專利名稱：一種電動力汽車高壓安全保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動力汽車，尤其是一種電動力汽車高壓安全保護裝置。
背景技術(shù)：
混合動力及純電動汽車以動力蓄電池和電動機為動力裝置，工作電壓高達幾百伏。當發(fā)生高壓電路絕緣失效或短路故障時，會對駕乘人員的生命財產(chǎn)安全以及車用電器的安全構(gòu)成了潛在的危險。因此混合動力及電動汽車高壓電安全問題已成為混合動力及電 動汽車研究設計時必須要解決的重要問題。混合動力及純電動汽車在發(fā)生意外事故，特別是嚴重碰撞和側(cè)翻時，將會使車內(nèi)蓄電池單元、高壓用電器與車身固定件之間發(fā)生碰撞擠壓等情況，造成潛在的脫落、短路、絕緣失效等非常危險的情況。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是提供一種能夠保證電動力汽車在發(fā)生意外事故時人員和車輛的安全、減少或避免二次傷害的發(fā)生的電動力汽車高壓安全保護裝置。本實用新型的技術(shù)方案是一種電動力汽車高壓安全保護裝置，包括高壓設備回路，其特征在于，還包括高壓接觸器控制模塊，電壓采集模塊，溫度采集模塊，加速度傳感器模塊，傾角傳感器模塊及MCU模塊，所述高壓接觸器控制模塊，電壓采集模塊，溫度采集模塊安裝在高壓設備回路中并與MCU模塊相連，所述加速度傳感器模塊以及傾角傳感器模塊及MCU模塊與MCU模塊相連。進一步的，所述高壓接觸器控制模塊包括高壓接觸器，高壓接觸器的控制線圈一端與24V電源相連，通過MCU控制另一端輸出高低電平，實現(xiàn)對高壓接觸器通斷的控制，當MCU輸出高電平，高壓接觸器線圈端導通，斷開高壓接觸器。進一步的，所述溫度采集模塊采用鉬熱敏電阻，所述鉬熱敏電阻安裝在高壓設備回路的連接部位。進一步的，所述傾角傳感器模塊采用雙軸高g值加速度傳感器芯片。進一步的，所述傾角傳感器模塊采用單軸低g值的加速度傳感器芯片。工作原理電動力汽車高壓電安全保護裝置對高壓回路的通斷控制獨立于其他控制器，主要實現(xiàn)的功能是高壓電路的漏電監(jiān)測，高壓環(huán)路連接狀態(tài)監(jiān)測及突發(fā)事故問題監(jiān)測，當MCU檢測到漏電的極限情況(絕緣電阻小于100 Ω/V)、出現(xiàn)高壓環(huán)路連接不完整和突發(fā)事故等極端狀況時，直接控制高壓接觸器斷開高壓電路。為確保高壓控制的有效性，高壓接觸器安裝在靠近動力蓄電池組的地方，并且使用兩個接觸器來分別接通與斷開高壓系統(tǒng)正負端與蓄電池組正負端的連接，如圖所示K+、K-為高壓接觸器。高壓系統(tǒng)通過兩個接觸器與蓄電池組正負極相連，即使發(fā)生其中一個接觸器觸頭焊死不能斷開的情況，不會失去對高壓回路斷開的控制。高壓系統(tǒng)是否有漏電情況通過測量高壓系統(tǒng)正負極分別對車底盤的電壓(V+、V-)和電池組的總電壓Vb，比較V+與V-與Vb的比值，當比值在設定的范圍內(nèi)，則判斷沒有漏電，超過設定范圍，則發(fā)生漏電，需要斷開高壓接觸器，切斷高壓電的輸出。車輛在運行過程中不停顛簸，高壓環(huán)路的連接部位難免會出現(xiàn)松動，連接達不到預期的完整性要求，會存在高壓電暴露、連接不良造成動力回路輸出功率下降、甚至使連接器燒壞等不良后果。高壓環(huán)路連接狀態(tài)檢測通過在連接部位安裝溫度傳感器，采集連接端子的溫度來判斷。如圖所在在Cl、C2出安裝溫度傳感器。當電池組在正常工作時，一旦連接部位出現(xiàn)松動，導致內(nèi)阻變大，從而會使連接處溫度迅速升高。