CN112140938A - 一种动力电池可更换车辆的安全防护方法及系统 - Google Patents

一种动力电池可更换车辆的安全防护方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种动力电池可更换车辆的安全防护方法，包括：采集动力电池与车辆的连接状态；判断动力电池与车辆是否连接；若否，则获取车辆的启停状态；当车辆处于未上电停车状态时，则禁止车辆上高压；当车辆处于已上电行驶状态时，则将电机驱动功率降为零。本发明还了一种动力电池可更换车辆的安全防护系统，包括：检测装置、整车控制器、电池管理系统以及电机控制器，整车控制器用于根据检测装置检测到的连接状态信息和车辆的启停状态控制电池管理系统和电机控制器工作。通过采集动力电池与车辆的连接状态，根据车辆的行驶状态，以对车辆进行相应的控制，可保证动力电池在连接可靠的情况下驾驶车辆，因此可提高车辆的安全性。

Description

一种动力电池可更换车辆的安全防护方法及系统
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种动力电池可更换车辆的安全防护方法及系统。
背景技术
随着对环境保护的重视，纯电动车辆的应用也越来越广泛，但纯电动车有一个重要的缺点就是续航里程短，充电时间长。
为了解决上述问题，目前通常采用可快速更换电池系统的方案，可很好的解决充电时间短的问题。通过建立专用的换电站，备用电池在站内充满电，电池电量低需要补电的车，到站内直接更换电池即可，相比于充电时间大大缩短，提升了车辆的使用效率。
但是在更换完动力电池之后，如何保证动力电池与整车的电气接口的可靠连接对车辆的行驶安全至关重要。
因此，如何保证动力电池可更换车辆的安全性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种动力电池可更换车辆的安全防护方法及系统，能够有效保证车辆的安全性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种动力电池可更换车辆的安全防护方法，包括：
采集动力电池与车辆的连接状态；
判断所述动力电池与所述车辆是否连接；
若否，则获取所述车辆的启停状态；
当所述车辆处于未上电停车状态时，则禁止车辆上高压；
当所述车辆处于已上电行驶状态时，则将电机驱动功率降为零。
优选地，所述采集动力电池与车辆的连接状态，具体包括：采集锁止销的位置信息和/或采集电气连接器的连接信息，所述锁止销用于通过其伸缩实现所述动力电池与车架的连接或断开。
优选地，当将电机驱动功率降为零后，检测所述车辆的车速，当所述车速低于预设阈值时，断开高压。
优选地，当所述动力电池与所述车辆未连接时，若所述车俩处于准备充电停车状态时，则禁止充电。
一种动力电池可更换车辆的安全防护系统，包括：检测装置、整车控制器、电池管理系统以及电机控制器，所述整车控制器分别与所述检测装置和所述电池管理系统以及所述电机控制器连接，所述检测装置用于检测动力电池与车辆的连接状态信息并将所述连接状态信息发送给所述整车控制器，所述整车控制器用于根据所述连接状态信息和车辆的启停状态控制所述电池管理系统和所述电机控制器工作。
优选地，所述检测装置包括锁止销位置传感器，所述锁止销传感器用于检测车架上的锁止销是否与所述动力电池相连接。
优选地，所述检测装置包括连接器确认传感器，所述连接器确认传感器用于检测所述动力电池是否通过电气连接器与车辆连接。
优选地，还包括与所述检测装置连接的报警装置，所述报警装置用于当所述检测装置检测到所述动力电池与所述车辆未连接时，发出报警信号。
优选地，所述报警装置为显示器。
优选地，所述报警装置为语音警示器。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明所提供的一种动力电池可更换车辆的安全防护方法，包括：采集动力电池与车辆的连接状态；判断动力电池与车辆是否连接；若否，则获取车辆的启停状态；当车辆处于未上电停车状态时，则禁止车辆上高压；当车辆处于已上电行驶状态时，则将电机驱动功率降为零。通过采集动力电池与车辆的连接状态，根据车辆的行驶状态，以对车辆进行相应的控制，可保证动力电池在连接可靠的情况下驾驶车辆，因此可提高车辆的安全性。
本发明还提供了一种动力电池可更换车辆的安全防护系统，包括：检测装置、整车控制器、电池管理系统以及电机控制器，整车控制器分别与检测装置和电池管理系统以及电机控制器连接，检测装置用于检测动力电池与车辆的连接状态信息并将连接状态信息发送给整车控制器，整车控制器用于根据连接状态信息和车辆的启停状态控制电池管理系统和电机控制器工作。当动力电池更换之后，通过检测装置检测动力电池与车辆的连接状态信息，通过整车控制器可确定目前动力电池是否与车辆可靠连接，若没有进行可靠连接，可禁止车辆上高压，禁止充电以及禁止动力输出等作业，待动力电池连接可靠之后，才可进行相应的作业，因此可提高车辆的安全性能。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种动力电池可更换车辆的安全防护方法的流程示意图；
