CN212890207U - 一种汽车供电启动系统的安全保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汽车供电启动系统的安全保护电路，属于汽车技术领域。它解决了现有的技术控制复杂，无法避免动力电池包短路瞬间仍存在的自燃隐患的问题。本汽车供电启动系统的安全保护电路包括安全气囊控制单元、BSG电机和动力电池包，动力电池包的正极通过线束一与BSG电机的正极连接，动力电池包的负极通过线束二与BSG电机的负极连接，线束一上还串联有短路保护开关，短路保护开关通过线束三与安全气囊控制单元连接，安全气囊控制单元用于在判断动力电池包存在短路风险时输出控制信号给短路保护开关，通过短路保护开关切断动力电池包与电机的供电启动回路。本安全保护电路能够及时可靠地断开动力电池包的输出线路，保证车辆安全性。

Description

一种汽车供电启动系统的安全保护电路

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种汽车供电启动系统的安全保护电路。

背景技术

随着汽车行业的飞速发展，对汽车各部件、装置的可靠性要求越来越高。目前市场上使用的供电起动系统，只是正极回路设计有一个大电流的普通保险丝，如图3所示，动力电池111正极和电机112的接线回路设计有一个300A的大电流保险丝113，其大电流保险丝113仅对起动回路发生短路及失效已发生之后，在规定的时间范围内熔断，不够智能，短路瞬间仍然存在隐患。特别是在发生碰撞时，保险丝未熔断时已引起高压电池的漏电等危险状态，很可能对车辆、乘员及周围车辆行人造成巨大的伤害。

针对上述存在的问题，现有中国专利文献公开了一种碰撞断电保护系统及其混合动力汽车，该碰撞断电保护系统用于在混合动力汽车发生碰撞时切断车辆中的高压电，所述碰撞断电保护系统包括:安全气囊控制器、碰撞开关、整车控制模块以及高压电源模块；其中，安全气囊控制器、碰撞开关和整车控制模块依次串联地连接，在安全气囊控制器输出第一控制信号至碰撞开关、并且碰撞开关输出第二控制信号时，碰撞开关输出第三控制信号至整车控制模块以使整车控制模块切断所述高压电源模块的输出。虽然使用该碰撞断电保护系统的混合动力汽车的高压电切断发生误操作的可能性小，但是该碰撞断电保护系统的控制过程复杂，需要通过安全气囊控制器、碰撞开关和整车控制模块的依次信号传输，才能切断高压电源模块的输出，这样的操作，有可能在发生碰撞时，已产生短路而使车辆出现自燃风险，仍存在安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种汽车供电启动系统的安全保护电路，该安全保护电路所要解决的技术问题是：如何及时可靠地断开动力电池包的输出线路，保证车辆安全性。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车供电启动系统的安全保护电路，包括安全气囊控制单元、BSG电机和动力电池包，所述动力电池包的正极通过线束一与BSG电机的正极连接，所述动力电池包的负极通过线束二与BSG电机的负极连接，其特征在于，所述安全保护电路还包括连接在线束一上的短路保护开关，所述短路保护开关通过线束三与安全气囊控制单元连接，所述安全气囊控制单元用于在判断动力电池包存在短路风险时输出控制信号给短路保护开关控制短路保护开关断开。

本汽车供电启动系统的安全保护电路的工作原理为：安全气囊控制单元实时对动力电池包的短路状态进行监测，在判断动力电池包存在短路风险时，其中短路风险包括两种情况，第一种情况：车辆发生碰撞时可能产生的电源线短路；第二种情况：动力电池包自身发生大电流短路情况；安全气囊控制单元在判断动力电池包存在短路风险时输出控制信号给短路保护开关，短路保护开关根据安全气囊控制单元输出的控制信号执行断开动作，从而切断动力电池包与BSG电机的供电启动回路，使连接动力电池包的正极和BSG电机的正极的线束一处于断开状态，防止碰撞短路产生电火花而导致的火灾隐患，或者在发生大电流短路时，防止车辆自燃，本安全保护电路只需要采用一个安全气囊控制单元对动力电池包的短路状态进行判断，控制过程简单，能够更及时快速地做出断开动力电池包的输出线路的控制指令，能更有效地避免短路事件发生，车辆安全性更好。

在上述的汽车供电启动系统的安全保护电路中，所述短路保护开关包括气体发生器以及连接在线束一上用于使动力电池包和BSG电机通/断电的接触开关，所述气体发生器通过线束三与安全气囊控制单元连接。

安全气囊控制单元在判断存在短路风险时将控制信号通过线束三输出给气体发生器，气体发生器在收到控制信号时进行内部点火动作，其内部气体发生器起作用后，将推动内部元件快速发生点火反应，反应发生瞬间将接触开关内部铜制连接体顶开，切断动力电池包与BSG电机的连接线路，避免发生大电流短路风险，防止车辆自燃隐患，而且采用此短路保护开关能够更有效地断开动力电池包与BSG电机的连接线路。

