電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)，通過在高壓負(fù)載的正極和負(fù)極分別設(shè)置正極接觸器和負(fù)極接觸器，可以實(shí)現(xiàn)正極接觸器和負(fù)極接觸器對(duì)高壓負(fù)載電路的通斷進(jìn)行控制；通過設(shè)置低壓電源、控制開關(guān)以及與高壓負(fù)載進(jìn)行串聯(lián)連接的控制繼電器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)正極接觸器和負(fù)極接觸器的線圈端的接地通斷進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓負(fù)載的正極和負(fù)極通斷的控制，以實(shí)現(xiàn)在電路的連續(xù)性被破壞時(shí)，高壓電路自動(dòng)斷開，提高了車輛高壓系統(tǒng)的動(dòng)力安全性。本系統(tǒng)僅僅通過硬件上的改進(jìn)即可提高系統(tǒng)的安全性能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易于在車輛上布置和實(shí)施。
【專利說明】電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車領(lǐng)域，尤其是涉及一種電動(dòng)汽車高壓安全系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著純電動(dòng)汽車的不斷發(fā)展，有越來越多的高壓負(fù)載配置在高壓母線上，這些設(shè)備都需要高壓供電，例如驅(qū)動(dòng)電機(jī)、高壓空調(diào)、轉(zhuǎn)向油泵、壓縮機(jī)逆變器等。這種需求使得高壓系統(tǒng)的安全性能成為必不可少的部分，目前的高壓安全系統(tǒng)大多采用硬件和軟件相結(jié)合的方式，以便在出現(xiàn)局部故障的時(shí)候能夠提高高壓系統(tǒng)的安全性，但是目前的解決方案設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，成本較高，安全性較差，且一旦因局部故障被隔離，即造成整車無法行使的問題，不便于后續(xù)的維修。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低，安全性好，且可以解決緊急狀態(tài)下行車問題的電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)。
[0004]根據(jù)本實(shí)用新型的電動(dòng)車高壓安全互鎖系統(tǒng)，包括:高壓負(fù)載和第一控制開關(guān)；動(dòng)力電池，所述動(dòng)力電池通過所述第一控制開關(guān)與所述高壓負(fù)載相連，其中，所述第一控制開關(guān)吸合，所述動(dòng)力電池為所述高壓負(fù)載供電；控制器，所述控制器與所述第一控制開關(guān)的線圈一端連接，用于控制所述第一控制開關(guān)的通斷；第二控制開關(guān)，所述第二控制開關(guān)控制所述第一控制開關(guān)接地線路的通斷；低壓電源；以及切換開關(guān)，所述切換開關(guān)的一端與所述低壓電源連接，所述 切換開關(guān)的另一端包括檔位1，所述檔位I依次經(jīng)過所述高壓負(fù)載和所述動(dòng)力電池的高壓端口后與所述第二控制開關(guān)的控制端連接。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)，動(dòng)力電池通過接觸器與高壓負(fù)載連接，通過接觸器的吸合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)高壓負(fù)載的通斷進(jìn)行控制；通過設(shè)置低壓電源、切換開關(guān)以及與高壓負(fù)載、動(dòng)力電池進(jìn)行串聯(lián)連接的第二控制開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸器的線圈端的接地通斷進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池對(duì)多個(gè)高壓負(fù)載的通斷進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)在高壓負(fù)載電路的連續(xù)性被破壞時(shí)，高壓電路自動(dòng)斷開，提高了車輛高壓系統(tǒng)的動(dòng)力安全性。本系統(tǒng)僅僅通過硬件上的改進(jìn)即可提高系統(tǒng)的安全性能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易于在車輛上布置和實(shí)施。
