電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)及其控制方法，控制系統(tǒng)中，第一接觸器、第二接觸器、第一手動(dòng)維修開關(guān)和第二手動(dòng)維修開關(guān)均與整車控制器電連接；第一儲(chǔ)能單元的正極通過(guò)第一接觸器的常開觸點(diǎn)連接用電設(shè)備的正極，第一儲(chǔ)能單元的負(fù)極通過(guò)第一手動(dòng)維修開關(guān)連接用電設(shè)備的負(fù)極；第二儲(chǔ)能單元的正極通過(guò)第二接觸器的常開觸點(diǎn)連接用電設(shè)備的正極，第二儲(chǔ)能單元的負(fù)極通過(guò)第二手動(dòng)維修開關(guān)連接用電設(shè)備的負(fù)極；用于控制各儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)均受控于整車控制器。本發(fā)明通過(guò)在高壓回路中增加兩個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)，當(dāng)接觸器粘死失效時(shí)能確保安全斷開高壓電的連接，提高了高壓斷路控制的冗余度，保證了維修人員的安全。
【專利說(shuō)明】
電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車安全控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，圖中實(shí)線代表動(dòng)力系統(tǒng)電力主接線，虛線代表控制信號(hào)線，所述動(dòng)力系統(tǒng)為插電式動(dòng)力系統(tǒng)，該動(dòng)力系統(tǒng)采用雙電壓平臺(tái)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，即儲(chǔ)能系統(tǒng)包括動(dòng)力電池組71、超級(jí)電容組81以及用于控制所述動(dòng)力電池組71的動(dòng)力電池組管理系統(tǒng)72和用于控制所述超級(jí)電容組81的超級(jí)電容組管理系統(tǒng)82。
[0003]所述動(dòng)力系統(tǒng)的高壓控制系統(tǒng)包括整車控制器1、功率耦合器3、上述儲(chǔ)能系統(tǒng)、第一接觸器和第二接觸器，整車控制器I控制第一接觸器和第二接觸器的通斷，將儲(chǔ)能系統(tǒng)的高壓電按控制邏輯分配給各個(gè)負(fù)載，參照?qǐng)D1，負(fù)載包括電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2和輔助電源系統(tǒng)6。所述動(dòng)力系統(tǒng)的高壓控制系統(tǒng)的具體硬件連接結(jié)構(gòu)為:動(dòng)力電池組71的正極依次通過(guò)第一接觸器的常開觸點(diǎn)Kl和功率耦合器3分別連接電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的正極和輔助電源系統(tǒng)6的正極，動(dòng)力電池組71的負(fù)極分別連接電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的負(fù)極和輔助電源系統(tǒng)6的負(fù)極；超級(jí)電容組81的正極通過(guò)第二接觸器的常開觸點(diǎn)K2分別連接電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的正極和輔助電源系統(tǒng)6的正極，超級(jí)電容組81的負(fù)極分別連接電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的負(fù)極和輔助電源系統(tǒng)6的負(fù)極。另外，動(dòng)力電池組管理系統(tǒng)72、超級(jí)電容組管理系統(tǒng)82、功率耦合器3、第一接觸器的線圈、第二接觸器的線圈、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2和輔助電源系統(tǒng)6均受控于所述整車控制器I。
[0004]上述高壓控制系統(tǒng)通過(guò)整車控制器I控制第一接觸器的常開觸點(diǎn)Kl和第二接觸器的常開觸點(diǎn)K2的通斷，分別控制動(dòng)力電池組71和超級(jí)電容組81是否接入動(dòng)力系統(tǒng)的高壓回路。
[0005]接通接觸器控制策略為:車輛發(fā)電系統(tǒng)正常工作，整車控制器I控制第二接觸器的常開觸點(diǎn)K2閉合，功率耦合器3截止電流流入動(dòng)力電池組71，使發(fā)電產(chǎn)生的能量全部?jī)?chǔ)存至超級(jí)電容組81。當(dāng)超級(jí)電容組81的電壓與動(dòng)力電池組71的電壓接近時(shí)，整車控制器I再控制第一接觸器的常開觸點(diǎn)Kl閉合，使得動(dòng)力電池組71通過(guò)功率耦合器3與超級(jí)電容組81相連接，以實(shí)現(xiàn)雙電壓儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
[0006]斷開接觸器控制策略分為正常狀況下的正常斷開接觸器控制策略和系統(tǒng)故障狀態(tài)下的故障斷開接觸器控制策略，具體地:
