CN218400221U - 一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，公开了一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统，包括高压电气模块、开关模块、检测模块和控制模块，所述高压电气模块包括电池和负载，所述电池、负载和开关模块三者串联形成电气回路，所述检测模块包括电流传感器和电压传感器，所述电流传感器串联在电气回路中，所述电压传感器与负载并联，所述开关模块、电流传感器和电压传感器均与控制模块电连接。本实用新型能够解决现有技术中电流的热累积效应需要时间较长，不能及时断开高压电气系统回路，对高压系统中的用电设备不能起到快速反应进行保护的功能的问题。

Description

一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统。

背景技术

随着新能源汽车技术的不断发展和迭代更新，对电动汽车高压系统的安全性能要求也日益增高。电动汽车的安全关键在于高压电气系统的安全性，实时采集监测高压系统的电流、电压等电性能参数是保障高压系统安全的重要途径。

电动车高压系统设计一般采用熔断器串联在高压主正回路中。一旦主正、主负回路发生故障如短路、过载、碰撞等时，高压电气系统回路中的电流会瞬时增大，熔断器内部过电流热累积效应，超过其限值，保险丝烧断，从而断开高压电气系统回路。

但电流的热累积效应需要时间，若时间较长不能及时断开高压电气系统回路，对高压系统中的用电设备不能起到快速反应进行保护的功能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统，解决现有技术中电流的热累积效应需要时间较长，不能及时断开高压电气系统回路，对高压系统中的用电设备不能起到快速反应进行保护的功能的问题。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统，包括高压电气模块、开关模块、检测模块和控制模块，所述高压电气模块包括电池和负载，所述电池、负载和开关模块三者串联形成电气回路，所述检测模块包括电流传感器和电压传感器，所述电流传感器串联在电气回路中，所述电压传感器与负载并联，所述开关模块、电流传感器和电压传感器均与控制模块电连接。

进一步，所述开关模块包括主正继电器和主负继电器，所述负载的正负极分别与电池的正负极电连接，所述主正继电器串联在电池的正极和负载的正极之间，所述主负继电器串联在电池的负极和负载的负极之间，所述主正继电器和主负继电器均与控制模块电连接。

进一步，所述主正继电器处并联有预充电路，所述预充电路包括预充继电器和预充电阻，所述预充继电器与控制模块电连接。

进一步，所述电流传感器串联在主正继电器和负载之间。

进一步，所述控制模块电连接有车载T-BOX，所述车载T-BOX无线连接有云数据后台。

进一步，所述负载为驱动电机控制器。

本实用新型一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统的有益效果：

1、通过设置开关模块、检测模块和控制模块，对电气回路的电流和电压进行监测，控制模块对电流值和电压值进行判断，并依据判断结果，控制开关模块的通断。响应速度快，有效面高压系统安全，且本系统结构简单，控制可靠；相对于现有技术来说，无需使用高压系统慢熔保险，节约成本。

2、通过高压系统控制器判断控制高压继电器的断开和闭合，有效提升继电器使用寿命；

附图说明

图1是本实用新型一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统的原理框图；

图2是本实用新型一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统的中，高压系统控制器的判断结果图；

其中，电池1，驱动电机控制器2，主正继电器31，主负继电器32，电流传感器41，电压传感器42，高压系统控制器5，预充继电器61，预充电阻62，车载T-BOX7，云数据后台8。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容了解本实用新型的优点和功效。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制，为了更好地说明本实用新型的实施例，图中某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件，在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用于的具体含义。

如图1所示，本实用新型的一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统，包括高压电气模块、开关模块、检测模块和控制模块，高压电气模块包括电池1和负载，本实施例中，电池1为动力电池包，负载为驱动电机控制器2；开关模块包括主正继电器31和主负继电器32；检测模块包括电流传感器41和电压传感器42；控制模块为高压系统控制器5。

驱动电机控制器2的正极与电池1的正极电连接，驱动电机控制器2的负极与电池1的负极电连接，主正继电器31串联在电池1的正极和负载的正极之间，主负继电器32串联在电池1的负极和驱动电机控制器2的负极之间，组成基础的高压电气回路，主正继电器31和主负继电器32均与高压系统控制器5电连接，以便高压系统控制器5控制主正继电器31和主负继电器32通断。

