CN107128180A - 具有供电系统的交通工具安全控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有供电系统的交通工具安全控制方法和系统，通过将供电系统划分为一级供电系统和二级供电系统，在第一安全诊断模块预判将要发生事故时,切断二级供电系统电源并对电容进行放电,且触发紧急制动操作；事故发生后由第二安全诊断模块诊断事故严重程度，根据诊断结果选择性地采取下列操作：恢复二级供电系统供电、控制一级供电系统输出功率并触发安全带预紧操作、或切断一级供电系统且对电容进行放电并触发安全气囊，实现轻微碰撞和中等碰撞时能够保持交通工具的动力性，使交通工具能够尽快驶离危险区域；在发生严重碰撞时能有效断开整个供电系统避免人员触电；并且还降低了对二级供电系统的布置要求，增大了布置的自由度。

Description

具有供电系统的交通工具安全控制方法和系统

技术领域

本发明涉及一种交通工具的安全控制方法和系统，尤其是具有供电系统的交通工具在碰撞工况下对其供电系统的分级控制方法和系统。

背景技术

近年来随着电动汽车保有量的日益增加，其安全问题，尤其是高压系统的安全问题也日益受到政府、消费者和汽车厂商的重视。电动汽车发生碰撞后起火、爆炸的新闻时有报道。2015年10月1日我国正式开始实施GB/T31498《电动汽车碰撞后安全要求》，对碰撞后的高压系统安全做了详细要求，为电动汽车的市场准入提高了门槛。在电动汽车使用过程中，碰撞事故的发生则更为复杂，贯穿于碰撞前、碰撞中和碰撞后的高压系统控制系统和控制方法，是降低车辆损失和人员损伤的核心。现有技术主要关注于通过切断整个高压回路的电源而控制高压系统，这些技术虽然在一定程度上降低了碰撞后的安全风险，然而，由于这些技术并未对高压系统进行区别操作，因此未能满足日益上升的汽车安全需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有供电系统的交通工具安全控制方法和系统，实现轻微碰撞时不影响交通工具动力性和舒适性，中等碰撞能够使交通工具能够迅速驶离危险区域，避免二次伤害；在发生严重碰撞时能有效断开整个供电系统，从而避免人员触电；并且还降低了对二级供电系统的布置要求，增大了布置的自由度。

为了解决上述书问题，本发明提供了一种具有供电系统的交通工具安全控制方法，包括以下步骤：

将交通工具供电系统至少分为一级供电系统和二级供电系统；

根据交通工具行驶状况参数及环境参数对交通工具是否会发生事故作出预判；以及

根据预判结果决定是否切断二级供电系统。

优选地，根据预判结果决定是否切断二级供电系统包括：在预判结果确定会发生碰撞的情况下，切断二级供电系统。

优选地，该方法进一步包括：如果事故已发生，诊断事故严重程度；根据诊断结果采取下列选择性操作：恢复二级供电系统供电、控制一级供电系统输出功率、或切断一级供电系统。

优选地，诊断事故严重程度根据该交通工具受损状况来进行。

优选地，诊断事故严重程度包括进一步确定事故危险级数；以及所述选择性操作是根据所确定的危险级数来选择操作。

优选地,所述危险级数包括一级、二级与三级，其中，所述一级表明供电系统不会对交通工具继续行驶产生风险、所述二级表明供电系统部分负载或线束发生变形或位移、所述三级表明供电系统有产生电火花、起火、爆炸或电解液泄露的风险；以及