[0007]正常斷開接觸器控制策略為:當(dāng)車輛的點(diǎn)火開關(guān)處于停機(jī)位置時(shí)，正常情況下，整車控制器I先要把對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的扭矩命令降為零，才能斷開第一接觸器的常開觸點(diǎn)Ki和第二接觸器的常開觸點(diǎn)K2 ;如果動(dòng)力電池組71過(guò)熱或驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度過(guò)高，且24VDC蓄電池電量不足時(shí)，若此時(shí)高壓回路沒有故障，則整車控制器I將不斷開兩接觸器的常開觸點(diǎn)K1、K2，即不斷開高壓，而是繼續(xù)給24VDC蓄電池供電，以提供對(duì)動(dòng)力電池組71及電機(jī)冷卻系統(tǒng)的穩(wěn)定電源。另外，若點(diǎn)火開關(guān)處于停機(jī)狀態(tài)，整車控制器I還要根據(jù)車速情況決定是否斷開兩接觸器的常開觸點(diǎn)K1、K2。
[0008]故障斷開接觸器控制策略為:在電動(dòng)汽車的起動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)過(guò)程中整車控制器I持續(xù)檢測(cè)動(dòng)力總成中各零部件的工作狀態(tài)，在監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)零部件的故障信息后立即進(jìn)入失效處理過(guò)程，在失效處理過(guò)程中根據(jù)產(chǎn)生故障的部件、故障的性質(zhì)和故障的影響等執(zhí)行不同的失效控制策略，同時(shí)點(diǎn)亮車輛儀表板上的“盡快維修”或“立即維修”指示燈以警告駕駛?cè)藛T。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生“危險(xiǎn)故障”時(shí)整車控制器I調(diào)整動(dòng)力總成各部件的工作狀態(tài)以使儲(chǔ)能系統(tǒng)的輸入輸出功率盡快降至最小，然后再斷開動(dòng)力電池組71對(duì)應(yīng)的第一接觸器的常開觸點(diǎn)Kl以及超級(jí)電容組81對(duì)應(yīng)的第二接觸器的常開觸點(diǎn)K2。
[0009]電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓控制系統(tǒng)通過(guò)高壓接觸器實(shí)現(xiàn)高壓回路的通斷，因此高壓接觸器的正常工作是保證高壓回路能夠按照控制需求接通或斷開的前提條件。然而，長(zhǎng)期使用的高壓接觸器存在粘死失效的可能，在高壓接觸器處于粘死失效狀態(tài)時(shí)，上述電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓控制系統(tǒng)不具備其它使高壓電路安全斷開的方案，從而會(huì)造成高壓電路無(wú)法受控安全斷開，在發(fā)生高壓故障、檢修時(shí)不能切斷高壓電路，不能保證整車系統(tǒng)和人員的安全。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:由于現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓控制系統(tǒng)不具備通斷接觸器外其它的高壓電路安全斷開方案，所以在高壓接觸器處于粘死失效狀態(tài)下，會(huì)造成高壓電路無(wú)法受控安全斷開，從而在發(fā)生高壓故障、檢修時(shí)不能切斷高壓電路，不能保證整車系統(tǒng)和人員的安全。
[0011]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)及其控制方法，在高壓接觸器粘死失效的情況下，消除不能斷開高壓電的危險(xiǎn)因素，有效提高了電動(dòng)汽車的高壓設(shè)計(jì)的安全性。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0013]—種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)，包括:
[0014]整車控制器；
[0015]第一接觸器和第二接觸器，所述第一接觸器和第二接觸器均受控于所述整車控制器；
[0016]第一手動(dòng)維修開關(guān)和第二手動(dòng)維修開關(guān)，所述第一手動(dòng)維修開關(guān)和所述第二手動(dòng)維修開關(guān)均與所述整車控制器電連接；
[0017]第一儲(chǔ)能單元，所述第一儲(chǔ)能單元的正極通過(guò)所述第一接觸器的常開觸點(diǎn)連接用電設(shè)備的正極，所述第一儲(chǔ)能單元的負(fù)極通過(guò)所述第一手動(dòng)維修開關(guān)連接所述用電設(shè)備的負(fù)極；
[0018]用于控制所述第一儲(chǔ)能單元的第一儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)，所述第一儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)受控于所述整車控制器；
[0019]第二儲(chǔ)能單元，所述第二儲(chǔ)能單元的正極通過(guò)所述第二接觸器的常開觸點(diǎn)連接所述用電設(shè)備的正極，所述第二儲(chǔ)能單元的負(fù)極通過(guò)所述第二手動(dòng)維修開關(guān)連接所述用電設(shè)備的負(fù)極；以及
[0020]用于控制所述第二儲(chǔ)能單元的第二儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)，所述第二儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)受控于所述整車控制器。
[0021]優(yōu)選的是，所述動(dòng)力系統(tǒng)為雙電壓平臺(tái)的動(dòng)力系統(tǒng)。
[0022]優(yōu)選的是，所述高壓安全控制系統(tǒng)還包括用于容置所述第一手動(dòng)維修開關(guān)和所述第二手動(dòng)維修開關(guān)的機(jī)體盒，所述機(jī)體盒固裝在所述高壓安全控制系統(tǒng)的殼體內(nèi)。
