CN114641407B - 用于控制具有电动机的车辆的电池和接头之间的连接的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于控制电接头(11)和电池(12)之间的连接的连接控制装置(20)。该连接控制装置包括布置在电池的第一端子(121)和电接头的第一端子(111)之间的第一接触器(30)、布置在电池的第二端子(122)和电接头的第二端子(112)之间的第二接触器(40)、第一计算机(50)和第二计算机(60)。第一计算机(50)包括布置在供电线和第一接触器之间的高侧开关(51)、以及布置在第二接触器(40)和地线之间的低侧开关(52),并且第二计算机(60)包括布置在第一接触器和地线之间的低侧开关(62)、以及布置在供电线和第二接触器(40)之间的高侧开关(61)。
Description
技术领域
本发明属于具有电动机的车辆的领域,并且更具体地涉及用于控制一方面具有电动机的车辆的电接头(prise électrique)与另一方面所述车辆的电池(batterie)之间的连接的装置和方法,所述电池旨在向电动机供电。
背景技术
在具有电动机的、包括用于向电动机供电的可再充电电池的机动车辆中,需要通过将所述电池连接到充电站来定期地对所述电池再充电。为此,机动车辆配备有旨在与所述充电站的电连接器配合使用的电接头。
出于安全目的,电池不直接连接到机动车辆的电接头,而是经由被适配成将电池和电接头彼此连接/断开的连接控制装置。实际上,这种电池通常输送几百伏量级的电压,并且应当理解,如果这种电压持久存在于电接头处,则对于机动车辆的使用者来说将过于危险。
该连接控制装置特别地旨在确保只有电连接器接通电接头时电池才连接到所述电接头。当电连接器没有接通电接头时,则连接控制装置应确保电池与电接头断开,以免产生使用者在所述电接头上触电的风险。
因为它旨在解决人员安全问题,因此这种连接控制装置应特别稳健和可靠。特别是,这种连接控制装置应优选地符合由ISO 26262标准确立的约束,该标准是针对具有发动机的道路载具的安全系统的ISO(国际标准化组织)标准。ISO 26262标准定义了几个安全等级,用ASIL(汽车安全完整性等级)表示,这种连接控制装置优选地应遵守其中的最高安全等级(称为ASIL D)。这些约束使得这种连接控制装置的制造既复杂又昂贵。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种解决方案来弥补现有技术的解决方案的全部或一些限制,特别是上面讨论的那些限制,该解决方案使得能够降低连接控制装置的制造复杂性和成本,而不会降低所述连接控制装置的可靠性和稳健性。
为此,根据第一方面,本发明涉及一种用于在具有电动机的车辆中控制所述车辆的电接头和所述车辆的电池之间的连接的连接控制装置,所述电接头旨在与用于对所述电池充电的电连接器配合使用,并且所述电池旨在向所述车辆的电动机供电。连接控制装置包括布置在电池的第一端子和电接头的第一端子之间的第一接触器、布置在电池的第二端子和电接头的第二端子之间的第二接触器、第一计算机和第二计算机。第一接触器包括第一控制端子和第二控制端子,并且第二接触器包括第一控制端子和第二控制端子。
第一计算机包括布置在供电线和第一接触器的第一控制端子之间的高侧开关、以及布置在第二接触器的第二控制端子和地线之间的低侧开关。
第二计算机包括布置在第一接触器的第二控制端子和地线之间的低侧开关、以及布置在供电线和第二接触器的第一控制端子之间的高侧开关。
于是,电池的第一端子和第二端子分别通过第一接触器和第二接触器连接到电接头的第一端子和第二端子。众所周知,接触器(contacteur)是使得能够建立或中断电流通道的电工装置。于是,可以控制第一接触器,以便将电池的第一端子和电接头的第一端子彼此连接或断开。同样,可以控制第二接触器,以便将电池的第二端子和电接头的第二端子彼此连接或断开。
根据本发明,每个接触器还由两个分离的计算机控制,即第一计算机和第二计算机。于是,只有第一计算机和第二计算机同时授权连接时,电池才能连接到电接头。这样设置的有利之处在于,这使得能够相比于使用单个计算机降低每个计算机的复杂性。实际上,在连接控制装置应检查ASIL D安全等级的情况下,并且在单个计算机的情况下,则所述单个计算机应检查ASIL D安全等级。有了两计算机,引入的冗余使得连接控制装置能够检查ASIL D安全等级,其中两个计算机各自检查一个较低的安全等级,通常是ASIL B安全等级。制造检查ASIL B安全等级的两个计算机比制造检查ASIL D安全等级的一个计算机更简单、更便宜。
