CN210792803U - 电动汽车高压安全控制系统及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种电动汽车高压安全控制系统及电动汽车。所述电动汽车高压安全控制系统应用于电动汽车，包括负载、电源、电流传感器、电池管理模块、检测模块、及第一熔断器。电源为所述负载供电；电流传感器检测所述电源给所述负载供电的供电电路中的电流以得到检测电流；电池管理模块在所述检测电流大于第一预设值且小于第二预设值时产生故障信号，其中，所述第一预设值大于所述电源给所述负载供电的额定电流值，测控模块根据所述故障信号产生断电指令；第一熔断器根据所述断电指令断开所述电源给所述负载的供电电路。本系统可解决电动汽车供电电流过大时，无法断开供电电路的问题，保障电动汽车驾驶员的人身财产安全。

Description

电动汽车高压安全控制系统及电动汽车

技术领域

本申请涉及电气控制设备技术领域，尤其是涉及一种电动汽车高压安全控制系统及电动汽车。

背景技术

目前，市面上已经出现了大量的电动汽车，相较于传统汽车，电动汽车不会排放废气，更加的环保。通常而言，电动汽车都配备有高达300伏以上的高压电源以驱动电动汽车行驶，在高压电源的加载下，需要高压安全控制系统来保证电动汽车的正常行驶。

一般情况下的电动汽车高压安全控制系统包括快速熔断器、及继电器。继电器可以控制高压电源电路的断开、连接，快速熔断器可以在短时间内快速熔断，起到断开高压电源电路的作用。但当高压电源电路中的电流超过继电器的保护电流且未达到快速熔断器的最小熔断电流时，会出现继电器粘连，无法断开高压电源电路的情况，威胁到电动汽车驾驶员的人身财产安全。

发明内容

为了解决当高压电源电路中的电流超过继电器的保护电流且未达到快速熔断器的最小熔断电流时，会出现继电器粘连，无法断开高压电源电路的问题，本申请提供了一种电动汽车高压安全控制系统。

第一方面，本申请提供了一种电动汽车高压安全控制系统，应用于电动汽车，所述电动汽车高压安全控制系统包括：

负载；

电源，用于为所述负载供电；

电流传感器，用于检测所述电源给所述负载供电的供电电路中的电流，以得到检测电流；

电池管理模块，用于在所述检测电流大于第一预设值且小于第二预设值时，产生故障信号，其中，所述第一预设值大于所述电源给所述负载供电的额定电流值，且所述第一预设值小于所述第二预设值；

测控模块，用于根据所述故障信号产生断电指令；及

第一熔断器，用于根据所述断电指令断开所述电源给所述负载的供电电路。

当装载有本申请提供的所述电动汽车高压安全控制系统的电动汽车发生碰撞或者其他事故时，由于本申请提供了所述测控模块、及所述第一熔断器，结合所述电池管理模块与所述电流传感器，相较于传统的高压电源安全电路，本申请的实施方式能够通过所述电流传感器检测所述供电电路中的电流得到检测电流，并通过所述电池管理模块向所述测控模块发送所述故障信号，使所述第一熔断器断开，完成所述供电电路的断电。并且，本申请能够在所述第一预设值与所述第二预设值之间的故障电流情况下，断开所述电源给所述负载的供电电路。本申请提供的实施方式有效的防止了继电器粘连、快速熔断器无法正常熔断等问题，保证了电动汽车驾驶员的人身财产安全。

第二方面，本申请还提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括第一方面所述的电动汽车高压安全控制系统。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请第一实施方式提供的电动汽车高压安全控制系统。

图2为本申请第二实施方式提供的电动汽车高压安全控制系统。

图3为本申请一实施例提供的测控模块框架示意图。

图4为本申请一实施例提供的电动汽车俯视图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请第一实施方式提供的电动汽车高压安全控制系统电路图。所述电动汽车高压安全控制系统10应用于电动汽车1(如图4)。所述电动汽车高压安全控制系统10包括：负载120、电源110、电流传感器130、电池管理模块140、测控模块150、及第一熔断器150a。所述电源110用于为所述负载120供电。所述电流传感器130用于检测所述电源110给所述负载120供电的供电电路中的电流，以得到检测电流。所述电池管理模块140用于在所述检测电流大于第一预设值且小于第二预设值时，产生故障信号，其中，所述第一预设值大于所述电源110给所述负载120供电的额定电流值，且所述第一预设值小于所述第二预设值。所述测控模块150用于根据所述故障信号产生断电指令。所述第一熔断器150a用于根据所述断电指令断开所述电源110给所述负载120的供电电路。

具体的，所述负载120可以为但不限于为电动汽车1中的引擎装置、显示装置、空调装置等。所述电源110为所述负载120供电，所述电源110通常为电压值高达300伏特以上的高压电源，以满足驱动电动汽车1所需的电量。

