CN110861500A - 一种电动汽车高压断电安全系统 - Google Patents

一种电动汽车高压断电安全系统 Download PDF

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CN110861500A CN201911039345.7A CN201911039345A CN110861500A CN 110861500 A CN110861500 A CN 110861500A CN 201911039345 A CN201911039345 A CN 201911039345A CN 110861500 A CN110861500 A CN 110861500A
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许建峰
吴传峰
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Hunan Hengrun Automobile Co Ltd
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Hunan Hengrun Automobile Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions

Abstract

本申请公开的电动汽车高压断电安全系统,与现有技术相比,包括:用于控制动力电池组通断的高压继电器;与所述高压继电器连接,用于控制高压继电器启闭的电池控制器;与所述电池控制器信号连接,用于识别汽车碰撞的碰撞检测单元;与所述电池控制器信号连接,用于识别安全气囊触发状态的安全气囊控制器。本申请提供的电动汽车高压断电安全系统,相较于现有技术而言,能够在受到较为严重的碰撞时,及时有效地进行高压断电,提高汽车对碰撞检测的准确性,确保驾乘人员的安全。

Description

一种电动汽车高压断电安全系统
技术领域
本申请涉及汽车车速切换控制技术领域,更具体地说,尤其涉及一种电动汽车高压断电安全系统。
背景技术
随着科技的发展,电动汽车受到越来越多的消费者关注,而与此同时,作为电动车的核心技术-高压动力电池的安全性,也变得越来越重要。电动汽车动力电池的高压如果发生故障,将对驾驶员及乘客造成危机生命的伤害,而在电动汽车发生碰撞事故时,整车状态不受控制,发生绝缘故障导致高压伤人的可能性极大,用户在购买电动汽车对电动汽车碰撞安全的可靠性与稳定性提出了更加严格的要求。
现有技术中,高压安全开关基本上依靠安全气囊传感器来检测是否发生碰撞,当车辆受到严重的碰撞,安全气囊传感器将气囊打开信号传递给整车控制器,整车控制器将危险信号传递给电池控制器,电池控制器立即向高压继电器发送断电指令,同时所述高压继电器对高压电路进行断开操作。由于在碰撞过程中由于整车CAN总线的损坏或过长,会导致电池管理系统与其他整车控制单元无法接收安全气囊发出的信号或接收信号延迟,或者因碰撞的速度及角度没有使安全气囊打开导致电池管理单元与其他整车控制单元无法正常执行相关安全保护策略,现有的方案难以及时有效断电,对驾驶员及乘客存在一定的安全隐患。
因此,如何提供一种电动汽车高压断电安全系统,能够在受到较为严重的碰撞时,及时有效地进行高压断电,提高汽车对碰撞检测的准确性,确保驾乘人员的安全,已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题,本申请提供一种电动汽车高压断电安全系统,能够在受到较为严重的碰撞时,及时有效地进行高压断电,提高汽车对碰撞检测的准确性,确保驾乘人员的安全。
本申请提供的技术方案如下:
本申请提供一种电动汽车高压断电安全系统,包括:用于控制动力电池组通断的高压继电器;与所述高压继电器连接,用于控制高压继电器启闭的电池控制器;与所述电池控制器信号连接,用于识别汽车碰撞的碰撞检测单元;与所述电池控制器信号连接,用于识别安全气囊触发状态的安全气囊控制器。
