CN113459811A - 用于车辆碰撞事故后的高电压风险的警示系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆碰撞事故后针对高电压风险的警示系统，至少包括：气囊控制单元，配置成用于检测和发送碰撞信号；高压检测单元，配置成用于检测和发送高电压信号；绝缘检测单元，配置成用于检测和发送绝缘电阻信号；高压危险提醒控制器，配置成用于接收碰撞信号、高电压信号和绝缘电阻信号并且基于这些信号评估是否存在高电压风险；显示单元，配置成用于使高压危险提醒控制器的评估结果可视化。本发明还涉及一种相应的警示方法。能够为驾驶人员或救助人员提供准确的判断依据，在存在电泄露时降低触电风险，提高救援效率。

Description

用于车辆碰撞事故后的高电压风险的警示系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆、尤其是纯电动车辆在碰撞事故后针对高电压风险的警示系统。此外，本发明还涉及一种用于车辆的在碰撞事故后警示高电压风险的方法。

背景技术

近年来，随着汽车保有量的增加，道路上的车辆越来越密集，车辆间的碰撞事故也随之增多。同时，由于环境污染和能源短缺的问题日益严峻，利用具有高压动力电池的新能源车辆、尤其是纯电动车辆来取代传统的内燃机车辆已成为趋势。

然而，这也带来了新的安全挑战，电动车辆在碰撞事故中发生严重变形时，可能导致动力电池、高压线路、高压负载元件破损，由此导致电泄露问题或者说高电压风险。普通的车辆驾驶人员对于电动汽车的高电压防护没有相关的专业知识，盲目操作可能有触电风险，甚至危及生命；而具备专业知识的消防或救助人员也无法在无专业设备检测情况下准确地判断出贸然操纵车辆是否有触电风险，影响抢救效率并且耽误救援时间。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种用于车辆、尤其是纯电动车辆在碰撞事故后针对高电压风险的警示系统，所述警示系统能够在碰撞事故发生后准确地评估出是否存在高电压风险，并根据评估结果显示出相应的可视化的警示标志，由此为驾驶人员或救助人员提供准确的判断依据，从而在存在电泄露时降低触电风险并且提高救援效率。本发明的目的还在于提出一种相应的用于车辆的在碰撞事故后警示高电压风险的方法。

根据本发明的第一方面，提出一种用于车辆、尤其是纯电动车辆在碰撞事故后针对高电压风险的警示系统，所述警示系统至少包括：

-气囊控制单元，所述气囊控制单元配置成用于检测和发送碰撞信号；

-高压检测单元，所述高压检测单元配置成用于检测和发送高电压信号；

-绝缘检测单元，所述绝缘检测单元配置成用于检测和发送绝缘电阻信号；

-高压危险提醒控制器，所述高压危险提醒控制器配置成用于接收所述碰撞信号、所述高电压信号和所述绝缘电阻信号并且基于这些信号评估是否存在高电压风险；

-显示单元，所述显示单元配置成用于使所述高压危险提醒控制器的评估结果可视化。

根据本发明的警示系统能够基于借助气囊控制单元检测的碰撞信号判断车辆是否发生碰撞事故，并且基于分别借助高压检测单元和绝缘检测单元检测的高电压信号和绝缘电阻信号确定，车辆的高压动力电池与负载之间的高电压连接是否断开并且车辆的动力电池、连接导线以及高压负载的绝缘电阻是否满足要求，从而通过高压危险提醒控制器快速和可靠地评估出当前车辆是否具有高电压风险并且将评估结果发送给显示单元，该显示单元能够显示出关于高电压风险的评估结果。由此能够给事故车辆附近的人员针对该车辆的电泄露情况提供准确和可靠的提醒或警示，尽可能降低相关人员由于接触车辆而受伤的风险，同时节省了使用专业设备进行检测的时间并且由此提高了救援效率。在夜晚情况下，上述优点尤为突出。

