CN206297417U - 新能源汽车智能高压控制管理系统 - Google Patents

Abstract

一种新能源汽车智能高压控制管理系统，用于汽车高压配电领域。高压逻辑控制开关支路与整车控制系统、电池管理系统连接；高压逻辑控制开关支路与控制系统相通；控制系统与整车控制系统、电池管理系统连接；控制系统通过内置的智能单元接收和发送信息，控制内部继电器支路、车辆电机控制系统高压缓冲，检测车辆各支路高压回路的通断状态，为车辆各支路控制系统提供高压电源，并对各支路控制系统的运行状态实现实时监控和保护。本实用新型是新能源汽车高压控制回路的重要零部件，是连接车载动力电池与所有高压用电设备桥梁，集成了通讯功能、高压回路通断检测功能、高压缓冲功能于一体，内部控制单元可实现模块化，可极大降低故障率，性能稳定可靠。

Description

新能源汽车智能高压控制管理系统

技术领域

本实用新型涉及汽车高压配电技术领域，具体是一种新能源汽车智能高压控制管理系统。

背景技术

高压配电管理系统是连接车载动力电池与所有高压用电设备的桥梁。但现有产品存在以下缺陷：

1、大部分高压配电管理系统体积大，防护等级不高，功能单一，连接线束数量多，开环控制没有反馈，若使用中出现故障后很难找出问题点，给检修带来很大困难，不利于车辆的运行时效性，且电磁兼容问题较为明显。

2、内部没有控制单元，内部继电器控制及状态信息全部需要引线到外部与整车控制器VCU或电池管理系统BMS相连才能实现，线束数量多，控制线路复杂，生产布线工作量大，调试任务繁重。若前期没有预留硬件接口或线束，基本无法扩展或增加功能。

3、一般只有一、两个主要回路有继电器通断状态检测，但因受到本身硬件接口及外部控制器接口数量的限制，只能反映局部的信息，且没有熔断器通断检测功能及高压绝缘监测功能，不利于新能源车的使用安全性。

4、高压缓冲功能是开环控制，即只是通过控制预充电阻的接通时间来实现高压上电缓冲，并没有进行压差检测，因接通时间是一个固定值，而车辆在拧钥匙上电时不同车载的预充时间有差异，因此少部分继电器会出现粘连失效的情况。元器件寿命影响较大，正常使用5-8年有一定的风险性。

5、高压缓冲功能对于车载高压控制器、线束及重要器件的寿命和工作的稳定性有着非同寻常的意义。因缺少缓冲功能或缓冲功能、控制逻辑不完善，经常出现继电器粘连失效或烧毁熔断器，导致车辆不能正常运行或控制设备缓慢失效，严重影响车辆运行。

6、车载高压上电过程中因感性负载电压由零上升到电池额定电压的过程中，短时间内电压变化大，导致的瞬间冲击电流大。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的发明目的在于提供一种新能源汽车智能高压控制管理系统，为车辆各支路控制系统提供高压电源，并对每个支路回路实现实时监控和保护。

为实现上述发明目的，本实用新型包括高压逻辑控制开关支路、控制系统；高压逻辑控制开关支路与整车控制系统、电池管理系统连接；高压逻辑控制开关支路与控制系统相通；控制系统与整车控制系统、电池管理系统连接。

所述控制系统包括存储单元、内部逻辑控制电路；控制系统分别与高压信号采集外围电路、外围驱动电路、外部时钟电路连接；所述控制系统通过高压信号采集外围电路分别与车辆电机控制系统、车辆直流充电机、车辆空调系统、车辆辅件控制系统、车辆除霜控制系统、车辆暖风系统连接；所述高压逻辑控制开关支路的继电器一KM1、继电器二KM2、继电器三KM3、继电器四KM4、继电器五KM5、继电器六KM6、继电器七KM0的公共端连接在一起；继电器一KM1、继电器二KM2、继电器三KM3、继电器四KM4、继电器五KM5、继电器六KM6、继电器七KM0的控制端分别与外围驱动电路连接；继电器一KM1的工作电路通过熔断丝一FU1与车辆电机控制系统连接，继电器二KM2的工作电路通过熔断丝二FU2与车辆直流充电机连接，继电器三KM3的工作电路通过熔断丝三FU3与车辆空调系统连接，继电器四KM4的工作电路通过熔断丝四FU4与车辆辅件控制系统连接，继电器五KM5的工作电路通过熔断丝五FU5与车辆除霜控制系统连接，继电器六KM6的工作电路通过熔断丝六FU6与车辆暖风系统连接。

