CN109552049B - 一种电池包高压隔离装置、控制方法及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池包高压隔离装置、控制方法及电动汽车，该电池包高压隔离装置包括：电池包和与电池包连接的第一维修模块；第一维修模块包括：外壳，外壳围设形成容置空间；设置于容置空间中的正极开关、连接杆、支撑块、立柱、熔断器、锁止螺栓、第一正极连接端子、第二正极连接端子、第一负极连接端子和第二负极连接端子；正极开关移动时带动连接杆绕支撑块转动，并带动熔断器，导通或者断开第一正极连接端子和第二正极连接端子之间的连接，从而达到隔离电动汽车的高压系统的目的，防止电池包输出的电压对维修人员造成伤害。

Description

一种电池包高压隔离装置、控制方法及电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车高压隔离领域，特别涉及一种电池包高压隔离装置、控制方法及电动汽车。

背景技术

随着环境的污染越来越严重，传统燃油汽车的使用开始逐渐减少，采用清洁能源的电动汽车逐渐成为人们关注的重点。

电动汽车采用电池包存储电能，为车辆提供动力。为使得电动汽车具有较好的动力性，不仅需要电池包具有较大的容量，同时也需要电池包可以提供较高的电压。

电池包的输出高压在为车辆提供动力的同时，存在人员触电的危险；通常在电动汽车维修时，需要对电动汽车的高压系统进行隔离，防止电池包输出的电压对维修人员造成伤害。

发明内容

本发明提供了一种电池包高压隔离装置、控制方法及电动汽车，用以解决现有技术中在对电动汽车进行维修过程中，电池包输出的高压易对维修人员造成伤害问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

依据本发明的一个方面，提供了一种电池包高压隔离装置，应用于电动汽车，包括：电池包和与所述电池包连接的第一维修模块；

其中所述第一维修模块包括：

外壳，所述外壳围设形成容置空间；

设置于所述容置空间中的正极开关、连接杆、支撑块、立柱、熔断器、锁止螺栓、第一正极连接端子、第二正极连接端子、第一负极连接端子和第二负极连接端子；

所述支撑块固定于所述容置空间中；所述连接杆的中部与所述支撑块转动连接，第一端与所述正极开关的第一端连接，第二端与所述立柱的第一端连接，所述支撑块和所述立柱位于所述连接杆的同侧，所述支撑块和所述正极开关位于所述连接杆的异侧；所述立柱的第二端与所述熔断器连接；所述正极开关的第二端外露于所述容置空间；所述正极开关移动时带动所述连接杆绕所述支撑块转动，并带动所述熔断器，导通或者断开第一正极连接端子和第二正极连接端子之间的连接；

所述正极开关上设置有锁止凹槽，所述锁止螺栓的一端外露于所述容置空间，另一端移动至所述锁止凹槽，与所述锁止凹槽相卡接；所述第一正极连接端子与所述电池包的正极输出端连接；所述第一负极连接端子与所述电池包的负极输出端连接；所述第二正极连接端子和所述第二负极连接端子分别与所述电动汽车中的高压集成单元连接。

进一步地，所述第一维修模块还包括：互锁开关、互锁螺栓、互锁线和互锁回路；

所述互锁线的一端与所述正极开关连接，另一端与所述互锁开关连接，中部通过互锁螺栓可拆卸的固定于所述外壳上；所述互锁回路包括与所述互锁开关固定连接的第一连接线，以及互相分离的第二连接线和第三连接线；所述互锁开关移动将带动所述第一连接线，导通或者断开所述第二连接线和第三连接线之间的连接。

进一步地，所述第一维修模块还包括：弹簧，所述弹簧的一端与所述立柱的第一端连接，另一端与所述外壳连接，所述弹簧的伸缩方向与所述立柱的长度方向相同。

进一步地，所述第一维修模块还包括：

放电回路，用于对所述高压集成单元进行放电；

第一端与所述第二正极连接端子转动连接的第一导线；

所述熔断器导通所述第一正极连接端子和第二正极连接端子之间的连接时，所述第一导线的第二端与所述熔断器相抵接；

所述熔断器断开第一正极连接端子和第二正极连接端子之间的连接时，所述第一导线的第二端与所述放电回路电连接。

进一步地，所述放电回路包括：放电电阻和第二导线，所述第二导线的一端与所述放电电阻的第一端连接，另一端与所述放电电阻的第二端连接；所述第二导线接地；

所述熔断器断开第一正极连接端子和第二正极连接端子之间的连接时，所述第一导线的第二端与所述放电电阻电连接。

进一步地，所述第一维修模块还包括：负极开关，所述负极开关的输入端与所述第一负极连接端子连接，输出端与所述第二负极连接端子连接。

进一步地，所述电池包高压隔离装置还包括：第二维修模块以及整车控制器；

所述电池包包括：第一电池模组和第二电池模组；

所述第二维修模块的输入端与所述第一电池模组的负极连接，输出端与所述第二电池模组的正极连接，控制端与所述整车控制器连接，所述整车控制器分别与所述第二连接线和第三连接线连接。