根据本发明的示例性实施例，在根据所述碰撞信号判断出发生碰撞事故的情况下，当所述高电压信号存在和/或所述绝缘电阻信号低于预先确定的阈值时，所述高压危险提醒控制器的评估结果为存在高电压风险，而当所述高电压信号不存在并且所述绝缘电阻信号高于所述预先确定的阈值时，所述高压危险提醒控制器的评估结果为不存在高电压风险。

根据本发明的示例性实施例，所述显示单元具有布置在所述车辆的车顶的后端位置处的投射仪。

根据本发明的示例性实施例，所述显示单元具有布置在车身周边的并联连接的多个LED灯，所述LED灯共同照射出警示保护区。

根据本发明的示例性实施例，根据所述高压危险提醒控制器的评估结果的不同，所述显示单元照射出不同颜色的光和/或显示出不同的警示标识。

根据本发明的示例性实施例，所述警示系统还包括供电单元，所述供电单元能够利用所述车辆本身的低压蓄电池给所述警示系统供电。

根据本发明的示例性实施例，所述供电单元还具有备用低压蓄电池，所述备用低压蓄电池布置在所述车辆的后备箱的底部。

根据本发明的示例性实施例，所述高压检测单元和所述绝缘检测单元集成到所述车辆的电池管理系统中。

根据本发明的示例性实施例，所述警示系统还包括声音警示单元，所述声音警示单元配置成用于以声音形式播放所述高压危险提醒控制器的评估结果。

本发明的第二方面提出一种用于车辆的在碰撞事故后警示高电压风险的方法，所述方法通过根据本发明的警示系统实施，所述方法至少包括以下步骤：

S1：根据检测的碰撞信号判断所述车辆是否发生碰撞事故；

S2：在所述车辆发生碰撞事故的情况下，基于检测的高电压信号和绝缘电阻信号评估是否存在高电压风险；

S3：使步骤S2中的评估结果可视化。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的警示系统的示意图；

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的警示系统的线路图；

图3示出了根据本发明的一个示意性实施例的用于警示高电压风险的方法的流程图；

图4示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于警示高电压风险的方法的详细流程图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在此，出于简要性的原因，具有相同附图标记的元件在附图中仅标出一次。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的警示系统100的示意图。

如图1所示，警示系统100用于具有高压动力电池的车辆、尤其是纯电动车辆，所述车辆也可以是混合动力汽车。在此，车辆的高压动力电池由至少一个电池模组、尤其多个电池模组组成，所述电池模组包括多个单体电池。为了动态地监测动力电池的端电压、温度和充放电电流等并且准确地估测动力电池的荷电水平，设置有电池管理系统10(BMS)，该电池管理系统具有分别针对各个电池模组的电池管理单元，所述电池管理单元连接在共同的BMS主板上，对此参见图2。

如图1所示，警示系统100具有高压检测单元20，该高压检测单元配置成用于检测和发送车辆的高电压信号，所述高电压信号例如包括动力电池的总电压、高电压负载的电压和快充接触器的电压等。在本发明的框架下，“高电压”应理解为使得车辆及其高电压负载能够正常运行的、通常处于300伏至800伏的范围内的电压，但该电压对人体伤害较大，甚至会危及生命。在本发明的框架下，“高电压负载”应理解为车辆中的基于高电压运行的电力设备，例如驱动电机、空调压缩机、直流充电机等。当高压检测单元20检测出存在高电压信号时，表明车辆的高压动力电池与耗电负载之间的电连接未断开并且高压动力电池仍在供电。

如图1所示，警示系统100具有绝缘检测单元30，该绝缘检测单元配置成用于检测和发送车辆的绝缘电阻信号，所述绝缘电阻信号例如包括高压动力电池的电池包壳体、高电压负载的外壳以及高压动力电池和高电压负载之间的连接导线处的绝缘电阻值。在此，绝缘检测单元30可以通过有源检测法或者说注入电压法检测出绝缘电阻信号，该电阻值的单位通常用兆欧(MΩ)。当检测出的绝缘电阻信号低于规定的阈值时，表明在车辆中出现绝缘失效，为此的原因例如是由于碰撞变形引起的绝缘材料破裂。