[0006]另外，根據(jù)本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)還具有如下附加技術(shù)特征:
[0007]具體地，所述切換開關(guān)的另一端還包括檔位2，所述檔位2直接與所述第一控制開關(guān)的控制端連接?？梢允沟玫蛪弘娫赐ㄟ^切換開關(guān)直接與第一控制開關(guān)的控制端連接，為第一控制開關(guān)提供電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸器的線圈端的接地通斷進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸器的通斷進(jìn)行控制。這樣在發(fā)生故障的緊急情況下，仍然能夠使負(fù)載高壓正常上電，保證車輛能夠跛行至維修地點(diǎn)，為后續(xù)維修提供方便。
[0008]在本實(shí)用新型的一些示例中，所述切換開關(guān)為單刀雙位開關(guān)。[0009]在本實(shí)用新型的一些示例中，所述接觸器包括:正極接觸器和負(fù)極接觸器，其中，
[0010]所述正極接觸器的開關(guān)一端與所述動(dòng)力電池的正極相連且所述正極接觸器的開關(guān)另一端與所述高壓負(fù)載的正極相連；
[0011]所述負(fù)極接觸器的開關(guān)一端與所述動(dòng)力電池的負(fù)極相連且所述負(fù)極接觸器的開關(guān)另一端與所述高壓負(fù)載的負(fù)極相連。
[0012]在本實(shí)用新型的一些示例中，所述第二控制開關(guān)為繼電器，所述第二控制開關(guān)的線圈一端接地，開關(guān)一端接地且另一端與所述第一控制開關(guān)的線圈一端連接；
[0013]在本實(shí)用新型的一些示例中，所述高壓負(fù)載，包括相互并聯(lián)連接的電機(jī)及控制器，DC/DC，壓縮機(jī)及逆變器。
[0014]在本實(shí)用新型的一些示例中，所述DC/DC的低壓端與所述低壓電源相連。
[0015]在本實(shí)用新型的一些示例中，所述低壓電源為12V的電壓信號(hào)。
[0016]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)電路圖；
[0019]附圖標(biāo)記:
[0020]動(dòng)力電池20;
[0021]第一控制開關(guān)3 ;正極接觸器4 ;負(fù)極接觸器5 ；
[0022]高壓負(fù)載10 ;電機(jī)及控制器11 ；DC/DC12 ;壓縮機(jī)及逆變器13 ;其它負(fù)載14 ；
[0023]控制器30 ;低壓電源8 ；
[0024]第二控制開關(guān)6 ；
[0025]切換開關(guān)7。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0027]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、
“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0028]在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0029]此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0030]下面參考圖1描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)，該高壓安全互鎖系統(tǒng)安全性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低且可以解決緊急狀態(tài)下的行車問題。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)，如圖1所示，包括:動(dòng)力電池20 ;第一控制開關(guān)3包括正極接觸器4和負(fù)極接觸器5，正極接觸器4和負(fù)極接觸器5均為可控開關(guān)，包括開關(guān)端和線圈端；動(dòng)力電池20的正極與正極接觸器4的開關(guān)一端連接，動(dòng)力電池20的負(fù)極和負(fù)極接觸器5的開關(guān)一端連接。高壓負(fù)載10包括電機(jī)及控制器11、DC/DC12、壓縮機(jī)及逆變器13和其它負(fù)載14，這些高壓負(fù)載之間并聯(lián)連接，動(dòng)力電池20的正負(fù)極通過正極接觸器4和負(fù)極接觸器5與高壓負(fù)載10正負(fù)極連接。控制器30可以為電池管理系統(tǒng)(BMS)，也可以是整車控制器?？刂破?0分別與正極接觸器4和負(fù)極接觸器5的線圈一端連接，用于發(fā)送控制信號(hào)，控制正極接觸器4和負(fù)極接觸器5的開關(guān)端連通或斷開，從而控制動(dòng)力電池20與高壓負(fù)載10的連通與斷開。