在上述的汽车供电启动系统的安全保护电路中，所述安全保护电路还包括用于检测车辆碰撞信号的碰撞传感器，所述碰撞传感器与安全气囊控制单元连接。碰撞传感器的使用，用于在车辆发生碰撞时，将碰撞信号及时发送给安全气囊控制单元，以使安全气囊控制单元能及时判断碰撞的安全等级，在碰撞较为严重且有可能发生电源线短路情况时，安全气囊控制单元立即发送控制信号给短路保护开关，使其执行断开操作。

在上述的汽车供电启动系统的安全保护电路中，所述安全保护电路还包括CAN总线和用于对动力电池包的状态进行检测的电池包管理器，所述安全气囊控制单元通过CAN总线与电池包管理器建立通讯。电池包管理器对动力电池包进行监测，在监测到动力电池包存在大电流短路状态时，安全气囊控制单元也将从CAN总线上接收到该信号，从而输出控制信号给短路保护开关，避免车辆出现大电流短路自燃，提高车辆安全性。

在上述的汽车供电启动系统的安全保护电路中，所述动力电池包的负极还通过搭铁线与车身纵梁进行连接。通过搭铁线，实现动力电池包负极与车身纵梁搭铁连接，保证用电设备与车体之间有良好的连接，减少电路的电阻。

在上述的汽车供电启动系统的安全保护电路中，所述动力电池包布置在行李舱内。

在上述的汽车供电启动系统的安全保护电路中，所述BSG电机布置在机舱内。

与现有技术相比，本汽车供电启动系统的安全保护电路具有以下优点：

1、本实用新型通过安全气囊控制单元进行控制，碰撞发生当时未产生电源线短路前，或发生大电流短路风险时发出信号让短路保护开关执行断开动作，实现第一时间断开动力电池包供电启动电路，规避短路产生火花而导致火烧车的风险，提高车辆安全性。

2、本实用新型采用的短路保护开关的工作原理与安全气囊工作原理相似，通过气体发生器推动接触开关断开，本实用新型采用的短路保护开关能够在供电启动电路发生短路之前或当时就进行断电，避免短路发生之后再进行断路，避免车辆存在自燃隐患，提高了车辆的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的控制结构示意图。

图3是现有技术的结构示意图。

图中，1、动力电池包；2、BSG电机；3、短路保护开关；3a、气体发生器；3b、接触开关；4、安全气囊控制单元；5、线束一；5a、第一正极回路；5b、第二正极回路；6、线束二；7、线束三；8、搭铁线；9、碰撞传感器；10、CAN总线；11、电池包管理器。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1所示，本汽车供电启动系统的安全保护电路包括安全气囊控制单元4、BSG电机2和动力电池包1，动力电池包1的正极通过线束一5与BSG电机2的正极连接，动力电池包1的负极通过线束二6与BSG电机2的负极连接，本安全保护电路还包括连接在线束一5上的短路保护开关3，短路保护开关3通过线束三7与安全气囊控制单元4连接，安全气囊控制单元4用于在判断动力电池包1存在短路风险时输出控制信号给短路保护开关3，通过短路保护开关3切断动力电池包1与BSG电机2的供电启动回路。

其中，线束一5和线束二6采用的是双根铝导线。线束三7采用的是双绞线。

作为优选方案，短路保护开关3包括气体发生器3a以及连接在线束一5上用于使动力电池包1和BSG电机2通/断电的接触开关3b，气体发生器3a通过线束三7与安全气囊控制单元4连接。

安全气囊控制单元4在判断存在短路风险时将控制信号通过线束三7输出给气体发生器3a，气体发生器3a在收到控制信号时进行内部点火动作，其内部气体发生器3a起作用后，将推动内部元件快速发生点火反应，反应发生瞬间将接触开关3b内部铜制连接体顶开，切断动力电池包1与BSG电机2的连接线路，避免发生大电流短路风险，防止车辆自燃隐患，而且采用此短路保护开关3能够更有效地断开动力电池包1与BSG电机2的连接线路。

作为优选方案，如图2所示，本安全保护电路还包括用于检测车辆碰撞信号的碰撞传感器9，碰撞传感器9与安全气囊控制单元4连接。碰撞传感器9的使用，用于在车辆发生碰撞时，将碰撞信号及时发送给安全气囊控制单元4，以使安全气囊控制单元4能及时判断碰撞的安全等级，在碰撞较为严重且有可能发生电源线短路情况时，安全气囊控制单元4立即发送控制信号给短路保护开关3，使其执行断开操作。

作为优选方案，如图2所示，本安全保护电路还包括CAN总线10和用于对动力电池包1的状态进行检测的电池包管理器11，安全气囊控制单元4通过CAN总线10与电池包管理器11建立通讯。电池包管理器11对动力电池包1进行监测，在监测到动力电池包1存在大电流短路状态时，安全气囊控制单元4也将从CAN总线10上接收到该信号，从而输出控制信号给短路保护开关3，避免车辆出现大电流短路自燃，提高车辆安全性。

作为优选方案，动力电池包1的负极还通过搭铁线8与车身纵梁进行连接。通过搭铁线8，实现动力电池包1负极与车身纵梁搭铁连接，保证用电设备与车体之间有良好的连接，减少电路的电阻。

