CN205970907U

CN205970907U - 一种高度可靠的动力电池高压互锁检测系统

Info

Publication number: CN205970907U
Application number: CN201620921590.6U
Authority: CN
Inventors: 熊本波; 覃韦意; 王鹏; 毛志敏; 邓杰
Original assignee: Shenzhen Guoxin Power Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Guoxin Power Technology Co Ltd
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2026-08-23

Abstract

本实用新型公开一种高度可靠的动力电池高压互锁检测系统，包括HVIL监控模块、总压继电器、整车VCU、高压电源、第一隔离模块、低压电源、高压电源线、低压电源线、通讯线、及若干高压节点模块；高压节点模块包括高压电路、低压电路、互锁连接端子、滤波电路、第二隔离模块。本实用新型使用隔离模块来避免高电压和大电流因其时变性产生的磁场、电平脉冲等对HVIL监控模块的冲击损坏；采用T型总线拓扑结构实现信号的远程传输，信号传输线束以双绞的形式作为信号传输载体，并将信号传输线和高压电源线一起捆绑走线，降低了整车上线束布局的难度，抵抗了来自瞬变高电压和大电流的大部分共模干扰，保证了信号在传输过程中的完整性。

Description

一种高度可靠的动力电池高压互锁检测系统

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车领域，具体涉及一种高度可靠的动力电池高压互锁检测系统。

背景技术

近年来新能源汽车发展迅速，与传统汽车动力总成系统相比，新能源汽车的动力总成系统包含更多的高压、大电流部件，其中，高压系统包括：充电系统、配电箱、储能系统（动力电池）、动力系统（即驱动电机）等高压模块，低压系统包括：信号检测系统、继电器驱动系统等48V以下的直流电路系统。这使得新能源汽车具有能源利用率高和零排放等优点的同时，也带来了较大的安全隐患。

由于系统中存在较多的高压电器设备产品，因此，需要动力电源进入高压配电盒后根据系统的需要分配到系统的高压电气产品中，并设置有相应的高压互锁回路。

高压传输线、低压传输线和信号传输线混合传输增加了整车的传输线在布局上的复杂程度，再加上高压和大电流时变性的特点，信号传输线的抗干扰性变得更差。

现有的高压互锁检测系统存在以下问题：

首先，传统的高压互锁检测系统用串联电路和带屏蔽单线电平式的检测信号来检测高压互锁电路的电气连接性时，由于高压和大电流时变性的特点，信号传输容易受到干扰。

其次，在检测信号上的抗干扰处理方面，传统的高压互锁检测系统在信号传输的终端做各式各样复杂的滤波，效果较差。滤波元件的抗压抗冲击能力弱。

最后，高压传输线、低压传输线和信号传输线混合传输增加了整车的传输线在布局上的复杂程度，工作人员检修效率底，电动汽车的安全可靠性差。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种高度可靠的动力电池高压互锁检测系统。

本实用新型的技术方案如下：

一种高度可靠的动力电池高压互锁检测系统，包括HVIL监控模块、高压继电器、整车VCU、第一隔离模块、总压电源、低压电源、高压电源线、通讯线、低压电源线、及若干高压节点模块；所述高压节点模块包括一高压电路、一低压电路、一互锁连接端子、一滤波电路、一第二隔离模块；高压电源线一端与HVIL监控模块信号连接，另一端分成若干支依次与每一互锁连接端子、每一高压电路电性连接；低压电源线一端与HVIL监控模块电性连接，另一端分成若干支依次与每一滤波电路、低压电路电性连接；通讯线一端经第一隔离模块与HVIL监控模块信号连接，另一端分成若干支依次与每一互锁连接端子、第二隔离模块、低压电路连接；所述高压电源、低压电源分别通过高压电源线、低压电源线给每一高压电路、每一低压电路供电；所述HVIL监控模块检测获取高压电路是否接通的信号，控制总压继电器开关，并给整车VCU发送预警。

较佳地，所述通讯线的布局结构为T型总线拓扑结构或树状型结构，与高压电源线、低压电源线线束捆绑一起传输。

较佳地，所述通讯线为双绞线或带屏蔽的线缆。

较佳地，所述第一隔离模块和第二隔离模块为隔离电容或隔离变压器。

较佳地，所述低压电源为12V、24V或36V。

采用上述方案，本实用新型使用隔离模块来避免高电压和大电流因其时变性产生的磁场、电平脉冲等对HVIL监控模块的冲击损坏；此外，本实用新型采用T型总线拓扑结构实现信号的远程传输，电压检测信号以差分的形式在线束传输，信号传输线束以双绞的形式作为信号传输载体，并将信号传输线和高压电源线一起捆绑走线，降低了整车上线束布局的难度，抵抗了来自瞬变高电压和大电流的大部分共模干扰，保证了信号在传输过程中的完整性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1所示，本实用新型提供一种高度可靠的动力电池高压互锁检测系统，包括HVIL监控模块2、总压继电器1、整车VCU 3、高压电源4、第一隔离模块5、低压电源6、高压电源线41、通讯线51、低压电源线61、及若干高压节点模块7；所述高压节点模块7包括一高压电路71、一低压电路72、一互锁连接端子73、一滤波电路74、一第二隔离模块75；高压电源线41一端与HVIL监控模块2信号连接，另一端分成若干支依次与每一互锁连接端子73、每一高压电路71电性连接；低压电源线61一端与HVIL监控模块2电性连接，另一端分成若干支依次与每一滤波电路74、低压电路72电性连接；通讯线51一端经第一隔离模块5与HVIL监控模块2信号连接，另一端分成若干支依次与每一互锁连接端子73、第二隔离模块75、低压电路72连接；所述高压电源4、低压电源6分别通过高压电源线41、低压电源线61给每一高压电路71、每一低压电路72供电；所述HVIL监控模块2检测获取高压电路71是否接通的信号，控制总压继电器1开关，并给整车VCU 3发送预警。

