CN107901763A - 纯电动汽车及其高压互锁回路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车及其高压互锁回路，包括电池管理系统及整车控制器，所述电池管理系统连接动力蓄电池系统互锁回路，形成第一检测回路；所述整车控制器连接高压配电盒互锁回路，形成第二检测回路；所述电池管理系统和所述整车控制器之间信号连接。本发明通过将整车电池系统和高压用电器互锁区分检测，方便电池系统在生产过程中检测互锁状态，避免将生产互锁问题带到整车上，同时在整车出现互锁故障时能够有效识别报故障区域，实现快速定位排查。

Description

纯电动汽车及其高压互锁回路
技术领域
本发明主要涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种纯电动汽车及其高压互锁回路。
背景技术
纯电动汽车是指以车载电源为动力、用电机驱动车轮行驶，且符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，涉及众多高电压、大电流零部件，其安全性是最受人们重视的。目前很多的纯电动汽车没有高压互锁保护功能，当出现高压接插件断开或接触不良时，容易造成高压线路漏电或是会使整车带上高压电，一方面会导致车内零部件损坏，另一方面还会产生人员带电操作的危险。故而，对纯电动汽车的高压线束与插件的连接可靠性要求较高。
图1所示是现有技术中一种纯电动汽车高压电器互锁线路的连接结构示意图，包括整车控制器、MSD维修开关、电机控制器正极插件(MCU+)、电机控制器负极插件(MCU-)、电池包正极插件(P+)、电池包负极插件(P-)、转换器(DC-DC)插件、充电机插件、空调插件、高压转向插件、电暖风(PTC)插件、转换器(DC-DC)设备、充电机设备以及空调设备；根据上述器件的电流大小进行分类，可分为主互锁回路和辅助互锁回路。
对于上述技术方案的高压互锁回路而言，由于受整车控制器检测端口数量限制，很难预留两个端口用于高压互锁检测(尤其是乘用车方面)；并且电池系统结构复杂，内部包含多个互锁端子，在组装过程中存在互锁异常时需要搭配到整车才能检测，返修风险大，成本高。
此外，在主互锁回路设计上将分布于车辆中底部的电池与电机控制器互锁串联后再连接到整车控制器，布线更加复杂，也不能及时区分电池或电机互锁问题。
而且，在辅助互锁回路设计方面，DC-DC、充电机、空调设备与高压线路通过的高压线束连接，并且在每一根线束两端各有2个互锁插件，设计多余且制造成本增加，互锁针脚增多可靠性降低。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种纯电动汽车高压互锁回路，旨在解决现有技术中布线复杂的问题。
为实现上述目的，本发明提出的纯电动汽车高压互锁回路，包括电池管理系统及整车控制器，所述电池管理系统连接动力蓄电池系统互锁回路，形成第一检测回路；所述整车控制器连接高压配电盒互锁回路，形成第二检测回路；所述电池管理系统和所述整车控制器之间信号连接。
优选地，所述动力蓄电池系统互锁回路包括相互连接的MSD插件及主正主负插件，所述电池管理系统上的第一采集点连接所述MSD插件，所述电池管理系统上的第二采集点连接所述主正主负插件。
优选地，所述动力蓄电池互锁回路还包括慢充插件，所述慢充插件连接于所述MSD插件及所述主正主负插件之间。
优选地，所述高压配电盒互锁回路包括相互连接的高压配电盒及车载充电机，所述整车控制器上的第一采集点连接所述高压配电盒，所述整车控制器上的第二采集点连接所述车载充电机。
优选地，所述高压配电盒互锁回路还包括空调设备，所述空调设备设置于所述车载充电机和所述整车控制器之间。
优选地，所述车载充电机上设置有OBC插件，所述空调设备上设置有AC插件，且所述OBC插件与所述AC插件连接。
优选地，所述高压配电盒上设置有相互连接的DC-DC插件和PTC插件，所述DC-DC插件连接所述整车控制器的第一采集点，所述PTC插件连接所述车载充电机。
优选地，所述PTC插件和所述车载充电机之间还设置有高压配电盒开盖开关。
优选地，所述电池管理系统与所述整车控制器之间通过CAN-H线及CAN-L线连接。
