CN107323267A - 一种电动汽车动力电池系统电缆连接状态的监测互锁系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种电动汽车动力电池系统电缆连接状态的监测互锁系统及方法，所述系统包括电动汽车储能单元、电动汽车高压配电单元、高压互锁连接器以及通过监测回路实时监测高压动力电池系统的控制单元，高压动力电池系统的直流母线正极电缆和负极电缆分别联接有第一高压互锁连接器和第二高压互锁连接器，第一高压互锁连接器的监测回路连接于正极电缆电池端的连接状态监测点，第二高压互锁连接器的监测回路连接于负极电缆电池端的连接状态监测点；在所述高压动力电池系统的直流母线正极电缆和负极电缆上还分别联接有第三高压互锁连接器和第四高压互锁连接器；控制单元分别连接所述正极电缆电池端、负极电缆电池端、正极电缆高压盒端、负极电缆高压盒端的监测点。

Description

一种电动汽车动力电池系统电缆连接状态的监测互锁系统及 方法
技术领域
本发明涉及的是一种电动汽车动力电池系统电缆连接状态的监测互锁处理系统及监测和互锁处理方法，属于电动汽车动力电池系统安全用电技术领域。
背景技术
动力电池是电动汽车的能量来源，为整车高压用电设备和驱动系统提供电能。电动汽车动力电池电压范围一般为DC300-600V，高压供电安全保障是电动汽车动力系统设计的重要环节，为确保动力系统供电安全，需实时监测电动汽车动力电池的供电连接状态，在供电电缆与高压用电设备即将脱离时应提前报警，确保行车安全。目前，电动汽车动力电池系统设计过程中尚缺少完整的高压连接状态的检测方法以及相关处理系统，给电动汽车使用带来很大安全隐患；
目前，多数电动汽车都是通过控制单元实时检测动力电池组的电压值来判断其高压连接故障。而控制单元发出的高压连接故障报警皆是在系统已上强电以后，无法做到提前预警。在车辆行驶过程中，当控制单元未检测到电池端电压而发出动力电池电缆连接故障时，说明整车动力系统已带载断开，对整车用电设备已形成很大冲击，器件损坏率明显增大，甚至可能危及到乘客安全，不符合高压用电安全规定。另外，现有技术并不能准确判断发生高压连接故障的位置，给车辆维修和故障判断带来不便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构组成简单，使用方便可靠，能对动力电池直流母线电缆脱离前提前报警，避免高压系统和设备带载断电，规避安全风险的电动汽车动力电池系统电缆连接状态的监测互锁处理系统及监测和互锁处理方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种电动汽车动力电池系统电缆连接状态的监测互锁系统，包括电动汽车储能单元、电动汽车高压配电单元、高压互锁连接器以及通过监测回路实时监测高压动力电池系统的控制单元，所述高压动力电池系统的直流母线正极电缆和负极电缆分别联接有第一高压互锁连接器和第二高压互锁连接器，所述第一高压互锁连接器的监测回路连接于正极电缆电池端的连接状态监测点，第二高压互锁连接器的监测回路连接于负极电缆电池端的连接状态监测点；在所述高压动力电池系统的直流母线正极电缆和负极电缆上还分别联接有第三高压互锁连接器和第四高压互锁连接器，其中第三高压互锁连接器的监测回路连接于正极电缆高压盒端的连接状态监测点，第四高压互锁连接器的监测回路连接于负极电缆高压盒端的连接状态监测点；所述的控制单元分别连接所述正极电缆电池端、负极电缆电池端、正极电缆高压盒端、负极电缆高压盒端的四个连接状态监测点进行实时检测。
作为优选：所述的所述的第三高压互锁连接器和第四高压互锁连接器还连接动力电池端电压监测点；所述的控制单元还连接所述动力电池端电压监测点进行电池端电压的实时检测。
一种利用所述监测互锁系统进行电动汽车动力电池系统电缆连接状态的监测方法，其特征在于所述的监测方法是：