此外,第一计算机和第二计算机是对称的,因为这些计算机中的每一个将接触器之一的控制端子连接到供电线,并将另一接触器的控制端子连接到地线,每个接触器包括应连接到供电线的第一控制端子和应连接到地线的第二控制端子。由于这种对称性,第一计算机和第二计算机即使是分离的也可以包括许多相同的硬件部件和/或许多相同的软件部件,这使得能够进一步降低制造连接控制装置的复杂性和成本。
在特定实施例中,连接控制装置还可以包括单独采用或根据技术上可能的任何组合而采用的以下特征中的一个或多个。
在特定实施例中,第一计算机和第二计算机是相同的,也就是说,它们由相同的硬件部件和相同的软件部件构成。
这样设置使得能够进一步降低制造连接控制装置的复杂性和成本,特别是通过实现规模经济,而且还使得能够简化连接控制装置的验证和维护。
在特定实施例中,第一接触器的第一控制端子和第二接触器的第一控制端子通过相应的高侧电阻部件连接到供电线,并且第一接触器的第二控制端子和第二接触器的第二控制端子通过相应的低侧电阻部件连接到地线。
在特定实施例中,第一计算机包括处理电路,其被配置为:
- 测量第一接触器的第一控制端子处的电压并测量第二接触器的第二控制端子处的电压,
- 根据电压测量来诊断第一接触器和第二接触器。
在特定实施例中,第二计算机包括处理电路,其被配置为:
- 测量第一接触器的第二控制端子处的电压并测量第二接触器的第一控制端子处的电压,
- 根据电压测量来诊断第一接触器和第二接触器。
在特定实施例中,第一计算机和第二计算机通过通信总线连接,以便交换诊断信息和/或同步信息,所述第一计算机和所述第二计算机被配置为在虑及通过所述通信总线接收的诊断信息和/或同步信息的情况下控制每个高侧开关和每个低侧开关。
这样设置使得能够增强连接控制装置的可靠性,因为每个计算机能够虑及源自另一计算机的诊断信息和/或同步信息来确定它是否应授权车辆的电池和电接头之间的连接。
根据第二方面,本发明涉及一种车辆,其包括电动机、旨在向所述电动机供电的电池以及旨在与用于对所述电池充电的电连接器配合使用的电接头。该车辆还包括根据本发明的任何一个实施例的连接控制装置。
根据第三方面,本发明涉及一种连接控制方法,该方法由根据本发明的任何一个实施例的连接控制装置实现。连接控制方法包括当每个高侧开关和每个低侧开关处于断开状态时的以下步骤:
- 第一计算机诊断第一接触器,只有第一计算机在第一接触器处未检测到任何问题时,第一计算机才将所述第一计算机的高侧开关控制为闭合状态,
- 第一计算机诊断第二接触器,只有第一计算机在第二接触器处未检测到任何问题时,第一计算机才将所述第一计算机的低侧开关控制为闭合状态。
在特定实施例中,连接控制方法还可以包括单独采用或根据技术上可能的任何组合而采用的以下特征中的一个或多个。
在特定实施方式中:
- 只有第二计算机在第一接触器和/或第二接触器处没有检测到任何问题时,第一计算机才将第一计算机的高侧开关控制为闭合状态,并且
- 只有第二计算机在第一接触器和/或第二接触器处没有检测到任何问题时,第一计算机才将第一计算机的低侧开关控制为闭合状态。
在特定实施方式中,连接控制方法在第一计算机将低侧开关控制为了闭合状态之后并且在将高侧开关控制为闭合状态之前包括所述第一计算机诊断第一接触器的步骤,只有所述第一计算机在第一接触器处没有检测到任何问题时,第一计算机才将第一计算机的高侧开关控制为闭合状态。
在特定实施方式中,只有第一计算机从第二计算机接收到了指示所述第二计算机的低侧开关被控制为了闭合状态的同步信息时,所述第一计算机才将第一计算机的高侧开关控制为闭合状态。
在特定实施方式中,连接控制方法在第一计算机将高侧开关控制为了闭合状态之后并且在将低侧开关控制为闭合状态之前包括所述第一计算机诊断第一接触器的步骤,只有所述第一计算机在第一接触器处没有检测到任何问题时,第一计算机才将第一计算机的低侧开关控制为闭合状态。
在特定实施方式中,只有第一计算机从第二计算机接收到了指示所述第二计算机的高侧开关被控制为了闭合状态的同步信息时,所述第一计算机才将第一计算机的低侧开关控制为闭合状态。
附图说明
通过阅读下面的描述,本发明的其他特征和优点将变得更加明显。该描述纯粹是说明性的,应参考附图阅读,其中:
图1是具有电动机的车辆和车辆电池的充电站的示意图。
图2是连接控制装置的实施例的示意图。
