CN109572481A - 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、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、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；

所述正极开关的一端与所述熔断器固定连接，另一端外露于所述容置空间，所述正极开关移动时带动所述熔断器，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：

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：第二维修模块和整车控制器；

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。

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电池包当前工作参数以及高压系统当前工作参数；

所述整车控制器根据所述电池包当前工作参数、所述高压系统当前工作参数以及预设的老化速度模型，计算得到电动汽车的当前老化等级；

在所述电动汽车的当前老化等级大于预设老化阈值时，所述整车控制器获取所述电动汽车的当前行驶车速；

在所述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，所述预设的老化速度模型是根据电池包老化前后数据以及高压系统老化前后数据，得到的。

进一步地，根据电池包老化前后数据以及高压系统老化前后数据，得到所述预设的老化速度模型，包括：

所述整车控制器获取电池包老化前后数据，并根据所述电池包老化前后数据，建立电池包全新模型和电池包老化模型；

根据所述电池包全新模型和电池包老化模型，建立电池包老化速度模型；

所述整车控制器获取高压系统老化前后数据，并根据所述高压系统老化前后数据，建立高压系统全新模型和高压系统老化模型；

根据所述高压系统全新模型和高压系统老化模型，建立高压系统老化速度模型。

进一步地，在所述整车控制器获取所述电动汽车的当前行驶车速的步骤之后，还包括：

在所述当前行驶车速大于或者等于所述预设速度阈值时，向电动汽车的仪表灯发送点亮信号。

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；

图3表示本发明实施例提供的一种电池包高压隔离控制方法应用示意图。

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；121、外壳；122、容置空间；123、正极开关；1231、锁止凹槽；124、熔断器；125、锁止螺栓；126、第一正极连接端子；127、第二正极连接端子；128、放电回路；129、第一导线；120、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121，外壳121围设形成容置空间122；

设置于容置空间122中的正极开关123、熔断器124、锁止螺栓125、第一正极连接端子126、第二正极连接端子127、第一负极连接端子和第二负极连接端子；

正极开关123的一端与熔断器124固定连接，另一端外露于容置空间122，正极开关123移动时带动熔断器124，导通或者断开第一正极连接端子126和第二正极连接端子127之间的连接；

正极开关123上设置有锁止凹槽1231，锁止螺栓125的一端外露于容置空间122，另一端移动至锁止凹槽1231，与锁止凹槽1231相卡接；

第一正极连接端子126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127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，通过往远离容置空间122的方向，拔动正极开关123外露于容置空间122的一端，使得正极开关123移动，同时带动熔断器124断开第一正极连接端子126和第二正极连接端子127之间的连接。锁止螺栓125与外壳121可拆卸连接，锁止螺栓125可沿自身长度方向移动；锁止螺栓125包括与锁止凹槽1231相卡接的第一状态和与锁止凹槽1231相分离的第二状态，当锁止螺栓125移动至正极开关123上的锁止凹槽1231处，并与锁止凹槽1231卡接时，可以实现对正极开关123的固定，使得正极开关123维持当前状态；当锁止螺栓125与锁止凹槽1231相分离时，正极开关123依靠自身重力移动，并带动熔断器124，导通第一正极连接端子126和第二正极连接端子127之间的连接。较佳的，正极开关123呈柱状，可沿自身长度方向移动，正极开关123与锁止螺栓125垂直设置，正极开关123与熔断器124垂直设置。

本发明实施例中，正极开关123移动时带动熔断器124，导通或者断开第一正极连接端子126和第二正极连接端子127之间的连接，在断开第一正极连接端子126和第二正极连接端子127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125通过与正极开关123上的锁止凹槽1231卡接，可以使得熔断器124维持，断开第一正极连接端子126和第二正极连接端子127之间的连接。

继续参见图1，为进一步提升安全性，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：

放电回路128，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127转动连接的第一导线129；

熔断器124导通第一正极连接端子126和第二正极连接端子127之间的连接时，第一导线129的第二端与熔断器124相抵接；

熔断器124断开第一正极连接端子126和第二正极连接端子127之间的连接时，第一导线129的第二端与放电回路128电连接。

应当说明的是，放电回路128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124断开第一正极连接端子126和第二正极连接端子127之间的连接时，第一导线129的第二端与放电电阻电连接。在断开第一正极连接端子126和第二正极连接端子127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129连接到放电回路128，可以对高压集成单元13进行放电，从而消除该安全隐患。