在危险级数为一级时，所述选择性操作为恢复二级供电系统供电，供电系统运行进入正常模式；

在危险级数为二级时，所述选择性操作为控制一级供电系统输出功率；

在危险级数为三级时，所述选择性操作为切断一级供电系统。

优选地，所述交通工具行驶状况参数包括行驶速度、档位和/或交通工具倾斜度参数；

所述环境参数包括路面摩擦系数、拥挤程度、和/或障碍物与交通工具距离、方位关系参数；以及

所述交通工具受损状况包括供电系统形变和位移状况。

优选地，所述供电系统为该交通工具的高压供电系统，且所述一级供电系统为动力供电系统；所述二级供电系统为辅助供电系统。

本发明还设计了一种具有供电系统的交通工具安全控制系统，所述交通工具的供电系统被至少区分为一级供电系统和二级供电系统，所述安全控制系统包括：

第一安全诊断模块，配置为根据交通工具行驶状况参数及环境参数对交通工具是否会发出事故作出预判；以及

控制模块，配置为根据所述第一安全诊断模块预判结果决定是否切断交通工具的二级供电系统。

优选地，所述控制模块被配置为在预判结果确定为会发生碰撞的情况下，切断二级高压系统。

优选地，所述安全控制系统还包括：

第二安全诊断模块，配置为根据所述交通工具受损状况对事故严重程度进行诊断；以及

所述控制模块被进一步配置为根据所述第二安全诊断模块对事故严重程度的诊断而选择性地采取下列操作：恢复二级供电系统供电、控制一级供电系统输出功率、或切断一级供电系统。

优选地，所述第二安全诊断模块配置为确定事故的危险级数，并且所述控制模块根据危险级数做出选择性操作。

优选地，所述供电系统为该交通工具的高压供电系统，所述一级供电系统和二级供电系统分别为一级高压供电系统和二级高压供电系统,所述一级高压供电系统为动力供电系统；所述二级高压供电系统为辅助供电系统。

优选地，所述辅助供电系统包括空调供电系统、车载充电系统和/或信息娱乐供电系统。

优选地，所述的交通工具为电动汽车。

本发明还设计了一种用于电动车的安全诊断模块，所述安全诊断模块设置成获取所述电动车的行驶状况参数及环境参数并依据其对该电动车是否会发生事故作出预判。

本发明还设计了一种用于电动车的安全诊断模块，所述安全诊断模块与该电动车的碰撞传感器通讯连接，且所述安全诊断模块设置为在其接收到该碰撞传感器传来的碰撞发生的信号时，根据所述电动车的受损状况确定事故危险级数，其中，该危险级数包括一级、二级与三级，危险级数为一级表明供电系统不会对交通工具继续行驶产生风险、危险级数为二级表明供电系统部分负载或线束发生变形或位移、危险级数为三级表明供电系统有产生电火花、起火、爆炸或电解液泄露的风险。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：轻微碰撞时不影响交通工具的动力性和舒适性，中等碰撞时能够以较低功率继续运行，使交通工具能够尽快驶离危险区域，在发生严重碰撞时能有效断开整个供电系统避免人员触电；并且还降低了对二级供电系统的布置要求，可以将二级供电系统布置在碰撞变形区，为车辆总布置赢得了更大的自由度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1示意了根据本发明一个实施例的具有高压供电系统的电动汽车安全控制系统的结构框图；

图2为根据本发明一个实施例的电动汽车高压系统安全控制方法的流程图。

主要附图标记说明：

1、第一安全诊断模块 2、第二安全诊断模块 3、控制模块

4、一级高压系统 41、第一高压继电器 42、第一放电模块

5、二级高压系统 51、第二高压继电器 52、第二放电模块

6、信息采集系统 61、测距模块 62、碰撞传感器

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种具有供电系统的交通工具安全控制方法和系统的具体实施方式及其功效，进行详细说明。

本发明适用于具有供电系统的各种交通工具，例如轨道交通工具、船舶、飞行器、汽车等。

当用于一般的具有供电系统的交通工具时，交通工具的供电系统被至少区分为一级供电系统和二级供电系统，安全控制系统包括：

第一安全诊断模块，配置为根据交通工具行驶状况参数及环境参数对交通工具是否会发出事故作出预判；以及

控制模块，配置为根据第一安全诊断模块预判结果决定是否切断交通工具的二级供电系统。

当将上述的第一安全诊断模块用于电动车时，就形成了一种用于电动车的安全诊断模块，其中安全诊断模块设置成获取所述电动车的行驶状况参数及环境参数并依据其对该电动车是否会发生事故作出预判。

