CN106427621A - 一种电动汽车高压回路控制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车高压回路控制装置和方法，属于新能源汽车领域。该装置包括温度监测模块、电流监测模块和控制模块，通过监测高压回路中温度监测点的实时温度，由于在车辆正常行驶中，高压回路中不会出现长时间的过载电流，因此温度监测点的温度会维持在一个设定的温度范围内，当任一温度监测点的实时温度大于对应的设定温度时，则表明该温度监测点处出现了异常，同时通过监测直流母线上的电流，当直流母线的实时电流超过设定电流时，可能导致高压回路损坏，通过立即降低动力电池组的输出功率或者切断高压回路，可以避免高压回路中的结构被烧毁，从而可以在设计时，减少预留的设计余量，降低了设计成本和设计难度。

Description

一种电动汽车高压回路控制装置和方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，特别涉及一种电动汽车高压回路控制装置和方法。
背景技术
电动汽车以动力电池组作为动力源，并通过电机来驱动车轮行驶。在电动汽车内部同时存在高压回路和低压回路，高压回路主要用于为电机及各高压附件供电，低压回路则主要用于为控制系统供电，其中，高压回路通常包括动力电池组、与动力电池组连接的直流母线、与直流母线连接的高压配电盒、与高压配电盒连接的电机控制器、与电机控制器连接的电机及高压配电盒到各高压附件。
电动汽车在行驶过程中，当高压回路中的各连接器出现接触不良时会导致局部电阻增大，电压升高，这就可能导致高压回路中出现温度升高甚至损毁的情况，虽然电动汽车在实际的行驶过程中，高压回路的电流绝大多数情况下是远远小于峰值电流，甚至远小于额定电流的，但是为了避免高压回路中出现温度过高的情况，在设计电动汽车的过程中通常会根据高压回路的峰值电流作为设计参数，以使得相应的零件具有较大的设计余量，但是预留较大的设计余量会增大设计成本，提高设计难度。
发明内容
为了解决预留较大的设计余量而导致的设计成本增加，设计难度增大的问题，设计难度增大的问题，本发明实施例提供了一种电动汽车高压回路控制装置和方法。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种电动汽车高压回路控制装置，所述装置包括：
温度监测模块，用于监测高压回路中若干温度监测点的实时温度；
电流监测模块，用于监测与动力电池组连接的直流母线上的实时电流；
控制模块，用于将所述若干温度监测点的实时温度与各自对应的设定温度相比较，并比较所述实时电流与设定电流；当所述若干温度监测点中任一温度监测点的实时温度大于对应的所述设定温度，或所述实时电流大于所述设定电流时，降低所述动力电池组的输出功率或者切断所述高压回路。
优选地，所述装置还包括报警模块，用于当所述若干温度监测点中任一温度监测点的实时温度大于对应的所述设定温度，或所述实时电流大于所述设定电流时，发出警报。
可选地，所述装置还包括高压回路继电器，用于在所述控制模块的控制下切断所述高压回路。
可选地，所述若干温度监测点位于所述高压回路中的多个连接器上，所述多个连接器包括动力电池组电源输出连接器、高压配电盒电源输入连接器、高压配电盒电源输出连接器、电机控制器电源输入连接器和电机控制器电源输出连接器。
进一步地，所述温度检测模块包括设置在所述若干温度监测点的温度传感器。
可选地，所述温度传感器为红外线温度传感器。
另一方面，本发明实施例还提供了一种电动汽车高压回路控制方法，所述方法包括：
监测高压回路中的若干温度监测点的实时温度；
监测与动力电池组连接的直流母线上的实时电流；
将各个所述温度监测点的实时温度与各自对应的设定温度相比较，并比较所述实时电流与设定电流；
当所述若干温度监测点中任一温度监测点的实时温度大于对应的所述设定温度，或所述实时电流大于所述设定电流时，降低所述动力电池组的输出功率或者切断所述高压回路。
可选地，所述方法还包括：
当所述若干温度监测点中任一温度监测点的实时温度大于对应的所述设定温度，或所述实时电流大于所述设定电流时，发出警报。
进一步地，所述若干温度监测点位于所述高压回路中的多个连接器上，所述多个连接器包括动力电池组电源输出连接器、高压配电盒电源输入连接器、高压配电盒电源输出连接器、电机控制器电源输入连接器和电机控制器电源输出连接器。
