CN109278560B - 电动汽车的过压保护方法、系统及电动汽车 - Google Patents

电动汽车的过压保护方法、系统及电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种电动汽车的过压保护方法、系统及电动汽车，该方法包括以下步骤：电池管理系统监测电流转换装置的低压输出端的状态；当电流转换装置的低压输出端的状态异常时，电池管理系统切断动力电池与电流转换装置的高压输入端之间的连接。本发明针对电动汽车的低压能量进行了二级管理，实现二级保护，将安全功能合理分配到低压能量管理系统中的相关部件，降低对DCDC的安全等级要求，达到了降低成本和优化系统设计的效果。

Description

电动汽车的过压保护方法、系统及电动汽车
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种电动汽车的过压保护方法、系统及电动汽车。
背景技术
电动汽车通过DCDC将动力电池输出的高电压转化为低电压，用于对低压蓄电池充电和为用电器工作提供电能。如果DCDC由于硬件或者系统的失效，那么将导致动力电池高电压接入到低压系统中，进而导致整车低压用电器过压而损坏，并在行车过程中产生危险。
针对以上问题，目前相关技术通常通过DCDC监控低压输出和物理隔离，以避免将过高电压导入到低压系统中来。但是此技术无法在硬件和系统完全失效时，将电压保证在低压系统的正常电压范围内，进而可能导致低压系统过压。且将所有的低压安全让DCDC来保证，对DCDC的可靠性和安全性要求较高，DCDC的设计需要考虑更多的冗余来保证安全，进而导致增加成本和开发难度。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车的过压保护方法，该方法针对电动汽车的低压能量进行了二级管理，实现二级保护，将安全功能合理分配到低压能量管理系统中的相关部件，降低对DCDC的安全等级要求，达到了降低成本和优化系统设计的效果。
本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车的过压保护系统。
本发明的第三个目的在于提出一种电动汽车。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种电动汽车的过压保护方法，包括以下步骤：电池管理系统监测电流转换装置的低压输出端的状态；当所述电流转换装置的低压输出端的状态异常时，所述电池管理系统切断动力电池与所述电流转换装置的高压输入端之间的连接。
另外，根据本发明上述实施例的电动汽车的过压保护方法还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述电池管理系统监测电流转换装置的低压输出端的状态，包括：监测所述电流转换装置的低压输出端输出的电压。
在一些示例中，所述当所述电流转换装置的低压输出端的状态异常时，所述电池管理系统切断动力电池与所述电流转换装置的高压输入端之间的连接，包括：判断所述电流转换装置的低压输出端输出的电压是否大于预定电压；如果是，则切断所述动力电池与所述电流转换装置的高压输入端之间的连接。
在一些示例中，所述电池管理系统切断动力电池与所述电流转换装置的高压输入端之间的连接，包括：所述电池管理系统控制接触器断开，其中，所述接触器位于所述动力电池和所述电流转换装置的高压输入端之间。
在一些示例中，还包括：所述电池管理系统监测所述电流转换装置是否发生故障；当所述电流转换装置发生故障时，开始监测电流转换装置的低压输出端的状态。
根据本发明实施例的电动汽车的过压保护方法，通过电池管理系统实时监测电流转换装置的低压输出端的状态，当发生过压时，直接切断电流转换装置DCDC的高压输入，进而保证相关部件安全和行车安全，并针对电动汽车的低压能量进行了二级管理，实现二级保护，将安全功能合理分配到低压能量管理系统中的相关部件，降低对DCDC的安全等级要求，达到了降低成本和优化系统设计的效果。
为了实现上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种电动汽车的过压保护系统，包括：动力电池；用于进行高压直流转低压直流的电流转换装置，所述电流转换装置的高压输入端通过接触器与所述动力电池相连；电池管理系统，所述电池管理系统具有监测端和控制端，所述监测端与所述电流转换装置的低压输出端相连，以监测所述低压输出端的状态，所述控制端与所述接触器相连，所述电池管理系统用于在所述电流转换装置的低压输出端的状态异常时，控制所述接触器断开以切断所述动力电池与所述电流转换装置的高压输入端之间的连接。
另外，根据本发明上述实施例的电动汽车的过压保护系统还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述电池管理系统用于监测所述电流转换装置的低压输出端输出的电压。
在一些示例中，所述电池管理系统用于判断所述电流转换装置的低压输出端输出的电压是否大于预定电压，并在所述电流转换装置的低压输出端输出的电压大于所述预定电压时，控制所述接触器断开。
在一些示例中，所述电池管理系统还用于监测所述电流转换装置是否发生故障，并在所述电流转换装置发生故障时，通过所述监测端监测所述电流转换装置的低压输出端的状态。