进一步地，所述第二维修模块包括：继电器和手动开关；

所述继电器的控制端与所述整车控制器连接，输入端与所述第一电池模组的负极连接，输出端与所述手动开关的第一端连接；所述手动开关的第二端与所述第二电池模组的正极连接。

依据本发明的又一个方面，提供了一种电池包高压隔离控制方法，应用于如上所述的电池包高压隔离装置，包括：

整车控制器获取电动汽车的当前行驶车速以及互锁回路的通断状态；

所述整车控制器在所述互锁回路处于导通状态，并且当前行驶车速小于预设速度阈值时，向第二维修模块发送高压维修信号，使所述第二维修模块根据所述高压维修信号，断开第一电池模组与第二电池模组之间的连接。

进一步地，还包括：所述整车控制器在所述互锁回路处于导通状态，并且当前行驶车速大于或者等于预设速度阈值时，向电动汽车的仪表灯发送提醒信号。

依据本发明的又一个方面，提供了一种电动汽车，包括如上所述的电池包高压隔离装置。

本发明的有益效果是：

上述技术方案，正极开关移动时带动连接杆绕支撑块转动，并带动熔断器，导通或者断开第一正极连接端子和第二正极连接端子之间的连接，在断开第一正极连接端子和第二正极连接端子之间的连接时，达到了隔离电动汽车的高压系统的目的，防止电池包输出的电压对维修人员造成伤害；进一步锁止螺栓通过与正极开关上的锁止凹槽卡接，可以使得熔断器维持，断开第一正极连接端子和第二正极连接端子之间的连接。

附图说明

图1表示本发明实施例提供的一种电池包高压隔离装置示意图；

图2表示本发明实施例提供的一种电池包高压隔离控制方法示意图。

附图标记说明：

11、电池包；111、第一电池模组；112、第二电池模组；12、第一维修模块；1201、外壳；1202、容置空间；1203、正极开关；1204、连接杆；1205、支撑块；1206、立柱；1207、熔断器；1208、锁止螺栓；1209、第一正极连接端子；1210、第二正极连接端子；1211、锁止凹槽；1212、互锁开关；1213、互锁螺栓；1214、互锁线；1215、互锁回路；1216、弹簧；1217、放电回路；1218、第一导线；1219、负极开关；13、高压集成单元；14、第二维修模块；141、继电器；142、手动开关；15、整车控制器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明实施例提供了一种电池包高压隔离装置，应用于电动汽车，该电池包高压隔离装置包括：电池包11和与电池包11连接的第一维修模块12；

其中第一维修模块12包括：

外壳1201，外壳1201围设形成容置空间1202；

设置于容置空间1202中的正极开关1203、连接杆1204、支撑块1205、立柱1206、熔断器1207、锁止螺栓1208、第一正极连接端子1209、第二正极连接端子1210、第一负极连接端子和第二负极连接端子；

支撑块1205固定于容置空间1202中；连接杆1204的中部与支撑块1205转动连接，第一端与正极开关1203的第一端连接，第二端与立柱1206的第一端连接，支撑块1205和立柱1206位于连接杆1204的同侧，支撑块1205和正极开关1203位于连接杆1204的异侧；立柱1206的第二端与熔断器1207连接；正极开关1203的第二端外露于容置空间1202；正极开关1203移动时带动连接杆1204绕支撑块1205转动，并带动熔断器1207，导通或者断开第一正极连接端子1209和第二正极连接端子1210之间的连接；

正极开关1203上设置有锁止凹槽1211，锁止螺栓1208的一端外露于容置空间1202，另一端移动至锁止凹槽1211，与锁止凹槽1211相卡接；第一正极连接端子1209与电池包11的正极输出端连接；第一负极连接端子与电池包11的负极输出端连接；第二正极连接端子1210和第二负极连接端子分别与电动汽车中的高压集成单元13连接。