[0032]低壓電源8并聯(lián)在DC/DC12的低壓端，提供12V的電壓信號(hào)。第二控制開關(guān)6具有控制端，第二控制開關(guān)6線圈一端為控制端，另一端接地；第二控制開關(guān)6的開關(guān)一端接地，另一端與第一控制開關(guān)3的線圈另一端連接，即第二控制開關(guān)6的開關(guān)另一端分別與正極接觸器4和負(fù)極接觸器5的線圈另一端連接，用于對(duì)正極接觸器4和負(fù)極接觸器5兩個(gè)裝置工作過程的控制。第二控制開關(guān)6為繼電器。切換開關(guān)7為單刀雙位開關(guān)，設(shè)置有兩個(gè)檔位，默認(rèn)檔位是I檔，如果需要可以人為操作設(shè)置為2檔。切換開關(guān)7的一端與低壓電源8連接，由低壓電源8提供12V的低壓信號(hào)，切換開關(guān)7另一端的I檔位分別經(jīng)過其它負(fù)載14、壓縮機(jī)及逆變器13、DC/DC12、電機(jī)及控制器11和動(dòng)力電池20的高壓端口后與第二控制開關(guān)6的控制端連接。通過設(shè)置低壓電源8、切換開關(guān)7以及與高壓負(fù)載10進(jìn)行串聯(lián)連接的第二控制開關(guān)6這樣的串聯(lián)的低壓電路，可以實(shí)現(xiàn)第二控制開關(guān)6對(duì)正極接觸器4和負(fù)極接觸器5的線圈端的接地通斷進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓負(fù)載的正極和負(fù)極通斷的控制，以實(shí)現(xiàn)在電路的連續(xù)性被破壞時(shí)，高壓電路自動(dòng)斷開，提高了車輛高壓系統(tǒng)的動(dòng)力安全性。
[0033]具體的工作原理是:在由低壓電源8、切換開關(guān)7以及與高壓負(fù)載10進(jìn)行串聯(lián)連接的第二控制開關(guān)6形成的串聯(lián)電路中，如果該電路正常連通，則由低壓電源8提供的12V的電壓信號(hào)會(huì)經(jīng)過該電路到達(dá)第二控制開關(guān)6的控制端，第二控制開關(guān)6的一端接地，則線圈兩端有產(chǎn)生電壓，從而導(dǎo)致第二控制開關(guān)6的開關(guān)閉合。因?yàn)榈诙刂崎_關(guān)6的一端接地，另一端分別與正極接觸器4和負(fù)極接觸器5的線圈一端連接，因此，正極接觸器4和負(fù)極接觸器5的線圈一端也因此接地。此時(shí)，如果控制器30向正極接觸器4和負(fù)極接觸器5的線圈另一端提供電壓信號(hào)，則正極接觸器4和負(fù)極接觸器5的開關(guān)端就會(huì)閉合，從而導(dǎo)通電路，動(dòng)力電池20就會(huì)通過正極接觸器4和負(fù)極接觸器5向高壓負(fù)載10供電。
[0034]反之，在由低壓電源8、切換開關(guān)7以及與高壓負(fù)載10進(jìn)行串聯(lián)連接的第二控制開關(guān)6形成電路中，如果因?yàn)槟硞€(gè)高壓負(fù)載10發(fā)生故障，則該電路就處于斷開狀態(tài)，那么則由低壓電源8提供的12V的電壓信號(hào)就不能通過該電路到達(dá)第二控制開關(guān)6的控制端，第二控制開關(guān)6的線圈一端就得不到任何的電壓信號(hào)，因此第二控制開關(guān)6的開關(guān)端就不會(huì)閉合，從而導(dǎo)致正極接觸器4和負(fù)極接觸器5的線圈一端也無法接地。因此，即使當(dāng)控制器30發(fā)送電壓信號(hào)，正極接觸器4和負(fù)極接觸器5的開關(guān)端仍然不會(huì)閉合，那么，動(dòng)力電池20就無法向高壓負(fù)載10供電，從而，該高壓系統(tǒng)則處于安全狀態(tài)。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)，如圖1所示，還包括:切換開關(guān)7的另一端的檔位2直接與第二控制開關(guān)6的控制端連接。此時(shí)，由低壓電源8提供的電壓信號(hào)不需要經(jīng)過其它負(fù)載14、壓縮機(jī)及逆變器13、DC/DC12、電機(jī)及控制器11和動(dòng)力電池20的高壓端口，而是直接與第二控制開關(guān)6的控制端連接，為第二控制開關(guān)提供電壓信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)通過正極接觸器4和負(fù)極接觸器5的通斷控制。