CN113954644A - 使用低压开关的车辆电气系统的断开 - Google Patents

使用低压开关的车辆电气系统的断开 Download PDF

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Abstract

本发明涉及使用低压开关的车辆电气系统的断开。一种用于车辆的电力系统(100、200)，包括：危险电压互锁回路(HVIL)电路(106)，其被配置成将高压能量源(102)与高压系统(104)断开；低压能量源(108)，其耦合到HVIL电路，用于为HVIL电路提供操作电力；和断路器(110)，其可操作以断开低压能量源和HVIL电路之间的连接，其中，HVIL电路被配置成如果低压能量源与HVIL电路断开，则将高压能量源与高压系统断开。

Description

使用低压开关的车辆电气系统的断开
技术领域
本发明涉及一种电动车辆中的安全系统。特别地，本发明涉及一种用于从电动车辆中的高压系统断开高压电源的系统和方法。
本发明适用于卡车、公共汽车、工业建筑机械等领域的电动和混合动力车辆。虽然本发明将参考卡车进行描述，但本发明不限于这种特定车辆，还可以用于其他电动车辆。
背景技术
在包括电动或混合动力驱动系统的车辆中，能够安全地将高压能量源与其他高压车辆系统断开，例如以允许以安全的方式保养和修理车辆，是很重要的。通常存在手动地关闭或以其他方式断开高压系统的方法。然而，由于利用未正确关闭的高压系统进行工作可能存在巨大危险，因此期望备用系统来确保对于用户没有可接近的高压组件。
此外，在发生事故时，救援人员需要确保车辆的高压组件与高压电源断开，以便防止人员暴露于危险的电压电平。一种已知的断开高压能量源的方法是使用高压互锁回路(HVIL)，HVIL被实施为确保高压系统可以被断电，由此安全地断开。
然而，在紧急情况下，可能难以定位和发现断开与高压系统的连接的合适的位置。因而，期望提供一种用于安全地断开车辆中的高压能量源的改进系统。
发明内容
本发明的目标在于提供一种改进系统，以提供车辆中的高压系统的安全切断。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的电力系统。该电力系统包括：危险电压互锁回路(HVIL)电路，其被配置成将高压能量源与由高压能量源供电的高压系统断开，低压能量源，其被耦合到HVIL电路，用于为HVIL电路提供操作电力；和断路器，其可操作以断开低压能量源和HVIL电路之间的连接。HVIL电路进一步被配置成如果低压能量源与HVIL电路断开，则将高压能量源与高压系统断开。
HVIL电路被布置和配置成确保车辆的高压电源与高压系统之间的电连接能够可控且安全地断开。
本发明基于这样的认识，即可以通过切断对HVIL电路的供电来实现高压电源的安全断开，其中HVIL电路是低压连接。由此，试图将高压电源与车辆的高压电力系统断开的用户不必操作高压开关或接近高压系统。由于断路器不必靠近高压线路或HVIL电路本身，并且由于与高压开关相比更容易在车辆的合适位置布置低压开关，因此本发明还允许紧急关闭开关的更方便的位置。由此，所要求保护的发明提供了对高压电力系统的更方便和更安全的关闭，这在例如发生碰撞时或任何其他紧急情况下是有利的。
根据本发明的一个实施例，断路器被有利地布置成从车辆外部可接近。通过提供对断路器的便捷接近，诸如救援人员、机械师等的用户可以轻松找到并使用断路器，以确保高压系统与高压能量源断开，并确保在车辆上安全工作，而无需打开引擎盖、车门等。
根据本发明的一个实施例，断路器优选地被配置成手动地可操作。由此，不需要工具来断开连接，进一步简化了断路器的操作并提高了用户安全性。断路器也可适于在戴手套时容易操作。
根据本发明的一个实施例，断路器被配置成物理地断开低压能量源与HVIL电路之间的连接。因而，断路器可以包括机械开关元件，其被布置成物理地切断低压能量源与HVIL电路之间的连接。HVIL电路随后将继而断开高压连接。
根据本发明的一个实施例，断路器进一步包括视觉标识符，视觉标识符被配置成增强断路器关于车辆的可见性。这使得用户更容易快速定位断路器，由此有利于在紧急情况下快速断开高压系统。视觉标识符可以例如是亮色、箭头或其他标记，或者是它们的组合。
