CN210970698U - 电动车高压电路控制系统及电动车 - Google Patents

Abstract

本申请提供的电动车高压电路控制系统及电动车，应用于电动车领域。电动车高压电路控制系统包括高压控制电路、碰撞检测单元以及开关单元。高压控制电路与碰撞检测单元以及开关单元电性连接。控制逻辑仅由硬件实现的高压控制电路通过碰撞检测单元检测到发生碰撞时，控制开关单元关断电动车的高压回路。如此，通过纯硬件层面实现对电动车高压电路的控制，避免电动汽车在出现交通事故时对电动车整体控制软件所带来的不良影响，提高了电动车高压电路控制系统的稳定性。

Description

电动车高压电路控制系统及电动车

技术领域

本申请涉及电动车领域，具体而言，涉及一种电动车高压电路控制系统及电动车。

背景技术

电动汽车以动力电池作为动力来源，通过动力电池提供较高的电压以驱动电机的运转。电动汽车在出现交通事故时，需要及时切断高压回路，防止高压回路供电回路与其他部分导通。如此，以避免驾驶人员发生触电事故，继而危及驾驶人员的人身安全。

实用新型内容

为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请的目的之一在于提供一种电动车高压电路控制系统，所述电动车高压电路控制系统包括高压控制电路、碰撞检测单元以及开关单元，其中，所述高压控制电路的控制逻辑仅由硬件实现；

所述高压控制电路与所述碰撞检测单元以及所述开关单元电性连接；

所述高压控制电路用以在通过所述碰撞检测单元检测到碰撞时，控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路。

可选地，所述电动车高压电路控制系统还包括第一处理单元，所述第一处理单元用以执行机器可执行指令；

所述第一处理单元与所述碰撞检测单元以及所述开关单元电性连接；

所述第一处理单元用以在通过所述碰撞检测单元检测到碰撞时，控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路。

可选地，所述开关单元包括信号处理子单元，用以接收并处理所述第一处理单元发送的控制信号中所携带的频率信息。

可选地，所述电动车高压电路控制系统还包括维修开关；

所述维修开关与所述开关单元电性连接，使得用户操作所述维修开关关断所述电动车的高压回路。

可选地，所述第一处理单元还与所述维修开关电性连接，用以检测到用户操作所述维修开关关断所述电动车的高压回路时，控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路。

可选地，所述电动车高压电路控制系统还包括第二处理单元，所述第二处理单元与所述开关单元、第一处理单元以及所述高压回路的检测单元电性连接；

所述第二处理单元用以通过所述高压回路的检测单元检测到所述高压回路故障时，控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路，并向所述第一处理单元发送信号，使得所述第一处理单元控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路。

可选地，所述高压控制电路由现场可编程门阵列实现，包括信号获取模块、信号判断模块和控制输出模块；

其中，所述信号获取模块用于获取碰撞信号并将所述碰撞信号发送给所述信号判断模块；

所述信号判断模块用于根据所述碰撞信号判断是否发生碰撞并向所述控制输出模块发送控制信号；

所述控制输出模块用于根据所述控制信号控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路。

可选地，所述电动车高压电路控制系统包括多条所述高压控制电路。

可选地，所述碰撞检测单元检测到碰撞时，向所述高压控制电路发送携带有频率信息的控制信号，使得所述高压控制电路控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路高压控制电路。

本申请实施例的另一目的在于提供一种电动车，所述电动车包括所述电动车高压电路控制系统。

相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供的电动车高压电路控制系统及电动车。通过控制逻辑仅由硬件实现的高压控制电路与碰撞检测单元以及开关单元电性连接。该高压控制电路通过碰撞检测单元检测到碰撞时，控制开关单元关断电动车的高压回路。如此，通过纯硬件层面实现对电动车高压电路的控制，避免电动汽车在出现交通事故时对电动车整体控制软件正常运行所带来的不良影响，提高了电动车高压电路控制系统的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的电动车动力系统结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电动车高压电路控制系统之一；

图3为本申请实施例提供的电动车高压电路控制系统之二；

图4为本申请实施例提供的开关单元的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的电动车高压电路控制系统之三。