进一步地,在本发明一种优选的方式中,电动汽车高压断电安全系统还包括:设置在汽车保险杠上,用于实时监测汽车碰撞的碰撞传感器;所述碰撞检测单元用于读取所述碰撞传感器的数据,识别汽车碰撞。
进一步地,在本发明一种优选的方式中,电动汽车高压断电安全系统还包括:设置在汽车车架上,用于实时监测汽车车架形变的形变传感器;所述碰撞检测单元用于读取所述形变传感器的数据,识别汽车碰撞。
进一步地,在本发明一种优选的方式中,电动汽车高压断电安全系统还包括:设置在安全气囊上,用于实时监测安全气囊所处状态的安全气囊传感器;所述安全气囊控制器用于读取所述安全气囊传感器的数据,识别安全气囊触发状态。
进一步地,在本发明一种优选的方式中,电动汽车高压断电安全系统还包括:用于处理车辆运行数据的整车控制单元;所述整车控制单元、所述电池控制器、所述碰撞检测单元和所述安全气囊控制器之间信号连接。
进一步地,在本发明一种优选的方式中,电动汽车高压断电安全系统还包括:CAN总线;所述整车控制单元、所述电池控制器、所述碰撞检测单元和所述安全气囊控制器之间通过CAN总线信号连接。
进一步地,在本发明一种优选的方式中,电动汽车高压断电安全系统还包括:无线通信模块;所述整车控制单元、所述电池控制器和所述碰撞检测单元上设置有无线通信模块;所述整车控制单元、所述电池控制器和所述碰撞检测单元通过无线通信模块信号连接。
进一步地,在本发明一种优选的方式中,电动汽车高压断电安全系统还包括:用于实时监测动力电池组工作状态的电池传感器;所述电池传感器与所述电池控制器信号连接。
进一步地,在本发明一种优选的方式中,电动汽车高压断电安全系统还包括:用于切断动力电池组工作电路的熔断模块;所述熔断模块与电池控制器信号连接。
进一步地,在本发明一种优选的方式中,电动汽车高压断电安全系统还包括:与所述熔断模块和高压继电器并联,用于手动接通动力电池组工作电路的人工接电模块。
本发明提供的一种电动汽车高压断电安全系统,与现有技术相比,包括:用于控制动力电池组通断的高压继电器;与所述高压继电器连接,用于控制高压继电器启闭的电池控制器;与所述电池控制器信号连接,用于识别汽车碰撞的碰撞检测单元;与所述电池控制器信号连接,用于识别安全气囊触发状态的安全气囊控制器。在本申请提供的方案中,电池控制器通过接收识别碰撞检测单元和安全气囊控制器的触发信号,控制高压继电器对动力电池组的工作电路进行通断处理,以确保车辆在受到较为严重的碰撞时,能够及时有效地进行高压断电,确保驾乘人员的安全,提高汽车对碰撞事件检测的准确性,进而提高碰撞发生时汽车的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例,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获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电动汽车高压断电安全系统的信号连接示意图;
图2为本发明实施例提供的电动汽车高压断电安全系统的动力电池组电路连接示意图;
图3为本发明实施例提供的电动汽车高压断电安全系统的流程图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图对本申请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申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上,它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上;当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“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申请和简化描述,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申请的限制。