[0023]優(yōu)選的是，所述第一手動(dòng)維修開關(guān)和所述第二手動(dòng)維修開關(guān)之間的距離小于設(shè)定的距離閾值。
[0024]優(yōu)選的是，所述第一手動(dòng)維修開關(guān)的導(dǎo)電體串聯(lián)有第一熔斷器，所述第二手動(dòng)維修開關(guān)的導(dǎo)電體串聯(lián)有第二熔斷器。
[0025]優(yōu)選的是，所述第一手動(dòng)維修開關(guān)包括可拆卸連接的第一上殼體和第一下殼體、以及設(shè)置在所述第一上殼體上的第一助力機(jī)構(gòu)；所述第二手動(dòng)維修開關(guān)包括可拆卸連接的第二上殼體和第二下殼體、以及設(shè)置在所述第二上殼體上的第二助力機(jī)構(gòu)。
[0026]優(yōu)選的是,所述第一儲(chǔ)能單元為動(dòng)力電池組或者超級(jí)電容組,所述第二儲(chǔ)能單元為動(dòng)力電池組或者超級(jí)電容組。
[0027]—種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)的控制方法，包括:
[0028]所述整車控制器判斷所述第一手動(dòng)維修開關(guān)是否斷開，或者所述第二手動(dòng)維修開關(guān)是否斷開；
[0029]如果是，則所述整車控制器分別控制所述第一接觸器的常開觸點(diǎn)和所述第二接觸器的常開觸點(diǎn)斷開。
[0030]優(yōu)選的是，所述整車控制器根據(jù)所述第一手動(dòng)維修開關(guān)輸出的高壓互鎖信號(hào)，判斷所述第一手動(dòng)維修開關(guān)是否斷開；
[0031]所述整車控制器根據(jù)所述第二手動(dòng)維修開關(guān)輸出的高壓互鎖信號(hào)，判斷所述第二手動(dòng)維修開關(guān)是否斷開。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述方案中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果:
[0033]應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)，在高壓回路中增加對(duì)應(yīng)第一儲(chǔ)能單元的第一手動(dòng)維修開關(guān)和對(duì)應(yīng)第二儲(chǔ)能單元的第二手動(dòng)維修開關(guān)，從而在第一接觸器或者第二接觸器粘死失效情況下，確保安全斷開高壓電的連接，適當(dāng)提高對(duì)高壓斷路控制的冗余度，有效提高了電動(dòng)汽車的高壓設(shè)計(jì)的安全性，保證了維修人員的安全；通過(guò)將第一手動(dòng)維修開關(guān)和第二手動(dòng)維修開關(guān)集成在一個(gè)機(jī)體盒內(nèi)，占用整車的安裝空間小，便于在整車內(nèi)的安裝，且易實(shí)現(xiàn)電氣安全的人性化設(shè)計(jì)；通過(guò)將手動(dòng)維修開關(guān)和熔斷器合二為一，既實(shí)現(xiàn)電流的短路保護(hù)，又節(jié)省空間，方便設(shè)備維護(hù)、檢修、快速更換熔斷器的操作。
[0034]應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)的控制方法，將分別指示第一手動(dòng)維修開關(guān)和第二手動(dòng)維修開關(guān)是否斷開的高壓互鎖信號(hào)納入到整車控制器的輸入采集中，整車控制器通過(guò)采集高壓互鎖信號(hào)，來(lái)確定各手動(dòng)維修開關(guān)是否斷開；通過(guò)高壓互鎖信號(hào)的采集，整車控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整車高壓電路的完好性，當(dāng)監(jiān)測(cè)到任意一個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)斷開時(shí)，整車控制器則確定高壓回路處于維修狀態(tài)，此時(shí)控制整個(gè)高壓主回路全部斷開，從而在第一接觸器或者第二接觸器粘死失效情況下，確保安全斷開高壓電的連接，適當(dāng)提高對(duì)高壓斷路控制的冗余度，有效提高了電動(dòng)汽車的高壓設(shè)計(jì)的安全性，保證了維修人員的安全；另外，應(yīng)用該控制方法，在軟件上避免了維修人員下慌亂情況下僅斷開一個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)導(dǎo)致的高壓回路斷開的誤判，從而結(jié)合硬件上將第一手動(dòng)維修開關(guān)和第二手動(dòng)維修開關(guān)置于同一機(jī)體盒中，能夠進(jìn)一步保證維修過(guò)程中高壓回路的完全斷開，進(jìn)一步確保了維修工人的安全。
[0035]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036]附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0037]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例中第一手動(dòng)維修開關(guān)或者第二手動(dòng)維修開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4示出了圖3中所示的第一結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0041]圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)的控制方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0042]以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說(shuō)明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0043]為解決現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓控制系統(tǒng)存在的以下缺陷:由于所述高壓控制系統(tǒng)不具備通斷接觸器外其它的高壓電路安全斷開方案，所以在高壓接觸器處于粘死失效狀態(tài)下，會(huì)造成高壓電路無(wú)法受控安全斷開，從而在發(fā)生高壓故障、檢修時(shí)不能切斷高壓電路，不能保證整車系統(tǒng)和人員的安全，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)。