当将上述的第一安全诊断模块用于电动车时，更具体的可以形成一种用于电动车的安全诊断模块，安全诊断模块与该电动车的碰撞传感器通讯连接，且所述安全诊断模块设置为在其接收到碰撞传感器传来的碰撞发生的信号时，根据电动车的受损状况确定事故危险级数，其中，该危险级数包括一级、二级与三级，其中危险级数为一级表明供电系统不会对交通工具继续行驶产生风险、危险级数为二级表明供电系统部分负载或线束发生变形或位移、危险级数为三级表明供电系统有产生电火花、起火、爆炸或电解液泄露的风险。

本发明还特别适用于电动汽车。现在以具有高压供电系统的电动汽车作为示例，来阐述本发明所提供的交通工具安全控制系统、方法等。

电动汽车的高压系统按其功能重要性可分为若干级别，在此所描述的示例中，将该高压供电系统(文中也称为高压系统)区分为一级高压系统和二级高压系统。按照本发明的示例，一级高压系统，其断电放电不当会导致较高的风险，尤其是对于高速行驶中的车辆。作为示例，本发明中所述的一级高压系统是动力供电系统；二级高压系统，切断其的电源并进行主被动放电，不会对车辆的安全性能产生不可控的风险，作为示例，二级高压系统比如是与舒适性，娱乐性相关的高压系统，包括但不限于空调供电系统、车载充电系统和/或信息娱乐供电系统。作为示例，二级高压系统是辅助供电系统。

图1示意了根据本发明一个实施例的具有高压供电系统的电动汽车安全控制系统的结构框图。如图1所示，该电动汽车安全控制系统包括第一安全诊断模块1、第二安全诊断模块2和控制模块3，其中：

第一安全诊断模块1是主动安全诊断模块，配置为根据车辆行驶状况参数及环境参数对车辆是否会发出事故作出预判；

第二安全诊断模块2是被动安全诊断模块，配置为根据车辆受损状况对事故严重程度进行诊断；和

控制模块3，配置为根据所述第一安全诊断模块1预判结果决定是否切断车辆二级高压系统5，并根据所述第二安全诊断模块2对事故严重程度诊断结果选择性地采取下列操作：恢复二级高压系统5的供电、控制一级高压系统4的输出功率、或切断一级高压系统4。

另外，电动汽车本身还可以具有一个信息采集系统6，用于检测车辆的受损状况、行驶状况参数和/或环境参数。其中，车辆行驶状况参数包括行驶速度、档位和/或车辆倾斜度参数；环境参数包括路面摩擦系数、拥挤程度、和/或障碍物与车辆距离、方位关系参数；车辆受损状况包括高压系统形变和位移状况。

信息采集系统6与第一安全诊断模块1和第二安全诊断模块2均通讯连接。信息采集系统6将其数据传送给第一安全诊断模块1和第二安全诊断模块2，第一安全诊断模块1和第二安全诊断模块2则根据信息采集系统6传输的信息进行预判和诊断。

在一个优选的实施例中，信息采集系统6可以包括一个测距模块61，测距模块61是第一安全诊断模块1的信号采集和传输模块，一般通过雷达和摄像头，测出与前车或障碍物的距离，并将信号传输给第一安全诊断模块1。

在一个优选的实施例中，信息采集系统6还可以包括碰撞传感器62，碰撞传感器62是车辆在碰撞中用来测量和传输碰撞信号的传感器，其信号传输至第二安全诊断模块2。

本发明通过对高压系统的重要性进行区分，而采取不同的控制策略。

首先，利用第一安全诊断模块1预判，如果预判结果是会发生碰撞，则可以于碰撞前预先切断二级高压系统5电源并对高压电容进行放电，还可以选择触发紧急制动操作；如果后来经第二安全诊断模块2确认没有发生碰撞，则恢复二级高压系统5的供电。