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120，负极开关120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120可以将电池包11与高压集成单元13之间的连接彻底断开。

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和整车控制器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。

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输出的电压。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。

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。

如图2所示，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，应用于如上的电池包高压隔离装置，包括：

S21：整车控制器获取电动汽车的电池包当前工作参数以及高压系统当前工作参数；

应当说明的是，电池包当前工作参数包括：电池包续航数据、母线电压、母线电流、电池单体正负极材料数据、电池单体隔离膜数据、电池包外包装数据中的一种或多种；高压系统当前工作参数包括：充电机数据、直流/直流转换器数据、加热器数据、电动压缩机数据、电机控制器数据、电机数据、快充继电器数据、XY电容数据中的一种或多种。

S22：整车控制器根据电池包当前工作参数、高压系统当前工作参数以及预设的老化速度模型，计算得到电动汽车的当前老化等级；

应当说明的是，预设的老化速度模型是根据电池包老化前后数据以及高压系统老化前后数据，得到的。根据预设的老化速度模型，可以得到电动汽车的当前老化等级，不同老化等级表示电池包和高压系统的不同老化程度。

S23：在电动汽车的当前老化等级大于预设老化阈值时，整车控制器获取电动汽车的当前行驶车速；

S24：在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，断开第一电池模组与第二电池模组之间的连接，则电池包停止输出电压。

本发明实施例中，在判断电动汽车的当前老化等级大于预设老化阈值，并且电动汽车的当前行驶车速小于预设速度阈值时，通过断开第一电池模组与第二电池模组之间的连接，使得电池包停止输出电压，实现整车控制器对高压隔离的自动控制。

在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，根据电池包老化前后数据以及高压系统老化前后数据，得到预设的老化速度模型，包括：

整车控制器获取电池包老化前后数据，并根据电池包老化前后数据，建立电池包全新模型和电池包老化模型；

根据电池包全新模型和电池包老化模型，建立电池包老化速度模型；

整车控制器获取高压系统老化前后数据，并根据高压系统老化前后数据，建立高压系统全新模型和高压系统老化模型；

根据高压系统全新模型和高压系统老化模型，建立高压系统老化速度模型。

应当说明的是，可以建立数据库在数据库中存储电池包老化前后数据，根据电池包老化前数据建立电池包全新模型，根据电池包老化后数据建立电池包老化后模型，然后通过存储衰减计算模型以及循环衰减计算模型进行分析处理，得到电池包老化速度模型；其中电池包老化前后数据包括：极限温度下电池包续航数据、老化前后电池包续航数据、母线电压老化前后数据、母线电流老化前后数据、单体电芯极限温度下老化前后数据、电池包极限温度下老化前后数据、单体电芯正负极材料老化前后数据、单体电芯隔离膜老化前后数据、单体电芯电解液老化前后数据、电池包外包装老化前后数据、高压连接器老化前后数据、低压连接器老化前后数据、电池包继电器老化前后数据、绝缘罩老化前后数据、工况温升测试电池包老化前后数据、电池包自放电老化前后数据等，但不限于此。

同样可以在数据库中存储高压系统老化前后数据，根据高压系统老化前数据建立高压系统全新模型，根据高压系统老化后数据建立高压系统老化后模型，并根据高压系统全新模型以及高压系统老化后模型，得到高压系统老化速度模型；其中高压系统老化前后数据包括：不同车况下充电机老化前后数据、不同车况下直流/直流转换器老化前后数据、不同车况下加热器老化前后数据、不同车况下电动压缩机老化前后数据、不同车况下电机控制器老化前后数据、不同车况下电机老化前后数据、不同车况下快充继电器老化前后数据、不同车况下高压互锁接插件老化前后数据、不同车况下XY电容老化前后数据等，但不限于此。