通過溫度傳感器感知此處的溫度，如果控制器檢測到溫度突然升高，則認為高壓回路連接狀態(tài)出現(xiàn)問題，斷開高壓接觸器，停止電流輸出。對于意外碰撞事故的檢測，可以通過加速度傳感器來實現(xiàn)，而對于側(cè)翻事故，可以有傾角傳感器感知車輛傾覆或翻滾狀況。鑒于汽車碰撞或傾覆事故對車輛和人員損傷程度的不可預期，為安全起見，當檢測到車輛的加速度值或側(cè)傾角度超過一定值，控制系統(tǒng)以最快的速度切斷高壓電源，對于電動汽車的高壓電路做成及時有效的斷電處理。本實用新型的優(yōu)點是能夠?qū)崟r監(jiān)控高壓電路的電氣狀態(tài)、通斷狀態(tài)及高壓電路 的接通過程，在危險的情況下能自動切斷高壓電的輸出。在最大程度上保證電動力汽車在發(fā)生意外事故時人員和車輛的安全、減少或避免二次傷害的發(fā)生。
以下結(jié)合附圖
及實施例對本實用新型作進一步描述圖I為本實用新型的電動力汽車高壓安全保護裝置系統(tǒng)圖。
具體實施方式
實施例如圖I所示的電動力汽車高壓安全保護裝置包括高壓接觸器控制模塊、電壓采集模塊，溫度采集模塊和加速度、傾角傳感器信號處理模塊及MCU模塊，其中，黑色粗線表示的是高壓電路，細線表示的是控制或信號電路。高壓接觸器的控制線圈一端與24V電源相連，通過MCU控制另一端輸出高低電平，實現(xiàn)對高壓接觸器通斷的控制。當MCU輸出高電平，高壓接觸器線圈端導通，斷開高壓接觸器。如圖I所示的高壓電路漏電檢測需要在高壓系統(tǒng)的正負極分別連一個較大阻值精密電阻Γ2Μ)到車體底盤，用于測量正端對底盤的電壓V+、負端對底盤的電壓V-。另外還需要采集高壓系統(tǒng)正負端的電壓VB，然后通過電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成MCU可接收的電壓信號。電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端是高壓信號，輸出端是0 5V范圍內(nèi)的信號,輸出信號再輸入MCU的模擬輸入通道，實現(xiàn)對高壓模擬信號的測量。當接通高壓系統(tǒng)后，每隔一定時間電壓采集電路采集高壓系統(tǒng)正端對底盤的電壓V+、負端對底盤的電壓V-和高壓系統(tǒng)正負端的電壓VB，比較三者的關(guān)系。當V+和V-滿足大于alVB，并且小于a2VB，即認為高壓系統(tǒng)是安全的，其中系數(shù)al和a2是與高壓系統(tǒng)參數(shù)及車輛使用環(huán)境相關(guān)的可標定的變量。如果MCU判斷高壓系統(tǒng)不安全，則會控制高壓接觸器斷開，切斷高壓。高壓環(huán)路連接狀態(tài)檢測通過在連接部位安裝溫度傳感器，采集連接端子的溫度來判斷。溫度傳感器采用鉬熱敏電阻，它的阻值會隨著溫度的變化而變化，為正溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器。通過溫度傳感器采集的電壓信號進入放大器進行線性放大，電壓信號輸出端接到MCU的數(shù)模轉(zhuǎn)換引腳經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行數(shù)字量轉(zhuǎn)換。當MCU檢測到某處的溫度超過設定的溫度值則MCU判斷高壓電路出現(xiàn)連接狀態(tài)出現(xiàn)松動，則發(fā)出信號控制高壓接觸器斷開，切斷聞壓電。高壓電安全保護裝置上安裝有雙軸(X、Y軸)高g值(IOg)加速度傳感器芯片。加速度傳感器的輸出為模擬電壓信號，模擬輸出的電壓值和加速度成比例的。