第二安全诊断模块2设置为接收碰撞传感器62的信号，当碰撞传感器62传来碰撞发生的信号时，开始诊断事故严重程度，诊断的依据是车辆受损状况、行驶状况参数和/或环境参数。根据本发明的示例，还进一步确定事故危险级数，例如，在本实施例中，危险级数包括三个等级，分别为一级、二级、三级。

危险级数为一级表明事故为轻微事故，车辆仅发生轻微损伤，高压系统没有受到损害，高压系统不会对车辆继续行驶产生风险；如判断事故为等级一，则恢复二级高压系统5的供电，高压系统运行进入正常模式。

危险级数为二级表明事故为中等事故，车辆发生较大变形，高压系统部分负载或线束受到较小冲击发生变形或位移，可能会发生的情况包括绝缘电阻降低或失效、高压零部件温度在可控范围内升高、高压零部件保险丝熔断等；在此情形下，车辆高压系统的安全性存在风险，但短时间内并无危及车内外人员生命安全的风险，不会发生起火，爆炸，电解液泄露等现象；如判断事故为等级二，则控制高压系统能量输出，并对驾驶员发出警示，同时还可以选择触发安全带预紧操作。由于并未完全切断电源，使得高压系统在安全模式下，车辆能以较低功率继续运行，确保驾驶员可以驾驶车辆将其停靠在安全区域，警示的目的是通知驾驶员尽快离开车辆。

危险级数为三级表明为严重事故，高压系统受到严重损害，如果不切断高压电源输入，有很高的风险会产生电火花、起火、爆炸和电解液泄露等现象。如判断事故为等级三，则切断一切高压系统电源并进行对高压电容进行放电，同时还可以选择触发安全气囊。比较常见的切断电源的方法如关闭高压电池的高压继电器、切断高压电池输出的高压线束等。

三个等级的具体划分标准可以通过试验或者是模拟仿真来确定。

控制模块3接收第一安全诊断模块1的预判结果和第二安全诊断模块2的诊断结果，对一级高压系统4和二级高压系统5进行安全控制，优选地，控制模块3通过控制高压继电器来控制高压系统的电源，通过控制放电模块来控制高压电容的放电。

高压继电器是高压回路的切断装置，其接收控制模块的指令，用以切断一级高压系统4输出和/或二级高压系统5输出。优选地，一级高压系统包括第一高压继电器41，二级高压系统包括第二高压继电器42。第一高压继电器41和第二高压继电器42均与控制模块通讯连接。对于第二高压继电器42，其可以接收控制模块的信号，恢复二级高压系统供电。

放电模块用来将电容里剩余的电能转化成热能进行耗散，其指令来自于控制模块，与控制模块通讯连接。优选地，一级高压系统包括第一放电模块51，二级高压系统可包括第二放电模块52。第一放电模块51接收控制模块的指令，用于控制一级高压系统的电容放电，第二放电模块52接收控制模块的指令，用于控制二级高压系统的电容放电。

本发明中的通讯连接可以采用CAN总线传输方式，具体实施方式可使用双绞线、电缆、光纤和/或硬线来连接两个部件。

在本发明中，将安全诊断模块与高压安全系统集成，其优点在于，可以在事故前对高压系统做出响应，提前对二级高压系统5进行切断电源和放电操作。基于此优点，在高压系统布置和成本控制方面会带来显而易见的好处。如果高压系统不能在事故前做出响应，二级高压系统5一般需要布置在非碰撞变形区，并配有高压继电器，以切断电源。通过本方法，可以将二级高压系统5布置在碰撞变形区，为车辆总布置赢得了更大的自由度，并且可以减少高压继电器的数量，降低了成本。