[0044]如圖2所示，是本發(fā)明實(shí)施例電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中實(shí)線代表動(dòng)力系統(tǒng)電力主接線，虛線代表控制信號(hào)線。所述高壓安全控制系統(tǒng)包括整車控制器1、第一儲(chǔ)能單元41、第二儲(chǔ)能單元51、第一儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)42、第二儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)52、第一接觸器、第二接觸器、第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2。
[0045]具體地，第一儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)42與第一儲(chǔ)能單元41電連接，用于控制第一儲(chǔ)能單元41的充電和放電過(guò)程、以及實(shí)時(shí)獲取第一儲(chǔ)能單元41的剩余電量；類似地，第二儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)52與第二儲(chǔ)能單元51電連接，用于控制第二儲(chǔ)能單元51的充電和放電過(guò)程、以及實(shí)時(shí)獲取第二儲(chǔ)能單元51的剩余電量。特別地，所述第一儲(chǔ)能單元41優(yōu)選為動(dòng)力電池組或者超級(jí)電容組,所述第二儲(chǔ)能單元51優(yōu)選為動(dòng)力電池組或者超級(jí)電容組。
[0046]第一儲(chǔ)能單元41的正極通過(guò)所述第一接觸器的常開觸點(diǎn)Kl連接用電設(shè)備的正極，所述第一儲(chǔ)能單元41的負(fù)極通過(guò)所述第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl (將第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl接到圖2中所示的端點(diǎn)A和端點(diǎn)B之間)連接所述用電設(shè)備的負(fù)極；所述第二儲(chǔ)能單元51的正極通過(guò)所述第二接觸器的常開觸點(diǎn)K2(將第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2接到圖2中所示的端點(diǎn)C和端點(diǎn)D之間)連接所述用電設(shè)備的正極，所述第二儲(chǔ)能單元51的負(fù)極通過(guò)所述第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2連接所述用電設(shè)備的負(fù)極。這里，第一儲(chǔ)能單元41和第二儲(chǔ)能單元51優(yōu)選地向多個(gè)用電設(shè)備(例如電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助電源系統(tǒng)等)供電，此時(shí)，所述高壓安全控制系統(tǒng)還要包括用于平衡用電功率的功率耦合器3，詳細(xì)地:第一儲(chǔ)能單元41的正極順次地通過(guò)所述第一接觸器的常開觸點(diǎn)Kl和功率耦合器3分別連接各個(gè)用電設(shè)備的正極，所述第一儲(chǔ)能單元41的負(fù)極通過(guò)所述第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl分別連接所述各個(gè)用電設(shè)備的負(fù)極；所述第二儲(chǔ)能單元51的正極順次地通過(guò)所述第二接觸器的常開觸點(diǎn)Κ2和功率耦合器3分別連接各個(gè)用電設(shè)備的正極，所述第二儲(chǔ)能單元51的負(fù)極通過(guò)所述第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2分別連接所述各個(gè)用電設(shè)備的負(fù)極。
[0047]上述第一儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)42、第二儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)52、功率耦合器3、各個(gè)用電設(shè)備、以及第一接觸器、第二接觸器均受控于所述整車控制器1，并且第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2均與所述整車控制器I電連接。
