CN211014520U - 一种带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统,包括动力电池、第一主接触器、第二主接触器、绝缘检测仪和主电机控制器;所述动力电池的正极通过所述第一主接触器与所述主电机控制器的正极电连接,所述动力电池的负极通过所述第二主接触器与所述主电机控制器的负极电连接,所述绝缘检测仪的负极与所述动力电池的负极电连接,所述绝缘检测仪的正极与所述主电机控制器的正极电连接。本实用新型只需要单独一路高压电路采样,既可实现整车绝缘电阻检测又可检测接触器粘连情况,减少了多路高压采样造成的线束成本和硬件成本,还减少了组装工艺的复杂度,降低了整车控制器综合检测判断的复杂程度,集成化程度更高。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源技术领域,特别涉及一种带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统。
背景技术
随着如今环境污染的日益严重以及能源危机的影响,为了缓解全球性能源危机和生活环境恶化等诸多问题,新能源汽车的发展如今受到高度重视,我国正在大力推动电动汽车的研发和使用,现如今纯电动汽车也越来越受到大众的欢迎。纯电动汽车动力系统主要由锂动力电池、充电单元(直流或交流)、高压维修开关MSD、电机或电控MCU系统以及辅助动力系统等组成,电动汽车的高电压范围通常在250V-750V之间,如此高电压、大电流的系统在安全使用上显得尤为重要。电动汽车绝缘检测仪是用于检测电动汽车高压装置与车身之间是否存在漏电等安全隐患的重要设备,具体地,是一种针对直流电源系统母线及支路的绝缘状态进行在线实时检测与管理的装置,该绝缘检测仪的使用与技术的提升对电动汽车发展起到了尤为重要的意义。
然而现有的电动汽车绝缘检测电路存在如下问题点:1、大都是采用多路的高压电路采样,而不能只用一路高压电路采样,实现既检测整车绝缘电阻又判断接触器粘连情况,若要在检测整车绝缘电阻的同时还检测接触器粘连情况,则需额外增加高压采样电路,其会导致硬件成本的增加;2、对整车绝缘故障与接触器粘连故障是分开发送状态,分开发送则会造成整车控制器综合判断处理的复杂程度。
实用新型内容
本实用新型提供了一种带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统,只需要单独一路高压电路采样,既可实现整车绝缘电阻检测又可检测接触器粘连情况,减少了多路高压采样造成的线束成本和硬件成本,还减少了组装工艺的复杂度,降低了整车控制器综合检测判断的复杂程度,集成化程度更高。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:
一种带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统,包括动力电池、第一主接触器、第二主接触器、绝缘检测仪和主电机控制器;
所述动力电池的正极通过所述第一主接触器与所述主电机控制器的正极电连接,所述动力电池的负极通过所述第二主接触器与所述主电机控制器的负极电连接,所述绝缘检测仪的负极与所述动力电池的负极电连接,所述绝缘检测仪的正极与所述主电机控制器的正极电连接。
本实用新型的有益效果是:接触器触头粘连是一种比较严重的故障,因为触头粘连会造成机器失控,甚至还会造成机械事故和人身伤害事故;对于电动汽车,在高压上电之前,需要对高压配电的接触器(即第一主接触器)进行相应的粘连检测来判断该接触器是否处于粘连状态,以防止在接触器发生粘连时还进行上电或者维修等操作,造成进一步损失;同时,绝缘检测是检测电动汽车高压装置与车身之间是否存在漏电现象的技术,可以有效防止因为漏电现象而造成不必要的损失;
由于动力电池的正极通过第一主接触器与主电机控制器的正极电连接,动力电池的负极通过第二主接触器与主电机控制器的负极电连接,绝缘检测仪的负极与动力电池的负极电连接,绝缘检测仪的正极与主电机控制器的正极电连接,基于上述电路连接方式,本实用新型为了保护动力电池、第一主接触器、第二主接触器以及主电机控制器之间的高压上电过程,当整车低压上电后,通过绝缘检测仪获取动力电池的负极与主电机控制器的正极之间的采样电压,通过该采样电压可以对第一主接触器的粘连状态进行判断;同时,还通过绝缘检测仪获取整车的绝缘电阻(例如采用电阻分压法和循环检测法),根据该绝缘电阻可以对整车的绝缘状态进行检测和判断;