所述通讯线51的布局结构为T型总线拓扑结构或树状型结构，与高压电源线41、低压电源线61线束捆绑一起传输。

所述通讯线51为双绞线或带屏蔽的线缆；通讯线51负责高压互锁检测信号的稳定传输，双绞线或带屏蔽的线缆，能很好地抗共模干扰。

所述第一隔离模块5和第二隔离模块75为可以是隔离电容、隔离变压器等任意一种隔离器件组成；两种隔离模块用于把HVIL监控器模块和高压电源线41隔离开，保证HVIL监控器模块不被高压电源线41上感应的高压大电流干扰冲击信号打坏。滤除总线上大部分的共模干扰信号。

所述低压电源6为12V、24V或36V。

本实用新型中，互锁连接端子73由高压电源线41、通讯线51共用，且分别连接高压电源71、第二隔离模块75，该互锁连接端子是一种高压线与低压信号一起的，具有高低压安全爬电间距，同时其有先后互锁连接结构特点，所谓先后互锁连接就是在连接时，必须是高压电源线41先连接后通讯线51的信号才能连接，否则信号不能连接。

本实用新型中，HVIL监控模块2有单片机等具有微处理功能的任意芯片，用于检测接收各个高压模块71的信号，进行信号的处理运算，并确认各个模块的高压电气连接情况，控制总压继电器1开关，给整车VCU 3发送预警标志。

本实用新型中，低压电源6供给HVIL监控模块2、及低压电路72电源，同时，当高压电路71接入高压电源线41时，互锁连接端子73使得第二隔离模块75与通讯线51之间可以传送接通的信号，低压电源6通过滤波电路74、低压电路72给予该信号传输所需之能量。

本实用新型的高压互锁检测，通过如下步骤实现：

步骤一：如图2框架，系统低压上电准备，保证每块模块正常工作。根据CAN通讯的对应协议，给每个节点，也就是每个高压节点模块7，分配一个对应ID。通过每个阶段的ID来进行对应高压节点模块7进行检测。上电后单片机对CAN模块进行初始化。

步骤二：HVIL监控模块2向总线（高压电源线41）上发送1个以被检模块ID的为目标地址的请求握手信号。

步骤三：如果收到握手应答信号，那么HVIL监控模块2会连续向握手的该被检模块进行来回10个握手通讯检测，确保减少因为杂波信号到导致的误判；如果每次都有被检高压节点模块7模块的应答信号，那么就判定被检高压节点模块7的高压电气连接状态，保存1次状态标识，如果未收到握手应答信号时，HVIL监控模块2也会连续向总线发送与第一个被检信号相同的请求通讯信号，连续10次后还是没有收到应答信号，那HVIL监控模块2就将该被检高压节点模块7判定为高压电气未连接，并保存该状态标识。切换到下一被测高压节点模块7的检测。

步骤四：同理，HVIL监控模块2依次向总线发送带有下一个被检高压节点模块7模块目标地址的请求握手信号，依次把每个被检高压节点模块7的电气连接状态记录下来后进行统一的判断处理。

步骤五：在进行统一的判定后向整车VCU 3发出作出相应的预警信号，同时总电压正极、总电源负极的总压继电器1开关控制。

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

Claims

1.一种高度可靠的动力电池高压互锁检测系统，其特征在于，包括HVIL监控模块、总压继电器、整车VCU、高压电源、第一隔离模块、低压电源、高压电源线、低压电源线、通讯线、及若干高压节点模块；

所述高压节点模块包括一高压电路、一低压电路、一互锁连接端子、一滤波电路、一第二隔离模块；高压电源线一端与HVIL监控模块信号连接，另一端分成若干支依次与每一互锁连接端子、每一高压电路电性连接；

低压电源线一端与HVIL监控模块电性连接，另一端分成若干支依次与每一滤波电路、低压电路电性连接；

通讯线一端经第一隔离模块与HVIL监控模块信号连接，另一端分成若干支依次与每一互锁连接端子、第二隔离模块、低压电路连接；

所述高压电源、低压电源分别通过高压电源线、低压电源线给每一高压电路、每一低压电路供电；

所述HVIL监控模块(2)检测获取高压电路是否接通的信号，控制总压继电器开关，并给整车VCU发送预警。

2.根据权利要求1所述的互锁检测系统，其特征在于，所述通讯线的布局结构为T型总线拓扑结构或树状型结构，与高压电源线、低压电源线线束捆绑一起传输。

3.根据权利要求1或2所述的互锁检测系统，其特征在于，所述通讯线为双绞线或带屏蔽的线缆。

4.根据权利要求1或2所述的互锁检测系统，其特征在于，所述第一隔离模块和第二隔离模块为隔离电容或隔离变压器。

5.根据权利要求1或2所述的互锁检测系统，其特征在于，所述低压电源为12V、24V或36V。