应当说明的是，通过按压正极开关1203外露于容置空间1202的第二端，使得正极开关1203移动，同时带动连接杆1204绕支撑块1205转动；与连接杆1204连接的立柱1206随连接杆1204移动，从而带动熔断器1207导通或者断开第一正极连接端子1209和第二正极连接端子1210之间的连接。锁止螺栓1208包括与锁止凹槽1211相卡接的第一状态和与锁止凹槽1211相分离的第二状态，当锁止螺栓1208移动至正极开关1203上的锁止凹槽1211处，并与锁止凹槽1211卡接时，可以实现对正极开关1203的固定，使得正极开关1203维持当前状态。

较佳的，第一维修模块12还包括：弹簧1216，弹簧1216的一端与立柱1206的第一端连接，另一端与外壳1201连接，弹簧1216的伸缩方向与立柱1206的长度方向相同。在立柱1206带动熔断器1207，断开第一正极连接端子1209和第二正极连接端子1210之间的连接时，弹簧1216可以处于压缩状态，通过锁止螺栓1208与锁止凹槽1211相卡接，使得熔断器保持断开第一正极连接端子1209和第二正极连接端子1210之间的连接；当锁止螺栓1208与锁止凹槽1211分离时，弹簧1216的回复力驱动立柱1206带动熔断器1207，导通第一正极连接端子1209和第二正极连接端子1210之间的连接。

本发明实施例中，正极开关1203移动时带动连接杆1204绕支撑块1205转动，并带动熔断器1207，导通或者断开第一正极连接端子1209和第二正极连接端子1210之间的连接，在断开第一正极连接端子1209和第二正极连接端子1210之间的连接时，达到了隔离电动汽车的高压系统的目的，防止电池包输出的电压对维修人员造成伤害；进一步锁止螺栓1208通过与正极开关1203上的锁止凹槽1211卡接，可以使得熔断器1207维持，断开第一正极连接端子1209和第二正极连接端子1210之间的连接。

继续参见图1，为防止正极开关1203的误触发，在上述发明实施例的基础上，本发明实施例中，第一维修模块12还包括：互锁开关1212、互锁螺栓1213、互锁线1214和互锁回路1215；

互锁线1214的一端与正极开关1203连接，另一端与互锁开关1212连接，中部通过互锁螺栓1213可拆卸的固定于外壳1201上；互锁回路1215包括与互锁开关1212固定连接的第一连接线，以及互相分离的第二连接线和第三连接线；互锁开关1212移动将带动第一连接线，导通或者断开第二连接线和第三连接线之间的连接。

应当说明的是，互锁螺栓1213与外壳1201可拆卸连接，当互锁螺栓1213与外壳1201处于连接状态时，互锁线1214用于对互锁开关1212和正极开关1203进行固定，互锁开关1212和正极开关1203均无法移动，从而防止正极开关1203的误触发；当互锁螺栓1213与外壳1201处于断开状态时，互锁开关1212和正极开关1203没有互锁线1214的束缚，可以进行移动。

继续参见图1，为进一步提升安全性，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，第一维修模块12还包括：

放电回路1217，用于对高压集成单元13进行放电；

第一端与第二正极连接端子1210转动连接的第一导线1218；

熔断器1207导通第一正极连接端子1209和第二正极连接端子1210之间的连接时，第一导线1218的第二端与熔断器1207相抵接；

熔断器1207断开第一正极连接端子1209和第二正极连接端子1210之间的连接时，第一导线1218的第二端与放电回路1217电连接。

应当说明的是，放电回路1217包括：放电电阻和第二导线，第二导线的一端与放电电阻的第一端连接，另一端与放电电阻的第二端连接；第二导线接地；

熔断器1207断开第一正极连接端子1209和第二正极连接端子1210之间的连接时，第一导线1218的第二端与放电电阻电连接。在断开第一正极连接端子1209和第二正极连接端子1210之间的连接，对车辆进行维修时，高压集成单元13存在放电安全隐患，将高压集成单元13通过第一导线1218连接到放电回路1217，可以对高压集成单元13进行放电，从而消除该安全隐患。较佳的，还可以在第二正极连接端子1210与高压集成单元13之间设置开盖测试点。

继续参见图1，为了进一步提升安全性，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，第一维修模块还包括：负极开关1219，负极开关1219的输入端与第一负极连接端子连接，输出端与第二负极连接端子连接。

应当说明的是，通过设置负极开关1219可以将电池包11与高压集成单元13之间的连接彻底断开；较佳的，还可以在负极开关1219与高压集成单元13之间设置开盖测试点。

继续参见图1，为了提升电池包高压隔离装置的灵活性，在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，电池包高压隔离装置还包括：第二维修模块14以及整车控制器15；