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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
须知,本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本申请可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
请如图1至图3所示,本申请实施例提供的电动汽车高压断电安全系统,包括:用于控制动力电池组通断的高压继电器1;与所述高压继电器1连接,用于控制高压继电器1启闭的电池控制器;与所述电池控制器信号连接,用于识别汽车碰撞的碰撞检测单元;与所述电池控制器信号连接,用于识别安全气囊触发状态的安全气囊控制器。
本发明实施例提供一种电动汽车高压断电安全系统,具体包括:用于控制动力电池组通断的高压继电器1;与所述高压继电器1连接,用于控制高压继电器1启闭的电池控制器2;与所述电池控制器2信号连接,用于识别汽车碰撞的碰撞检测单元3;与所述电池控制器2信号连接,用于识别安全气囊触发状态的安全气囊控制器4。在本申请提供的方案中,电池控制器2通过接收识别碰撞检测单元3和安全气囊控制器4的触发信号,控制高压继电器1对动力电池组的工作电路进行通断处理,以确保车辆在受到较为严重的碰撞时,能够及时有效地进行高压断电,确保驾乘人员的安全,提高汽车对碰撞事件检测的准确性,进而提高碰撞发生时汽车的安全性。
本发明实施例中,通过增加新的碰撞检测单元3,改变现有的信号传输方式,利用安全气囊传感器控制模块和碰撞检测单元3独立双向,向电池控制器2传输信号,且车辆启动前整车控制器9会对安全气囊控制模块和碰撞检测单元3进行通信检测,确保通信传输正常,安全气囊控制模块和碰撞检测单元3将采集信号(气囊传感器信号和碰撞传感器信号)通过CAN总线和无线传输方式传输给电池控制器2,取消通过整车控制器9再传输给电池控制器2的传输路径,提升传输效率,碰撞传感器设计采用类似地动仪原理,可以灵敏感知细微的震动,经碰撞检测单元3综合判别确认碰撞对车辆造成损伤,若存在安全隐患,碰撞检测单元3立即电池控制器2传输指令,当电池控制器2接受安全气囊控制模块或碰撞检测单元3任一信号指令,可立即向高压继电器1开关发送断电指令,可以提高汽车对碰撞事件检测的准确性,进而提高碰撞发生时汽车的安全性,有效避免因碰撞引发的车辆起火或漏电事故发生,有效保护驾乘人员安全。
具体地,在本发明实施例中,电动汽车高压断电安全系统还包括:设置在汽车保险杠上,用于实时监测汽车碰撞的碰撞传感器301;所述碰撞检测单元3用于读取所述碰撞传感器301的数据,识别汽车碰撞。
具体地,在本发明实施例中,电动汽车高压断电安全系统还包括:设置在汽车车架上,用于实时监测汽车车架形变的形变传感器;所述碰撞检测单元3用于读取所述形变传感器的数据,识别汽车碰撞。
具体地,在本发明实施例中,电动汽车高压断电安全系统还包括:设置在安全气囊上,用于实时监测安全气囊所处状态的安全气囊传感器401;所述安全气囊控制器4用于读取所述安全气囊传感器401的数据,识别安全气囊触发状态。
具体地,在本发明实施例中,电动汽车高压断电安全系统还包括:用于处理车辆运行数据的整车控制单元;所述整车控制单元、所述电池控制器2、所述碰撞检测单元3和所述安全气囊控制器4之间信号连接。
具体地,在本发明实施例中,电动汽车高压断电安全系统还包括:CAN总线5;所述整车控制单元、所述电池控制器2、所述碰撞检测单元3和所述安全气囊控制器4之间通过CAN总线5信号连接。
在本实施例中,整车控制器9、电池控制器2、安全气囊控制器4、车身碰撞检测单元3之间通过汽车的CAN总线进行连接,除此之外,整车控制器9,电池控制器2与动力电池组之间通过无线传输模块进行信息传输。另外,安全气囊控制器4与安全气囊传感器401之间通过导线连接,车身碰撞检测单元3与碰撞传感器301、形变传感器之间通过导线连接。
具体地,在本发明实施例中,电动汽车高压断电安全系统还包括:无线通信模块6;所述整车控制单元、所述电池控制器2和所述碰撞检测单元3上设置有无线通信模块6;所述整车控制单元、所述电池控制器2和所述碰撞检测单元3通过无线通信模块6信号连接。