在本发明的一个实施例中，电力系统包括布置在车辆的相对侧处的两个断路器，其中每个断路器均被配置成断开低压能量源与HVIL电路之间的连接。在车辆翻倒以致无法接近车辆的一侧的事故的情况下，能够接近车辆两侧上的断路器是有利的。
根据本发明的一个实施例，HVIL电路包括第一接触器，其被布置成将高压能量源的正极与高压系统断开。此外，HVIL电路可以包括第二接触器，其被布置成将高压能量源的负极与高压系统断开。
根据本发明的一个实施例，低压能量源被配置成具有在12至48V范围内的操作电压并且高压系统被配置成具有高于400V的操作电压。因而，低压电源可以是传统的车辆电池或重型车辆(诸如卡车或公共汽车)的电池，而高压系统可以是由在400V或更高电压下运行的电池供电的用于车辆推进的系统。因而，高压系统可以包括用于车辆推进的电动机，或者在工作机器的情况下，包括用于操作工作机器的机具或其他功能的一个或多个电动机。
本发明的进一步优点和有利特征在以下说明和从属权利要求中公开。
附图说明
参考附图，下面是作为示例引用的本发明的实施例的更详细说明。
在附图中：
图1是根据本发明的实施例的电力系统的示意图；
图2是根据本发明的另一实施例的电力系统的示意图；以及
图3是包括根据本发明的实施例的电力系统的车辆。
具体实施方式
在本详细说明中，主要参考卡车中的电力系统讨论根据本发明的电力系统的各种实施例。然而应注意，这绝不限制本发明的范围，因为所述的发明同样适用于其他类型的车辆，诸如小汽车、公共汽车和建筑车辆。所述的电力系统还可以用于诸如船只和轮船之类的海洋应用，以及包括高压电源的其他应用。
图1示意性地示出了用于车辆的电力系统100的电路示意图。由于电力系统100涉及车辆的高压系统的安全特征，因此它也可以被称为安全系统、切断系统等。电力系统100包括危险电压互锁回路(HVIL)电路106，其被配置成将高压能量源102与高压系统104断开。HVIL电路包括输入单元116、控制单元118和由接触器驱动器120控制的接触器112，并且HVIL电路耦合到低压能量源108，这里为电池108的形式，以向HVIL电路106供应操作电力。这里将接触器112示出为机电继电器，但也可能是机械断路器。原则上将可能使用固态半导体开关作为接触器。然而，能够承受高压系统的高电流的固态开关可能不如其他解决方案成本有效。
电力系统进一步包括断路器110，其可操作以断开低压能量源108和HVIL电路106之间的连接，其中，HVIL电路106被配置成如果低压能量源108与HVIL电路断开，就将高压能量源102与高压系统104断开。
典型的HVIL电路包括：电流源114；物理输出引脚；返回信号引脚，这里由输入单元116提供；以及测量设备和控制单元118，其可以检测回路是否闭合。当使用电流源114时，监控设备将知道从闭合回路期望什么样的电流，因此可以获得非常高的可靠性并且可以检测由电流源提供的电流的偏差，引起接触器112断开。HVIL电路在高压车辆系统中的使用是本领域技术人员已知的，因此在此不再进一步详细描述。
在本示例中，断路器110位于电池108和被配置成向HVIL电路供应电流的电流源114之间。由用户操作的开关110可以是信号电平设备或机械开关。
图2示意性地示出了根据本发明的另一实施例的用于车辆的电力系统200的示意图。在图2中，电力系统包括第二接触器202，其被布置成将高压能量源102的负极与高压系统104断开。通过断开两个极，通过降低单一故障情况的可能性而提高安全性。
图2的电力系统200还包括用于断开电池108和电流源114之间的连接的第二断路器206。与第一断路器110相比，第二断路器206例如可以被布置在车辆的相对侧上，使得如果车辆翻倒到一侧上，总有一个断路器可接近。在本示例中，第一断路器110被布置成断开电池108的正极和电源之间的连接，而第二断路器206被布置成断开电池的负极和电源之间的连接。然而，也将可能将多个断路器布置在同一极上。也将可能为系统配备两个以上的断路器。
图3是包括根据前述实施例中任一个的电力系统的车辆300。这里，电力系统100的断路器110可从车辆300的侧面可接近并且断路器可以优选地在不使用工具的情况下手动地操作。
应理解，本发明不限于上文所述和附图中所示的实施例；相反，本领域技术人员将认识到在所附权利要求的范围内可以做出许多改变和修改。

Claims (14)