电池包11包括：第一电池模组111和第二电池模组112；

第二维修模块14的输入端与第一电池模组111的负极连接，输出端与第二电池模组112的正极连接，控制端与整车控制器15连接，整车控制器分别与第二连接线和第三连接线连接。

应当说明的是，通过第二维修模块14与整车控制器15的配合，同样可以隔离电池包11输出的高压。第二维修模块14设置于第一电池模组111和第二电池模组112之间，当第二维修模块14断开时，第一电池模组111和第二电池模组112之间处于断开状态，此时电池包11无法输出电压；当第二维修模块14导通时，第一电池模组111和第二电池模组112之间处于导通状态，此时电池包11输出电压。可以通过整车控制器15控制第二维修模块14的导通与断开，例如在整车控制器15检测到第二连接线和第三连接线处于断开状态时，也就是互锁螺栓1213与外壳1201处于断开状态，互锁开关1212发生了移动，说明此时需要隔离电池输出的电压，通过整车控制器15发送控制信号，自动控制第二维修模块14断开。

较佳的，第二维修模块14包括：继电器141和手动开关142；

继电器141的控制端与整车控制器连接，输入端与第一电池模组111的负极连接，输出端与手动开关142的第一端连接；手动开关142的第二端与第二电池模组112的正极连接。继电器141和手动开关142均可以控制第一电池模组111和第二电池模组112之间的连接状态，从而在继电器141发生故障，无法断开第一电池模组111和第二电池模组112之间的连接时，还可以通过手动开关142断开第一电池模组111和第二电池模组112之间的连接。

依据本发明的又一个方面，提供了一种电池包高压隔离控制方法，应用于上述发明实施例提供的电池包高压隔离装置，包括：

S11：整车控制器获取电动汽车的当前行驶车速以及互锁回路的通断状态；

S12：整车控制器在互锁回路处于导通状态，并且当前行驶车速小于预设速度阈值时，向第二维修模块发送高压维修信号，使第二维修模块根据高压维修信号，断开第一电池模组与第二电池模组之间的连接。

应当说明的是，第一连接线，导通第二连接线和第三连接线之间的连接时，互锁回路处于导通状态；第一连接线，断开第二连接线和第三连接线之间的连接时，互锁回路处于断开状态；整车控制器在互锁回路处于导通状态，并且当前行驶车速大于或者等于预设速度阈值时，向电动汽车的仪表灯发送提醒信号。预设速度阈值可以自行设定，例如可以为10千米每小时。仪表灯收到提醒信号将被点亮。

本发明实施例中，整车控制器可以实现高压隔离的自动控制。

依据本发明的又一个方面，提供了一种电动汽车，包括上述各发明实施例提供的电池包高压隔离装置。

本发明实施例中，正极开关移动时带动连接杆绕支撑块转动，并带动熔断器，导通或者断开第一正极连接端子和第二正极连接端子之间的连接，在断开第一正极连接端子和第二正极连接端子之间的连接时，达到了隔离电动汽车的高压系统的目的，防止电池包输出的电压对维修人员造成伤害；进一步锁止螺栓通过与正极开关上的锁止凹槽卡接，可以使得熔断器维持，断开第一正极连接端子和第二正极连接端子之间的连接。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

Claims (11)

1.一种电池包高压隔离装置，应用于电动汽车，其特征在于，包括：电池包(11)和与所述电池包(11)连接的第一维修模块(12)；

其中所述第一维修模块(12)包括：

外壳(1201)，所述外壳(1201)围设形成容置空间(1202)；

设置于所述容置空间(1202)中的正极开关(1203)、连接杆(1204)、支撑块(1205)、立柱(1206)、熔断器(1207)、锁止螺栓(1208)、第一正极连接端子(1209)、第二正极连接端子(1210)、第一负极连接端子和第二负极连接端子；

所述支撑块(1205)固定于所述容置空间(1202)中；所述连接杆(1204)的中部与所述支撑块(1205)转动连接，第一端与所述正极开关(1203)的第一端连接，第二端与所述立柱(1206)的第一端连接，所述支撑块(1205)和所述立柱(1206)位于所述连接杆(1204)的同侧，所述支撑块(1205)和所述正极开关(1203)位于所述连接杆(1204)的异侧；所述立柱(1206)的第二端与所述熔断器(1207)连接；所述正极开关(1203)的第二端外露于所述容置空间(1202)；所述正极开关(1203)移动时带动所述连接杆(1204)绕所述支撑块(1205)转动，并带动所述熔断器(1207)，导通或者断开第一正极连接端子(1209)和第二正极连接端子(1210)之间的连接；