本发明还提供一种纯电动汽车，包括车身，所述车身上设置有前述任一项的纯电动汽车高压互锁回路。
本发明的技术方案中，纯电动汽车高压互锁回路包括电池管理系统及整车控制器，所述电池管理系统连接动力蓄电池系统互锁回路，形成第一检测回路；所述整车控制器连接高压配电盒互锁回路，形成第二检测回路；所述电池管理系统和所述整车控制器之间信号连接。本发明通过将整车电池系统和高压用电器互锁区分检测，方便电池系统在生产过程中检测互锁状态，避免将生产互锁问题带到整车上，同时在整车出现互锁故障时能够有效识别报故障区域，实现快速定位排查。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。
图1是现有技术中纯电动汽车高压电器互锁线路的原理图；
图2是本发明实施例中的纯电动汽车高压互锁回路的原理图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图2所示，本发明一实施例提供的纯电动汽车高压互锁回路，包括电池管理系统(BMS)及整车控制器(VCU)，所述电池管理系统连接动力蓄电池系统互锁回路，形成第一检测回路；所述整车控制器连接高压配电盒互锁回路，形成第二检测回路；所述电池管理系统和所述整车控制器之间信号连接。BMS互锁检测状态通过上报到VCU，统一由VCU释放处理机制。
所述电池管理系统与所述整车控制器之间优选通过CAN-H线(高位数据线)及CAN-L线(低位数据线)连接，形成CAN网络。高位数据线及低位数据线能绞绕在一起，使得CAN总线对电磁干扰不敏感。所述电池管理系统与所述整车控制器之间也可采用其它通信连接方式。
该实施例将整车所有高压接插件互锁分两个回路检测，其一为电池管理系统(BMS)检测的动力蓄电池系统互锁回路；其二为整车控制器(VCU)检测的高压配电盒互锁回路。该实施例解决了现有技术中整车控制器端口缺少问题，同时避免了电池包到整车控制器的长互锁连线，节约成本；通过将整车电池系统和高压用电器互锁区分检测，方便电池系统在生产过程中检测互锁安装状态，避免将生产互锁问题带到整车上；当某个互锁出现问题时，能够有效识别是BMS或VCU报故障，实现快速定位和排查问题。
所述动力蓄电池系统互锁回路包括相互连接的MSD插件及主正主负插件，所述电池管理系统上的第一采集点(a点)连接所述MSD插件，所述电池管理系统上的第二采集点(b点)连接所述主正主负插件。此外，所述动力蓄电池互锁回路还包括慢充插件，所述慢充插件连接于所述MSD插件及所述主正主负插件之间。
具体地，所述MSD插件的第一针脚连接所述电池管理系统的第一采集点，所述MSD插件的第二针脚连接所述慢充插件的第一针脚，所述慢充插件的第二针脚连接所述主正主负插件的第一针脚，所述主正主负插件的第二针脚连接所述电池管理系统的第二采集点，布线简单，可靠性高。
电池管理系统上的第一采集点及第二采集点可采用简单的AD采样线路，通过采集a点与b点之间电压来判断互锁状态，如果电压为0V则互锁状态正常，反之异常，简单可靠。
所述高压配电盒互锁回路包括相互连接的高压配电盒及车载充电机，所述整车控制器上的第一采集点(a点)连接所述高压配电盒，所述整车控制器上的第二采集点(b点)连接所述车载充电机。此外，所述高压配电盒互锁回路还包括空调设备，所述空调设备设置于所述车载充电机和所述整车控制器之间。进一步地，所述车载充电机上设置有OBC插件，所述空调设备上设置有AC插件，且所述OBC插件与所述AC插件连接。需要说明的是，高压配电盒及附属高压电器，均定义在本发明的高压配电盒互锁回路内。从高压配电盒内直接引出车载充电机和空调设备线束，仅在连接设备端设置互锁检测，节约了2个接插件和互锁检测端子。
所述高压配电盒上设置有相互连接的DC-DC插件和PTC插件，所述DC-DC插件连接所述整车控制器的第一采集点，所述PTC插件连接所述车载充电机。此外，所述PTC插件和所述车载充电机之间还设置有高压配电盒开盖开关。在高压配电盒集成DC-DC插件、PTC插件互锁检测，同时在配电盒盖上增加开盖互锁检测，避免开盖操作时有上高压风险。