根据本发明实施例的电动汽车的过压保护系统，通过电池管理系统实时监测电流转换装置的低压输出端的状态，当发生过压时，直接切断电流转换装置DCDC的高压输入，进而保证相关部件安全和行车安全，并针对电动汽车的低压能量进行了二级管理，实现二级保护，将安全功能合理分配到低压能量管理系统中的相关部件，降低对DCDC的安全等级要求，达到了降低成本和优化系统设计的效果。
为了实现上述目的，本发明第三方面的实施例提出了一种电动汽车，包括本发明上述实施例所述的电动汽车的过压保护系统。
根据本发明实施例的电动汽车，通过电池管理系统实时监测电流转换装置的低压输出端的状态，当发生过压时，直接切断电流转换装置DCDC的高压输入，进而保证相关部件安全和行车安全，并针对电动汽车的低压能量进行了二级管理，实现二级保护，将安全功能合理分配到低压能量管理系统中的相关部件，降低对DCDC的安全等级要求，达到了降低成本和优化系统设计的效果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的电动汽车的过压保护方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的电动汽车的过压保护系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的电动汽车的过压保护方法、系统及电动汽车。
图1是根据本发明一个实施例的电动汽车的过压保护方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S1：电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，BMS)监测电流转换装置DCDC的低压输出端的状态。
在本发明的一个实施例中，电池管理系统监测电流转换装置的低压输出端的状态，具体包括：监测电流转换装置DCDC的低压输出端输出的电压。
步骤S2：当电流转换装置DCDC的低压输出端的状态异常时，电池管理系统切断动力电池与电流转换装置的高压输入端之间的连接。具体而言，即通过电池管理系统BMS实时监测DCDC的低压状态(即低压输出端的电压)，如果发生异常(如过压)，则切断动力电池与电流转换装置的高压输入端之间的连接，即直接切断DCDC的高压输入，进而保证各部件安全和行车安全。也即是说，通过DCDC本身实现了第一级保护。
在本发明的一个实施例中，当电流转换装置的低压输出端的状态异常时，电池管理系统切断动力电池与电流转换装置的高压输入端之间的连接，具体包括：判断电流转换装置的低压输出端输出的电压是否大于预定电压(即判断是否过压)；如果是，则切断动力电池与电流转换装置的高压输入端之间的连接。具体而言，即判断DCDC是否发生过压异常，如果DCDC发生过压异常，则直接切断DCDC的高压输入，进而保证各部件安全和行车安全。
在本发明的一个实施例中，电池管理系统切断动力电池与电流转换装置的高压输入端之间的连接，具体包括：电池管理系统控制接触器断开，其中，接触器位于动力电池和电流转换装置的高压输入端之间。具体地说，接触器例如为两个，设置在动力电池和电流转换装置的高压输入端之间，当发生过压异常时，电池管理系统控制接触器断开，即断开了动力电池和电流转换装置的高压输入端之间的连接，从而切断DCDC的高压输入，保证各部件安全和行车安全。也即是说，通过BMS控制接触器实现了第二级保护，降低DCDC的安全等级。
在本发明的一个实施例中，该方法还包括：电池管理系统监测电流转换装置是否发生故障；当电流转换装置发生故障时，开始监测电流转换装置的低压输出端的状态。也即是说，当电流转换装置DCDC发生故障时，开始监测电流转换装置的低压输出端的状态，进而判断电流转换装置的低压输出端的状态是否异常(如过压)，提高了各部件的安全性及行车安全性。
综上，本发明实施例的电动汽车的过压保护方法，采用两级低压监控策略，第一级通过DCDC本身进行低压输出监控，若发现低压输出过压，则切断低压输出；第二级通过电池管理系统BMS对DCDC的低压输出进行监控，当DCDC第一级监控失效时且监测到过压时进行终极保护，通过断开接触器确保切断DCDC的高压输入，降低了DCDC的安全等级，且不增加任何硬件，成本低，并使用安全回路最短原则：BMS控制动力电池回路的通断，即DCDC的输入，保证了各部件安全和行车安全。
根据本发明实施例的电动汽车的过压保护方法，通过电池管理系统实时监测电流转换装置的低压输出端的状态，当发生过压时，直接切断电流转换装置DCDC的高压输入，进而保证相关部件安全和行车安全，并针对电动汽车的低压能量进行了二级管理，实现二级保护，将安全功能合理分配到低压能量管理系统中的相关部件，降低对DCDC的安全等级要求，达到了降低成本和优化系统设计的效果。
本发明的进一步实施例还提出了一种电动汽车的过压保护系统。
图2是根据本发明一个实施例的电动汽车的过压保护系统的结构框图。如图2所示，该电动汽车的过压保护系统100包括：动力电池110、电流转换装置120和电池管理系统130。
其中，电流转换装置120用于进行高压直流转低压直流，电流转换装置120的高压输入端通过接触器与动力电池110相连。其中，接触器例如为两个，设置在电流转换装置120的高压输入端通过接触器与动力电池110之间，电流转换装置120用于将动力电池110输出的高压直流转化为低压直流。
电池管理系统130具有监测端和控制端，监测端与电流转换装置120的低压输出端相连，以监测低压输出端的状态，控制端与接触器相连，电池管理系统130用于在电流转换装置120的低压输出端的状态异常时，控制接触器断开以切断动力电池110与电流转换装置120的高压输入端之间的连接。