示例性地，高压检测单元20和绝缘检测单元30可以集成到车辆的电池管理系统10中并且将分别检测的高电压信号和绝缘电阻信号发送给电池管理系统10的BMS主板，由此可以避免增加额外的传感器来检测这些信号。

如图1所示，警示系统100还具有气囊控制单元(ACU)40，所述气囊控制单元配置成用于检测和发送车辆的碰撞信号。在此，气囊控制单元40示例性地布置在车辆的中控台或前排座椅下。当气囊控制单元40检测到碰撞信号时，表明车辆发生了碰撞事故。

如图1所示，警示系统100还具有高压危险提醒控制器50，该高压危险提醒控制器接收来自高压检测单元20的高电压信号、来自绝缘检测单元30的绝缘电阻信号以及来自气囊控制单元40的碰撞信号并且能够基于这些信号评估是否存在高电压风险。具体而言，在根据气囊控制单元40的碰撞信号判断出发生碰撞事故的情况下，当高压危险提醒控制器50接收到来自高压检测单元20的高电压信号和/或所接收的来自绝缘检测单元30的绝缘电阻信号低于预先确定的阈值时，那么高压危险提醒控制器50评估为高压电连接未断开和/或绝缘失效，由此评估结果为存在高电压风险；而当所述高电压信号不存在并且所述绝缘电阻信号高于所述预先确定的阈值时，那么高压危险提醒控制器50评估为高压电连接断开并且绝缘部件正常起作用，由此评估结果为不存在高电压风险。

如图1所示，警示系统100还具有显示单元60(参见图2)，该显示单元与高压危险提醒控制器50连接并且配置成用于使高压危险提醒控制器50的评估结果可视化。在本发明的框架下，“可视化”应理解为显示单元根据评估结果以视觉方式显示出相应的警示标识或内容。

示例性地，显示单元60包括布置在车辆的车顶的后端位置处的投射仪61。在此，车辆的车顶的后端位置在碰撞事故中较少发生损坏，由此能够在很大程度上保证投射仪61能够正常使用并且提供相应的警示作用。如图1所示，投射仪61可以在车辆尾部地面上照射出警示区域61-1并且显示出相应于评估结果的警示标识61-2，例如闪电符号或“危险！”等文字内容。

示例性地，显示单元60包括布置在车身周边的并联连接的多个LED灯62，所述LED灯共同照射出警示保护区62-1，以便提醒周围人员触电风险和保持安全距离。这些LED灯62即使在车辆发生翻滚倾覆或者其中某个LED灯出现损坏的情况下仍然能够形成有效的和清晰的警示保护区62-1。在此，也可以考虑使用车辆本身具有的示宽灯或示廓灯作为用于形成警示保护区的LED灯62。

示例性地，显示单元60还包括车辆内部的仪表板(在此未示出)，该仪表板能够将评估结果显示给车内乘客并且提醒其采取相应行动，以便避免受到高电压的伤害。

示例性地，根据高压危险提醒控制器50的评估结果的不同，显示单元60照射出不同颜色的光和/或显示出不同的警示标识。例如，当高压危险提醒控制器50的评估结果为存在高电压风险时，投射仪61照射出黄色或红色的警示区域61-1并且显示出“危险！”或闪电符号等警示标识61-2，LED灯62照射出黄色或红色的警示保护区62-1；而当高压危险提醒控制器50的评估结果为不存在高电压风险时，投射仪61照射出绿色的警示区域61-1并且显示出“安全”等警示标识61-2，LED灯62照射出绿色的警示保护区62-1。由此，相关人员能够容易地和清楚地辨别出是否存在高电压风险并且提高救援效率。