图标：100-动力电池组；200-继电器；300-继电器驱动器；400-电动车高压电路控制系统；4001-碰撞检测单元；4002-高压控制电路；4003-开关单元；4004-第一处理单元；4005-维修开关；4007-第二处理单元；4008-高压回路的检测单元；40031-继电器可控供电模块；40032-逻辑门电路；40033-信号处理子单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参照图1，图1是本申请提供的电动车动力系统结构示意图。电动车动力系统包括动力电池组100、继电器200、继电器驱动器300以及电动车高压电路控制系统400。

该继电器驱动器300用于驱动所述继电器200，实现关断或者导通动力电池组100的高压回路。电动车高压电路控制系统400与继电器驱动器300电性连接，通过对继电器驱动器300发送控制信号，继而实现对继电器200的控制。

电动车一般运行有相应的控制软件，用于采集电动车的各种运行参数，以及对电车进行控制。通常情况下，该控制软件运行不会出现异常情况。若电动车发生交通事故，由于交通事故多种多样，会使得控制软件运行出现各种异常情况。

例如，电动汽车在出现交通事故时所产生的剧烈碰撞，会使得电动车的各传感器会在极短的时间内产生大量的数据，甚至有数据超出了正常处理的阈值，继而会影响控制软件运行的正常运行。会对电动车整体控制软件的正常运行造成极大的影响，继而会出现无法切断高压回路的现象。

需要说明的是，上述技术问题的发现是在发明人做出了创造性的研究后得出的，因此发现上述技术问题及解决上述技术问题的手段均因视为对本申请创造性的贡献。

基于此，请参照图2，图2为本申请实施例提供的一种电动车高压电路控制系统400的结构示意图之一。该电动车高压电路控制系统400包括高压控制电路4002、碰撞检测单元4001以及开关单元4003。其中，该高压控制电路4002的控制逻辑仅由硬件实现。该碰撞检测单元4001用于检测电动车是否发生碰撞。该开关单元4003与继电器驱动器300电性连接，用以向该继电器驱动器300发送控制信号。

该高压控制电路4002与碰撞检测单元4001以及开关单元4003电性连接。该高压控制电路4002通过该碰撞检测单元4001检测到发生碰撞时，控制开关单元4003向继电器驱动器300发送控制信号，以关断高压回路。如此，避免因为交通事故的原因，导致高压回路与电动车车身导通，继而避免驾驶人员发生触电事故。

可选地，该高压控制电路4002的控制逻辑部分的实现可以是，但不限于FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者CPLD(Complex ProgrammableLogic Device，复杂可编程逻辑器件)。

例如，在一种可能的实施例中，该高压控制电路4002为FPGA，包括由FPGA中门电路组成的信号获取模块、信号判断模块和控制输出模块。其中，所述信号获取模块用于获取碰撞信号并将所述碰撞信号发送给所述信号判断模块；所述信号判断模块用于根据所述碰撞信号判断是否发生碰撞并向所述控制输出模块发送控制信号；所述控制输出模块用于根据所述控制信号控制所述开关单元4003关断所述电动车的高压回路。

上述信号获取模块、信号判断模块和控制输出模块的具体电路构成方式，可根据具体的碰撞信号编写相应的FPGA程序实现，这里不再做具体的限定。其中，FPGA在一次程序烧录后，内部门电路结构相对固定，不受运行情况的改变。

例如，在一种可能的实施例中，由于携带频率信息的控制信号相较于电平信号更具抗干扰能力，该碰撞检测单元4001检测到碰撞时，向所述高压控制电路4002发送携带有频率信息的控制信号，使得所述高压控制电路4002控制所述开关单元4003关断所述电动车的高压回路高压控制电路4002。因此，通过对FPGA编写相应的程序，使得该FPGA能够接收并处理控制信号中的频率信息。

可选地，由于安全气囊目前已经成为汽车的标配，通过安全气囊检测电动车是否发生碰撞，检测结果较为准确，继而可以防止误触发。因此，该碰撞检测单元4001可以是安全气囊检中的控制单元。在发生碰撞时，安全气囊检中的控制单元向与之电性连接的高压控制电路4002发送控制信号。

如此，通过纯硬件层面实现对电动车高压电路的控制，避免电动汽车在出现交通事故时对电动车整体控制软件所带来的不良影响，提高了电动车高压电路控制系统400的稳定性。

可选地，请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种电动车高压电路控制系统400的结构示意图之二。该电动车高压电路控制系统400还包括第一处理单元4004。该第一处理单元4004用以执行机器可执行指令。