图3是连接控制装置的优选实施例的示意图。
图4是示出连接控制方法的主要步骤的图。
图5是示出连接控制方法的优选实施方式的图。
具体实施方式
图1示意性地描绘了具有电动机的车辆10。“车辆(véhicule)”是指能在发动机的作用下运动的任何机器。于是,车辆10可以是摩托车、汽车、货车、卡车、公共汽车等。
如图1所示,车辆10包括用于向电动机(图中未示出)供电的电池12、以及经由连接控制装置20连接到电池12的电接头11。电接头11使得能够接通充电站90的电连接器91,以便对电池12再充电。连接控制装置20使得能够将电池12连接到电接头11,在这种情况下充电站90能对电池12进行充电,或者连接控制装置20使得能够使所述电池12与所述电接头11断开,在这种情况下不能对电池12充电。
图2示意性地描绘了连接控制装置20的实施例。
如图2所示,连接控制装置20包括第一接触器30和第二接触器40。众所周知,接触器是一种电工装置,它使得能够建立(接触器处于闭合状态)或中断(接触器处于断开状态)电流通道。
第一接触器30布置在电池12的第一端子121和电接头11的第一端子111之间。类似地,第二接触器40布置在电池12的第二端子122和电接头11的第二端子112之间。典型地,为了能够向电动机供电,当电池12满电时,电池12的第一端子121和第二端子122之间的电压的量级可以达几百伏(V)。当第一接触器30和第二接触器40处于闭合状态时,在电池12和电接头11之间流动的电流的数量级可以达几十安培(A)。
为了能够被控制为闭合状态或断开状态,第一接触器30包括第一控制端子31和第二控制端子32,并且第二接触器40包括第一控制端子41和第二控制端子42。
如图2所示,为了控制第一接触器30和第二接触器40,连接控制装置20还包括第一计算机50和第二计算机60,第二计算机60在硬件上与所述第一计算机50分离。
第一计算机50包括布置在供电线和第一接触器30的第一控制端子31之间的高侧开关51、以及布置在第二接触器40的第二控制端子42和地线之间的低侧开关52。
对称地,第二计算机60包括布置在第一接触器30的第二控制端子32和地线之间的低侧开关62、以及布置在供电线和第二接触器40的第一控制端子41之间的高侧开关61。
高侧开关51、61和低侧开关52、62例如是MOS晶体管。
供电线和地线之间的电压比电池12的第一端子121和第二端子122之间的电压小得多。供电线和地线之间的电压的数量级通常从几伏到几十伏。供电线和地线之间的电压通常由与电池12分离的车辆10的第二电池(图中未示出)提供,并且在这些端子之间提供的电压远小于电池12的电压。供电线和地线之间的电压在图中用Vcmd表示。
第一计算机50包括处理电路53,其被配置为控制所述第一计算机50的高侧开关51和低侧开关52。类似地,第二计算机60包括被配置为控制所述第二计算机60的高侧开关61和低侧开关62的处理电路63。
每个处理电路53、63包括例如一个或多个处理器和存储介质(磁性硬盘、电子存储器、光盘等),其上存储有计算机程序产品,其形式为要被执行以控制高侧开关51、61和低侧开关52、62的一组程序代码指令。替代地或附加地,每个处理电路53、63包括一个或多个可编程逻辑电路(FPGA、PLD等)和/或一个或多个专用集成电路(ASIC)和/或一组分立电子部件等,以便控制高侧开关51、61和低侧开关52、62。
换句话说,每个处理电路53、63对应于一组装置,其以软件(特定计算机程序产品)和/或硬件(FPGA、PLD、ASIC等)方式配置,以便控制高侧开关51、61和低侧开关52、62。
当第一计算机50的高侧开关51和第二计算机60的低侧开关62都处于闭合状态时,第一接触器30也处于闭合状态。如果第一计算机50的高侧开关51和/或第二计算机60的低侧开关62处于断开状态,则第一接触器30也处于断开状态。
当第二计算机60的高侧开关61和第一计算机50的低侧开关52都处于闭合状态时,第二接触器40也处于闭合状态。如果第二计算机60的高侧开关61和/或第一计算机50的低侧开关52处于断开状态,则第二接触器40也处于断开状态。