在本发明的一个实施例中，电池管理系统130监测电流转换装置120的低压输出端的状态，具体包括：电池管理系统130监测电流转换装置120的低压输出端输出的电压。
在本发明的一个实施例中，当电流转换装置120的低压输出端的状态异常时，电池管理系统130切断动力电池110与电流转换装置120的高压输入端之间的连接，具体包括：电池管理系统130判断电流转换装置120的低压输出端输出的电压是否大于预定电压(即判断是否过压)，并在电流转换装置120的低压输出端输出的电压大于预定电压(即过压)时，控制接触器断开。
在本发明的一个实施例中，电池管理系统130还用于监测电流转换装置120是否发生故障，并在电流转换装置120发生故障时，通过监测端监测电流转换装置120的低压输出端的状态。
综上，本发明实施例的电动汽车的过压保护系统，采用两级低压监控策略，第一级通过电流转换装置120本身进行低压输出监控，若发现低压输出过压，则切断低压输出；第二级通过电池管理系统130对电流转换装置120的低压输出进行监控，当电流转换装置120第一级监控失效时且监测到过压时进行终极保护，通过断开接触器确保切断电流转换装置120的高压输入，降低了电流转换装置120的安全等级，且不增加任何硬件，成本低，并使用安全回路最短原则：电池管理系统130控制动力电池回路的通断，即电流转换装置120的输入，保证了各部件安全和行车安全。
需要说明的是，本发明实施例的电动汽车的过压保护系统的具体实现方式与本发明实施例的电动汽车的过压保护方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。
根据本发明实施例的电动汽车的过压保护系统，通过电池管理系统实时监测电流转换装置的低压输出端的状态，当发生过压时，直接切断电流转换装置DCDC的高压输入，进而保证相关部件安全和行车安全，并针对电动汽车的低压能量进行了二级管理，实现二级保护，将安全功能合理分配到低压能量管理系统中的相关部件，降低对DCDC的安全等级要求，达到了降低成本和优化系统设计的效果。
本发明的进一步实施例还提出了一种电动汽车。该电动汽车包括如本发明上述任意一个实施例所描述的电动汽车的过压保护系统。
根据本发明实施例的电动汽车，通过电池管理系统实时监测电流转换装置的低压输出端的状态，当发生过压时，直接切断电流转换装置DCDC的高压输入，进而保证相关部件安全和行车安全，并针对电动汽车的低压能量进行了二级管理，实现二级保护，将安全功能合理分配到低压能量管理系统中的相关部件，降低对DCDC的安全等级要求，达到了降低成本和优化系统设计的效果。
另外，根据本发明实施例的电动汽车的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (7)

1.一种电动汽车的过压保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
电池管理系统监测电流转换装置是否发生故障，其中，所述电流转换装置监控自身的低压输出端的状态，若所述低压输出端的状态异常时则切断所述低压输出端的输出；
当所述电流转换装置发生故障时，电池管理系统监测电流转换装置的低压输出端的状态；
当所述电流转换装置的低压输出端的状态异常时，所述电池管理系统切断动力电池与所述电流转换装置的高压输入端之间的连接，包括：所述电池管理系统控制接触器断开，其中，所述接触器位于所述动力电池和所述电流转换装置的高压输入端之间。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的过压保护方法，其特征在于，所述电池管理系统监测电流转换装置的低压输出端的状态，包括：监测所述电流转换装置的低压输出端输出的电压。
3.根据权利要求2所述的电动汽车的过压保护方法，其特征在于，所述当所述电流转换装置的低压输出端的状态异常时，所述电池管理系统切断动力电池与所述电流转换装置的高压输入端之间的连接，包括：
判断所述电流转换装置的低压输出端输出的电压是否大于预定电压；
如果是，则切断所述动力电池与所述电流转换装置的高压输入端之间的连接。
4.一种电动汽车的过压保护系统，其特征在于，包括：
动力电池；
用于进行高压直流转低压直流的电流转换装置，所述电流转换装置的高压输入端通过接触器与所述动力电池相连；
电池管理系统，所述电池管理系统具有监测端和控制端，所述监测端与所述电流转换装置的低压输出端相连，以监测所述低压输出端的状态，所述控制端与所述接触器相连，所述电池管理系统用于在所述电流转换装置的低压输出端的状态异常时，控制所述接触器断开以切断所述动力电池与所述电流转换装置的高压输入端之间的连接；
所述电池管理系统还用于监测所述电流转换装置是否发生故障，并在所述电流转换装置发生故障时，通过所述监测端监测所述电流转换装置的低压输出端的状态，其中，所述电流转换装置监控自身的低压输出端的状态，若所述低压输出端的状态异常时则切断所述低压输出端的输出。
5.根据权利要求4所述的电动汽车的过压保护系统，其特征在于，所述电池管理系统用于监测所述电流转换装置的低压输出端输出的电压。
6.根据权利要求5所述的电动汽车的过压保护系统，其特征在于，所述电池管理系统用于判断所述电流转换装置的低压输出端输出的电压是否大于预定电压，并在所述电流转换装置的低压输出端输出的电压大于所述预定电压时，控制所述接触器断开。
7.一种电动汽车，其特征在于，包括：根据权利要求4-6任一项所述的电动汽车的过压保护系统。
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