可选地，通过红外线温度传感器监测所述高压回路中的所述若干温度监测点的实时温度。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过监测高压回路中的若干连接器的实时温度，由于在车辆正常行驶中，高压回路中的电流不会出现长时间的过载电流，因此温度监测点的温度会维持在一个设定的温度范围内，当任一温度监测点的实时温度大于对应的设定温度时，则表明该温度监测点处出现了异常，同时通过监测直流母线上的电流，当直流母线的实时电流超过设定电流时，则可能会对高压回路造成损坏，通过立即降低动力电池组的输出功率或者切断高压回路，可以避免高压回路中的结构被烧毁，从而可以在设计时，减少预留的设计余量，降低了设计成本和设计难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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是本发明实施例提供的一种电动汽车高压回路控制装置的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种电动汽车高压回路控制装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种电动汽车高压回路控制装置的示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种电动汽车高压回路控制装置的电路结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种电动汽车高压回路控制方法的流程图；
图6是本发明实施例提供的另一种电动汽车高压回路控制方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种电动汽车高压回路控制装置的示意图，如图1所示，该装置包括：温度监测模块10、电流监测模块20和控制模块30，温度监测模块10用于监测高压回路中若干温度监测点的实时温度，电流监测模块20用于监测与动力电池组连接的直流母线上的实时电流，控制模块30用于将若干温度监测点的实时温度与各自对应的设定温度相比较，并比较实时电流与设定电流，当若干温度监测点中任一温度监测点的实时温度大于对应的设定温度，或实时电流大于设定电流时，降低动力电池组的输出功率或者切断高压回路。
其中，直流母线是动力电池组输送电能用的总导线，高压回路通常包括动力电池组、与动力电池组连接的直流母线、与直流母线连接的高压配电盒、与高压配电盒连接的电机控制器、与电机控制器连接的电机及高压配电盒连接的各高压附件，包括充电机、压缩机、DC-DC(DC-DC converter，直流-直流变换器)和PTC(Positive TemperatureCoefficient，热敏电阻)等，电动汽车中所有由动力电池组提供电能的设备均与直流母线连接，因此在高压回路中直流母线上的电流等于所有与直流母线连接的设备中的电流之和，设备中的电流增大会使得直流母线上的电流增大。
本发明实施例通过监测高压回路中的若干温度监测点的实时温度，由于在车辆正常行驶中，高压回路中不会出现长时间的过载电流，因此温度监测点的温度会维持在一个设定的温度范围内，当任一温度监测点的实时温度大于对应的设定温度时，则表明该温度监测点处出现了异常，同时通过监测直流母线上的电流，当直流母线的实时电流超过设定电流时，则可能会对高压回路造成损坏，通过立即降低动力电池组的输出功率或者切断高压回路，可以避免高压回路中的结构被烧毁，从而可以在设计时，减少预留的设计余量，降低了设计成本和设计难度。
在本实施例中，若干温度监测点位于高压回路中的多个连接器上，多个连接器包括动力电池组电源输出连接器、高压配电盒电源输入连接器、高压配电盒电源输出连接器、电机控制器电源输入连接器和电机控制器电源输出连接器。
在其他实施例中，温度监测点也可以位于高压回路中任意两个设备之间电连接的连接点处，由于连接点容易出现老化和松脱，从而引起接触不良等情况，导致电阻增大，因此连接点处的温度通常都高于高压回路中的其他部位，通过将温度监测点设置在连接点处可以保证高压回路整体的安全，避免高压回路的局部温度过高而导致烧毁。
需要说明的是，不同温度监测点的设定温度可以相同也可以不同，设定温度可以根据温度监测点处的材料所能承受的最高温度进行设定，以保证温度监测点处的材料不会出现烧毁的情况。
图2是本发明实施例提供的一种电动汽车高压回路控制装置的结构示意图，如图2，温度监测模块10包括设置在各个温度监测点内部的温度传感器，通过温度传感器可以准确监测供电线路中各部位的温度，该温度传感器可以是红外线温度传感器、热电偶等。
具体地，温度传感器可以包括设置在动力电池组电源输出连接器上的第一温度传感器12、设置在高压配电盒电源输入连接器上的第二温度传感器13、设置在高压配电盒电源输出连接器上的第三温度传感器14、设置在电机控制器电源输入连接器上的第四温度传感器15、设置在电机控制器电源输出连接器上的第五温度传感器16。
