状态)，则可诊断出高压接插件互锁回路故障，会通过软件将驱动硬线13～16设置为高电平，进而自动禁止对所有接触器和继电器的驱动，同时通过CAN总线向整车控制器发出型号，整车控制器收到这个信号后就会中断上电操作，上电过程结束。如果在电池管理器1开始初始化过程中没有发生高压接插件互锁回路故障则初始化自检结束，正式运行程序。
车载充电机2或地面充电桩3的发出的硬线信号是高电平信号，会将互锁继电器9线圈供电进而该继电器开关断开，切断了正主接触器11和预充继电器12的线圈供电，从而在硬件电路上就彻底防止了动力电池在充电过程中对动力系统进行放电的可能性，此时即便电池管理器1失效也会保证高压负载无法获取电能的。随后在电池管理器1和车载充电机2或地面充电桩3通过CAN通讯完成握手交互之后，确认可以正常充电，则电池管理器1回将驱动硬线13设置为低电平，进而将负主接触器10闭合；如果电池管理器1判断出当前是交流充电，则电池管理器1驱动硬线16设置为高电平，进而将充电继电器7仍为打开状态，如果电池管理器1判断出当前是直流充电，则电池管理器1驱动硬线16设置为低电平，将充电继电器7闭合，从而实现了直流充电回路的导通。
电池管理器1通过接收来自车载充电机2或地面充电桩3的发出的硬线信号自动激活，在电池管理器1的初始化过程中，会直接将激励硬线18设为为高电平，如果检测到反馈硬线17是低电平，则可诊断出高压接插件互锁回路故障，会通过软件将驱动硬线13～16设置为高电平，进而自动禁止对所有接触器和继电器的驱动，同时通过CAN总线向整车控制器发出型号，整车控制器收到这个信号后就会中断上电操作，上电过程结束。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于电动车的互锁开关回路，包括电池管理器(1)，其特征在于：所述电池管理器(1)通过充电确认硬线(19)连接有车载充电器(2)、地面充电桩(3)和互锁继电器(9)；电池管理器(1)分别通过驱动硬线一(13)、驱动硬线二(14)、驱动硬线三(15)和驱动硬线四(16)连接有负主接触器(10)、正主接触器(11)、预充继电器(12)和充电继电器(13)，所述负主接触器(10)、正主接触器(11)、预充继电器(12)和充电继电器(13)分别与互锁继电器(9)相连接；所述负主接触器(10)上连接有负极线路，所述正主接触器(11)、预充继电器(12)和充电继电器(13)分别连接有正极线路；所述正主接触器(11)和负主接触器(10)上连接有驱动电机(4)、电空调(5)和其他高压负载(6)。
2.根据权利要求1所述的一种用于电动车的互锁开关回路，其特征在于：所述电池管理器上设有反馈硬线(17)和激励硬线(18)，反馈硬线(17)和激励硬线(18)间依次设有双芯插接件一(20)、双芯插接件二(21)、双芯插接件三(22)、双芯插接件四(23)、双芯插接件五(24)和双芯插接件六(25)。
3.根据权利要求2所述的一种用于电动车的互锁开关回路，其特征在于：所述双芯插接件一(20)与车载充电器(2)相连接；所述双芯插接件二(21)与地面充电桩(3)相连接；所述双芯插接件三(22)与驱动电机(4)相连接；所述双芯插接件四(23)与电空调(5)相连接；所述双芯插接件五(24)与其他高压负载(6)相连接；所述双芯插接件六(25)与负极线路和正极线路相连接。
4.根据权利要求2所述的一种用于电动车的互锁开关回路，其特征在于：所述激励硬线(18)上设有位置开关(8)。
5.根据权利要求1所述的一种用于电动车的互锁开关回路，其特征在于：所述正主接触器(11)外侧设有主保险丝，充电继电器(7)外侧设有充电保险丝。
6.根据权利要求5所述的一种用于电动车的互锁开关回路，其特征在于：所述互锁继电器(9)外设有接地线路。
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