[0048]上述高壓安全控制系統(tǒng)的工作原理是，當(dāng)維修工人需要對(duì)高壓回路進(jìn)行維修時(shí)，首先維修工人手動(dòng)斷開第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2，第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl實(shí)時(shí)向整車控制器I發(fā)送高壓互鎖信號(hào)，同樣地，第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2也實(shí)時(shí)向整車控制器I發(fā)送高壓互鎖信號(hào)，隨即整車控制器I根據(jù)接收到第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl發(fā)送的高壓互鎖信號(hào)以及第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2發(fā)送的高壓互鎖信號(hào)，確定第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和/或第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2處于斷開狀態(tài)后，確定高壓回路處于維修狀態(tài)，此時(shí)整車控制器I控制整個(gè)高壓回路全部斷開，即整車控制器I控制第一接觸器的線圈和第二接觸器的線圈得電，以使第一接觸器的常開觸點(diǎn)Kl和第二接觸器的常開觸點(diǎn)Κ2斷開。應(yīng)用上述高壓安全控制系統(tǒng)，可以確保維修工人維修高壓回路時(shí)高壓回路處于斷電狀態(tài)，即使存在接觸器的常開觸點(diǎn)粘死失效的情況，由于儲(chǔ)能單元的負(fù)極到用電設(shè)備的支路被斷開，也會(huì)使得整個(gè)高壓回路處于斷電狀態(tài)，從而消除不能斷開高壓電的危險(xiǎn)因素，有效提高了電動(dòng)汽車的高壓設(shè)計(jì)的安全性。
[0049]在本發(fā)明的一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述動(dòng)力系統(tǒng)為雙電壓平臺(tái)的動(dòng)力系統(tǒng)，優(yōu)選為雙電壓平臺(tái)的動(dòng)力系統(tǒng)中的插電式動(dòng)力系統(tǒng)。
[0050]在本發(fā)明的一優(yōu)選的實(shí)施例中，為避免在危險(xiǎn)緊急狀態(tài)下操作者的慌亂造成只拔出其中某一個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)而忘記拔出另一個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)，造成高壓已斷開的誤判，在本實(shí)施例中，所述高壓安全控制系統(tǒng)還包括用于容置所述第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和所述第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2的機(jī)體盒，所述機(jī)體盒固裝在所述高壓安全控制系統(tǒng)的殼體內(nèi)，即將兩個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)集成裝配在一個(gè)機(jī)體盒內(nèi)，能有效避免在緊急情況下忘記拔出另一只維修開關(guān)情況的發(fā)生，保證整車系統(tǒng)和人員的安全；同時(shí)，將第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2集成在一個(gè)機(jī)體盒內(nèi)，占用整車的安裝空間小，便于在整車內(nèi)的安裝；且因第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2集成在一個(gè)機(jī)體盒內(nèi)，在發(fā)生危險(xiǎn)緊急狀況需斷開高壓時(shí)，能保證切斷高壓的操作方便性。特別地，為進(jìn)一步保證切斷高壓的操作方便性，所述第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和所述第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2之間的距離小于設(shè)定的距離閾值，具體的距離閾值根據(jù)具體實(shí)施情況進(jìn)一步設(shè)定，兩維修開關(guān)之間間隔的限定保證了兩維修開關(guān)的鄰近設(shè)置。
[0051]此外，本發(fā)明還在控制方法方面做出了創(chuàng)造性的改進(jìn)，以避免在危險(xiǎn)緊急狀態(tài)下操作者的慌亂造成只拔出其中某一個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)而忘記拔出另一個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)，造成高壓已斷開的誤判，具體的改進(jìn)將在下文中結(jié)合圖5進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
[0052]在本發(fā)明的一優(yōu)選的實(shí)施例中，為了保護(hù)第一儲(chǔ)能單元41和第二儲(chǔ)能單元51，所述第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl的導(dǎo)電體串聯(lián)有第一熔斷器F1，所述第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2的導(dǎo)電體串聯(lián)有第二熔斷器F2，從而第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2均具有過(guò)電流保護(hù)的功能，即當(dāng)流經(jīng)第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl的電流大于第一熔斷器Fl的額定電流值時(shí)，第一熔斷器Fl熔斷，從而使得第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl所在高壓支路斷開，在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，要根據(jù)第一儲(chǔ)能單元41的輸出性能，選取合適規(guī)格的第一熔斷器Fl ;同樣地，當(dāng)流經(jīng)第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2的電流大于第二熔斷器F2的額定電流值時(shí)，第二熔斷器F2熔斷，從而使得第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2所在高壓支路斷開，在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，要根據(jù)第二儲(chǔ)能單元51的輸出性能，選取合適規(guī)格的第二熔斷器F2。