具体的，在本实施方式中，所述电流传感器130采用霍尔电流传感器进行所述电源110给所述负载120供电的供电电路中的电流的检测，在其他实施方式中，也可以使用其他类型的电流传感器，本申请对此不作限制。所述电流传感器130中的霍尔元件材料可以为但不限于为锗、硅、砷化铟、锑化铟等半导体材料，所述霍尔元件可以感应所述供电电路中电流产生的磁场大小，从而测量出所述检测电流。

具体的，所述电池管理模块140与所述电流传感器130电连接，所述电池管理模块140接收所述检测电流值，并与所述第一预设值及所述第二预设值比较，其中所述第一预设值通常为所述电源110给所述负载120供电的额定电流值的三倍，所述第二预设值通常为所述电源110给所述负载120供电的额定电流值的五倍。换句话说，在传统的高压电源电路中，继电器的保护电流通常为所述电源110给所述负载120供电的额定电流值的三倍以下，快速熔断器的保护电流通常为所述电源110给所述负载120供电的额定电流值的五倍以上。故在本实施方式中，设定为所述检测电流大于所述第一预设值且小于所述第二预设值时产生所述故障信号。可以理解的，当所述检测电流小于所述第一预设值且大于所述额定电流值，或者，所述检测电流大于所述第二预设值时，所述电池管理模块140都可以产生故障信号，本申请对此不作限制。

具体的，所述测控模块150与所述电池管理模块140电连接。所述测控模块150根据所述故障信号产生所述断电指令，并向所述第一熔断器150a发送所述断电指令。所述第一熔断器150a接收所述断电指令后，断开所述电源110给所述负载120的供电电路。

由于本申请提供了所述测控模块150、及所述第一熔断器150a，结合所述电池管理模块140与所述电流传感器130，相较于传统的高压电源安全电路，本申请的实施方式能够通过所述电流传感器130检测所述供电电路中的电流得到检测电流，并通过所述电池管理模块140向所述测控模块150发送所述故障信号，使所述第一熔断器150a断开，完成所述供电电路的断电。并且，本申请能够在所述第一预设值与所述第二预设值之间的故障电流情况下，断开所述电源110给所述负载120的供电电路。本申请提供的实施方式有效的防止了继电器粘连、快速熔断器无法正常熔断等问题，保证了电动汽车驾驶员的人身财产安全。

在一种可能的实施方式中，如图1所示，所述电动汽车高压安全控制系统10还包括第二熔断器150b，所述第二熔断器150b串联在所述供电电路中。请一并参阅图3，图3为本申请一实施例提供的测控模块框架示意图。所述测控模块150包括电压检测单元151、控制单元152、及触发单元153。所述电压检测单元151用于在接收到所述故障信号时，检测所述第二熔断器150b两端的电压信号，以得到检测电压。所述控制单元152，根据所述检测电压判定出所述第二熔断器150b未熔断时，产生触发信号。所述触发单元153根据所述触发信号产生所述断电指令。

具体的，使得所述第二熔断器150b熔断的最小电流值为所述第二预设值。所述电压检测单元151的输入端与输出端分别与所述第二熔断器150b的输入端与输出端电连接，以检测所述第二熔断器150b两端的电压信号，得到所述检测电压。当所述检测电压近乎为零时(定义近乎为零的含义为小于0.5且无限接近0)，即所述第二熔断器150b未断开，若此时所述检测电流大于所述第一预设值且小于所述第二预设值，所述控制单元152产生触发信号。所述触发单元153根据所述触发信号产生所述断电指令，并向所述第一熔断器150a发送，所述第一熔断器150a根据所述断电指令断开所述电源110给所述负载120的供电电路。在本实施方式中，所述断电指令可以为但不限于为一种脉冲信号。

可以理解的，当所述电动汽车1发生故障，所述供电电路的电流值超过所述额定电流但尚未达到使得所述第二熔断器150b的熔断电流时，所述第二熔断器150b不会熔断，此时若供电电路中存在电流的话，会对所述电动汽车1驾驶员的安全保障造成威胁。在本实施方式中，加入了所述测控模块150及所述第一熔断器150a，结合所述电池管理模块140及所述电流传感器130，能够解决所述供电电路的电流值超过所述额定电流但尚未达到所述第二熔断器150b的熔断电流的问题。

在一种可能的实施方式中，所述第一熔断器150a含有火药，所述断电指令用于引爆含有火药的所述第一熔断器150a。可以理解的，当含有火药的所述第一熔断器150a接收到所述断电指令，火药的引爆速度非常快，含有火药的所述第一熔断器150a能够相较于传统的快速熔断器，以更短的时间断开所述电源110给所述负载120的供电电路，达到更好的保护效果。可以理解的，所述第一熔断器150a还可以是含有熔体的熔断器，在不影响所述第一熔断器150a在接收到所述断电指令，能够断开所述电源110给所述负载120的供电电路的情况下，本申请对此不作限制。