所述正极开关(1203)上设置有锁止凹槽(1211)，所述锁止螺栓(1208)的一端外露于所述容置空间(1202)，另一端移动至所述锁止凹槽(1211)，与所述锁止凹槽(1211)相卡接；所述第一正极连接端子(1209)与所述电池包(11)的正极输出端连接；所述第一负极连接端子与所述电池包(11)的负极输出端连接；所述第二正极连接端子(1210)和所述第二负极连接端子分别与所述电动汽车中的高压集成单元(13)连接。

2.根据权利要求1所述的电池包高压隔离装置，其特征在于，所述第一维修模块(12)还包括：互锁开关(1212)、互锁螺栓(1213)、互锁线(1214)和互锁回路(1215)；

所述互锁线(1214)的一端与所述正极开关(1203)连接，另一端与所述互锁开关(1212)连接，中部通过互锁螺栓(1213)可拆卸的固定于所述外壳(1201)上；所述互锁回路(1215)包括与所述互锁开关(1212)固定连接的第一连接线，以及互相分离的第二连接线和第三连接线；所述互锁开关(1212)移动将带动所述第一连接线，导通或者断开所述第二连接线和第三连接线之间的连接。

3.根据权利要求1所述的电池包高压隔离装置，其特征在于，所述第一维修模块(12)还包括：弹簧(1216)，所述弹簧(1216)的一端与所述立柱(1206)的第一端连接，另一端与所述外壳(1201)连接，所述弹簧(1216)的伸缩方向与所述立柱(1206)的长度方向相同。

4.根据权利要求1所述的电池包高压隔离装置，其特征在于，所述第一维修模块(12)还包括：

放电回路(1217)，用于对所述高压集成单元(13)进行放电；

第一端与所述第二正极连接端子(1210)转动连接的第一导线(1218)；

所述熔断器(1207)导通所述第一正极连接端子(1209)和第二正极连接端子(1210)之间的连接时，所述第一导线(1218)的第二端与所述熔断器(1207)相抵接；

所述熔断器(1207)断开第一正极连接端子(1209)和第二正极连接端子(1210)之间的连接时，所述第一导线(1218)的第二端与所述放电回路(1217)电连接。

5.根据权利要求4所述的电池包高压隔离装置，其特征在于，所述放电回路(1217)包括：放电电阻和第二导线，所述第二导线的一端与所述放电电阻的第一端连接，另一端与所述放电电阻的第二端连接；所述第二导线接地；

所述熔断器(1207)断开第一正极连接端子(1209)和第二正极连接端子(1210)之间的连接时，所述第一导线(1218)的第二端与所述放电电阻电连接。

6.根据权利要求1所述的电池包高压隔离装置，其特征在于，所述第一维修模块还包括：负极开关(1219)，所述负极开关(1219)的输入端与所述第一负极连接端子连接，输出端与所述第二负极连接端子连接。

7.根据权利要求2所述的电池包高压隔离装置，其特征在于，所述电池包高压隔离装置还包括：第二维修模块(14)以及整车控制器(15)；

所述电池包(11)包括：第一电池模组(111)和第二电池模组(112)；

所述第二维修模块(14)的输入端与所述第一电池模组(111)的负极连接，输出端与所述第二电池模组(112)的正极连接，控制端与所述整车控制器(15)连接，所述整车控制器分别与所述第二连接线和第三连接线连接。

8.根据权利要求7所述的电池包高压隔离装置，其特征在于，所述第二维修模块(14)包括：继电器(141)和手动开关(142)；

所述继电器(141)的控制端与所述整车控制器连接，输入端与所述第一电池模组(111)的负极连接，输出端与所述手动开关(142)的第一端连接；所述手动开关(142)的第二端与所述第二电池模组(112)的正极连接。

9.一种电池包高压隔离控制方法，应用于如权利要求7或8所述的电池包高压隔离装置，其特征在于，包括：

整车控制器获取电动汽车的当前行驶车速以及互锁回路的通断状态；

所述整车控制器在所述互锁回路处于导通状态，并且当前行驶车速小于预设速度阈值时，向第二维修模块发送高压维修信号，使所述第二维修模块根据所述高压维修信号，断开第一电池模组与第二电池模组之间的连接。

10.根据权利要求9所述的电池包高压隔离控制方法，其特征在于，还包括：所述整车控制器在所述互锁回路处于导通状态，并且当前行驶车速大于或者等于预设速度阈值时，向电动汽车的仪表灯发送提醒信号。

11.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电池包高压隔离装置。

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