CN205168210U - 动力电池高压输出断电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池高压输出断电装置。动力电池用于设置在电动汽车中，电动汽车包括碰撞传感器和动力电池系统，碰撞传感器用于检测电动汽车的碰撞加速度信号，动力电池系统用于为电动汽车提供高压输出，该装置包括：断电控制器，与碰撞传感器相连接，用于根据碰撞传感器发送的碰撞加速度信号输出切断信号；以及高压切断器，与断电控制器相连接，设置于动力电池系统内部的连接处，用于切断动力电池系统的内部连接。通过本实用新型，解决了相关技术中在电动汽车发生碰撞的情况下，继电器无法及时断开导致无法及时切断动力电池的高压输出的问题。

Description

动力电池高压输出断电装置

技术领域

本实用新型涉及电动汽车领域，具体而言，涉及一种动力电池高压输出断电装置。

背景技术

近几年来，电动汽车的技术日趋成熟，已成为未来汽车产业发展的主要趋势，由于国家政策也大力支持和鼓励电动汽车的发展，使得电动汽车发展迅速，保有量快速增长。动力电池是电动汽车的核心零部件之一，但由于带有高压电，需要电动汽车的整车系统具备完善的高压保护措施。然而在碰撞过程中，整车系统的高压保护装置可能会被破坏，导致动力电池高压漏电，从而使驾驶员及乘员面临高压触电的危险，同时也会对救援人员产生危害。如果能在整车碰撞过程中及时切断动力电池的高压输出，就能最大程度上防止车上人员或救援人员高压触电，进而保障人身安全。

相关技术中，电动汽车的电池碰撞安全系统采用了碰撞传感器，系统中包括电池包、与电池包连接的电池管理系统、碰撞传感器和继电器，碰撞传感器与电池管理系统连接，用于检测碰撞信号，并将检测数据输出至电池管理系统，由电池管理系统判断碰撞强度是否达到预设值，并在达到预设值时发出指令，断开继电器以切断电池包内的高压电路。该系统可以一定程度上降低碰撞情况下的高压触电风险，但是在某些碰撞状况下，这种系统不能起到理想的保护效果。例如，在碰撞过程中，如果电池管理系统与继电器之间的控制线路发生损坏，继电器控制将处于失控状态，无法保证继电器的及时断开。而且在碰撞过程中，继电器往往会流过较大的负载电流，如果此时命令继电器断开，会导致继电器发生粘连使得无法及时断开。此外，由于电池管理系统在接受碰撞信号到控制继电器完全断开还需要较长的一段时间，使得继电器不能即时断开，在严重碰撞的情况下安全风险较大。

针对相关技术中在电动汽车发生碰撞的情况下，继电器无法及时断开导致无法及时切断动力电池的高压输出的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种动力电池高压输出断电装置，以解决相关技术中在电动汽车发生碰撞的情况下，继电器无法及时断开导致无法及时切断动力电池的高压输出的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种动力电池高压输出断电装置。该装置包括：断电控制器，与碰撞传感器相连接，用于根据碰撞传感器发送的碰撞加速度信号输出切断信号；以及高压切断器，与断电控制器相连接，设置于动力电池系统内部的连接处，用于根据切断信号切断动力电池系统的内部连接。

进一步地，该装置还包括：高温熔断器，设置在继电器的开关线圈与低压蓄电池之间，并与断电控制器相连接，用于根据切断信号断开继电器的开关线圈与低压蓄电池之间的连接。

进一步地，该装置还包括：继电器控制器，设置在断电控制器与继电器之间，与动力电池系统相连接，用于在接收到切断信号以及检测到动力电池系统的负载电流降低到预设值以下时断开继电器。

进一步地，继电器控制器包括：电流传感器，设置在动力电池系统的内部，用于检测动力电池系统的负载电流。

进一步地，继电器控制器包括：继电器状态检测机构，设置在继电器的内部，用于检测继电器的工作状态。

进一步地，断电控制器包括：碰撞等级输出机构，用于根据接收到的碰撞加速度信号输出碰撞等级信号；以及切断执行机构，与碰撞等级输出机构相连接，用于根据碰撞等级信号对高压切断器与继电器执行切断。