连接器通常包括连接器插头和连接器插座，连接器插头和连接器插座分别设有至少两个接线端子，实现时，温度传感器可以设置在对应的连接器的连接器插头的接线端子之间或者设置在对应的连接器的连接器插座的接线端子之间，以使温度传感器可以准确监测到连接器的实时温度。
优选地，该装置还可以包括报警模块40，用于当若干温度监测点中任一温度监测点的实时温度大于对应的设定温度，或实时电流大于设定电流时，发出警报，当任一温度监测点的实时温度大于对应的温度监测点的设定温度，或实时电流大于设定电流时，表明高压回路中出现异常，通过立即向驾驶员发出警报可以提示驾驶员立刻对故障进行处理。
实现地，该报警模块40可以是但不限于是嗡鸣器、警示灯或其组合，本发明并不以此为限。
优选地，温度监测模块还可以用于监测动力电池组的实时温度，控制模块还用于当动力电池组的实时温度大于动力电池组的设定温度时，降低动力电池组的输出功率或者切断高压回路，由于动力电池组在持续供电的过程中会发热，当动力电池组温度过高时可能导致动力电池组异常甚至烧毁。
图4是本发明实施例提供的另一种电动汽车高压回路控制装置的电路结构示意图，如图4所示，该装置还可以包括高压回路继电器31，用于在控制模块30的控制下切断高压回路，在需要切断高压回路时，由控制模块30发出信号使高压回路继电器31的电磁线圈通电，从而断开开关，将动力电池组从高压回路中断开，以达到切断高压回路的目的。
此外，温度监测模块10和控制模块30之间可以通过车辆的CAN总线进行信息传输，降低布线成本。
图5是本发明实施例提供的一种电动汽车高压回路控制方法的流程图，如图5所示，该方法包括：
S11：监测高压回路中的若干温度监测点的实时温度。
S12：监测与动力电池组连接的直流母线上的实时电流。
S13：将各个温度监测点的实时温度与各自对应的设定温度相比较，并比较实时电流与设定电流。
S14：当若干温度监测点中任一温度监测点的实时温度大于对应的设定温度，或实时电流大于设定电流时，降低动力电池组的输出功率或者切断高压回路。
本发明实施例通过监测高压回路中的若干温度监测点的实时温度，由于在车辆正常行驶中，高压回路中不会出现长时间的过载电流，因此高压回路中的温度会维持在一个设定的温度范围内，当任一温度监测点的实时温度大于对应的设定温度时，则表明该温度监测点处出现了异常，同时通过监测直流母线上的电流，当直流母线的实时电流超过设定电流时，则可能会对高压回路造成损坏，通过立即降低动力电池组的输出功率或者切断高压回路，可以避免高压回路中的结构被烧毁，从而可以在设计时，减少预留的设计余量，降低了设计成本和设计难度。
需要说明的是，S11和S12可以同时进行。
图6是本发明实施例提供的另一种电动汽车高压回路控制方法的流程图，如图6所示，该方法包括：
S21：监测高压回路中的若干温度监测点的实时温度。
在本实施例中，若干温度监测点位于高压回路中的多个连接器上，多个连接器包括动力电池组电源输出连接器、高压配电盒电源输入连接器、高压配电盒电源输出连接器、电机控制器电源输入连接器和电机控制器电源输出连接器。
在其他实施例中，温度监测点也可以位于高压回路中任意两个设备之间电连接的连接点处，由于连接点容易出现老化和松脱，从而引起接触不良等情况，导致电阻增大，因此连接点处的温度通常都高于高压回路中的其他部位，通过将温度监测点设置在连接点处可以保证高压回路整体的安全，避免高压回路的局部温度过高而导致烧毁。
需要说明的是，不同温度监测点的设定温度可以相同也可以不同，设定温度可以根据温度监测点处的材料所能承受的最高温度进行设定，以保证温度监测点处的材料不会出现烧毁的情况。
优选地，该方法还可以包括：
监测动力电池组的实时温度；
当动力电池组的实时温度大于动力电池组的设定温度时，降低动力电池组的输出功率或者切断高压回路。
由于动力电池组在持续供电的过程中会发热，当动力电池组温度过高时可能导致动力电池组异常甚至烧毁，通过对动力电池组的实时温度进行监测，当动力电池组的实时温度高于设定温度时，降低动力电池组的输出功率或者切断高压回路可以保证动力电池组的正常工作。
实现时，可以由前述的温度监测模块执行。
S22：监测与动力电池组连接的直流母线上的实时电流。
实现时，可以由前述的电流监测模块执行。
其中，直流母线是动力电池组输送电能用的总导线，高压回路通常包括动力电池组、与动力电池组连接的直流母线、与直流母线连接的高压配电盒、与高压配电盒连接的电机控制器及与电机控制器连接的电机及高压配电盒连接的各高压附件，包括充电机、压缩机、DC-DC(DC-DC converter，直流-直流变换器)和PTC(Positive TemperatureCoefficient，热敏电阻)等，电动汽车中所有由动力电池组提供电能的设备均与直流母线连接，因此在高压回路中直流母线上的电流等于所有与直流母线连接的设备中的电流之和，设备中的电流增大会使得直流母线上的电流增大。