进一步的，本发明还设计了一种用于具有供电系统的交通工具的安全诊断模块2，安全诊断模块2与碰撞传感器62通讯连接，当安全诊断模块2接收到碰撞传感器62传来的碰撞发生的信号时，根据交通工具受损状况诊断事故严重程度，并根据诊断将事故严重程度进一步确定事故危险级数，例如，在本实施例中，危险级数包括三个等级，分别为一级、二级、三级。

危险级数为一级表明轻微事故，供电系统没有受到损害，供电系统不会对交通工具继续行驶产生风险；

危险级数为一级表明中等事故，供电系统部分负载或线束发生变形或位移，交通工具的供电系统的安全性存在风险；

危险级数为一级表明严重事故，供电系统受到严重损害，有产生电火花、起火、爆炸或电解液泄露的风险。

本发明实施例还提供了一种具有供电系统的交通工具安全控制方法，包括以下步骤：

1、将交通工具供电系统至少分为一级供电系统和二级供电系统；

2、根据交通工具行驶状况参数及环境参数对交通工具是否会发生事故作出预判；以及

3、根据预判结果决定是否切断二级供电系统。

当上述交通工具为电动汽车、供电系统为为高压系统时，电动汽车高压系统安全控制方法，如图2所示，包括以下步骤：

S1、将高压系统至少分为一级高压系统4(见图1)和二级高压系统5(见图1)，其中一级高压系统4可以是动力供电系统，二级高压系统5可以是辅助供电系统；

S2、第一安全诊断模块1根据车辆行驶状况参数及环境参数对当前车辆是否会发生事故作出预判；

S3、如果预判结果是会发生事故，则切断二级高压系统5电源并对电容进行放电；

S4、事故发生后，由第二安全诊断模块2根据车辆受损状况、行驶状况参数和/或环境参数诊断事故严重程度，对事故的危险级数进行判断；

S5、根据危险级数判断结果，选择性地采取不同的操作。具体地，危险级数为一级时，高压系统不会对车辆继续行驶产生风险，恢复二级高压系统5供电，高压系统运行进入正常模式；

S6、危险级数为二级时，高压系统部分负载或线束发生变形或位移，控制一级高压系统4输出功率；

S7、危险级数为三级时，高压系统有很高的风险会产生电火花、起火、爆炸和电解液泄露现象，切断一级高压系统4电源并对一级高压系统电容进行放电。

当然，步骤S3中还可以进一步包括：根据预判结果决定是否触发紧急制动操作；步骤S6中还可以进一步包括根据诊断结果决定是否触发安全带预紧操作；步骤S7中还可以进一步包括根据诊断结果决定是否触发安全气囊。

进一步，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述方法的步骤，从而实现对电动汽车高压系统的安全控制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (17)

1.一种具有供电系统的交通工具安全控制方法，包括以下步骤：

将交通工具供电系统至少分为一级供电系统和二级供电系统；

根据交通工具行驶状况参数及环境参数对交通工具是否会发生事故作出预判；以及

根据预判结果决定是否切断二级供电系统。

2.根据权利要求1所述的具有供电系统的交通工具安全控制方法，其中，根据预判结果决定是否切断二级供电系统包括：

在预判结果确定会发生碰撞的情况下，切断二级供电系统。

3.根据权利要求1所述的具有供电系统的交通工具安全控制方法，还包括：如果事故已发生，诊断事故严重程度；

根据诊断结果采取下列选择性操作：恢复二级供电系统供电、控制一级供电系统输出功率、或切断一级供电系统。

4.根据权利要求3所述的具有供电系统的交通工具安全控制方法，其特征在于：诊断事故严重程度根据该交通工具受损状况来进行。

5.根据权利要求4所述的具有供电系统的交通工具安全控制方法，其特征在于：诊断事故严重程度包括进一步确定事故危险级数；以及

所述选择性操作是根据所确定的危险级数来选择操作。

6.根据权利要求5所述的具有供电系统的交通工具安全控制方法，其特征在于：

所述危险级数包括一级、二级与三级，其中，所述一级表明供电系统不会对交通工具继续行驶产生风险、所述二级表明供电系统部分负载或线束发生变形或位移、所述三级表明供电系统有产生电火花、起火、爆炸或电解液泄露的风险；以及