该第一处理单元4004与碰撞检测单元4001以及开关单元4003电性连接，通过所述碰撞检测单元4001检测到碰撞时，向所述开关单元4003发送控制信息，使得所述开关单元4003关断该高压回路。

如此，通过一条由第一处理单元4004执行机器可执行指令实现对高压回路进行控制的控制路径，以及另外一条由纯硬件层面实现对高压回路的控制的路径，保障控制路径的冗余，使得其中一条控制路径发生故障时，另外一条控制路径能够正常控制高压回路。

另外，值得说明的是，上述控制路径不仅限于上述两条控制路径，可以根据实际的需求，做相应的增加。

可选地，由于电动车发生交通事故时，部分电路会因为猛烈的碰撞出现断路的情况。为了使得在控制软件运行出现异常以及部分高压控制电路4002构成的控制路径出现断路时，仍能关断高压回路。该电动车高压电路控制系统400还包括多条所述高压控制电路4002构成的控制路径。

可选地，请参照图4，该开关单元4003包括信号处理子单元40033、逻辑门电路40032以及继电器可控供电模块40031。其中，该逻辑门电路40032与继电器可控供电模块40031电性连接，该继电器可控供电模块40031还与继电器驱动器300电性连接。同时，该逻辑门电路40032还与高压控制电路4002电性连接，用以接收并判断高压控制电路4002所发送的控制信号，继而控制继电器可控供电模块40031。

可选地，由于电平信号稳定性较差，容易受到外界的干扰而发生电平反转，尤其是在电动车发生交通事故时。基于此，该逻辑门电路40032还与信号处理子单元40033电性连接，该信号处理子单元40033用以接收并处理所述第一处理单元4004发送的控制信号中所携带的频率信息。相较于电平信号，携带有频率信息的控制信号抗干扰能力更强。

例如，在一种可能的示例中，该第一处理单元4004在没有发生碰撞时，发送第一频率的控制信号给信号处理子单元40033。在发生碰撞时，该第一处理单元4004发送第二频率的控制信号给信号处理子单元。该信号处理子单元检测到前后控制信号的频率发生变化时，向该逻辑门电路40032发送控制信号，使得该逻辑门电路40032控制继电器可控供电模块40031关断高压回路。

可选地，请参照图5，该电动车高压电路控制系统400还包括与开关单元4003电性连接的维修开关4005。在用户需要对电动车进行检修时，电动车带电作业是相当危险，会有因为用户的操作不当造成短路，继而影响动力电池组100的使用寿命，甚至给威胁到用户的人身安全。基于此，该电动车高压电路控制系统提供该维修开关4005供用户在对电动车进行检修时，操作该维修开关4005关断电动车的高压回路。

可选地，由于该维修开关4005随着使用年限的增加，会出现老化以及接触不良等情况，导致用户通过该维修开关4005无法关断电动车的高压回路。基于此，该第一处理单元4004还与该维修开关4005电性连接，用于检测用户通过该维修开关4005对高压回路的关断操作。当第一处理单元检测到用户操作所述维修开关4005关断所述电动车的高压回路时，该第一处理单元4004向与之电性连接的开关单元4003发送控制信息，使得该开关单元4003关断高压回路。

如此，该电动车高压电路控制系统为电动车的检修提供多条冗余的控制路径，保证至少有一条控制路径能正常工作，继而提高了电动车高压电路控制系统400的稳定性。

值得说说明的是，该维修开关可以是机械开关，也可以是电子开关，只要能实现对开关单元的控制即可，这里不再做过多限制。

可选地，该电动车高压电路控制系统400还包括第二处理单元4007，该第二处理单元4007与所述开关单元4003、第一处理单元4004以及所述高压回路的检测单元4008电性连接。该高压回路的检测单元4008可以设置在动力电池组100内部，用以检测电池组的状况(例如，电池组内部的温度，电池组中的电芯是否故障)。该第二处理单元4007通过该高压回路的检测单元4008检测到高压回路发生故障时(例如，电池组内部温度过高)，向该开关单元4003发送控制信号，使得该开关单元4003关断高压回路。