进一步地，高压切断器设置于动力电池系统中维修开关的内部。

进一步地，高压切断器为高温熔断器或起爆型切断器。

进一步地，高温熔断器为高温型直接熔断装置或高温型弹射熔断装置。

进一步地，断电控制器为电动汽车的安全气囊控制器。

本实用新型通过断电控制器，与碰撞传感器相连接，用于根据碰撞传感器发送的碰撞加速度信号输出切断信号；以及高压切断器，与断电控制器相连接，设置于动力电池系统内部的连接处，用于切断动力电池系统的内部连接，解决了相关技术中在电动汽车发生碰撞的情况下，继电器无法及时断开导致无法及时切断动力电池的高压输出的问题。通过高压切断器在动力电池系统内部切断连接，防止在电动汽车发生碰撞的情况下输出高压，进而达到了提高在电动汽车发生碰撞时的安全性的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型第一实施例的动力电池高压输出断电装置的示意图；以及

图2是根据本实用新型第二实施例的动力电池高压输出断电装置的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本实用新型的实施例提供了一种动力电池高压输出断电装置。

图1是根据本实用新型第一实施例的动力电池高压输出断电装置的示意图。如图1所示，该装置包括：断电控制器10和高压切断器20。

动力电池设置在电动汽车中，是电动汽车的核心零部件，用于为电动汽车提供高压输出。可选地，电动汽车采用的动力电池可以为二次电池，例如，铅酸电池、镍氢电池或者锂离子电池。电动汽车包括碰撞传感器和动力电池系统，碰撞传感器用于检测电动汽车的碰撞加速度信号。断电控制器10与碰撞传感器相连接，用于根据碰撞传感器发送的碰撞加速度信号输出切断信号。高压切断器20与断电控制器10相连接，设置于动力电池系统内部的连接处，用于切断动力电池系统的内部连接。动力电池系统可以包括一个或多个动力电池模块，动力电池模块可以包括一个或多个动力电池，动力电池系统可以为电动汽车提供高压输出，为防止高压切断过程中对动力电池模块产生影响，可以将高压切断器20与动力电池模块进行有效隔离。可选地，动力电池系统中包括维修开关，高压切断器20设置于维修开关的内部。可选地，高压切断器20为高温熔断器或起爆型切断器。高压切断器20为高温熔断器时，在动力电池系统内部发生短路的情况下，电路中的强大电流会产生高温，高压切断器20由于高温切断动力电池系统的内部连接，起到了短路保护作用。可选地，断电控制器10为电动汽车的安全气囊控制器。

可选地，动力电池系统可以包括继电器，继电器设置在动力电池系统内部的动力电池模块和电池输出连接器之间，可选地，电池输出连接器为动力电池系统高压输出连接器，可以是插拔式高压连接器，用于作为动力电池系统与其他高压器件的连接接口。电动汽车还可以包括低压蓄电池，低压蓄电池用于为继电器的开关线圈供电，可选地，低压蓄电池的电压等级不高于48V，例如，12V、24V或48V蓄电池，可选地，低压蓄电池采用二次电池，例如，铅酸电池、镍氢电池或锂离子电池。动力电池高压输出断电装置还可以包括高温熔断器，设置在继电器的开关线圈与低压蓄电池之间，并与断电控制器10相连接，用于根据接收到的切断信号断开继电器的开关线圈。继电器用于控制动力电池系统内部的动力电池模块和电池输出连接器之间的连接关系，当继电器闭合时，动力电池模块和电池输出连接器闭合，当继电器断开时，动力电池模块和电池输出连接器断开。电池输出连接器用于连接动力电池系统与动力电池系统外部的用电设备，向外部用电设备输出高压电。低压蓄电池用于为继电器的开关线圈供电。断电控制器10在接收到切断信号之后断开继电器的开关线圈与低压蓄电池之间的连接，使得继电器断开，从而切断动力电池系统对外进行高压输出。可选地，继电器是动力电池正负主继电器，采用电磁继电器，吸合电压不高于9V，释放电压不低于1V。动力电池正负主继电器由铁芯、开关线圈、衔铁、触点簧片等部分组成，在开关线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服弹簧的拉力而吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与第一静触点(也即常开触点)吸合。当开关线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的拉力下返回原来的位置，使动触点与第二静触点(也即常闭触点)释放，从而起到导通和切断电路的目的。