于是,电池12和电接头11之间的连接和断开由连接控制装置20借助于两个分离的计算机、即第一计算机50和第二计算机60来控制。在这种情况下,用于控制ASIL D安全等级的连接的连接控制装置20可以使用两个计算机来获得,每个计算机检查较低的安全等级,通常是ASIL B安全等级。此外,第一计算机50和第二计算机60是对称的,因为它们都包括使得能够将接触器的第一控制端子31、41连接到供电线的高侧开关51、61、以及使得能够将第二控制端子42、32连接到地线的低侧开关52、62。因此,第一计算机50和第二计算机60虽然在硬件上分离,但是可以包括许多相同的硬件部件和/或许多相同的软件部件。
图3示意性地描绘了连接控制装置20的优选实施例。
如图3所示,连接控制装置20重复使用参考图2描述的所有元件。此外,第一接触器30的第一控制端子31和第二接触器40的第一控制端子41通过相应的高侧电阻元件54、64连接到供电线。第一接触器30的第二控制端子32和第二接触器40的第二控制端子42通过相应的低侧电阻元件65、55连接到地线。
由于高侧电阻部件54、64和低侧电阻部件55、65的存在,可以诊断第一接触器30和第二接触器40,也就是说,可以确定第一接触器30和/或第二接触器40是否表现出操作问题。如果检测到问题,则连接控制装置20不授权电池12和电接头11之间的连接。
例如,以非限制性的方式,考虑高侧电阻部件54、64和低侧电阻部件55、65都是相等的电阻,远远大于第一接触器30和第二接触器40的电阻。在这种情况下,当第一计算机50的高侧开关51和第二计算机60的低侧开关62都处于断开状态时,则第一接触器30的第一控制端子31处的电压和第一接触器30的第二控制端子32处的电压都应该大致等于Vcmd/2。如果是这种情况,则在第一接触器30处没有检测到任何问题。如果这些电压中的至少一个与Vcmd/2相差太大,则这是异常行为,并且在第一接触器30处检测到问题。通过测量第二接触器40的第一控制端子41处的电压和/或所述第二接触器40的第二控制端子42处的电压,可以类似地进行第二接触器40的诊断。可以检测到的问题的类型不限于接触器内部的问题,并且尤其可以对应于供电线短路、地线短路、接触器开路等。
应当注意,当进行这种诊断时,其可以仅由第一计算机50或者仅由第二计算机60进行,或者优选地由第一计算机50和第二计算机60两者进行。
实施例的描述
在优选实施例中,第一计算机50的处理电路53被配置为:
- 测量第一接触器30的第一控制端子31处的电压并测量第二接触器40的第二控制端子42处的电压,
- 根据所述电压测量来诊断第一接触器30和第二接触器40。
替代地或附加地,在优选实施例中,第二计算机60的处理电路63被配置为:
- 测量第一接触器30的第二控制端子32处的电压并测量第二接触器40的第一控制端子41处的电压,
- 根据所述电压测量来诊断第一接触器30和第二接触器40。
通过这样的设置,第一计算机50和第二计算机60可以诊断第一接触器30和第二接触器40,并且根据诊断结果来决定是否将第一接触器30和第二接触器40控制为闭合状态。
为了进一步改进连接控制装置20的可靠性和稳健性,在优选实施例中,所述连接控制装置可以包括连接第一计算机50和第二计算机60的通信总线70。通信总线70,例如CAN(控制器局域网)类型的总线,可以是使得能够交换数据的任何类型。
如图3所示,藉由该通信总线70,第一计算机50和第二计算机60可以交换诊断信息和/或同步信息。第一计算机50的处理电路53和第二计算机60的处理电路63还被配置为在虑及通过所述通信总线接收的诊断信息和/或同步信息的情况下控制每个高侧开关51、61和每个低侧开关52、62。
诊断信息例如对应于所进行的诊断的结果,并且每个计算机可以将所进行的诊断的结果发送到另一计算机。于是,没有检测到问题的计算机可以被告知另一计算机相反地检测到了问题。在这种情况下,不一定能知道哪个计算机的诊断是错误的,因此最好不授权电池12和电接头11之间的连接。同步信息主要目的是同步由第一计算机50和第二计算机60执行的各种动作,以便它们能够配合地执行第一接触器30和第二接触器40的诊断,并且在没有检测到任何问题时,将它们置于闭合状态。
图4示意性地描绘了连接控制方法80的主要步骤。应当注意,图4中描述的步骤的顺序不是限制性的,因此所述步骤可以以不同的顺序执行。
连接控制方法80由第一计算机50和第二计算机60实现。然而,应当注意,第一计算机50和第二计算机60可以使用连接控制方法80的不同实施方式。然而,第一计算机50和第二计算机60使用的实施方式优选地是相同的。
在本说明书的其余部分中,考虑第一计算机50的处理电路53执行连接控制方法80来描述连接控制方法80的步骤。