图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种动力电池可更换车辆的安全防护系统的结构示意图；
图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种动力电池可更换车辆的安全防护系统的控制原理示意图。
附图标记如下：
1为锁止销位置传感器，2为车架，3为锁止销，4为电气连接器，5为连接器确认传感器，6为动力电池，7为整车控制器，8为电机控制器，9为电池管理系统。
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，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种动力电池可更换车辆的安全防护方法的流程示意图。
本发明实施例所提供的一种动力电池可更换车辆的安全防护方法，包括以下步骤：
S100：采集动力电池与车辆的连接状态。动力电池的外部框架与车架存在连接关系，动力电池还通过电气连接器与车辆存在电连接关系，例如当动力电池通过锁止销与车架进行可拆卸连接时，当锁止销伸出时，动力电池与车架处于固定连接的状态，当锁止销回缩时，动力电池与车架处于分离状态，因此可通过锁止销位置传感器采集锁止销的位置。此外可通过连接器确认传感器来检测动力电池与车辆的电连接关系。需要说明的是，锁止销只是用于实现动力电池与车辆可拆卸连接的一种连接件，当动力电池通过其它可拆卸连接件来连接动力电池与车辆时，因此只要是可以用于检测两个零部件连接关系的传感器均可。
S200：判断动力电池与车辆是否连接。当锁止销位置传感器检测到锁止销伸出时，说明动力电池与车架连接可靠，当检测到锁止销回缩时，说明动力电池与车架连接处于不稳定的状态。若动力电池与车辆处于未连接的状态，即锁止销缩回或电气连接器为可靠连接时，则进入下一步骤：
S300：获取车辆的启停状态。车辆的启停状态可通过整车控制器来获取。整车控制器根据车辆的启停状态，控制电机控制器或电池管理系统做出以下工作：
S400：当车辆处于未上电停车状态时，则禁止车辆上高压。如车辆处在停车，准备行车状态，各高压用电器均未通高压电，各高压回路通断控制继电器均处断开状态，启动车辆时，整车控制器通过锁止销位置传感器获取到锁止销未伸出，或通过连接器确认传感器获取到电气连接器未可靠连接时，整车控制器通过CAN报文发送信息告知电池管理系统禁止动力电池主负、主正高压继电器闭合。
S401：当车辆处于已上电行驶状态时，则将电机驱动功率降为零。如车辆处在行驶过程中，整车控制器通过锁止销位置传感器获取到锁止销未伸出，或通过连接器确认传感器获取到电气连接器未可靠连接，且该状态持续两秒时，为了保证车辆行驶安全性，车辆控制器向电机控制器发出控制信号，以使电机驱动功率降为零，此时车辆处在无动力滑行减速状态，然后根据车辆的当前车速控制电池管理系统，当车速低于预设阈值时，可直接断开高压，例如当电机驱动功率降为零之后，若车速大于预设阈值5km/h，当车速降至5km/h以下时，整车控制器控制电池管理系统断开高压，如当电机驱动功率降为零之后，车速小于5km/h，整车控制器直接控制电池管理系统断开高压，以避免车辆在动力电池连接不稳定的状态下行驶，进而提高车辆的安全性能。
S402：若车俩处于准备充电停车状态时，则禁止充电。如车辆处在停车状态，准备充电时，各高压用电器均为通高压电，各高压回路通断控制继电器均处断开状态，插枪充电，整车控制器通过锁止销位置传感器获取到锁止销未伸出，或通过连接器确认传感器获取到电气连接器未可靠连接时，整车控制器通过CAN报文发送信息告知电池管理系统禁止电池充电继电器闭合，禁止充电。当动力电池完全与车辆连接可靠之后，才可进行充电，以避免接触不良而导致安全问题的出现。
请参考图2和图3，图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种动力电池可更换车辆的安全防护系统的结构示意图；图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种动力电池可更换车辆的安全防护系统的控制原理示意图。
本发明实施例还提供了一种动力电池6可更换车辆的安全防护系统，包括：检测装置、整车控制器7、电池管理系统9以及电机控制器8，整车控制器7分别与检测装置和电池管理系统9以及电机控制器8连接，具体地，整车控制器7通过CAN总线与电池管理系统9和电机控制器8连接，检测装置用于检测动力电池6与车辆的连接状态信息并将连接状态信息发送给整车控制器7，整车控制器7用于根据连接状态信息和车辆的启停状态控制电池管理系统9和电机控制器8工作。当动力电池6更换之后，通过检测装置检测动力电池6与车辆的连接状态信息，通过整车控制器7可确定目前动力电池6是否与车辆可靠连接，若没有进行可靠连接，可禁止车辆上高压，禁止充电以及禁止动力输出等作业，待动力电池6连接可靠之后，才可进行相应的作业，因此可提高车辆的安全性能。
