CN205097962U - 电动汽车碰撞时高压电安全控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车碰撞时高压电安全控制装置，包括安全气囊控制器（1）、电池管理系统（2）整车控制器（3）、加速度传感器（6），加速度传感器输出接安全气囊控制器，安全气囊控制器通过CAN网络（5）连接整车控制器，整车控制器通过CAN网络连接电池管理系统，电源管理系统通过外接高压电控制继电器控制动力电池的高压电通断；电池管理系统通过CAN网络连接仪表（4），将高压电运行状态在仪表上显示出来。所述安全气囊控制器直接通过导线输出PWM碰撞信号给电池管理系统，电源管理系统实现高压电断开。本实用新型采用双回路的碰撞断电冗余设计，提高了传输稳健性，避免了单路传输线路故障导致的断电失效。

Description

电动汽车碰撞时高压电安全控制装置

技术领域

本实用新型涉及电动汽车高压电安全控制技术，尤其涉及一种电动汽车碰撞时高压电安全控制装置。

背景技术

目前购买电动汽车的用户越来越多。电动汽车的高压电气系统安全性的研究，成为各个整车厂关注的问题。电动汽车的一个重要特点，车内需要安装高电压、大电流的动力回路，来满足其动力性能的要求。其高达300V以上的电压可能危及人身安全和车载高压用电器的使用安全。所以相对传统汽车来说，电动汽车对其安全性能及其防护提出了新的更高的要求。碰撞时，高压元器件及线束损坏易发生漏电、短路，这都将造成严重的人员伤害及财产损失，且由碰撞引起的电动车事故也频频发生，因此，碰撞中的高压电安全设计尤为重要。

现有的高压断电实现方案是通过惯性开关，参见图1，惯性开关内部由金属小球21和开关22组成，当发生碰撞时，碰撞产生的惯性带动金属小球21摆动，金属小球21带动开关22断开，开关22与高压电池连接，当车辆发生碰装时，惯性开关断开，惯性开关产生开关信号直接输出到电池管理系统BMS，电池管理系统BMS通过控制高压接触器的断开，实现整车碰撞时，高压断电。

现有的高压断电实现方案无法区分车辆的误作用工况和低速碰撞，单独敲击惯性开关也有可能导致高压断电，而且增加成本。并且现有的方案没有冗余回路，如果零件出现故障，高压断电功能就失效。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种电动汽车碰撞时高压电安全控制装置，该装置采用双回路的碰撞断电冗余设计，提高了传输稳健性，避免了单路传输线路故障导致的断电失效。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电动汽车碰撞时高压电安全控制装置，包括安全气囊控制器、电池管理系统、整车控制器、加速度传感器；所述加速度传感器输出接安全气囊控制器，安全气囊控制器通过CAN网络连接整车控制器，整车控制器通过CAN网络连接电池管理系统，电源管理系统通过外接高压电控制继电器控制动力电池的高压电通断；所述电池管理系统通过CAN网络连接仪表，将高压电运行状态在仪表上显示出来。

所述安全气囊控制器直接通过导线输出PWM碰撞信号给电池管理系统，电源管理系统实现高压电断开。

所述安全气囊控制器安装在汽车主副驾地板的中间上。

所述加速度传感器为二个，二个加速度传感器为并联输出，二个加速度传感器分别安装在汽车发动机舱的前部框架上、第一排车厢和第二排车厢之间支柱下端的三角区域。

本实用新型电动汽车碰撞时高压电安全控制装置采用双回路的碰撞断电冗余设计，当碰撞信号达到安全气囊控制器触发条件时，一方面安全气囊控制器通过CAN网络输出信号到整车控制器，整车控制器发出断电信号给电池管理系统，让电池管理系统控制电池断开高压电，另一方面，安全气囊控制器直接输出导线PWM的碰撞信号给电池管理系统实现断电，该双回路冗余设计提高了传输稳健性，避免了单路传输线路故障导致的断电失效。

本实用新型电动汽车碰撞时高压电安全控制装置解决了电动汽车在车辆碰撞中的高压断电问题，提供碰撞安全性。

附图说明

图1为现有基于惯性开关的高压断电控制方案；

图2为本实用新型电动汽车碰撞时高压电安全控制装置电气原理图。

图中：1安全气囊控制器，2电池管理系统，3整车控制器，4仪表，5CAN网络，6加速度传感器；21惯性开关，22高压电池。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图2，一种电动汽车碰撞时高压电安全控制装置，包括安全气囊控制器1（AirbagControlUnit，缩写ACU）、电池管理系统2（BatteryManagementSystem，缩写BMS）、整车控制器3（VehicleManagementSystem，缩写VMS）、加速度传感器6（Accelerationsensor，缩写AS）、仪表4（Instrument，缩写IP）、CAN网络5（控制器局域网，ControllerAreaNetwork，缩写CAN）。