通过颠倒所述第一计算机50和所述第二计算机60的角色,下面描述的所有内容也适用于第二计算机60。
在说明书的其余部分中,还非限制性地处于以下情况:接触器40、30的低侧开关52、62应在所述接触器30、40的高侧开关51、61之前被置于闭合状态。在这种情况下,低侧开关52、62用于激活所考虑的接触器40、30,而高侧开关51、61例如由脉宽调制或PWM信号控制,以便控制流过接触器30、40的电流强度。然而,根据其他示例,完全不排除颠倒低侧开关52、62和高侧开关51、61的角色,或者不强制要求接触器40、30的低侧开关52、62和所述接触器30、40的高侧开关51、61变为闭合状态的特定顺序。
如图4所示,当它由第一计算机50执行并且当所有低侧开关52、62和所有高侧开关51、61都处于断开状态时,连接控制方法80包括:
- 第一计算机50诊断第二接触器40的步骤E1,仅当第一计算机50在第二接触器40处没有检测到任何问题时,所述第一计算机50才将第一计算机50的低侧开关52控制为闭合状态,
- 第一计算机50诊断第一接触器30的步骤E2,只有第一计算机50在第一接触器30处没有检测到任何问题时,所述第一计算机50才将第一计算机50的高侧开关51控制为闭合状态。
在诊断第二接触器40的步骤E1期间,第一计算机50的处理电路53测量第二接触器40的第二控制端子42处的电压,并确定所述第二接触器40是否可能表现出操作问题,例如如前所述。
当检测到问题时(图4中的附图标记E1a),第一计算机50不将低侧开关52控制为闭合状态。在图4所示的非限制性示例中,还中断连接控制方法80的执行,不执行诊断第一接触器30的步骤E2。当没有检测到任何问题时(图4中的附图标记E1b),第一计算机50执行诊断第一接触器30的步骤E2。
在诊断第一接触器30的步骤E2期间,第一计算机50的处理电路53测量第一接触器30的第一控制端子31处的电压,并确定所述第一接触器30是否可能表现出操作问题,例如如前所述。
当检测到问题时(图4中的附图标记E2a),第一计算机50不将高侧开关51控制为闭合状态。在图4所示的示例中,第一计算机50也不将低侧开关52控制为闭合状态。当没有检测到任何问题时(图4中的附图标记E2b),第一计算机50可以执行将低侧开关52控制为闭合状态的步骤E3和将高侧开关51控制为闭合状态的步骤E4,可能需要的前提是满足其他条件。
特别地,当第一计算机50和第二计算机60可以通过通信总线70交换诊断信息时,则第一计算机50可以接收对应于由第二计算机60执行的第一接触器30和第二接触器40的诊断结果的诊断信息。在这种情况下,第一计算机50的处理电路53优选地被配置为:
- 只有第二计算机60在第一接触器30和/或第二接触器40处没有检测到任何问题时才将高侧开关51控制为闭合状态,并且
- 只有第二计算机60在第一接触器30和/或第二接触器40处没有检测到任何问题时才将低侧开关52控制为闭合状态。
图5示意性地描绘了图4的连接控制方法80的优选实施方式,其中连接控制装置20包括用于交换诊断信息和同步信息的通信总线70。图5的连接控制方法80从前面描述的步骤E1和E2开始。
如图5所示,连接控制方法80包括向第二计算机60发送诊断信息的步骤E5。当第一计算机50没有检测到任何问题时以及当第一计算机50检测到问题时都执行发送诊断信息的步骤E5。第一计算机50发送的诊断信息旨在将所述第一计算机50进行的第一接触器30和第二接触器40的诊断结果通知给第二计算机60。
连接控制方法80还包括接收第二计算机60发送的诊断信息的步骤E6,以及根据从所述第二计算机60接收的诊断信息确定第二计算机60是否检测到第一接触器30和/或第二接触器40处的问题的步骤E7。当第二计算机60检测到了问题时(图5中的附图标记E7a),第一计算机50不将高侧开关51控制为闭合状态,并且不将低侧开关52控制为闭合状态。当第二计算机60没有检测到任何问题时(图5中的附图标记E7b),连接控制方法80的执行继续进行,并且第一计算机50将低侧开关52控制为闭合状态(步骤E3)。
接下来,连接控制方法80包括第一计算机50向第二计算机60发送同步信息的步骤E8,该同步信息指示第二接触器40的低侧开关52已被控制为闭合状态。
类似地,第二计算机60被视为发送同步信息,该同步信息指示它已将第一接触器30的低侧开关62控制为了闭合状态,并且连接控制方法80包括在第一计算机50侧接收由所述第二计算机60发送的同步信息的步骤E9。