在上述各发明实施例的基础上，本发明实施例中，在整车控制器获取电动汽车的当前行驶车速的步骤之后，还包括：

在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点亮信号。

应当说明的是，仪表灯接收到点亮信号，将点亮仪表灯。

如图3所示，为本发明实施例提供的一种电池包高压隔离控制方法应用示意图，包括：

S31：老化判断，根据老化模型以及采集的电动汽车当前的运行参数判断，电动汽车的老化等级是否大于预设老化阈值，若是则执行S33，若否则执行S32，较佳的，可以每隔预定时间进行一次老化判断；

S32：持续寿命计数，对电动汽车的使用寿命进行计数；

S33:车速判断，获取电动汽车的当前行驶车速，判断当前行驶车速是否小于预设速度阈值，若是则执行S35，若否则执行S34；

S34：仪表灯提醒，通过向仪表灯发送点亮信号，点亮仪表灯，对驾驶员进行提醒；

S35：发送高压维修信号，向第二维修模块中的继电器发送高压维修信号；

S36：继电器断开，使得电池包停止输出电压。

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(121)，所述外壳(121)围设形成容置空间(122)；

设置于所述容置空间(122)中的正极开关(123)、熔断器(124)、锁止螺栓(125)、第一正极连接端子(126)、第二正极连接端子(127)、第一负极连接端子和第二负极连接端子；

所述正极开关(123)的一端与所述熔断器(124)固定连接，另一端外露于所述容置空间(122)，所述正极开关(123)移动时带动所述熔断器(124)，导通或者断开第一正极连接端子(126)和第二正极连接端子(127)之间的连接；

所述正极开关(123)上设置有锁止凹槽(1231)，所述锁止螺栓(125)的一端外露于所述容置空间(122)，另一端移动至所述锁止凹槽(1231)，与所述锁止凹槽(1231)相卡接；

所述第一正极连接端子(126)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(127)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：

放电回路(128)，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(127)转动连接的第一导线(129)；

所述熔断器(124)导通所述第一正极连接端子(126)和第二正极连接端子(127)之间的连接时，所述第一导线(129)的第二端与所述熔断器(124)相抵接；

所述熔断器(124)断开第一正极连接端子(126)和第二正极连接端子(127)之间的连接时，所述第一导线(129)的第二端与所述放电回路(128)电连接。

3.根据权利要求2所述的电池包高压隔离装置，其特征在于，所述放电回路(128)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(124)断开第一正极连接端子(126)和第二正极连接端子(127)之间的连接时，所述第一导线(129)的第二端与所述放电电阻电连接。

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，所述第一维修模块还包括：负极开关(120)，所述负极开关(120)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。

5.根据权利要求1所述的电池包高压隔离装置，其特征在于，所述电池包高压隔离装置还包括：第二维修模块(14)和整车控制器(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。

6.根据权利要求5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。

7.一种电池包高压隔离控制方法，应用于如权利要求5或6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电池包当前工作参数以及高压系统当前工作参数；

所述整车控制器根据所述电池包当前工作参数、所述高压系统当前工作参数以及预设的老化速度模型，计算得到电动汽车的当前老化等级；

在所述电动汽车的当前老化等级大于预设老化阈值时，所述整车控制器获取所述电动汽车的当前行驶车速；

在所述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。

8.根据权利要求7所述的电池包高压隔离控制方法，其特征在于，所述预设的老化速度模型是根据电池包老化前后数据以及高压系统老化前后数据，得到的。

9.根据权利要求8所述的电池包高压隔离控制方法，其特征在于，根据电池包老化前后数据以及高压系统老化前后数据，得到所述预设的老化速度模型，包括：

所述整车控制器获取电池包老化前后数据，并根据所述电池包老化前后数据，建立电池包全新模型和电池包老化模型；

根据所述电池包全新模型和电池包老化模型，建立电池包老化速度模型；

所述整车控制器获取高压系统老化前后数据，并根据所述高压系统老化前后数据，建立高压系统全新模型和高压系统老化模型；

根据所述高压系统全新模型和高压系统老化模型，建立高压系统老化速度模型。

10.根据权利要求7所述的电池包高压隔离控制方法，其特征在于，在所述整车控制器获取所述电动汽车的当前行驶车速的步骤之后，还包括：

在所述当前行驶车速大于或者等于所述预设速度阈值时，向电动汽车的仪表灯发送点亮信号。

11.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的电池包高压隔离装置。