具体地，当动力电池6的框架与车辆的车架2通过锁止销3连接时，由于在锁止销3伸出时与动力电池6连接，缩回时松开连接，因此可通过锁止销位置传感器1检测锁止销3的位置来确认动力电池6是否与车辆的车架2进行有效的连接；另外检测装置还包括连接器确认传感器5，连接器确认传感器5用于检测动力电池6是否通过电气连接器4与车辆进行电连接。
需要说明的是，锁止销位置传感器1只是当动力电池6与车辆的车架2通过锁止销3连接时采用的传感器，当动力电池6通过其它可拆卸零部件与车辆连接时，应采用可检测该拆卸零部件锁止和松开状态的传感器，具体可根据实际情况进行选择，本实施例对此不做限定，另外上述锁止销3传感器和连接器确认传感器5可参考现有技术，本实施例对此不再赘述。
具体地，车辆处在停车，准备行车状态，各高压用电器均未通高压电，各高压回路通断控制继电器均处断开状态，启动车辆时，整车控制器7通过锁止销位置传感器1获取到锁止销3未伸出，或通过连接器确认传感器5获取到电气连接器4未可靠连接时，整车控制器7通过CAN报文发送信息告知电池管理系统9禁止动力电池6主负、主正高压继电器闭合。
车辆处在行驶过程中，整车控制器7通过锁止销位置传感器1获取到锁止销3未伸出，或通过连接器确认传感器5获取到电气连接器4未可靠连接，且该状态持续两秒时，为了保证车辆行驶安全性，车辆控制器向电机控制器8发出控制信号，以使电机驱动功率降为零，此时车辆处在无动力滑行减速状态，然后根据车辆的当前车速控制电池管理系统9，当车速低于预设阈值时，可直接断开高压。例如当电机驱动功率降为零之后，若车速大于预设阈值5km/h，当车速降至5km/h以下时，整车控制器7控制电池管理系统9断开高压，如当电机驱动功率降为零之后，车速小于5km/h，整车控制器7直接控制电池管理系统9断开高压，以避免车辆在动力电池6连接不稳定的状态下行驶，进而提高车辆的安全性能。
车辆处在停车状态，准备充电时，各高压用电器均为通高压电，各高压回路通断控制继电器均处断开状态，插枪充电，整车控制器7通过锁止销位置传感器1获取到锁止销3未伸出，或通过连接器确认传感器5获取到电气连接器4未可靠连接时，整车控制器7通过CAN报文发送信息告知电池管理系统9禁止电池充电继电器闭合，禁止充电。当动力电池6完全与车辆连接可靠之后，才可进行充电，以避免接触不良而导致安全问题的出现。
进一步地，还包括与检测装置连接的报警装置，其中报警装置可以为显示器和/或语音警示器，当检测装置检测到动力电池6与车辆未连接时，报警装置发出报警信号，以提醒驾驶员动力电池6未与车辆进行可靠连接，以便于驾驶员及时作出相应的操作，进而提高驾驶的安全性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的一种动力电池可更换车辆的安全防护方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池可更换车辆的安全防护方法，其特征在于，包括：
采集动力电池与车辆的连接状态；
判断所述动力电池与所述车辆是否连接；
若否，则获取所述车辆的启停状态；
当所述车辆处于未上电停车状态时，则禁止车辆上高压；
当所述车辆处于已上电行驶状态时，则将电机驱动功率降为零。
2.根据权利要求1所述的安全防护方法，其特征在于，所述采集动力电池与车辆的连接状态，具体包括：采集锁止销的位置信息和/或采集电气连接器的连接信息，所述锁止销用于通过其伸缩实现所述动力电池与车架的连接或断开。
3.根据权利要求1所述的安全防护方法，其特征在于，当将电机驱动功率降为零后，检测所述车辆的车速，当所述车速低于预设阈值时，断开高压。
4.根据权利要求1至3任一项所述的安全防护方法，其特征在于，当所述动力电池与所述车辆未连接时，若所述车俩处于准备充电停车状态时，则禁止充电。
5.一种动力电池可更换车辆的安全防护系统，其特征在于，包括：检测装置、整车控制器、电池管理系统以及电机控制器，所述整车控制器分别与所述检测装置和所述电池管理系统以及所述电机控制器连接，所述检测装置用于检测动力电池与车辆的连接状态信息并将所述连接状态信息发送给所述整车控制器，所述整车控制器用于根据所述连接状态信息和车辆的启停状态控制所述电池管理系统和所述电机控制器工作。
6.根据权利要求5所述的安全防护系统，其特征在于，所述检测装置包括锁止销位置传感器，所述锁止销传感器用于检测车架上的锁止销是否与所述动力电池相连接。
7.根据权利要求5或6所述的安全防护系统，其特征在于，所述检测装置包括连接器确认传感器，所述连接器确认传感器用于检测所述动力电池是否通过电气连接器与车辆连接。
8.根据权利要求5所述的安全防护系统，其特征在于，还包括与所述检测装置连接的报警装置，所述报警装置用于当所述检测装置检测到所述动力电池与所述车辆未连接时，发出报警信号。
9.根据权利要求8所述的安全防护系统，其特征在于，所述报警装置为显示器。
10.根据权利要求8所述的安全防护系统，其特征在于，所述报警装置为语音警示器。
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