主正继电器31处并联有预充电路，预充电路包括预充继电器61和预充电阻62，预充继电器61 与高压系统控制器5电连接，辅助高压上电、下电，防止高压电气回路在开合瞬间产生大电流，对电气回路中的电池1和继电器进行保护。

电流传感器41串联在主正继电器31和驱动电机控制器2之间，且电流传感器41与高压系统控制器5电连接，用于采集并监测高压系统电流值。电压传感器42与驱动电机控制器2并联，且电压传感器42与高压系统控制器5电连接，用于采集并监测高压系统电压值。

高压系统控制器5用于接收和判断高压电气回路的电流值和电压值，并控制主正继电器31、主负继电器32和预充继电器61的通断。高压系统控制器5电连接有车载T-BOX7，车载T-BOX7无线连接有云数据后台8。高压系统控制器5通过CAN网络将相关信息发送给车载T-BOX7，车载T-BOX7通过无线网络发送给云数据后台8，为研发和售后提供基础数据。本实施例中，云数据后台8可与车厂数据后台、客户手机APP和4S售后点等无线连接，便于及时获知高压电气系统电性能状态，并作出相应处理。

本实施例中，高压系统控制器5中设置有电流阈值I1、I2。其中I1>I2，I1为过载电流值，I2 为工作电流低限值；设置电压阈值U1、U2，其中U1>U2，U1为过载电压值，U2为工作电压低限值。高压系统控制器5接收到电流值I和电压值U后，分别将电流值I和电压值U与电流阈值和电压阈值进行比较判断。如图2所示。常见故障判断情况如下：

若I>I1，U2<U<U1，电压传感器42电压值U正常，即电气回路电压输出正常，电流传感器41 电流值I超出电气回路正常的过载电流值，则表示此时车辆处于电流过载状态，高压系统控制器5 断开开主正继电器31、闭合预充继电器61，降低输出电压从而限制其功率输出；

若I>I1，U<U2，且U≈0，电流传感器41电流值I瞬间增大，且大额超出电气回路正常的过载电流值I1，则表示此时高压电气系统供电线路出现短路故障，高压系统控制器5断开开主正继电器 31和主负继电器32，避免安全事故发生；

若I<I2，U<U2，电压传感器42电压值U低于工作电压低限值U2，电流传感器41电流值I低于工作电流低限值I2，此时车辆无法启动，高压系统控制器5断开主正继电器31和主负继电器32，避免安全事故发生。并且将车辆故障及相关信息发送至云数据后台8，由车厂及最近售后点根据车辆情况判断是否需要提供上门服务或者拖车服务；

若I1<I,U1<U，电流传感器41电流值I超出电气回路正常的过载电流值，电压传感器42电压值 U高于过载电压U1，此时车辆处于电池1供电功率过大的状态，高压系统控制器5断开开主正继电器31和主负继电器32，检测其故障原因，避免出现安全事故。并且将车辆故障及相关信息发送至云数据后台8，由车厂及最近售后点根据车辆情况判断是否需要提供上门服务或者拖车服务。

若I2<I<I1,U<U2，电流传感器41电流值I正常，即电气回路电流输出正常，电压传感器42电压值U低于工作电压低限值U2，则表示此时车辆处于电量低的状态，高压系统控制器5断开主正继电器31、闭合预充继电器61，降低输出电压从而限制其功率输出。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (6)

1.一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统，其特征在于：包括高压电气模块、开关模块、检测模块和控制模块，所述高压电气模块包括电池和负载，所述电池、负载和开关模块三者串联形成电气回路，所述检测模块包括电流传感器和电压传感器，所述电流传感器串联在电气回路中，所述电压传感器与负载并联，所述开关模块、电流传感器和电压传感器均与控制模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统，其特征在于：所述开关模块包括主正继电器和主负继电器，所述负载的正负极分别与电池的正负极电连接，所述主正继电器串联在电池的正极和负载的正极之间，所述主负继电器串联在电池的负极和负载的负极之间，所述主正继电器和主负继电器均与控制模块电连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统，其特征在于：所述主正继电器处并联有预充电路，所述预充电路包括预充继电器和预充电阻，所述预充继电器与控制模块电连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统，其特征在于：所述电流传感器串联在主正继电器和负载之间。

5.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统，其特征在于：所述控制模块电连接有车载T-BOX，所述车载T-BOX无线连接有云数据后台。

6.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车高压电气系统的电性能监测和控制系统，其特征在于：所述负载为驱动电机控制器。

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