与传统的绝缘检测和接触器粘连相比,只需要一条高压采样电路(即绝缘检测仪所在的这条线路),即可实现在整车没有高压上电之前判断第一主接触器是否粘连并同时检测整车的绝缘状态,达到一举两得的目的,对动力电池、第二主接触器和主电机控制器起到有效保护的作用,减少了多路高压采样造成的线束成本和硬件成本,还减少了组装工艺的复杂度;同时,还可以将绝缘状态异常和第一主接触器发生异常的相关消息同时发送给用户知晓,例如当判断整车的绝缘状态为正常且第一主接触器未发生粘连时,可直接发送绝缘正常相关的消息,而当判断整车的绝缘状态为异常和/或第一主接触器发生粘连时,可直接发送绝缘故障状态相关的消息,这与传统的对整车绝缘故障与接触器粘连故障是分开发送状态消息的方式相比,降低了整车控制器综合检测判断的复杂程度,集成化程度更高。
其中,本实用新型是通过设计或改变动力电池、第一主接触器、第二主接触器、绝缘检测仪和主电机控制器相互之间的连接结构来实现本实用新型中的绝缘状态检测和第一主接触器粘连状态检测的功能,而并不涉及计算机程序的改进,且动力电池、主电机控制器、第一主接触器、第二主接触器和绝缘检测仪的结构和原理也均为现有技术,绝缘检测仪获取绝缘电阻并根据绝缘电阻判断绝缘状态,以及绝缘检测获取采样电压并根据采样电压判断第一主接触器粘连状态的原理也为现有技术,例如,采用电阻分压法和循环检测法检测绝缘电阻,均不涉及计算机程序的改进。
在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进:
进一步:所述动力电池内部设有用于获取所述动力电池的电池电压的电源管理电路,所述动力电池的负极通过所述电源管理电路与所述第二主接触器电连接。
进一步:还包括预充电路;
所述动力电池的正极还通过所述预充电路与所述主电机控制器的正极电连接。
进一步:还包括熔断器,所述熔断器的一端连接在所述动力电池的正极上,所述熔断器的另一端分别连接在所述预充电路的输入端和所述第一主接触器的输入端。
进一步:所述预充电路包括副接触器和预充电阻;
所述动力电池的正极依次通过所述熔断器、所述副接触器和所述预充电阻与所述主电机控制器的正极电连接;
或者
所述动力电池的正极依次通过所述熔断器、所述预充电阻和所述副接触器与所述主电机控制器的正极电连接。
进一步:还包括第二熔断器和DC-DC变换器;
所述动力电池的正极依次通过所述第一熔断器、所述第二熔断器和所述DC-DC变换器与所述主电机控制器的负极电连接。
附图说明
图1为本实用新型实施例中带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统的结构示意图一;
图2为本实用新型实施例中带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统的结构示意图一。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、动力电池,2、第一主接触器,3、第二主接触器,4、绝缘检测仪,5、主电机控制器,6、预充电路,7、第一熔断器,8、第二熔断器,9、DC-DC变换器,11、电源管理电路,61、副接触器,62、预充电阻。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。
下面结合附图,对本实用新型进行说明。
实施例一、如图1所示,一种带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统,包括动力电池1、第一主接触器2、第二主接触器3、绝缘检测仪4和主电机控制器5;
所述动力电池1的正极通过所述第一主接触器2与所述主电机控制器5的正极电连接,所述动力电池1的负极通过所述第二主接触器3与所述主电机控制器5的负极电连接,所述绝缘检测仪4的负极与所述动力电池1的负极电连接,所述绝缘检测仪4的正极与所述主电机控制器5的正极电连接。
由于动力电池的正极通过第一主接触器与主电机控制器的正极电连接,动力电池的负极通过第二主接触器与主电机控制器的负极电连接,绝缘检测仪的负极与动力电池的负极电连接,绝缘检测仪的正极与主电机控制器的正极电连接,因此,为了保护动力电池、第一主接触器、第二主接触器以及主电机控制器之间的高压上电过程,本实施例中带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统的工作原理为:
当整车低压上电后,通过绝缘检测仪获取动力电池的负极与主电机控制器的正极之间的采样电压,通过该采样电压可以对第一主接触器的粘连状态进行判断;同时,绝缘检测是检测电动汽车高压装置与车身之间是否存在漏电现象的技术,可以有效防止因为漏电现象而造成不必要的损失,因此本实施例在整车低压上电后,还通过绝缘检测仪获取整车的绝缘电阻,根据该绝缘电阻可以对整车的绝缘状态进行检测和判断;根据第一主接触器是否发生粘连和整车的绝缘状态判断的结果综合判断整车是绝缘正常还是绝缘故障,其中,当整车的绝缘状态异常和/或第一主接触器发生粘连时,将判断整车为绝缘故障,并通过绝缘检测仪向用户发送绝缘故障消息,例如显示警报消息等,当整车的绝缘状态正常且第一主接触器未发生粘连时,判断整车为绝缘正常,并通过绝缘检测仪向用户发送绝缘正常消息。
本实施例上述带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统,与传统的绝缘检测和接触器粘连相比,只需要一条高压采样电路(即绝缘检测仪所在的这条线路),即可实现在整车没有高压上电之前判断第一主接触器是否粘连并同时检测整车的绝缘状态,达到一举两得的目的,对动力电池、第二主接触器和主电机控制器起到有效保护的作用,减少了多路高压采样造成的线束成本和硬件成本,还减少了组装工艺的复杂度;与传统的对整车绝缘故障与接触器粘连故障是分开发送状态消息的方式相比,降低了整车控制器综合检测判断的复杂程度,集成化程度更高。
具体地,本实施例中动力电池、绝缘检测仪、主电机控制器和BMS均是现有常用规格型号的产品。
具体地,本实施例是通过设计或改变动力电池、第一主接触器、第二主接触器、绝缘检测仪和主电机控制器相互之间的连接结构来实现本实用新型中的绝缘状态检测和第一主接触器粘连状态检测的功能,而并不涉及计算机程序的改进,且动力电池、主电机控制器、第一主接触器、第二主接触器和绝缘检测仪的结构和原理也均为现有技术,绝缘检测仪获取绝缘电阻并根据绝缘电阻判断绝缘状态,以及绝缘检测获取采样电压并根据采样电压判断第一主接触器粘连状态的原理也为现有技术,例如,绝缘检测仪是采用电阻分压法和循环检测法获取整车的绝缘电阻(电阻分压法和循环检测法的具体操作方法为现有技术),均不涉及计算机程序的改进,具体细节不再赘述。
优选地,如图2所示,所述动力电池1内部设有用于获取所述动力电池1的电池电压的电源管理电路11,所述动力电池1的负极通过所述电源管理电路11与所述第二主接触器3电连接。
动力电池内部的电源管理电路可以用于检测到动力电池的电池电压,并转化为电池报文,而绝缘检测仪可以接收到该电池报文并提取出电池电压,通过该电池电压可预先对动力电池是否正常进行检测,在检测绝缘状态和第一主接触器是否发生粘连之前,先对动力电池进行检测,可以保证绝缘状态检测和第一主接触器检测的可靠性,避免因为动力电池发生异常而影响后续的检测过程,影响最终的检测结果的正确性。
具体地,本实施例中的电源管理电路11即为图2中的BMS,第一主接触器和第二主接触器分别为图2中的继电器K1和继电器K6。
优选地,如图2所示,还包括预充电路6;
所述动力电池1的正极还通过所述预充电路6与所述主电机控制器5的正极电连接。
对于电动汽车,主电机控制器都带有较大的母线电容,在冷态启动无预充电情况下,如第一主接触器直接接通,电池高压将直接加载到空的母线电容上,相当于瞬间短路,极大的瞬间电流会损坏继电;而通过加入预充电路先将母线电容进行预充电,这样主电路接通时的电流就可以控制在安全的范围内,确保系统正常运行。
具体地,预充电路就是并联在第一主接触器两端的一条回路。
优选地,如图2所示,还包括第一熔断器7,所述第一熔断器7的一端连接在所述动力电池1的正极上,所述熔断器7的另一端分别连接在所述预充电路6的输入端和所述第一主接触器2的输入端。
熔断器是根据电流超过规定值一段时间后,以其自身产生的热量使熔体熔化,从而使得电路断开的一种电流保护器,被广泛用于高低压配电系统和控制系统中;在本实施例中,动力电池依次通过第一熔断器和第一主接触器与主电机控制器电连接,还通过第一熔断器和预充电路与主电机控制器电连接,可以对主电机控制器的上电过程进行保护,防止短路和过电流。
具体地,本实施例中的第一熔断器即为图2中的F1。
优选地,如图2所示,所述预充电路6包括副接触器61和预充电阻62;
所述动力电池1的正极依次通过所述第一熔断器7、所述副接触器61和所述预充电阻62与所述主电机控制器5的正极电连接;
或者
所述动力电池1的正极依次通过所述第一熔断器7、所述预充电阻62和所述副接触器61与所述主电机控制器5的正极电连接。
预充电路的核心为预充电阻,预充电阻通常是在电路后端有容性负载上电时,给负载提供充电使用的电阻,当整车低压上电后,可通过该预充电阻对主电机控制器进行预充上电,当其预充上电的电流达到一定值时,才可进行高压上电,通过该预充电阻,可有效地保证主电路接通时的电流就可以控制在安全的范围内,确保系统正常运行;对预充电阻的要求是体积小、功率负荷大;其中,预充电阻和副接触器的连接顺序可对调。