[0053]在本發(fā)明的一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl包括可拆卸連接的第一上殼體和第一下殼體、以及設(shè)置在所述第一上殼體上的第一助力機(jī)構(gòu)；所述第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2包括可拆卸連接的第二上殼體和第二下殼體、以及設(shè)置在所述第二上殼體上的第二助力機(jī)構(gòu)。第一助力機(jī)構(gòu)和第二助力機(jī)構(gòu)可以選擇本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)采用的助力機(jī)構(gòu)，在本文中不進(jìn)行展開說(shuō)明。另外，第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2也可以選擇為本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)采用的手動(dòng)維修開關(guān)，下面結(jié)合圖3和圖4，說(shuō)明其中的一種常用的手動(dòng)維修開關(guān)的結(jié)構(gòu)。
[0054]參照?qǐng)D3和圖4，手動(dòng)維修開關(guān)包括位于維修開關(guān)上部、可插拔拆卸的第一結(jié)構(gòu)，以及位于維修開關(guān)下部、與外部高壓的儲(chǔ)能單元固定連接的第二結(jié)構(gòu)；兩者配合連接并鎖緊固定。
[0055]具體地，第一結(jié)構(gòu)包括一個(gè)上殼體101、與之連接的把手102，以及上殼體101底部?jī)蓚?cè)相對(duì)設(shè)置的止逆鎖緊件卡扣104。在所述第一結(jié)構(gòu)內(nèi)部，還包括與儲(chǔ)能單元規(guī)格配套的熔斷器105，置于上殼體101內(nèi)。與之連通設(shè)置有兩個(gè)高壓用的插針107，其主體位于熔斷器105下方；兩個(gè)插針107對(duì)應(yīng)設(shè)置有延伸至熔斷器105兩側(cè)的部分，通過(guò)螺栓106將熔斷器105與插針107的該延伸部分固定連接。第一結(jié)構(gòu)還設(shè)置有兩組共四個(gè)低壓信號(hào)針110，每組的兩個(gè)低壓信號(hào)針110相互連通；把手102位于上殼體101內(nèi)的部分，還通過(guò)一齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)(附圖中未示出)與該些低壓信號(hào)針110連接，并由該把手102的位置決定低壓信號(hào)針110的左右位置。
[0056]第一結(jié)構(gòu)還包括一上下穿透的絕緣凸起件109，其設(shè)置有平板部分和向下的凸臺(tái)。若干螺栓108依次穿過(guò)平板部分及上殼體101底部對(duì)應(yīng)開設(shè)的若干安裝孔103，將絕緣凸起件109的該平板部分與所述上殼體101固定連接。上述若干插針107、低壓信號(hào)針110穿過(guò)高度一致的所述凸臺(tái)，使凸臺(tái)在插針107、低壓信號(hào)針110周邊環(huán)繞布置。對(duì)應(yīng)插針107的根部位置，在絕緣凸起件109的凸臺(tái)外側(cè)、該凸臺(tái)與平板部分過(guò)渡的位置，還設(shè)置有帶波紋結(jié)構(gòu)的橡膠圈111，起密封防水的作用。
[0057]第二結(jié)構(gòu)包括一下殼體201，環(huán)繞其周邊設(shè)置有固定板205，下方還對(duì)應(yīng)設(shè)置了橡膠墊207 ;利用固定板205及橡膠墊207上開設(shè)的若干固定孔204，將第二結(jié)構(gòu)固定安裝在儲(chǔ)能單元的外殼上或者機(jī)體盒內(nèi)。
[0058]下殼體201內(nèi)部設(shè)置有凹槽，供相匹配的絕緣凸起件109的凸臺(tái)插入，將第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)連接；凸臺(tái)上表面凹凸的橡膠圈111使連接更緊密可靠。另外，下殼體201的頂部?jī)蓚?cè)設(shè)置有鎖緊孔203，其與上殼體101的止逆鎖緊件卡扣104相對(duì)應(yīng)，兩者在第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)連接時(shí)配套卡緊進(jìn)行鎖固。
[0059]與第一結(jié)構(gòu)的兩個(gè)高壓用的插針107相匹配，在下殼體201內(nèi)設(shè)置了兩個(gè)插孔209 ;在兩個(gè)插孔209底部對(duì)應(yīng)連接了兩個(gè)電源連接端子202。絕緣連接板206，與下殼體201底部配合設(shè)置并留有若干空隙，供兩個(gè)電源連接端子202穿出而與外部?jī)?chǔ)能單元的正負(fù)極母線連接。在第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)連接鎖緊時(shí)，插針107對(duì)應(yīng)插入插孔209，將熔斷器105接入高壓回路中。