下面将结合所述电动汽车高压安全控制系统10中的所述电流传感器130包括所述第一电流传感器131、及第二电流传感器132的情况，进行有益效果的说明。请一并参阅图2，图2为本申请第二实施方式提供的电动汽车高压安全控制系统电路图。所述电流传感器130包括第一电流传感器131及第二电流传感器132。所述第一电流传感器131的检测精度为第一检测精度。第二电流传感器132所述第二电流传感器132的检测精度为第二检测精度。其中，所述第二检测精度小于所述第一检测精度，且所述第一电流传感器131用于检测所述供电电路中的电流，以得到所述检测电流。所述第二电流传感器132为备用，当所述第一电流传感器131因故障停止工作，则所述电池管理模块140通过所述第二电流传感器132对所述供电电路中的电流进行检测。可以理解的，在本实施方式中，增加了所述电动汽车高压安全控制系统10的稳定性。

在一种可能的实施方式中，所述电流传感器130包括第一电流传感器131及第二电流传感器132。所述第一电流传感器131的检测精度为第一检测精度。第二电流传感器132所述第二电流传感器132的检测精度为第二检测精度。其中，所述第二检测精度小于所述第一检测精度，且所述第一电流传感器131用于检测所述供电电路中的电流，以得到所述检测电流。其中，所述第二检测精度小于所述第一检测精度，当所述电源110给所述负载120供电的供电电路中的电流大于额定电流时，所述第二电流传感器132用于检测所述供电电路中的电流，以得到检测电流。可以理解的，由于所述电源110给所述负载120供电的供电电路中的电流大于额定电流，即所述电动汽车1处于故障状态，此时，不需要所述第一检测精度的所述第一电流传感器131进行所述供电电路的电流的检测，而是由所述第二检测精度的所述第二电流传感器132进行所述供电电路的电流的检测。在本实施方式中，所述第一电流传感器131与所述第二电流传感器132在所述电动汽车1正常工作及故障时相互配合进行检测，避免了重复、过高精度的检测造成的资源浪费，降低了成本。

在一种可能的实施方式中，请一并参阅图1及图2，所述电动汽车高压安全控制系统10还包括碰撞检测模块160，用于检测所述电动汽车1是否发生碰撞，并在所述电动汽车1发生碰撞时，产生碰撞信号。所述电池管理模块140用于接收所述碰撞信号，且在所述电动汽车1发生碰撞后的预设时间段内，所述检测电流大于第一预设值且小于第二预设值，则产生所述故障信号。

可以理解的，由于电动汽车1在发生碰撞时，所述电源110给所述负载120的供电电路中的电流易发生突变，超过所述供电电路的所述额定电流，造成所述电动汽车1故障。因此，在本实施方式中，加入了所述碰撞检测模块160，结合所述电动汽车高压安全控制系统10中的所述测控模块150、及所述第一熔断器150a，对所述电动汽车1的正常工作更有保障。

在一种可能的实施方式中，请一并参阅图1及图2，所述电动汽车高压安全控制系统10还包括第一继电器140a及第二继电器140b。所述第一继电器140a位于所述电源110的正极与所述负载120的正极之间。所述第二继电器140b位于所述电源110的负极与所述负载120的负极之间。当所述检测电流在预设时间段内大于所述第一预设值且小于所述第二预设值，且所述第一继电器140a及所述第二继电器140b均未断开时，所述电池管理模块140产生所述故障信号。

具体的，所述第一继电器140a及所述第二继电器140b的最大保护电流通常为所述第一预设值。当所述电源110给所述负载120的供电电路中的电流大于所述额定电流且小于所述第一预设值时，所述第一继电器140a及所述第二继电器140b可以控制断开所述供电电路。但当所述供电电路中的电流大于所述第一预设值且小于所述第二预设值时，所述第一继电器140a及所述第二继电器140b易于出现开关接触点粘连，即所述第一继电器140a及所述第二继电器140b无法断开。

可以理解的，在本实施方式中，所述电动汽车高压安全控制系统10中的所述测控模块150、及所述第一熔断器150a解决了当所述供电电路中的电流大于所述第一预设值且小于所述第二预设值时，所述第一继电器140a及所述第二继电器140b易于出现开关接触点粘连的问题，对所述电动汽车1的正常工作更有保障。

在一种可能的实施方式中，请一并参阅图1及图2，所述电动汽车高压安全控制系统10还包括预充模块170，并联设置于所述第一继电器140a。所述预充模块170用于防止所述电源110给所述负载120供电过程中的产生的冲击电流。可以理解的，在另一种可能的实施方式中，所述预充模块170还可以包括霍尔传感器等，本申请对此不作限制。