具体地，所述DC-DC插件的第一针脚连接所述整车控制器的第一采集点，所述DC-DC插件的第二针脚连接所述PTC插件的第一针脚，所述PTC插件的第二针脚连接所述高压配电盒开盖开关的第一针脚，所述高压配电盒开盖开关的第二针脚连接所述OBC插件的第一针脚，所述OBC插件的第二针脚连接所述AC插件的第一针脚，所述AC插件的第二针脚连接所述整车控制器的第二采集点，布线简单，可靠性高。
整车控制器上的第一采集点及第二采集点可采用简单的AD采样线路，通过采集a点与b点之间电压来判断互锁状态，如果电压为0V则互锁状态正常，反之异常，简单可靠。
整车控制器或电池管理系统通过实时检测a点与b点电压来监控整车高压互锁状态，通过整车CAN网络通讯，提高整车运行模式释放处理机制。在整车控制器或电池管理系统报高压互锁异常且持续1s时，整车运行模式报立即下电，等故障清除后才能再上高压电。
当整车控制器和电池管理系统均检测到a点与b点电压为0V时，整车控制器和电池管理系统报高压互锁正常，整车运行模式正常；
当整车控制器检测a与b点电压不为0V，而电池管理系统检测a与b点电压为0V时，整车控制器报高压互锁异常，电池管理系统报高压互锁正常，整车运行模式报立即下电，定向排查整车控制器检测部分互锁状态；
当整车控制器检测a与b点电压为0V，而电池管理系统检测a与b点电压不为0V时，整车控制器报高压互锁正常，电池管理系统报高压互锁异常，整车运行模式报立即下电，定向排查电池管理系统检测部分互锁状态；
当整车控制器和电池管理系统检测a与b点电压均不为0V，整车控制器和电池管理系统报高压互锁异常，整车运行模式报立即下电，排查整车所有插件互锁状态。该实施例能够有效识别报故障区域，实现快速定位排查。
此外，本发明还提供一种纯电动汽车，包括车身，所述车身上设置有前述实施例的纯电动汽车高压互锁回路。由于该纯电动汽车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种纯电动汽车高压互锁回路，包括电池管理系统及整车控制器，其特征在于，所述电池管理系统连接动力蓄电池系统互锁回路，形成第一检测回路；所述整车控制器连接高压配电盒互锁回路，形成第二检测回路；所述电池管理系统和所述整车控制器之间信号连接。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车高压互锁回路，其特征在于，所述动力蓄电池系统互锁回路包括相互连接的MSD插件及主正主负插件，所述电池管理系统上的第一采集点连接所述MSD插件，所述电池管理系统上的第二采集点连接所述主正主负插件。
3.根据权利要求2所述的纯电动汽车高压互锁回路，其特征在于，所述动力蓄电池互锁回路还包括慢充插件，所述慢充插件连接于所述MSD插件及所述主正主负插件之间。
4.根据权利要求1所述的纯电动汽车高压互锁回路，其特征在于，所述高压配电盒互锁回路包括相互连接的高压配电盒及车载充电机，所述整车控制器上的第一采集点连接所述高压配电盒，所述整车控制器上的第二采集点连接所述车载充电机。
5.根据权利要求4所述的纯电动汽车高压互锁回路，其特征在于，所述高压配电盒互锁回路还包括空调设备，所述空调设备设置于所述车载充电机和所述整车控制器之间。
6.根据权利要求5所述的纯电动汽车高压互锁回路，其特征在于，所述车载充电机上设置有OBC插件，所述空调设备上设置有AC插件，且所述OBC插件与所述AC插件连接。
7.根据权利要求4所述的纯电动汽车高压互锁回路，其特征在于，所述高压配电盒上设置有相互连接的DC-DC插件和PTC插件，所述DC-DC插件连接所述整车控制器的第一采集点，所述PTC插件连接所述车载充电机。
8.根据权利要求7所述的纯电动汽车高压互锁回路，其特征在于，所述PTC插件和所述车载充电机之间还设置有高压配电盒开盖开关。
9.根据权利要求1-8任一项所述的纯电动汽车高压互锁回路，其特征在于，所述电池管理系统与所述整车控制器之间通过CAN-H线及CAN-L线连接。
10.一种纯电动汽车，包括车身，其特征在于，所述车身上设置有权利要求1-9任一项所述的纯电动汽车高压互锁回路。
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