具体地,在本发明实施例中,电动汽车高压断电安全系统还包括:用于实时监测动力电池组工作状态的电池传感器;所述电池传感器与所述电池控制器2信号连接。
具体地,在本发明实施例中,电动汽车高压断电安全系统还包括:用于切断动力电池组工作电路的熔断模块7;所述熔断模块7与电池控制器2信号连接。
在本实施例中,当汽车发生碰撞导致高压继电器无法正常控制动力电池组工作电路时,电池控制器通过电池传感器反馈的数据识别出动力电池组工作异常,则控制熔断模块直接断开动力电池组的工作电路。
具体地,在本发明实施例中,电动汽车高压断电安全系统还包括:与所述熔断模块7和高压继电器1并联,用于手动接通动力电池组工作电路的人工接电模块8。
需要说明的是,当汽车其他故障导致电池控制器控制高压继电器或熔断模块断开动力电池组工作电路后,汽车需要临时强制启动,则通过人工接电模块8将动力电池组的备用工作电路接通,从而能够继续驱动汽车运行。
更为具体地说明,在现有技术中,由于在碰撞过程中由于整车CAN总线的损坏或过长,会导致电池管理系统与其他整车控制单元无法接收安全气囊发出的信号或接收信号延迟,或者因碰撞的速度及角度没有使安全气囊打开导致电池管理单元与其他整车控制单元无法正常执行相关安全保护策略,不能及时有效的断电,存在危害驾驶员及乘客的安全。
现有高压安全开关基本上依靠安全气囊传感器401来检测是否发生碰撞,但是安全气囊开启是需要一定的车速和碰撞角度才能有效的打开,而在有些碰撞中车辆受损严重,而安全气囊却没有打开,表现出由于碰撞信号采集模式传递模式过于单一,电池控制器2与其他整车控制单元仅接收安全气囊发出的CAN信号,而往往在碰撞过程中由于整车CAN总线的损坏或过长,会导致电池控制器2与其他整车控制单元无法接收安全气囊发出的信号或接收信号延迟,电池控制器2与其他整车控制单元无法正常执行相关安全保护策略,可能导致无法及时有效的进行高压断电。
本发明实施例针对现有的不足,利用安全气囊传感器401控制模块和碰撞检测单元3独立双向,向电池控制器2传输信号,且车辆启动前整车控制器9会对安全气囊控制模块和碰撞检测单元3进行通信检测,确保通信传输正常,安全气囊控制模块和碰撞检测单元3将采集信号(气囊传感器信号和碰撞传感器301信号)通过CAN总线5和无线传输方式传输给电池控制器2,取消通过整车控制器9再传输给电池控制器2的传输路径,提升传输效率,碰撞传感器301设计采用类似地动仪原理,可以灵敏的感知细微的震动,经碰撞检测单元3综合判别确认碰撞对车辆造成损伤,若存在安全隐患,碰撞检测单元3立即电池控制器2传输指令,当电池控制器2接受安全气囊控制模块或碰撞检测单元3任一信号指令,可立即向高压继电器1开关发送断电指令,可以提高汽车对碰撞事件检测的准确性,进而提高碰撞发生时汽车的安全性。可以有效避免因碰撞引发的车辆起火或漏电事故发生,有效保护驾乘人员安全。
以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明,如图1所示,本发明包括整车控制器9、电池控制器2、动力电池组、安全气囊控制器4、安全气囊传感器401、车身碰撞检测单元3、碰撞传感器301。其中,整车控制器9、电池控制器2、安全气囊控制器4、车身碰撞检测单元3之间通过汽车的CAN总线进行连接。除此之外,安全气囊控制器4与电池控制器2之间以CAN总线进行信息传导,整车控制器9,电池控制器2与动力电池组之间通过无线传输模块进行信息传输,安全气囊控制器4与安全气囊传感器401之间通过导线连接。车身碰撞检测单元3与碰撞传感器301之间通过导线连接。除了CAN总线连接和导线连接这两种连接方式外,车身碰撞检测单元3,电池控制器2、车身控制器设置有用于实现无线通信的无线通信模块6。
如图2所示,电池控制器2组包括动力电池组、高压继电器1和用电负载(即动力电池组输出),高压继电器1的常开触头与电池管理单元的驱动输出端连接,通过控制主回路继电器的通断即可控制动力电池组与用电负载之间的通断。