具体的，在本实施方式中，所述预充模块170包括预充电阻171、预充继电器172。所述预充电阻171和所述预充继电器172串联，在所述电源110开始为所述负载120供电的预设时间段内，所述第一继电器140a断开，所述预充继电器172闭合，在所述预设时间段后，所述预充继电器172断开，所述第一继电器140a闭合。

可以理解的，由于所述电源110给所述负载120的供电电路中的电流值过大，若直接给所述负载120进行供电，容易对所述负载120造成过大的冲击电流的影响，导致所述负载120失效、爆炸等问题。在本实施方式中，由于所述预充模块170中的所述预充电阻171的存在，有效的减小了所述电源110给所述负载120的上电电流，能够延长所述电动汽车高压安全控制系统10的使用寿命。

本申请还提供一种电动汽车1，请一并参阅图4，图4为本申请一实施例提供的电动汽车俯视图。所述电动汽车1包括所述电动汽车高压安全控制系统10。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种电动汽车高压安全控制系统，应用于电动汽车，其特征在于，所述电动汽车高压安全控制系统包括：

负载；

电源，用于为所述负载供电；

电流传感器，用于检测所述电源给所述负载供电的供电电路中的电流，以得到检测电流；

电池管理模块，用于在所述检测电流大于第一预设值且小于第二预设值时，产生故障信号，其中，所述第一预设值大于所述电源给所述负载供电的额定电流值，且所述第一预设值小于所述第二预设值；

测控模块，用于根据所述故障信号产生断电指令；及

第一熔断器，用于根据所述断电指令断开所述电源给所述负载的供电电路。

2.如权利要求1所述的电动汽车高压安全控制系统，其特征在于，所述电动汽车高压安全控制系统还包括：第二熔断器，所述第二熔断器串联在所述供电电路中；

所述测控模块包括：

电压检测单元，用于在接收到所述故障信号时，检测所述第二熔断器两端的电压信号，以得到检测电压；

控制单元，根据所述检测电压判定出所述第二熔断器未熔断时，产生触发信号；

触发单元，所述触发单元根据所述触发信号产生所述断电指令。

3.如权利要求2所述的电动汽车高压安全控制系统，其特征在于，所述第一熔断器含有火药，所述断电指令用于引爆含有火药的所述第一熔断器。

4.如权利要求1所述的电动汽车高压安全控制系统，其特征在于，所述电流传感器包括：

第一电流传感器，所述第一电流传感器的检测精度为第一检测精度；

第二电流传感器，所述第二电流传感器的检测精度为第二检测精度；其中，所述第二检测精度小于所述第一检测精度，且所述第一电流传感器用于检测所述供电电路中的电流，以得到所述检测电流。

5.如权利要求1所述的电动汽车高压安全控制系统，其特征在于，所述电流传感器包括：

第一电流传感器，所述第一电流传感器的检测精度为第一检测精度；

第二电流传感器，所述第二电流传感器的检测精度为第二检测精度；其中，所述第二检测精度小于所述第一检测精度，当所述电源给所述负载供电的供电电路中的电流大于额定电流时，所述第二电流传感器用于检测所述供电电路中的电流，以得到检测电流。

6.如权利要求1-5任意一项所述的电动汽车高压安全控制系统，其特征在于，所述电动汽车高压安全控制系统还包括：

碰撞检测模块，用于检测所述电动汽车是否发生碰撞，并在所述电动汽车发生碰撞时，产生碰撞信号；

所述电池管理模块用于接收所述碰撞信号，且在所述电动汽车发生碰撞后的预设时间段内，所述检测电流大于第一预设值且小于第二预设值，则产生所述故障信号。

7.如权利要求1所述的电动汽车高压安全控制系统，其特征在于，所述电动汽车高压安全控制系统还包括：

第一继电器，所述第一继电器位于所述电源的正极与所述负载的正极之间；

第二继电器，所述第二继电器位于所述电源的负极与所述负载的负极之间；

当所述检测电流在预设时间段内大于所述第一预设值且小于所述第二预设值，且所述第一继电器及所述第二继电器均未断开时，所述电池管理模块产生所述故障信号。

8.如权利要求7所述的电动汽车高压安全控制系统，其特征在于，所述电动汽车高压安全控制系统还包括：

预充模块，并联设置于所述第一继电器，所述预充模块用于防止所述电源给所述负载供电过程中的产生的冲击电流。

9.如权利要求8所述的电动汽车高压安全控制系统，其特征在于，所述预充模块包括：预充电阻、预充继电器，所述预充电阻和所述预充电继电器串联，在所述电源开始为所述负载供电的预设时间段内，所述第一继电器断开，所述预充继电器闭合，在所述预设时间段后，所述预充继电器断开，所述第一继电器闭合。

10.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括如权利要求1-9所述的电动汽车高压安全控制系统。

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