连接控制方法80接下来包括步骤E10,根据从所述第二计算机60接收的同步信息,确定第二计算机60是否已将第一接触器30的低侧开关62控制为了闭合状态。当第二计算机60没有将第一接触器30的低侧开关62控制为闭合状态(图5中的附图标记E10a)时,第一计算机50不将高侧开关51控制为闭合状态。连接控制方法80的执行被中断,并且第二接触器40的低侧开关52例如被控制为断开状态。
当第二计算机60已将第一接触器30的低侧开关62控制为闭合状态(图5中的附图标记E10b)时,连接控制方法80的执行继续进行。
在图5所示的示例中,连接控制方法80还包括所述第一计算机诊断第一接触器30的可选步骤E11。在诊断第一接触器30的步骤E11期间,第一计算机50检查第一接触器30的低侧开关62确实已被第二计算机60变为了闭合状态。例如,第一计算机50的处理电路53测量第一接触器30的第一控制端子31处的电压,并且检查测量的电压是否对应于当低侧开关62处于闭合状态(并且高侧开关51处于断开状态)时预期的预定义电压。当在第一接触器30处检测到问题时(图5中的附图标记E11a),第一计算机50不将高侧开关51控制为闭合状态。连接控制方法80的执行被中断,并且第二接触器40的低侧开关52例如被控制为断开状态。
当在第一接触器30处没有检测到任何问题时(图5中的附图标记E11b),连接控制方法80的执行继续进行,并且第一计算机50将第一接触器30的高侧开关51控制为闭合状态(步骤E4)。
还可设想连接控制方法80的其他变型。特别地,在第一计算机50已将第一接触器30的高侧开关51控制为了闭合状态之后,还可以检查第二计算机60是否也已将第二接触器40的高侧开关61控制为了闭合状态,这例如是通过在通信总线70上交换同步信息。如果没有任何同步信息确认了第二接触器40的高侧开关61已被控制为闭合状态,则第一计算机50可以例如将第二接触器40的低侧开关52和第一接触器30的高侧开关51二者控制为断开状态。
Claims (11)
1.一种用于在具有电动机的车辆(10)中控制所述车辆的电接头(11)和所述车辆的电池(12)之间的连接的连接控制装置(20),所述电接头(11)旨在与用于对所述电池充电的电连接器(91)配合使用,并且所述电池旨在向所述车辆的电动机供电,其特征在于:
- 连接控制装置包括布置在电池的第一端子(121)和电接头的第一端子(111)之间的第一接触器(30)、布置在电池的第二端子(122)和电接头的第二端子(112)之间的第二接触器(40)、第一计算机(50)和第二计算机(60),
- 第一接触器(30)包括第一控制端子(31)和第二控制端子(32),并且第二接触器(40)包括第一控制端子(41)和第二控制端子(42),
- 第一计算机(50)包括布置在供电线和第一接触器的第一控制端子(31)之间的高侧开关(51)、以及布置在第二接触器(40)的第二控制端子(42)和地线之间的低侧开关(52),
- 第二计算机(60)包括布置在第一接触器的第二控制端子(32)和地线之间的低侧开关(62)、以及布置在供电线和第二接触器(40)的第一控制端子(41)之间的高侧开关(61)。
2.根据权利要求1所述的连接控制装置(20),其中,第一计算机和第二计算机是相同的。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的连接控制装置(20),其中,第一接触器(30)的第一控制端子(31)和第二接触器(40)的第一控制端子(41)通过相应的高侧电阻部件(54、64)连接到供电线,并且第一接触器(30)的第二控制端子(32)和第二接触器(40)的第二控制端子通过相应的低侧电阻部件(55、65)连接到地线。
4.根据权利要求3所述的连接控制装置,其中,第一计算机(50)包括处理电路(53),其被配置为:
- 测量第一接触器的第一控制端子处的电压并测量第二接触器的第二控制端子处的电压,
- 根据电压测量来诊断第一接触器和第二接触器。
5.根据权利要求3至4中的任一项所述的连接控制装置,其中,第二计算机(60)包括处理电路(63),其被配置为:
- 测量第一接触器的第二控制端子处的电压并测量第二接触器的第一控制端子处的电压,