加速度傳感器芯片X、Y軸方向上加速度值的輸出引腳分別MCU數(shù)模轉(zhuǎn)換引腳相連，模擬電壓值經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。當車輛發(fā)生碰撞時，加速度值較大。MCU檢測到X或Y軸上的加速度值超過我們設定的某一值后，MCU則立即控制接觸器電路，使正負極的高壓接觸器斷開，切斷高壓電路。采用單軸低g值的加速度傳感器用于檢測車輛左右的側(cè)傾角度。工作原理與高g值加速度傳感器類似。加速度傳感器在靜止時，或?qū)y量精度不高的情況下，可用來檢測傾 角度，傾斜角在-90度、90度之間變化時，加速傳感器輸出會在-I. Og^+1. Og之間變化。輸出電壓值對應相應的傾斜角度。當檢測的傾斜角度超過設定的范圍時，MCU則立即控制接觸器電路，使正負極的高壓接觸器斷開，切斷高壓電路。以上實施例僅為本實用新型其中的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求1.一種電動力汽車高壓安全保護裝置，包括高壓設備回路，其特征在于，還包括高壓接觸器控制模塊，電壓采集模塊，溫度采集模塊，加速度傳感器模塊，傾角傳感器模塊及MCU模塊，所述高壓接觸器控制模塊，電壓采集模塊，溫度采集模塊安裝在高壓設備回路中并與MCU模塊相連，所述加速度傳感器模塊以及傾角傳感器模塊及MCU模塊與MCU模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動力汽車高壓安全保護裝置，其特征在于，所述高壓接觸器控制模塊包括高壓接觸器，高壓接觸器的控制線圈一端與24V電源相連，通過MCU控制另一端輸出高低電平，實現(xiàn)對高壓接觸器通斷的控制，當MCU輸出高電平，高壓接觸器線圈端導通，斷開高壓接觸器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動力汽車高壓安全保護裝置，其特征在于，所述溫度采集模塊采用鉬熱敏電阻，所述鉬熱敏電阻安裝在高壓設備回路的連接部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動力汽車高壓安全保護裝置，其特征在于，所述傾角傳感器模塊采用雙軸高g值加速度傳感器芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動力汽車高壓安全保護裝置，其特征在于，所述傾角傳感器模塊采用單軸低g值的加速度傳感器芯片。
專利摘要本實用新型公開了一種電動力汽車高壓安全保護裝置，包括高壓設備回路，其特征在于，還包括高壓接觸器控制模塊，電壓采集模塊，溫度采集模塊，加速度傳感器模塊，傾角傳感器模塊及MCU模塊，所述高壓接觸器控制模塊，電壓采集模塊，溫度采集模塊安裝在高壓設備回路中并與MCU模塊相連，所述加速度傳感器模塊以及傾角傳感器模塊及MCU模塊與MCU模塊相連。本實用新型能夠?qū)崟r監(jiān)控高壓電路的電氣狀態(tài)、通斷狀態(tài)及高壓電路的接通過程，在危險的情況下能自動切斷高壓電的輸出。在最大程度上保證電動力汽車在發(fā)生意外事故時人員和車輛的安全、減少或避免二次傷害的發(fā)生。
文檔編號B60L3/00GK202368387SQ20112048117
公開日2012年8月8日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者尹磊, 方蘭蘭, 邱峰, 陳立建 申請人:蘇州海格新能源汽車電控系統(tǒng)科技有限公司, 金龍聯(lián)合汽車工業(yè)(蘇州)有限公司