所述的控制单元实时检测四个连接状态监测点的低压信号状态，若监测点检测到低端信号，说明电缆连接正常；如果监测点未检测到低端信号，则进一步进行判断，控制单元检测电池端电压，若电池端电压大于280伏特，说明电缆仍处于接触状态，但连接插件已有松脱，电缆即将脱离；若电池端电压不大于280伏特，则表明电缆端已完全脱离；所述电缆各端独立检测，监测流程独立执行，实时上报连接状态。
一种利用所述监测互锁系统进行电动汽车动力电池系统电缆连接状态的互锁处理方法，所述的互锁处理方法是：控制单元实时检测动力电池系统电缆连接状态，当四个连接状态监测点均检测到低端信号时，动力电池系统高压互锁检测通过；当四个连接状态监测点有一个或多个未检测到低端信号时，则执行降扭矩指令，当扭矩降到10N •m后执行下电指令，整车进入下电流程并上报动力系统高压互锁故障。
本发明通过选用高压互锁连接器，配合设计合理的监测回路，实时监测高压动力电池系统的高压直流母线电缆连接状态，较现有技术方案主要有以下优点：
（1）动力电池系统高压直流母线电缆脱离提前预警。连接状态分为完全接触、即将脱离和完全脱离三级监测，动力电池直流母线电缆脱离前提前报警，以备控制单元作相应处理，避免高压系统和设备带载断电，规避安全风险；
（2）准确判断动力电池系统高压直流母线电缆连接故障点。各连接端口独立检测，当某个或多个端口出来连接故障时，能够准备判断故障位置，方便故障查找与处理；
（3）通过故障处理机制确保整车用车安全。
本发明确保了电动汽车的动力电池系统高压直流母线电缆连接安全，提高了整车的安全性能；具有结构组成简单，使用方便可靠，能对动力电池直流母线电缆脱离前提前报警，避免高压系统和设备带载断电，规避安全风险等特点。
附图说明
图1是本发明所述电动汽车动力电池系统动力电缆连接状态监测回路示意图。
图2是本发明所述高压互锁连接器的状态监测原理图。
图3是本发明所述电池正极电缆连接状态监测流程图。
图4是本发明所述电池负极电缆连接状态监测流程图。
图5是本发明所述高压盒端正极电缆连接状态监测流程图。
图6是本发明所述高压盒端负极电缆连接状态监测流程图。
图7是本发明所述电动汽车动力电池系统高压互锁处理机制流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，一种电动汽车动力电池系统电缆连接状态的监测互锁系统，包括电动汽车储能单元1、电动汽车高压配电单元2、高压互锁连接器以及通过监测回路实时监测高压动力电池系统的控制单元3，所述高压动力电池系统的直流母线正极电缆4和负极电缆5分别联接有第一高压互锁连接器6和第二高压互锁连接器7，所述第一高压互锁连接器6的监测回路连接于正极电缆电池端的连接状态监测点8，第二高压互锁连接器7的监测回路连接于负极电缆电池端的连接状态监测点9；在所述高压动力电池系统的直流母线正极电缆10和负极电缆11上还分别联接有第三高压互锁连接器12和第四高压互锁连接器13，其中第三高压互锁连接器12的监测回路连接于正极电缆高压盒端的连接状态监测点14，第四高压互锁连接器13的监测回路连接于负极电缆高压盒端的连接状态监测点15；所述的控制单元3分别连接所述正极电缆电池端、负极电缆电池端、正极电缆高压盒端、负极电缆高压盒端的四个连接状态监测点8、9、14、15进行实时检测。
本发明所述的第三高压互锁连接器12和第四高压互锁连接器13还连接动力电池端电压监测点16；所述的控制单元3还连接所述动力电池端电压监测点16进行电池端电压的实时检测。
图2所示，本发明所述的高压互锁连接器均采用一根连接电缆17分别连接各自的连接状态监测点X，另高压互锁连接器还有一根接地线18通过内部电路与连接电缆17连通；监测点X检测到低端信号，高压连接正常，可以确认：完全接触状态；监测点X未检测到低端信号，高压连接异常，控制单元进入故障处理机制，可以确认：即将脱离状态；监测点X未检测到低端信号，高压连接异常，已完全脱离，待人工修复，可以确认：完全脱离状态。
图1所示，所述的高压互锁连接器6、7、12、13均采用一根连接电缆17分别连接各自的连接状态监测点8、9、14、15，且所述四个连接状态监测点8、9、14、15与所述控制单元3相连，所述的第一、第二、第三、第四高压互锁连接器6、7、12、13还有一根接地线18通过内部电路与连接电缆17连通。