所述存储单元与整车控制系统、电池管理系统进行通讯和数据交换，并提供内部程序下载接口。

所述高压逻辑控制开关支路与车辆电池高压输入电源连接。

所述继电器一KM1的回路上并联有预充电阻R。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、智能高压控制管理系统是新能源汽车高压控制回路的重要零部件，是连接车载动力电池与所有高压用电设备的桥梁。本实用新型集成了通讯功能、高压回路通断检测功能、高压缓冲功能于一体，内部控制单元实现了模块化，可极大降低故障率，性能稳定可靠。

2、智能高压控制管理系统与整车控制系统通过CAN通讯进行实时信息传输，免去繁杂的线束连接，可有效保证车辆的安全运行。

3、智能高压控制管理系统具备较强的高压回路通断检测功能，能快速准确地判断车辆高压配电系统的故障点，为整车实现远程监控及管理提供便利信息。

4、在车辆电机控制系统支路的继电器一的回路上并联预充电阻，通过检测判断继电器两端压差小于一定的电压值（20V）后，再控制继电器一接通，将冲击电流控制在很小范围内，具有很强的高压缓冲功能。

附图说明

图1为本实用新型的电气结构方框图。

图2为图1高压逻辑控制开关支路、控制系统局部放大图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型的高压逻辑控制开关支路1、控制系统2组成高压配电管理系统，整车控制系统8、电池管理系统9、车辆电机控制系统10、车辆直流充电机11、车辆空调系统12、车辆辅件控制系统13、车辆除霜控制系统14、车辆暖风系统15组成外部设备。

本实用新型的高压逻辑控制开关支路1通过CN1、CN2插座用CAN总线与整车控制系统8、电池管理系统9连接，高压逻辑控制开关支路1与整车控制系统8、电池管理系统9通过CAN总线进行通讯、数据交换；高压逻辑控制开关支路1与控制系统2相通；控制系统2通过CN1、CN3插座用CAN总线与整车控制系统8、电池管理系统9连接；控制系统2通过内置的智能单元接收和发送信息，控制内部继电器支路、车辆电机控制系统10高压缓冲，检测车辆各支路高压回路的通断状态，为车辆各支路控制系统提供高压电源，并对各支路控制系统的运行状态实现实时监控和保护。

所述控制系统2包括存储单元3、内部逻辑控制电路6；控制系统2分别与高压信号采集外围电路4、外围驱动电路5、外部时钟电路7连接；所述控制系统2通过高压信号采集外围电路4分别与车辆电机控制系统10、车辆直流充电机11、车辆空调系统12、车辆辅件控制系统13、车辆除霜控制系统14、车辆暖风系统15连接，接收车辆设备状态信息，检测各控制系统支路的通断状态；所述高压逻辑控制开关支路1的继电器一KM1、继电器二KM2、继电器三KM3、继电器四KM4、继电器五KM5、继电器六KM6、继电器七KM0的公共端连接在一起；继电器一KM1、继电器二KM2、继电器三KM3、继电器四KM4、继电器五KM5、继电器六KM6、继电器七KM0的控制端分别与外围驱动电路5连接；继电器一KM1的工作电路通过熔断丝一FU1与车辆电机控制系统10连接，继电器二KM2的工作电路通过熔断丝二FU2与车辆直流充电机11连接，继电器三KM3的工作电路通过熔断丝三FU3与车辆空调系统12连接，继电器四KM4的工作电路通过熔断丝四FU4与车辆辅件控制系统13连接，继电器五KM5的工作电路通过熔断丝五FU5与车辆除霜控制系统14连接，继电器六KM6的工作电路通过熔断丝六FU6与车辆暖风系统15连接，为车辆各控制系统提供高压电源，并对各控制系统实现实时监控和保护。