如图3所示,高压断电流程是当安全气囊控制器4采集到安全气囊传感器401的电流信号,则将信号通过CAN信号传输给电池控制器2,或者是碰撞传感器301采集到碰撞信号将信号传输给碰撞检测单元3,碰撞检测单元3综合判别后,若对车辆造成安全隐患,则将信号通过无线信号传输给电池控制器2,电池控制器2将断电指令通过导向传输给继电器,从而进行高压断电。本系统各个与车辆碰撞安全相关联的控制器件(整车控制器9、电池控制器2、安全气囊控制器4、车身碰撞检测单元3、气囊传感器,碰撞传感器301,继电器)之间的连接方式有多种,CAN总线、导线和无线通信,电池控制器2接收到CAN信号、无线通信信号中的任意一种,均能够实现车辆的被动安全防护功能,以保护车辆的线束不受损坏,电路信号的传输互不影响,避免车辆起火和漏电的可能性,大大提高了车辆的安全性。碰撞检测单元3在电动汽车发生一般碰撞的条件下,电动汽车的动力马上被电池管理单元切断,防止了整车前冲造成的进一步伤害,在未发生严重损坏的情况下,整车可以恢复行车。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车高压断电安全系统,其特征在于,包括:
用于控制动力电池组通断的高压继电器;
与所述高压继电器连接,用于控制高压继电器启闭的电池控制器;
与所述电池控制器信号连接,用于识别汽车碰撞的碰撞检测单元;
与所述电池控制器信号连接,用于识别安全气囊触发状态的安全气囊控制器。
2.根据权利要求1所述的电动汽车高压断电安全系统,其特征在于,电动汽车高压断电安全系统还包括:设置在汽车保险杠上,用于实时监测汽车碰撞的碰撞传感器;所述碰撞检测单元用于读取所述碰撞传感器的数据,识别汽车碰撞。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车高压断电安全系统,其特征在于,电动汽车高压断电安全系统还包括:设置在汽车车架上,用于实时监测汽车车架形变的形变传感器;所述碰撞检测单元用于读取所述形变传感器的数据,识别汽车碰撞。
4.根据权利要求3所述的电动汽车高压断电安全系统,其特征在于,电动汽车高压断电安全系统还包括:设置在安全气囊上,用于实时监测安全气囊所处状态的安全气囊传感器;所述安全气囊控制器用于读取所述安全气囊传感器的数据,识别安全气囊触发状态。
5.根据权利要求4所述的电动汽车高压断电安全系统,其特征在于,电动汽车高压断电安全系统还包括:用于处理车辆运行数据的整车控制单元;所述整车控制单元、所述电池控制器、所述碰撞检测单元和所述安全气囊控制器之间通过信号连接。
6.根据权利要求5所述的电动汽车高压断电安全系统,其特征在于,电动汽车高压断电安全系统还包括:CAN总线;所述整车控制单元、所述电池控制器、所述碰撞检测单元和所述安全气囊控制器之间通过CAN总线信号连接。
7.根据权利要求6所述的电动汽车高压断电安全系统,其特征在于,电动汽车高压断电安全系统还包括:无线通信模块;所述整车控制单元、所述电池控制器和所述碰撞检测单元上设置有无线通信模块;所述整车控制单元、所述电池控制器和所述碰撞检测单元通过无线通信模块信号连接。
8.根据权利要求7所述的电动汽车高压断电安全系统,其特征在于,电动汽车高压断电安全系统还包括:用于实时监测动力电池组工作状态的电池传感器;所述电池传感器与所述电池控制器信号连接。
9.根据权利要求8所述的电动汽车高压断电安全系统,其特征在于,电动汽车高压断电安全系统还包括:用于切断动力电池组工作电路的熔断模块;所述熔断模块与电池控制器信号连接。
10.根据权利要求9所述的电动汽车高压断电安全系统,其特征在于,电动汽车高压断电安全系统还包括:与所述熔断模块和高压继电器并联,用于手动接通动力电池组工作电路的人工接电模块。
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CN112046429A (zh) * 2020-08-26 2020-12-08 宝能(广州)汽车研究院有限公司 用于车辆的安全控制系统和车辆

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