如图1所示，警示系统100还具有供电单元70，所述供电单元能够利用车辆本身的低压蓄电池给警示系统100、尤其是高压危险提醒控制器50和显示单元60供电。在此，低压蓄电池通常具有12伏的电压。

示例性地，供电单元70还具有布置在车辆的后备箱的底部的备用低压蓄电池71。当碰撞事故发生后车辆本身的低压蓄电池失效断电时，备用低压蓄电池71确保警示系统100能够正常运行并且显示单元60能够提供相应的警示。

示例性地，警示系统100还具有声音警示单元(未示出)，所述声音警示单元配置成用于以声音形式播放高压危险提醒控制器50的评估结果。由此能够使相关人员以多种形式更清楚地获知关于高电压风险的评估结果。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的警示系统100的线路图。

如图2所示，车辆的高压动力电池由多个、这里是两个电池模组210、220组成，这些电池模组根据需求能够串联连接或并联连接。在此，电池模组210、220分别通过电池管理系统10的相对应的电池管理单元11、12动态地监测，并且电池管理单元11、12连接在共同的BMS主板13上。

如图2所示，在电池模组210、220和BMS主板13之间连接有集成到电池管理系统10中的高压检测单元20和绝缘检测单元30，它们分别将检测到的高电压信号和绝缘电阻信号发送给BMS主板13。当然也可以考虑，高压检测单元20和绝缘检测单元30布置在本领域技术人员认为有意义的其它部位处，例如布置在高压动力电池和高电压负载之间。

如图2所示，BMS主板13通过CAN总线与车辆的整车控制器300连接并且将关于高压动力电池的状态的信息传递给整车控制器300，该整车控制器根据高压动力电池的状态进行相应的能量管理和调度。

如图2所示，BMS主板13与高压危险提醒控制器50连接并且将高压检测单元20的高电压信号和绝缘检测单元30的绝缘电阻信号传递给高压危险提醒控制器50。此外，高压危险提醒控制器50还与气囊控制单元40连接并且接收来自气囊控制单元40的碰撞信号。在此，高压危险提醒控制器50基于碰撞信号、高电压信号和绝缘电阻信号评估车辆的高电压风险。

如图2所示，高压危险提醒控制器50根据关于高电压风险的评估结果控制显示单元60显示出相应的警示标识。在此，显示单元60可选地包括彼此并联连接的投射仪61、车辆周边的LED灯62以及仪表板63，由此能够在不同情况下尽可能地确保相关人员了解到关于车辆的高压电风险的信息。

如图2所示，警示系统100的供电单元70分别给高压危险提醒控制器50和显示单元60供应电能。在此，供电单元70可以包括车辆本身的低压蓄电池和布置在车辆的后备箱的底部的备用低压蓄电池71。

图3示出了根据本发明的一个示意性实施例的用于警示车辆在碰撞事故后的高电压风险的方法的流程图。

如图3所示，所述方法包括以下步骤：

S1：根据碰撞信号判断车辆是否发生碰撞事故；

S2：在车辆发生碰撞事故的情况下，基于高电压信号和绝缘电阻信号评估车辆是否存在高电压风险；

S3：使步骤S2中的评估结果可视化。

图4示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于警示车辆在碰撞事故后的高电压风险的方法的详细流程图。

如图4所示，首先由气囊控制单元40实时地检测碰撞信号并且发送给高压危险提醒控制器50。如果高压危险提醒控制器50基于碰撞信号判断出没有发生碰撞，那么不启用警示系统；而如果高压危险提醒控制器50基于碰撞信号确认发生碰撞事故，那么高压危险提醒控制器50接收由高压检测单元20检测的高电压信号和由绝缘检测单元30检测的绝缘电阻信号并且基于这些信号评估车辆的高电压风险。在此，高压危险提醒控制器50的评估逻辑是，当高电压信号存在和/或绝缘电阻信号低于预先确定的阈值、例如0.5MΩ时，评估结果为存在高电压风险；而当高电压信号不存在并且绝缘电阻信号高于所述阈值时，评估结果为不存在高电压风险。根据评估结果，高压危险提醒控制器50控制显示单元60显示出不同的警示内容。示例性地，当评估结果为不存在高电压风险时，显示出安全标识、例如绿色的电池符号；而当评估结果为存在高电压风险时，显示出危险标识、例如黄色的闪电符号。