可选地，动力电池系统可以包括继电器，继电器设置在动力电池系统内部的动力电池模块和电池输出连接器之间，该装置还包括：继电器控制器，设置在断电控制器10与继电器之间，与动力电池系统相连接，用于在接收到切断信号以及动力电池系统的负载电流降低到预设值以下时断开继电器。可选地，继电器控制器可以包括电流传感器，设置在动力电池系统的内部，用于检测动力电池系统的负载电流。当检测到动力电池系统的负载电流降低到预设值以下时可以向继电器控制器发送一个信号。可选地，继电器控制器可以包括继电器状态检测机构，设置在继电器的内部，用于检测继电器的工作状态。继电器的工作状态可以包括断开状态、闭合状态和未接收状态信息。继电器控制器在接收到继电器状态检测机构反馈的继电器工作状态之后，可以发送至断电控制器。可选地，继电器控制器可以是电动汽车的电池管理系统，电池管理系统可以是动力电池状态监控单元，具有动力电池充放电电流检测、正负主继电器状态检测及控制和信息通讯功能。

可选地，断电控制器10为电动汽车的安全气囊控制器。安全气囊控制器可以与继电器控制器进行通讯，在发生轻微碰撞的情况下，继电器控制器控制动力电池正负主继电器断开，动力电池系统的高压输出切断。可选地，继电器控制器可以是电动汽车的电池管理系统。安全气囊控制器可以通过点火电路与高压切断器20相连，在发生碰撞的情况下，安全气囊控制器接通点火电路，使高温熔断器或高压切断器20断开。高温熔断器断开的结果是继电器的开关线圈的供电回路断开，进而继电器断开，切断动力电池系统的高压输出。高压切断器20断开的结果是动力电池系统的高压电路的电流为零，实现切断动力电池系统的高压输出。

可选地，断电控制器10可以包括碰撞等级输出机构，用于根据接收到的碰撞加速度信号输出碰撞等级信号；以及切断执行机构，与碰撞等级输出机构相连接，用于根据碰撞等级信号对高压切断器20与继电器执行切断。

可选地，高温熔断器可以是高温型直接熔断装置或高温型弹射熔断装置。

本实用新型第一实施例提供的动力电池高压输出断电装置，通过断电控制器10，与碰撞传感器相连接，用于根据碰撞传感器发送的碰撞加速度信号输出切断信号；以及高压切断器20，与断电控制器10相连接，设置于动力电池系统内部的连接处，用于切断动力电池系统的内部连接，解决了相关技术中在电动汽车发生碰撞的情况下，继电器无法及时断开导致无法及时切断动力电池的高压输出的问题。通过高压切断器20在动力电池系统内部切断连接，防止在电动汽车发生碰撞的情况下输出高压，进而达到了提高在电动汽车发生碰撞时的安全性的效果。

图2是根据本实用新型第二实施例的动力电池高压输出断电装置的示意图。如图2所示，该装置包括：高温熔断器30，安全气囊控制器40，动力电池系统60，低压蓄电池100和车身碰撞传感器110。其中，动力电池系统60包括高压切断器20，电池管理系统50，动力电池高压输出连接器70，动力电池正负主继电器80和动力电池模块90。

高压切断器20设置在动力电池系统60的高压回路中，用于执行切断动力电池系统60的高压回路。安全气囊控制器40通过点火电路与高压切断器20相连接，用于控制高压切断器20执行切断。低压蓄电池100与动力电池正负主继电器80相连接，用于为动力电池正负主继电器80的开关线圈供电。高温熔断器30设置在低压蓄电池100与动力电池正负主继电器80之间，用于执行切断低压蓄电池100为动力电池正负主继电器80开关线圈供电的线路。安全气囊控制器40通过点火电路与高温熔断器30相连接，用于控制高温熔断器30执行切断。电池管理系统50与动力电池正负主继电器80和安全气囊控制器40相连接，用于检测动力电池系统60的电流，以及监控动力电池正负主继电器80的状态信息。