作为优选方案，动力电池包1布置在行李舱内；BSG电机2布置在机舱内。

如图1、2所示，本汽车供电启动系统的安全保护电路，其中，线束一5连接动力电池包1的正极和BSG电机2的正极，短路保护开关3串联在线束一5上，用于将线束一5分割成第一正极回路5a和第二正极回路5b，第一正极回路5a连接短路保护开关3和动力电池包1的正极，第二正极回路5b连接短路保护开关3和BSG电机2的正极，短路保护开关3的设置，起到接通或断开动力电池包1和BSG电机2的供电启动回路的作用，短路保护开关3以靠近动力电池包1的位置进行设置；线束二6连接动力电池包1的负极和BSG电机2的负极，BSG电机2的负极还通过搭铁线8连接车身纵梁；线束三7包括第一通讯线和第二通讯线，安全气囊控制单元4的正极通过第一通讯线连接短路保护开关3的一端，安全气囊控制单元4的负极通过第二通讯线连接短路保护开关3的另一端，作为优选方案，本安全保护电路还包括碰撞传感器9，安全气囊控制单元4通过碰撞传感器9采集的碰撞信号来判断车辆是否存在电源线短路风险，若存在电源线短路风险，则通过线束三7传输控制信号给短路保护开关3，短路保护开关3接收安全气囊控制单元4输送的控制信号并执行断开动作，在本实施例一中短路保护开关3的工作原理为：短路保护开关3接收到控制信号后进行内部点火动作，其气体发生器3a起作用后，将推动内部元件快速发生点火反应，反应发生瞬间将其接触开关3b内部铜制连接体顶开，切断短路保护开关3自身内部电路，从而将第一正极回路5a和第二正极回路5b断开，进而将动力电池包1和BSG电机2的供电启动回路断开，最终避免了碰撞发生时，未产生电源线短路前，就防止了碰撞短路产生的电火花导致的火灾隐患。作为优选方案，本安全保护电路还包括CAN总线10和电池包管理器11，安全气囊控制单元4通过CAN总线10与电池包管理器11通讯，检测是否存在大电流短路状态，判断安全等级，控制短路保护开关3是否断开，在动力电池包1存在大电流短路状态时，则通过线束三7传输控制信号给短路保护开关3，短路保护开关3接收安全气囊控制单元4输送的控制信号并进行执行断开动作。本安全保护电路只需要采用一个安全气囊控制单元4对动力电池包1的短路状态进行判断，控制过程简单，能够更及时快速地做出断开动力电池包1的输出线路的控制指令，而且本安全保护电路将短路保护开关3串联在供电启动回路中，能够在短路发生之时或当时就进行断电，避免短路发生之后再进行断路，能够更有效地避免短路事件发生，车辆安全性更好。

实施例二：

本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，短路保护开关3包括高压继电器，高压继电器的电磁线圈通过线束三7与安全气囊控制单元4连接，高压继电器的常闭开关连接在线束一5上。高压继电器的使用，能够在存在短路风险时通过电磁线圈的通电来控制常闭开关断开，从而切断动力电池包1与BSG电机2的供电启动回路，避免发生大电流短路风险，防止车辆自燃隐患。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种汽车供电启动系统的安全保护电路，包括安全气囊控制单元(4)、BSG电机(2)和动力电池包(1)，所述动力电池包(1)的正极通过线束一(5)与BSG电机(2)的正极连接，所述动力电池包(1)的负极通过线束二(6)与BSG电机(2)的负极连接，其特征在于，所述安全保护电路还包括连接在线束一(5)上的短路保护开关(3)，所述短路保护开关(3)通过线束三(7)与安全气囊控制单元(4)连接，所述安全气囊控制单元(4)用于在判断动力电池包(1)存在短路风险时输出控制信号给短路保护开关(3)控制短路保护开关(3)断开。

2.根据权利要求1所述汽车供电启动系统的安全保护电路，其特征在于，所述短路保护开关(3)包括气体发生器(3a)以及连接在线束一(5)上用于使动力电池包(1)和BSG电机(2)通/断电的接触开关(3b)，所述气体发生器(3a)通过线束三(7)与安全气囊控制单元(4)连接。

3.根据权利要求1或2所述汽车供电启动系统的安全保护电路，其特征在于，所述安全保护电路还包括用于检测车辆碰撞信号的碰撞传感器(9)，所述碰撞传感器(9)与安全气囊控制单元(4)连接。

4.根据权利要求1或2所述汽车供电启动系统的安全保护电路，其特征在于，所述安全保护电路还包括CAN总线(10)和用于对动力电池包(1)的状态进行检测的电池包管理器(11)，所述安全气囊控制单元(4)通过CAN总线(10)与电池包管理器(11)建立通讯。

5.根据权利要求1或2所述汽车供电启动系统的安全保护电路，其特征在于，所述动力电池包(1)的负极还通过搭铁线(8)与车身纵梁进行连接。

6.根据权利要求1或2所述汽车供电启动系统的安全保护电路，其特征在于，所述动力电池包(1)布置在行李舱内。

7.根据权利要求1或2所述汽车供电启动系统的安全保护电路，其特征在于，所述BSG电机(2)布置在机舱内。

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