前面对于实施方式的阐释仅在所述示例的框架下描述本发明。当然，只要在技术上有意义，实施方式的各个特征能够自由地相互组合，而不偏离本发明的框架。

对于本领域的技术人员而言，本发明的其它优点和替代性实施方式是显而易见的。因此，本发明就其更宽泛的意义而言并不局限于所示和所述的具体细节、代表性结构和示例性实施例。相反，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的基本精神和范围的情况下进行各种修改和替代。

Claims (10)

1.一种用于车辆、尤其是纯电动车辆在碰撞事故后针对高电压风险的警示系统(100)，所述警示系统至少包括：

-气囊控制单元(40)，所述气囊控制单元配置成用于检测和发送碰撞信号；

-高压检测单元(20)，所述高压检测单元配置成用于检测和发送高电压信号；

-绝缘检测单元(30)，所述绝缘检测单元配置成用于检测和发送绝缘电阻信号；

-高压危险提醒控制器(50)，所述高压危险提醒控制器配置成用于接收所述碰撞信号、所述高电压信号和所述绝缘电阻信号并且基于这些信号评估是否存在高电压风险；

-显示单元(60)，所述显示单元配置成用于使所述高压危险提醒控制器(50)的评估结果可视化。

2.根据权利要求1所述的警示系统(100)，其特征在于，在根据所述碰撞信号判断出发生碰撞事故的情况下，当所述高电压信号存在和/或所述绝缘电阻信号低于预先确定的阈值时，所述高压危险提醒控制器(50)的评估结果为存在高电压风险，而当所述高电压信号不存在并且所述绝缘电阻信号高于所述预先确定的阈值时，所述高压危险提醒控制器(50)的评估结果为不存在高电压风险。

3.根据前述权利要求中任一项所述的警示系统(100)，其特征在于，所述显示单元(60)具有布置在所述车辆的车顶的后端位置处的投射仪(61)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的警示系统(100)，其特征在于，所述显示单元(60)具有布置在车身周边的并联连接的多个LED灯(62)，所述LED灯共同照射出警示保护区(62-1)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的警示系统(100)，其特征在于，根据所述高压危险提醒控制器(50)的评估结果的不同，所述显示单元(60)照射出不同颜色的光和/或显示出不同的警示标识。

6.根据前述权利要求中任一项所述的警示系统(100)，其特征在于，所述警示系统(100)还包括供电单元(70)，所述供电单元能够利用所述车辆本身的低压蓄电池给所述警示系统(100)供电。

7.根据权利要求6所述的警示系统(100)，其特征在于，所述供电单元(70)还具有备用低压蓄电池(71)，所述备用低压蓄电池布置在所述车辆的后备箱的底部。

8.根据前述权利要求中任一项所述的警示系统(100)，其特征在于，所述高压检测单元(20)和所述绝缘检测单元(30)集成到所述车辆的电池管理系统(10)中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的警示系统(100)，其特征在于，所述警示系统(100)还包括声音警示单元，所述声音警示单元配置成用于以声音形式播放所述高压危险提醒控制器(50)的评估结果。

10.一种用于车辆的在碰撞事故后警示高电压风险的方法，所述方法通过根据权利要求1至9中任一项所述的警示系统(100)实施，所述方法至少包括以下步骤：

S1：根据检测的碰撞信号判断所述车辆是否发生碰撞事故；

S2：在所述车辆发生碰撞事故的情况下，基于检测的高电压信号和绝缘电阻信号评估是否存在高电压风险；

S3：使步骤S2中的评估结果可视化。

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