- 根据电压测量来诊断第一接触器和第二接触器。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的连接控制装置(20),其中,第一计算机和第二计算机通过通信总线(70)连接,以便交换诊断信息和/或同步信息,所述第一计算机(50)和所述第二计算机(60)被配置为在虑及通过所述通信总线接收的诊断信息和/或同步信息的情况下控制每个高侧开关(51、61)和每个低侧开关(52、62)。
7.一种车辆(10),其包括电动机、旨在向所述电动机供电的电池(12)以及旨在与用于对所述电池充电的电连接器配合使用的电接头(11),其特征在于,其包括布置在机动车辆的所述电接头和所述电池之间的根据权利要求1至6中的任一项所述的连接控制装置(20)。
8.一种连接控制方法(80),该方法由根据权利要求1至6中的任一项所述的连接控制装置(20)来实现,其特征在于,该方法包括当每个高侧开关(51、61)和每个低侧开关(52、62)处于断开状态时的以下步骤:
- 第一计算机(50)诊断(E1)第一接触器(30),只有第一计算机在第一接触器处未检测到任何问题时,第一计算机才将所述第一计算机的高侧开关控制为闭合状态,
- 第一计算机(50)诊断(E2)第二接触器(40),只有第一计算机在第二接触器处未检测到任何问题时,第一计算机才将所述第一计算机的低侧开关控制为闭合状态。
9.根据权利要求8所述的连接控制方法(80),其中:
- 只有第二计算机在第一接触器和/或第二接触器处没有检测到任何问题时,第一计算机才将第一计算机的高侧开关控制为闭合状态,并且
- 只有第二计算机在第一接触器和/或第二接触器处没有检测到任何问题时,第一计算机才将第一计算机的低侧开关控制为闭合状态。
10.根据权利要求8至9中的任一项所述的连接控制方法(80),在第一计算机(50)将低侧开关控制为了闭合状态之后并且在将高侧开关控制为闭合状态之前包括所述第一计算机诊断第一接触器的步骤(E11),只有所述第一计算机在第一接触器处没有检测到任何问题时,第一计算机才将第一计算机的高侧开关控制为闭合状态。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的连接控制方法(80),其中,只有第一计算机(50)从第二计算机(60)接收到了指示所述第二计算机的低侧开关被控制为了闭合状态的同步信息时,所述第一计算机才将第一计算机的高侧开关控制为闭合状态。
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---|---|---|---|---|
CN115991114B (zh) * | 2023-03-23 | 2023-07-28 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 用电设备和充电控制方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010036153A1 (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-01 | Volvo Lastvagnar Ab | Method for monitoring insulation faults in an electric network and vehicle comprising an insulation fault monitor |
JP2010178454A (ja) * | 2009-01-28 | 2010-08-12 | Mitsubishi Motors Corp | 電気自動車の充電リレー溶着判定装置 |
EP2361799A2 (en) * | 2010-02-26 | 2011-08-31 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Power supply device and method for detecting non-contact state of load connected to power supply device |
DE102011004516A1 (de) * | 2011-02-22 | 2012-08-23 | Sb Limotive Company Ltd. | Schaltung und Verfahren zur Diagnose von Schaltkontakten in einem batteriebetriebenen Straßenfahrzeug |