所述加速度传感器6输出接安全气囊控制器1，安全气囊控制器1通过CAN网络5连接整车控制器3，整车控制器3通过CAN网络5连接电池管理系统2，电源管理系统2通过外接高压电控制继电器控制动力电池的高压电通断，电池管理系统2是在低压电的工作环境下工作，无法直接驱动高压电开关，需要控制继电器实现高压电通断目的。电池管理系统2通过CAN网络5连接仪表4，将高压电运行状态在仪表4上显示出来。

所述安全气囊控制器1直接通过导线输出PWM（脉冲宽度调制）碰撞信号给电池管理系统2，电源管理系统2实现高压电断开。

所述安全气囊控制器1、电池管理系统2和整车控制器3、以及仪表4都同时连接到CAN网络5上，保证网络信号能正常传递和显示。车辆发生碰撞前和发生碰撞后，不同的高压电和气囊状态都能在仪表4上显示出来。

碰撞信号属于重要的安全信号，本实用新型的高压电安全控制装置采用双回路的碰撞断电冗余设计。当碰撞信号达到安全气囊控制器1触发条件时，安全气囊控制器1发出碰撞信号给整车控制器3和电池管理系统2，电池管理系统2只要是接受到CAN网络信号或导线碰撞信号两路信号之一时，就执行断开高压电。双回路冗余设计提高了传输稳健性，避免了单路传输线路故障导致的断电失效，同时将高压电运行状态在仪表4上显示出来。

所述安全气囊控制器1安装在汽车主副驾地板的中间上。所述加速度传感器6为二个，二个加速度传感器为并联输出，二个加速度传感器分别安装在汽车发动机舱的前部框架上、第一排车厢和第二排车厢之间支柱下端的三角区域。安装位置处性能需要满足：0-200赫兹范围内必须没有共振。200-500赫兹区间，尽量避免共振产生。这样能保证在车辆碰撞的过程中，安全气囊控制器1能准确区分出不同碰撞工况的加速度信号。

本实用新型电动汽车碰撞时高压电安全控制装置工作过程是：

参见图2，当加速度传感器6检测到汽车在碰撞过程中，碰撞强度达到安全气囊点爆条件时，加速度传感器6给出碰撞时的加速度信号到安全气囊控制器1。此时安全气囊控制器1通过CAN网络5输出碰撞信号给整车控制器3和电池管理系统2。这时由电池管理系统2输出高压断电信号给动力电池，同时在仪表4上显示目前高压电断开的状态。考虑到碰撞信号的冗余条件，当整车控制器3接受到碰撞信号后，同时发出断电信号给电池管理系统2，让电池管理系统2控制断开动力电池的高压电。

本实用新型电动汽车碰撞时高压电安全控制装置的加速度传感器6感知到整车碰撞时产生加速度信号，由安全气囊控制器1发出碰撞信号给整车控制器3和电池管理系统2，由电池管理系统2驱动控制继电器断开高压电，保证整车高压电的用电安全。

在正常行驶、路试及低速碰撞工况下，安全气囊控制器没有碰撞信号输出，不会切断高压电，在相对严重碰撞工况下，车辆结构受到一定程度的损坏，高压元器件及线束存在漏电、短路的风险，安全气囊控制器ACU输出碰撞信号给电池管理系统BMS断电，防止电动车在碰撞后因高压电泄露导致的车辆自燃、乘员触电等二次伤害。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电动汽车碰撞时高压电安全控制装置，其特征是：包括安全气囊控制器（1）、电池管理系统（2）整车控制器（3）、加速度传感器（6）；所述加速度传感器（6）输出接安全气囊控制器（1），安全气囊控制器（1）通过CAN网络（5）连接整车控制器（3），整车控制器（3）通过CAN网络（5）连接电池管理系统（2），电源管理系统（2）通过外接高压电控制继电器控制动力电池的高压电通断；所述电池管理系统（2）通过CAN网络（5）连接仪表（4），将高压电运行状态在仪表（4）上显示出来。

2.根据权利要求1所述的电动汽车碰撞时高压电安全控制装置，其特征是：所述安全气囊控制器（1）直接通过导线输出PWM碰撞信号给电池管理系统（2），电源管理系统（2）实现高压电断开。

3.根据权利要求1或2所述的电动汽车碰撞时高压电安全控制装置，其特征是：所述安全气囊控制器（1）安装在汽车主副驾地板的中间上。

4.根据权利要求1所述的电动汽车碰撞时高压电安全控制装置，其特征是：所述加速度传感器（6）为二个，二个加速度传感器为并联输出，二个加速度传感器分别安装在汽车发动机舱的前部框架上、第一排车厢和第二排车厢之间支柱下端的三角区域。