1.一种用于车辆的电力系统(100、200)，所述电力系统包括：
危险电压互锁回路HVIL电路(106)，所述HVIL电路被配置成将高压能量源(102)与高压系统(104)断开；
低压能量源(108)，所述低压能量源被耦合到所述HVIL电路，用于为所述HVIL电路提供操作电力；和
断路器(110)，所述断路器可操作以断开所述低压能量源和所述HVIL电路之间的连接，其中，所述HVIL电路被配置成如果所述低压能量源与所述HVIL电路断开，则将所述高压能量源与所述高压系统断开。
2.根据权利要求1所述的电力系统，其中，所述断路器被布置成从所述车辆外部可接近。
3.根据上述权利要求中的任一项所述的电力系统，其中，所述断路器被配置成手动地可操作。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的电力系统，其中，所述断路器被配置成物理地断开所述低压能量源与所述HVIL电路之间的连接。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的电力系统，其中，所述断路器进一步包括视觉标识符，所述视觉标识符被配置成增强所述断路器关于所述车辆的可见性。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的电力系统，包括被布置在所述车辆的相对侧处的两个断路器(110、206)，其中，每个断路器均被配置成断开所述低压能量源与所述HVIL电路之间的连接。
7.根据上述权利要求中的任一项所述的电力系统，其中，所述HVIL电路包括第一接触器(112)，所述第一接触器被布置成将所述高压能量源的正极与所述高压系统断开。
8.根据上述权利要求中的任一项所述的电力系统，其中，所述HVIL电路包括第二接触器(202)，所述第二接触器被布置成将所述高压能量源的负极与所述高压系统断开。
9.根据权利要求7或8所述的电力系统，其中，所述第一和/或第二接触器为机电继电器开关。
10.根据上述权利要求中的任一项所述的电力系统，其中，所述HVIL电路包括电流源(114)，所述电流源被配置成向所述HVIL电路的功能组件供应电流。
11.根据上述权利要求中的任一项所述的电力系统，其中，所述低压能量源被配置成具有在12至48V范围内的操作电压。
12.根据上述权利要求中的任一项所述的电力系统，其中，所述高压系统被配置成具有高于400V的操作电压。
13.根据上述权利要求中的任一项所述的电力系统，其中，所述高压系统包括用于车辆推进的电动机。
14.一种包括根据上述权利要求中的任一项所述的电力系统(100)的车辆(300)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024044446A1 (en) * 2022-08-23 2024-02-29 Caterpillar Inc. Dual pole high voltage disconnect

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101391579A (zh) * 2007-09-18 2009-03-25 福特全球技术公司 高电压联锁系统和控制策略
CN103660953A (zh) * 2012-09-05 2014-03-26 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有簧片继电器的高压互锁回路（“hvil”）开关
US10274532B1 (en) * 2017-10-30 2019-04-30 Nio Usa, Inc. Resilient high-voltage interlock loop
WO2019110588A1 (de) * 2017-12-05 2019-06-13 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Schutzvorrichtung und verfahren zur absicherung eines hochvoltnetzes sowie elektrisches antriebssystem
US20190184835A1 (en) * 2016-09-19 2019-06-20 Volvo Truck Corporation Hazardous voltage interlock loop system
CN109986969A (zh) * 2019-03-22 2019-07-09 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 一种基于低压双重控制切高压电路的装置
CN209274363U (zh) * 2018-11-29 2019-08-20 深圳新恒业动力科技有限公司 动力电池高压互锁检测及控制电路

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3350189B2 (ja) * 1993-04-30 2002-11-25 本田技研工業株式会社 電気自動車用バッテリボックス装置
DE102009036672A1 (de) 2009-08-07 2010-05-06 Daimler Ag Niedervoltsicherheitsschalter für ein Hochvoltsystem eines Kraftfahrzeugs
TR201809981T4 (tr) * 2011-02-18 2018-08-27 Tofas Tuerk Otomobil Fabrikasi Anonim Sirketi Elektrikli ve hibrit araçlar için bir güvenlik sistemi.
US20140320299A1 (en) * 2013-04-25 2014-10-30 Alcatel-Lucent Usa, Inc. Protection device and power distribution unit including the same
US9722438B2 (en) * 2014-02-10 2017-08-01 Yazaki North America, Inc. Integrated power output service disconnect

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101391579A (zh) * 2007-09-18 2009-03-25 福特全球技术公司 高电压联锁系统和控制策略
CN103660953A (zh) * 2012-09-05 2014-03-26 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有簧片继电器的高压互锁回路（“hvil”）开关
US20190184835A1 (en) * 2016-09-19 2019-06-20 Volvo Truck Corporation Hazardous voltage interlock loop system
US10274532B1 (en) * 2017-10-30 2019-04-30 Nio Usa, Inc. Resilient high-voltage interlock loop
WO2019110588A1 (de) * 2017-12-05 2019-06-13 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Schutzvorrichtung und verfahren zur absicherung eines hochvoltnetzes sowie elektrisches antriebssystem
CN209274363U (zh) * 2018-11-29 2019-08-20 深圳新恒业动力科技有限公司 动力电池高压互锁检测及控制电路
CN109986969A (zh) * 2019-03-22 2019-07-09 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 一种基于低压双重控制切高压电路的装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024044446A1 (en) * 2022-08-23 2024-02-29 Caterpillar Inc. Dual pole high voltage disconnect

Also Published As

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