所述存储单元3与整车控制系统8VCU和电池管理系统9BMS通过CAN1总线进行通讯和数据交换。并提供内部程序下载及调试接口，通过CAN2总线下载。

所述高压逻辑控制开关支路1与车辆电池高压输入电源连接。

所述继电器一KM1的回路上并联有预充电阻R。继电器七KM0与预充电阻R组成主回路缓冲电路。

本实用新型车载使用环境下运行稳定可靠，数据处理时间更短，输出保护动作更快。集成了CAN2.0通讯功能，与整车控制系统8VCU通过CAN通讯进行实时信息传输，控制线束大为减少，只有两根通讯线，因此极大减少了硬件线束的连接，高低压线路间的电磁干扰问题得以降低，故障率大大减少，可保证车辆稳定可靠地运行。因智能高压控制管理系统内的低压控制线束数量大幅减少，后期使用、维护简单快捷，同时模块化安装简单易行，更利于批量化生产。CAN通讯控制将智能高压控制管理系统内的信息能够非常全面的传递给整车控制系统8，而不受外部线路及硬件接口的限制和影响。

本实用新型的模块化使得内部器件可以分层安装，结构紧凑，减小整机体积。

本实用新型因线束数量及接口的减少，增加了产品的防护性能，可以达到IP67的防护等级。

本实用新型高压回路通断检测功能主要包括高压控制管理系统输出的每一支路高压继电器及熔断器的通断状态检测，高压控制管理系统将其内部的高压元件工作状态信息适时发送给整车控制系统8，通过车辆仪表可以准确判断故障点，实现快速检修。

本实用新型车载高压上电过程中因感性负载电压由零上升到电池额定电压的过程中，短时间内电压变化大导致的瞬间冲击电流大。本实用新型的高压缓冲功能是在车辆电机控制系统10支路的继电器一KM1回路上并联一定规格的预充电阻R，通过检测判断继电器两端压差小于一定的电压值后再控制继电器一KM1接通，将冲击电流控制在很小范围内。

Claims (5)

1.一种新能源汽车智能高压控制管理系统，其特征在于：包括高压逻辑控制开关支路（1）、控制系统（2）；高压逻辑控制开关支路（1）与整车控制系统（8）、电池管理系统（9）连接；高压逻辑控制开关支路（1）与控制系统（2）相通；控制系统（2）与整车控制系统（8）、电池管理系统（9）连接。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车智能高压控制管理系统，其特征在于：所述控制系统（2）包括存储单元（3）、内部逻辑控制电路（6）；控制系统（2）分别与高压信号采集外围电路（4）、外围驱动电路（5）、外部时钟电路（7）连接；

所述控制系统（2）通过高压信号采集外围电路（4）分别与车辆电机控制系统（10）、车辆直流充电机（11）、车辆空调系统（12）、车辆辅件控制系统（13）、车辆除霜控制系统（14）、车辆暖风系统（15）连接；

所述高压逻辑控制开关支路（1）的继电器一KM1、继电器二KM2、继电器三KM3、继电器四KM4、继电器五KM5、继电器六KM6、继电器七KM0的公共端连接在一起；继电器一KM1、继电器二KM2、继电器三KM3、继电器四KM4、继电器五KM5、继电器六KM6、继电器七KM0的控制端分别与外围驱动电路（5）连接；继电器一KM1的工作电路通过熔断丝一FU1与车辆电机控制系统（10）连接，继电器二KM2的工作电路通过熔断丝二FU2与车辆直流充电机（11）连接，继电器三KM3的工作电路通过熔断丝三FU3与车辆空调系统（12）连接，继电器四KM4的工作电路通过熔断丝四FU4与车辆辅件控制系统（13）连接，继电器五KM5的工作电路通过熔断丝五FU5与车辆除霜控制系统（14）连接，继电器六KM6的工作电路通过熔断丝六FU6与车辆暖风系统（15）连接。

3.根据权利要求2所述的新能源汽车智能高压控制管理系统，其特征在于：所述存储单元（3）与整车控制系统（8）、电池管理系统（9）进行通讯和数据交换，并提供内部程序下载接口。

4.根据权利要求2所述的新能源汽车智能高压控制管理系统，其特征在于：所述高压逻辑控制开关支路（1）与车辆电池高压输入电源连接。

5.根据权利要求2所述的新能源汽车智能高压控制管理系统，其特征在于：所述继电器一KM1的回路上并联有预充电阻R。