[0060]與第一結(jié)構(gòu)的四個(gè)低壓信號(hào)針110相匹配，在下殼體201內(nèi)還設(shè)置了對(duì)應(yīng)的四個(gè)信號(hào)針插孔208，其中兩個(gè)在其側(cè)面與外部低壓回路充電控制的信號(hào)線連接，另兩個(gè)與低壓回路放電控制的信號(hào)線連接。當(dāng)把手102主體位于上殼體101的側(cè)面時(shí)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)控制低壓信號(hào)針110伸出到絕緣凸起件109的凸臺(tái)外面，并對(duì)應(yīng)插入信號(hào)針插孔208 ;而將把手102移至上殼體101的上方時(shí)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)控制低壓信號(hào)針110縮回，并拔離信號(hào)針插孔208，使低壓回路斷開。
[0061]上述手動(dòng)維修開關(guān)具有高低壓互鎖功能:在使用過(guò)程中，將儲(chǔ)能單元正負(fù)極母線與插孔209的接線柱連接，將低壓回路充放電控制的信號(hào)線與信號(hào)針插孔208連接。根據(jù)儲(chǔ)能單元的輸出性能，選取合適規(guī)格的熔斷器105與插針107接通；當(dāng)?shù)谝唤Y(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)手動(dòng)連接，插針107插入插孔209將高壓回路閉合；當(dāng)工作電流大于額定值時(shí)，熔斷器105能夠熔斷，以保護(hù)儲(chǔ)能單元。同時(shí)，將把手102轉(zhuǎn)至維修開關(guān)的上方時(shí)，控制低壓信號(hào)針110對(duì)應(yīng)插入信號(hào)針插孔208，將低壓回路閉合。在動(dòng)力電池遇到故障需要進(jìn)行維修時(shí)，需要將把手102轉(zhuǎn)至手動(dòng)維修開關(guān)的側(cè)方，向外側(cè)提拉把手102，將低壓回路斷開；之后將第一結(jié)構(gòu)的止逆鎖緊件卡扣104與鎖緊孔203，使得手動(dòng)維修開關(guān)的第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)分開，斷開高壓回路的連接，才可進(jìn)行正常的故障排查工作。這樣，可以通過(guò)檢測(cè)低壓回路的信號(hào)，即高壓互鎖信號(hào)，判斷手動(dòng)維修開關(guān)處于斷開狀態(tài)還是閉合狀態(tài)。
[0062]為了節(jié)省整車控制器的信號(hào)輸入端，在本發(fā)明的一優(yōu)選的實(shí)施例中，將第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl的低壓回路和第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2的低壓回路串聯(lián)，并將串聯(lián)后電路的引出端連接整車控制器I的一個(gè)信號(hào)輸入端，從而當(dāng)任意一個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)的低壓回路斷開時(shí)，整車控制器I都能根據(jù)其信號(hào)輸入端接收到的高壓互鎖信號(hào)控制整個(gè)高壓回路全部斷開，達(dá)到了精簡(jiǎn)電路的目的。
[0063]綜上，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)，在高壓回路中增加對(duì)應(yīng)第一儲(chǔ)能單元41的第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和對(duì)應(yīng)第二儲(chǔ)能單元51的第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2，從而在第一接觸器或者第二接觸器粘死失效情況下，確保安全斷開高壓電的連接，適當(dāng)提高對(duì)高壓斷路控制的冗余度，有效提高了電動(dòng)汽車的高壓設(shè)計(jì)的安全性，保證了維修人員的安全；通過(guò)將第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2集成在一個(gè)機(jī)體盒內(nèi)，占用整車的安裝空間小，便于在整車內(nèi)的安裝，且易實(shí)現(xiàn)電氣安全的人性化設(shè)計(jì)；通過(guò)將手動(dòng)維修開關(guān)和熔斷器合二為一，既實(shí)現(xiàn)電流的短路保護(hù)，又節(jié)省空間，方便設(shè)備維護(hù)、檢修、快速更換熔斷器的操作。
[0064]本發(fā)明實(shí)施例還提供了上述電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)的控制方法，如圖5所示，示出了該控制方法的流程圖，所述電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)的控制方法包括以下步驟:
[0065]步驟S1:所述整車控制器I判斷所述第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl是否斷開，或者所述第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2是否斷開。