可选地，该第二处理单元4007通过该高压回路的检测单元4008获取高压回路发生故障时，还向该第一处理单元4004发送高压回路发生故障的信号。该第一处理单元4004获取到第二处理单元4007所发送的高压回路发生故障的信号后，向开关单元4003发送控制信号，使得开关的单元关断高压回路。

如此，为电动车的高压回路故障提供多条冗余的控制路径，保证至少有一条控制路径能正常工作，继而提高了电动车高压电路控制系统400的稳定性。

值得说明的是，本申请实施例所提供的第一处理单元4004以及第二处理单元4007可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。例如，该第一处单元以及第二处理单元可以是处理器，上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)。第一处理单元4004以及第二处理单元4007可以实现读取存储在存储器中的软件程序，并根据软件程序中的机器执行指令，完成相应的控制方法。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本申请实施例还提供一种电动车，该电动车包括前述的电动车高压电路控制系统400。如此，以提高该电动车的安全等级以及使用寿命。

综上所述，本申请实施例提供的电动车高压电路控制系统及电动车。通过控制逻辑仅由硬件实现的高压控制电路与碰撞检测单元以及开关单元电性连接。该高压控制电路通过碰撞检测单元检测到碰撞时，控制开关单元关断电动车的高压回路。如此，通过纯硬件层面实现对电动车高压电路的控制，避免电动汽车在出现交通事故时对电动车整体控制软件正常运行所带来的不良影响，提高了电动车高压电路控制系统的稳定性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电动车高压电路控制系统，其特征在于，所述电动车高压电路控制系统包括高压控制电路、碰撞检测单元以及开关单元，其中，所述高压控制电路的控制逻辑仅由硬件实现；

所述高压控制电路与所述碰撞检测单元以及所述开关单元电性连接；

所述高压控制电路用以在通过所述碰撞检测单元检测到碰撞时，控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路。

2.根据权利要求1所述的电动车高压电路控制系统，其特征在于，所述电动车高压电路控制系统还包括第一处理单元，所述第一处理单元用以执行机器可执行指令；

所述第一处理单元与所述碰撞检测单元以及所述开关单元电性连接；

所述第一处理单元用以在通过所述碰撞检测单元检测到碰撞时，控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路。

3.根据权利要求2所述的电动车高压电路控制系统，其特征在于，所述开关单元包括信号处理子单元，用以接收并处理所述第一处理单元发送的控制信号中所携带的频率信息。

4.根据权利要求2所述的电动车高压电路控制系统，其特征在于，所述电动车高压电路控制系统还包括维修开关；

所述维修开关与所述开关单元电性连接，使得用户操作所述维修开关关断所述电动车的高压回路。

5.根据权利要求4所述的电动车高压电路控制系统，其特征在于，所述第一处理单元还与所述维修开关电性连接，用以检测到用户操作所述维修开关关断所述电动车的高压回路时，控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路。

6.根据权利要求2所述的电动车高压电路控制系统，其特征在于，所述电动车高压电路控制系统还包括第二处理单元，所述第二处理单元与所述开关单元、第一处理单元以及所述高压回路的检测单元电性连接；

所述第二处理单元用以通过所述高压回路的检测单元检测到所述高压回路发生故障时，控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路，并向所述第一处理单元发送信号，使得所述第一处理单元控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路。

7.根据权利要求1所述的电动车高压电路控制系统，其特征在于，所述高压控制电路由现场可编程门阵列实现，包括信号获取模块、信号判断模块和控制输出模块；

其中，所述信号获取模块用于获取碰撞信号并将所述碰撞信号发送给所述信号判断模块；

所述信号判断模块用于根据所述碰撞信号判断是否发生碰撞并向所述控制输出模块发送控制信号；

所述控制输出模块用于根据所述控制信号控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路。

8.根据权利要求1所述的电动车高压电路控制系统，其特征在于，所述电动车高压电路控制系统包括多条由所述高压控制电路构成的控制路径。

9.根据权利要求1所述的电动车高压电路控制系统，其特征在于，所述碰撞检测单元检测到碰撞时，向所述高压控制电路发送携带有频率信息的控制信号，使得所述高压控制电路控制所述开关单元关断所述电动车的高压回路高压控制电路。

10.一种电动车，其特征在于，所述电动车包括权利要求1-9任一项所述的电动车高压电路控制系统。

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