其工作過程是，當(dāng)高壓負(fù)載10的局部發(fā)生故障，例如壓縮機(jī)及逆變器13發(fā)生絕緣故障，引起整車無法正常行駛時(shí)，此時(shí)可以斷開壓縮機(jī)及逆變器13的高壓電源，隔離故障部件對(duì)系統(tǒng)的影響。然后將切換開關(guān)7設(shè)置到2檔，則低壓電源8提供的12V電壓信號(hào)通過切換開關(guān)7的2檔后直接到達(dá)第二控制開關(guān)6的控制端，第二控制開關(guān)6 —端接地，因此第二控制開關(guān)6的開關(guān)就會(huì)閉合，從而控制正極接觸器4和負(fù)極接觸器5的線圈一端接地。當(dāng)控制器30發(fā)出控制信號(hào)后，正極接觸器4和負(fù)極接觸器5的開關(guān)就會(huì)閉合，從而動(dòng)力電池20就可以給高壓負(fù)載10(例如電機(jī)及控制器11)供電。這樣，在發(fā)生故障的緊急情況下，仍然能夠是高壓負(fù)載10正常上電，保證車輛能夠跛行至維修地點(diǎn)，為售后維護(hù)提供方便。
[0036]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0037]盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng),其特征在于,包括: 高壓負(fù)載(10)和第一控制開關(guān)(3)； 動(dòng)力電池(20)，所述動(dòng)力電池(20)通過所述第一控制開關(guān)(3)與所述高壓負(fù)載(10)相連，其中，所述第一控制開關(guān)(3)吸合，所述動(dòng)力電池(20)為所述高壓負(fù)載(10)供電；控制器(30)，所述控制器(30)與所述第一控制開關(guān)(3)的線圈一端連接，用于控制所述第一控制開關(guān)(3)的通斷； 第二控制開關(guān)(6)，所述第二控制開關(guān)(6)控制所述第一控制開關(guān)(3)接地線路的通斷； 低壓電源(8);以及 切換開關(guān)(7)，所述切換開關(guān)(7)的一端與所述低壓電源(8)連接，所述切換開關(guān)(7)的另一端包括檔位1，所述檔位I依次經(jīng)過所述高壓負(fù)載(10)和所述動(dòng)力電池(20)的高壓端口后與所述第二控制開關(guān)(6)的控制端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)，其特征在于，所述切換開關(guān)(7)的另一端還包括檔位2，所述檔位2直接與所述第一控制開關(guān)(6)的控制端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)，其特征在于，所述切換開關(guān)(7)為單刀雙位開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)，其特征在于，所述第一控制開關(guān)(3)包括:正極接觸器(4)和負(fù)極接觸器(5)，其中， 所述正極接觸器(4)的開關(guān)一端與所述動(dòng)力電池(20)的正極相連且所述正極接觸器(4)的開關(guān)另一端與所述高壓負(fù)載(10)的正極相連； 所述負(fù)極接觸器(5)的開關(guān)一端與所述動(dòng)力電池(20)的負(fù)極相連且所述負(fù)極接觸器(5)的開關(guān)另一端與所述高壓負(fù)載(10)的負(fù)極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)，其特征在于，所述第二控制開關(guān)(6)為繼電器，所述第二控制開關(guān)(6)的線圈一端接地，開關(guān)一端接地且另一端與所述第一控制開關(guān)(3)的線圈一端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓負(fù)載(10)，包括相互并聯(lián)連接的電機(jī)及控制器(11)，DC/DC (12)，壓縮機(jī)及逆變器(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)，其特征在于，所述DC/DC(12)的低壓端與所述低壓電源(8)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車高壓安全互鎖系統(tǒng)，其特征在于，所述低壓電源(8)為12V低壓電源。
【文檔編號(hào)】B60L3/00GK203611766SQ201320658204
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】郭紅星, 張君鴻, 魯連軍, 劉文超 申請(qǐng)人:北汽福田汽車股份有限公司