图3-6所示，一种利用所述监测互锁系统进行电动汽车动力电池系统电缆连接状态的监测方法，其特征在于所述的监测方法是：
所述的控制单元实时检测四个连接状态监测点的低压信号状态，若监测点检测到低端信号，说明电缆连接正常；如果监测点未检测到低端信号，则进一步进行判断，控制单元检测电池端电压，若电池端电压大于280伏特，说明电缆仍处于接触状态，但连接插件已有松脱，电缆即将脱离；若电池端电压不大于280伏特，则表明电缆端已完全脱离；所述电缆各端独立检测，监测流程独立执行，实时上报连接状态。
图7所示，一种利用所述监测互锁系统进行电动汽车动力电池系统电缆连接状态的互锁处理方法，所述的互锁处理方法是：控制单元实时检测动力电池系统电缆连接状态，当四个连接状态监测点均检测到低端信号时，动力电池系统高压互锁检测通过；当四个连接状态监测点有一个或多个未检测到低端信号时，则执行降扭矩指令，当扭矩降到10N •m后执行下电指令，整车进入下电流程并上报动力系统高压互锁故障。
本发明所述的高压互锁，也指危险电压互锁回路，通过使用电气小信号，来检查整个高压产品、导线、连接器的电气完整性（连续性），识别回路异常断开时，及时断开高压电。
本发明所述的PACK电池包是电动汽车的储能单元1，PDU高压盒是电动汽车的高压配电单元2，控制单元1具备电池端电压检测功能，并实时检测监测点8、9、14、15的电压信号状态。

Claims (4)

1.一种电动汽车动力电池系统电缆连接状态的监测互锁处理系统，包括电动汽车储能单元的PACK电池包、电动汽车高压配电单元的PDU高压盒、高压互锁连接器以及通过监测回路实时监测高压动力电池系统的控制单元，其特征在于所述高压动力电池系统的直流母线正极高压电缆和负极高压电缆分别联接有第一高压互锁连接器和第二高压互锁连接器，所述第一高压互锁连接器的监测回路连接于正极电缆电池端的连接状态监测点，第二高压互锁连接器的监测回路连接于负极电缆电池端的连接状态监测点；在所述高压动力电池系统的直流母线正极电缆和负极电缆上还分别联接有第三高压互锁连接器和第四高压互锁连接器，其中第三高压互锁连接器的监测回路连接于正极电缆高压盒端的连接状态监测点，第四高压互锁连接器的监测回路连接于负极电缆高压盒端的连接状态监测点；所述的控制单元分别连接所述正极电缆电池端、负极电缆电池端、正极电缆高压盒端、负极电缆高压盒端的四个连接状态监测点进行实时检测。
2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池系统电缆连接状态的监测互锁处理系统，其特征在于所述的所述的第三高压互锁连接器和第四高压互锁连接器还连接动力电池端电压监测点；所述的控制单元还连接所述动力电池端电压监测点进行电池端电压的实时检测。
3.一种利用权利要求1或2所述监测互锁系统进行电动汽车动力电池系统电缆连接状态的监测方法，其特征在于所述的监测方法是：
所述的控制单元实时检测四个连接状态监测点的低压信号状态，若监测点检测到低端信号，说明电缆连接正常；如果监测点未检测到低端信号，则进一步进行判断，控制单元检测电池端电压，若电池端电压大于280伏特，说明电缆仍处于接触状态，但连接插件已有松脱，电缆即将脱离；若电池端电压不大于280伏特，则表明电缆端已完全脱离；所述电缆各端独立检测，监测流程独立执行，实时上报连接状态。
4.一种利用权利要求1或2所述监测互锁系统进行电动汽车动力电池系统电缆连接状态的互锁处理方法，其特征在于所述的互锁处理方法是：控制单元实时检测动力电池系统电缆连接状态，当四个连接状态监测点均检测到低端信号时，动力电池系统高压互锁检测通过；当四个连接状态监测点有一个或多个未检测到低端信号时，则执行降扭矩指令，当扭矩降到10N •m后执行下电指令，整车进入下电流程并上报动力系统高压互锁故障。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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