具体地,本实施例中的预充电阻即为图2中的R1,副接触器为图2中的K2,且动力电池的正极依次通过第一熔断器F1、副接触器K2和预充电阻R1与主电机控制器的正极电连接。
优选地,如图2所示,还包括第二熔断器8和DC-DC变换器9;
所述动力电池1的正极依次通过所述第一熔断器7、所述第二熔断器8和所述DC-DC变换器9与所述主电机控制器5的负极电连接。
通过动力电池和主电机控制器之间的DC-DC变换器,可以将到动力电池向主电机控制器传输的电压转化为主电机控制器所需的电压;而在该变换过程中,通过第一熔断器和第二熔断器,可以对该电压转换过程进行保护,防止短路和过电压;其中,DC-DC变换器的规格根据实际情况选择。
具体地,本实施例中DC-DC变换器,即为图2中的24V的DC-DC变换器,第二熔断器具体为图2中熔断器F4。
具体地,本实施例中还包括负载,具体为图2中的电空调,还包括熔断器F2,动力电池依次通过熔断器F1、第一主接触器和熔断器F2与负载电连接。
具体地,本实施例中动力电池、绝缘检测仪、主电机控制器和BMS均是现有常用规格型号的产品,各接触器、熔断器和预充电阻的规格型号如下:
预充电阻R1:RXLG 100W150RJ;
继电器K1和继电器K6(即第一主接触器和第二主接触器):HFE18V-200/750-12-HC5(699);
继电器K2(即副接触器):HFE80V-20C/450-12-HTQ2BJ;
熔断器F1(即第一熔断器):FWP-350A/700VDC;
熔断器F2(即第二熔断器)和熔断器F4:HBE06-40A/700VDC。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,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、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统,其特征在于,包括动力电池(1)、第一主接触器(2)、第二主接触器(3)、绝缘检测仪(4)和主电机控制器(5);
所述动力电池(1)的正极通过所述第一主接触器(2)与所述主电机控制器(5)的正极电连接,所述动力电池(1)的负极通过所述第二主接触器(3)与所述主电机控制器(5)的负极电连接,所述绝缘检测仪(4)的负极与所述动力电池(1)的负极电连接,所述绝缘检测仪(4)的正极与所述主电机控制器(5)的正极电连接。
2.根据权利要求1所述的带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统,其特征在于,所述动力电池(1)内部设有用于获取所述动力电池(1)的电池电压的电源管理电路(11),所述动力电池(1)的负极通过所述电源管理电路(11)与所述第二主接触器(3)电连接。
3.根据权利要求1所述的带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统,其特征在于,还包括预充电路(6);
所述动力电池(1)的正极还通过所述预充电路(6)与所述主电机控制器(5)的正极电连接。
4.根据权利要求3所述的带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统,其特征在于,还包括第一熔断器(7),所述第一熔断器(7)的一端连接在所述动力电池(1)的正极上,所述熔断器(7)的另一端分别连接在所述预充电路(6)的输入端和所述第一主接触器(2)的输入端。
5.根据权利要求4所述的带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统,其特征在于,所述预充电路(6)包括副接触器(61)和预充电阻(62);
所述动力电池(1)的正极依次通过所述第一熔断器(7)、所述副接触器(61)和所述预充电阻(62)与所述主电机控制器(5)的正极电连接;
或者
所述动力电池(1)的正极依次通过所述第一熔断器(7)、所述预充电阻(62)和所述副接触器(61)与所述主电机控制器(5)的正极电连接。
6.根据权利要求4所述的带接触器粘连判断的纯电动汽车绝缘检测系统,其特征在于,还包括第二熔断器(8)和DC-DC变换器(9);
所述动力电池(1)的正极依次通过所述第一熔断器(7)、所述第二熔断器(8)和所述DC-DC变换器(9)与所述主电机控制器(5)的负极电连接。
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