本实施例的动力电池高压输出断电装置的应用场景如下：

在电动汽车发生碰撞后，车身碰撞传感器110检测到碰撞加速度信号，并将碰撞加速度信息发送给安全气囊控制器40，安全气囊控制器40对碰撞加速度信息进行分析，对碰撞等级进行分级。

如果碰撞等级为轻微碰撞，安全气囊控制器40控制安全气囊不弹出，同时安全气囊控制器40将碰撞信息报送给电池管理系统50，电池管理系统50检测动力电池系统的电流，在电流降低到动力电池正负主继电器80能够正常断开所要求的阈值之后，电池管理系统50控制动力电池正负主继电器80断开，以切断高压输出。

如果碰撞等级为严重碰撞，安全气囊控制器40控制安全气囊弹出，同时安全气囊控制器40接通高温熔断器30的点火电路，以断开高温熔断器30。电池管理系统50监控动力电池正负主继电器80的状态信息，如果在预设时间范围内安全气囊控制器40接收到动力电池正负主继电器80正常断开的状态信息，则不继续操作；如果在预设时间范围内安全气囊控制器40接收到动力电池正负主继电器80发生粘连的状态信息或未接到动力电池正负主继电器80的状态信息，安全气囊控制器40接通高压切断器20的点火电路，断开高压切断器20以切断高压输出。

可选地，本实施例的动力电池高压输出断电装置的应用场景还可以是：

在安全气囊控制器40判断电动汽车的碰撞等级为严重碰撞时，安全气囊控制器40控制安全气囊弹出，安全气囊控制器40同时接通高温熔断器30的点火电路和高压切断器20的点火电路，断开高压切断器20和动力电池正负主继电器80以切断动力电池系统的高压输出。或者，安全气囊控制器40先接通高压切断器20的点火电路，断开高压切断器20，并在极短的时间内接通高温熔断器30的点火电路，使动力电池正负主继电器80断开，以确保切断高压输出。

该实施例的动力电池高压输出断电装置，可在整车发生碰撞，特别是发生严重碰撞的情况下，大幅降低动力电池正负主继电器80紧急断开过程中发生粘连的风险，在极短的时间内切断动力电池系统60的高压输出，并且具有多重高压切断机制，可防止车上乘员或救援人员发生高压触电危险，保障人员的人身安全，具有实用性强、可靠性高和安全性好等优点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种动力电池高压输出断电装置，其特征在于，所述装置包括：

断电控制器，与碰撞传感器相连接，用于根据所述碰撞传感器发送的碰撞加速度信号输出切断信号；以及

高压切断器，与所述断电控制器相连接，设置于动力电池系统内部的连接处，用于根据所述切断信号切断所述动力电池系统的内部连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

高温熔断器，设置在继电器的开关线圈与低压蓄电池之间，并与所述断电控制器相连接，用于根据所述切断信号断开所述继电器的开关线圈与所述低压蓄电池之间的连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

继电器控制器，设置在所述断电控制器与继电器之间，与所述动力电池系统相连接，用于在接收到所述切断信号以及检测到所述动力电池系统的负载电流降低到预设值以下时断开所述继电器。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述继电器控制器包括：

电流传感器，设置在所述动力电池系统的内部，用于检测所述动力电池系统的负载电流。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述继电器控制器包括：

继电器状态检测机构，设置在所述继电器的内部，用于检测所述继电器的工作状态。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述断电控制器包括：

碰撞等级输出机构，用于根据接收到的所述碰撞加速度信号输出碰撞等级信号；以及

切断执行机构，与所述碰撞等级输出机构相连接，用于根据所述碰撞等级信号对所述高压切断器与继电器执行切断。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高压切断器设置于所述动力电池系统中维修开关的内部。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高压切断器为高温熔断器或起爆型切断器。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述高温熔断器为高温型直接熔断装置或高温型弹射熔断装置。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述断电控制器为电动汽车的安全气囊控制器。