S23：将各个温度监测点的实时温度与各自对应的设定温度相比较，并比较实时电流与设定电流，当若干温度监测点中任一温度监测点的实时温度大于对应的设定温度，或实时电流大于设定电流时，执行步骤S24，反之，返回步骤S21。
具体地，设定温度包括动力电池组电源输出连接器设定温度、高压配电盒电源输入连接器设定温度、高压配电盒电源输出连接器设定温度、电机控制器电源输入连接器设定温度和电机控制器电源输出连接器设定温度。
S24：降低动力电池组的输出功率或者切断高压回路。
通过降低动力电池组的输出功率或者切断高压回路，从而可以避免高压回路可能被烧毁的情况。
具体地，可以由前述的控制模块控制前述的继电器，将动力电池组从高压回路中断开，从而切断高压回路，或者，通过由前述的控制模块降低动力电池组的输出电流，通过降低输出电流的方法以降低动力电池组的输出功率。
优选地，在执行S24的同时或之前，本方法还可以包括：
向驾驶员发出警报。
具体地，当若干温度监测点中任一温度监测点的实时温度大于对应的设定温度，或实时电流大于设定电流时，表明高压回路中出现异常，通过立即向驾驶员发出警报可以提示驾驶员立刻对故障进行处理。
实现地，可以由前述的报警模块执行，该警报可以是但不限于是语音警报、灯光警报、仪表盘显示或其组合，本发明并不以此为限。
需要说明的是：上述实施例提供的电动汽车高压回路控制装置在进行电动汽车高压回路的控制时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的电动汽车高压回路控制装置与电动汽车高压回路控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车高压回路控制装置，其特征在于，所述装置包括：
温度监测模块，用于监测高压回路中若干温度监测点的实时温度；
电流监测模块，用于监测与动力电池组连接的直流母线上的实时电流；
控制模块，用于将所述若干温度监测点的实时温度与各自对应的设定温度相比较，并比较所述实时电流与设定电流；当所述若干温度监测点中任一温度监测点的实时温度大于对应的所述设定温度，或所述实时电流大于所述设定电流时，降低所述动力电池组的输出功率或者切断所述高压回路。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括报警模块，用于当所述若干温度监测点中任一温度监测点的实时温度大于对应的所述设定温度，或所述实时电流大于所述设定电流时，发出警报。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括高压回路继电器，用于在所述控制模块的控制下切断所述高压回路。
4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述若干温度监测点位于所述高压回路中的多个连接器上，所述多个连接器包括动力电池组电源输出连接器、高压配电盒电源输入连接器、高压配电盒电源输出连接器、电机控制器电源输入连接器和电机控制器电源输出连接器。
5.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述温度检测模块包括设置在所述若干温度监测点的温度传感器。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述温度传感器为红外线温度传感器。
7.一种电动汽车高压回路控制方法，其特征在于，所述方法包括：
监测高压回路中的若干温度监测点的实时温度；
监测与动力电池组连接的直流母线上的实时电流；
将各个所述温度监测点的实时温度与各自对应的设定温度相比较，并比较所述实时电流与设定电流；
当所述若干温度监测点中任一温度监测点的实时温度大于对应的所述设定温度，或所述实时电流大于所述设定电流时，降低所述动力电池组的输出功率或者切断所述高压回路。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述若干温度监测点中任一温度监测点的实时温度大于对应的所述设定温度，或所述实时电流大于所述设定电流时，发出警报。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述若干温度监测点位于所述高压回路中的多个连接器上，所述多个连接器包括动力电池组电源输出连接器、高压配电盒电源输入连接器、高压配电盒电源输出连接器、电机控制器电源输入连接器和电机控制器电源输出连接器。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，通过红外线温度传感器监测所述高压回路中的所述若干温度监测点的实时温度。
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