CN102868188A (zh) * | 2011-07-05 | 2013-01-09 | 富士重工业株式会社 | 充电系统、电动车辆以及充电器 |
CN104428682A (zh) * | 2012-07-05 | 2015-03-18 | 奥迪股份公司 | 用于检查控制信号线的诊断设备 |
CN108357360A (zh) * | 2017-01-26 | 2018-08-03 | 福特全球技术公司 | 用于保护高电压组件的系统和方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9283852B2 (en) | 2012-05-09 | 2016-03-15 | Schneider Electric USA, Inc. | Diagnostic receptacle for electric vehicle supply equipment |
JP2015100185A (ja) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 本田技研工業株式会社 | 電動車両 |
JP6421095B2 (ja) * | 2015-08-05 | 2018-11-07 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 中継機 |
JP6569446B2 (ja) * | 2015-10-07 | 2019-09-04 | 三菱自動車工業株式会社 | バッテリ制御装置 |
US10179566B2 (en) * | 2016-06-14 | 2019-01-15 | GM Global Technology Operations LLC | High voltage electrical systems and disconnect mechanisms |
-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010036153A1 (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-01 | Volvo Lastvagnar Ab | Method for monitoring insulation faults in an electric network and vehicle comprising an insulation fault monitor |
JP2010178454A (ja) * | 2009-01-28 | 2010-08-12 | Mitsubishi Motors Corp | 電気自動車の充電リレー溶着判定装置 |
EP2361799A2 (en) * | 2010-02-26 | 2011-08-31 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Power supply device and method for detecting non-contact state of load connected to power supply device |
DE102011004516A1 (de) * | 2011-02-22 | 2012-08-23 | Sb Limotive Company Ltd. | Schaltung und Verfahren zur Diagnose von Schaltkontakten in einem batteriebetriebenen Straßenfahrzeug |
CN102868188A (zh) * | 2011-07-05 | 2013-01-09 | 富士重工业株式会社 | 充电系统、电动车辆以及充电器 |
CN104428682A (zh) * | 2012-07-05 | 2015-03-18 | 奥迪股份公司 | 用于检查控制信号线的诊断设备 |
CN108357360A (zh) * | 2017-01-26 | 2018-08-03 | 福特全球技术公司 | 用于保护高电压组件的系统和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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