在危险级数为一级时，所述选择性操作为恢复二级供电系统供电，供电系统运行进入正常模式；

在危险级数为二级时，所述选择性操作为控制一级供电系统输出功率；

在危险级数为三级时，所述选择性操作为切断一级供电系统。

7.根据权利要求4所述的具有供电系统的交通工具安全控制方法，其特征在于：

所述交通工具行驶状况参数包括行驶速度、档位和/或交通工具倾斜度参数；

所述环境参数包括路面摩擦系数、拥挤程度、和/或障碍物与交通工具距离、方位关系参数；以及

所述交通工具受损状况包括供电系统形变和位移状况。

8.根据权利要求1到7中任意一项所述的具有供电系统的交通工具安全控制方法，其特征在于，所述供电系统为该交通工具的高压供电系统，且所述一级供电系统为动力供电系统；所述二级供电系统为辅助供电系统。

9.一种具有供电系统的交通工具安全控制系统，其特征在于，所述交通工具的供电系统被至少区分为一级供电系统和二级供电系统，所述安全控制系统包括：

第一安全诊断模块，配置为根据交通工具行驶状况参数及环境参数对交通工具是否会发出事故作出预判；以及

控制模块，配置为根据所述第一安全诊断模块预判结果决定是否切断交通工具的二级供电系统。

10.根据权利要求9所述的具有供电系统的交通工具安全控制系统，其特征在于：所述控制模块被配置为在预判结果确定为会发生碰撞的情况下，切断二级高压系统。

11.根据权利要求9所述的具有供电系统的交通工具安全控制系统，还包括：

第二安全诊断模块，配置为根据所述交通工具受损状况对事故严重程度进行诊断；以及

所述控制模块被进一步配置为根据所述第二安全诊断模块对事故严重程度的诊断而选择性地采取下列操作：恢复二级供电系统供电、控制一级供电系统输出功率、或切断一级供电系统。

12.根据权利要求11所述的具有供电系统的交通工具安全控制系统，其特征在于：所述第二安全诊断模块配置为确定事故的危险级数，并且所述控制模块根据危险级数做出选择性操作。

13.根据权利要求9到12中任意一项所述的具有供电系统的交通工具安全控制系统，其特征在于：所述供电系统为该交通工具的高压供电系统，所述一级供电系统和二级供电系统分别为一级高压供电系统和二级高压供电系统,所述一级高压供电系统为动力供电系统；所述二级高压供电系统为辅助供电系统。

14.根据权利要求13所述的具有供电系统的交通工具安全控制系统，其特征在于：

所述辅助供电系统包括空调供电系统、车载充电系统和/或信息娱乐供电系统。

15.根据权利要求9到12中任意一项所述的具有供电系统的交通工具安全控制系统，其特征在于：所述的交通工具为电动汽车。

16.一种用于电动车的安全诊断模块，其特征在于，所述安全诊断模块设置成获取所述电动车的行驶状况参数及环境参数并依据其对该电动车是否会发生事故作出预判。

17.一种用于电动车的安全诊断模块，其特征在于，所述安全诊断模块与该电动车的碰撞传感器通讯连接，且所述安全诊断模块设置为在其接收到该碰撞传感器传来的碰撞发生的信号时，根据所述电动车的受损状况确定事故危险级数，其中，该危险级数包括一级、二级与三级，所述一级表明供电系统不会对交通工具继续行驶产生风险、所述二级表明供电系统部分负载或线束发生变形或位移、所述三级表明供电系统有产生电火花、起火、爆炸或电解液泄露的风险。