[0066]具體地，所述整車控制器I根據(jù)所述第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl輸出的高壓互鎖信號(hào)，判斷所述第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl是否斷開；類似地，所述整車控制器I根據(jù)所述第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2輸出的高壓互鎖信號(hào)，判斷所述第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2是否斷開。
[0067]步驟S2:如果是，則所述整車控制器I分別控制所述第一接觸器的常開觸點(diǎn)Kl和所述第二接觸器的常開觸點(diǎn)K2斷開。
[0068]具體地，當(dāng)整車控制器I監(jiān)測(cè)到任意一個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)斷開時(shí)，都會(huì)控制整個(gè)高壓回路斷開，即控制高壓回路中的第一接觸器的常開觸點(diǎn)Kl和第二接觸器的常開觸點(diǎn)K2斷開。從而在軟件上避免了維修人員下慌亂情況下僅斷開一個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)導(dǎo)致的高壓回路斷開的誤判，從而結(jié)合硬件上將第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2置于同一機(jī)體盒中，能夠保證維修過(guò)程中高壓回路的完全斷開，確保了維修工人的安全。
[0069]綜上所述，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)的控制方法，將分別指示第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2是否斷開的高壓互鎖信號(hào)納入到整車控制器I的輸入采集中，整車控制器I通過(guò)采集高壓互鎖信號(hào)，來(lái)確定各手動(dòng)維修開關(guān)是否斷開；通過(guò)高壓互鎖信號(hào)的采集，整車控制器I實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整車高壓電路的完好性，當(dāng)監(jiān)測(cè)到任意一個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)斷開時(shí)，整車控制器I則確定高壓回路處于維修狀態(tài)，此時(shí)控制整個(gè)高壓主回路全部斷開，從而在第一接觸器或者第二接觸器粘死失效情況下，確保安全斷開高壓電的連接，適當(dāng)提高對(duì)高壓斷路控制的冗余度，有效提高了電動(dòng)汽車的高壓設(shè)計(jì)的安全性，保證了維修人員的安全；另外，應(yīng)用該控制方法，在軟件上避免了維修人員下慌亂情況下僅斷開一個(gè)手動(dòng)維修開關(guān)導(dǎo)致的高壓回路斷開的誤判，從而結(jié)合硬件上將第一手動(dòng)維修開關(guān)KDl和第二手動(dòng)維修開關(guān)KD2置于同一機(jī)體盒中，能夠進(jìn)一步保證維修過(guò)程中高壓回路的完全斷開，進(jìn)一步確保了維修工人的安全。
[0070]雖然本發(fā)明所公開的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所公開的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 整車控制器； 第一接觸器和第二接觸器，所述第一接觸器和第二接觸器均受控于所述整車控制器； 第一手動(dòng)維修開關(guān)和第二手動(dòng)維修開關(guān)，所述第一手動(dòng)維修開關(guān)和所述第二手動(dòng)維修開關(guān)均與所述整車控制器電連接； 第一儲(chǔ)能單元，所述第一儲(chǔ)能單元的正極通過(guò)所述第一接觸器的常開觸點(diǎn)連接用電設(shè)備的正極，所述第一儲(chǔ)能單元的負(fù)極通過(guò)所述第一手動(dòng)維修開關(guān)連接所述用電設(shè)備的負(fù)極； 用于控制所述第一儲(chǔ)能單元的第一儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)，所述第一儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)受控于所述整車控制器； 第二儲(chǔ)能單元，所述第二儲(chǔ)能單元的正極通過(guò)所述第二接觸器的常開觸點(diǎn)連接所述用電設(shè)備的正極，所述第二儲(chǔ)能單元的負(fù)極通過(guò)所述第二手動(dòng)維修開關(guān)連接所述用電設(shè)備的負(fù)極；以及 用于控制所述第二儲(chǔ)能單元的第二儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)，所述第二儲(chǔ)能單元管理系統(tǒng)受控于所述整車控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力系統(tǒng)為雙電壓平臺(tái)的動(dòng)力系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓安全控制系統(tǒng)還包括用于容置所述第一手動(dòng)維修開關(guān)和所述第二手動(dòng)維修開關(guān)的機(jī)體盒，所述機(jī)體盒固裝在所述高壓安全控制系統(tǒng)的殼體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一手動(dòng)維修開關(guān)和所述第二手動(dòng)維修開關(guān)之間的距離小于設(shè)定的距離閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一手動(dòng)維修開關(guān)的導(dǎo)電體串聯(lián)有第一熔斷器，所述第二手動(dòng)維修開關(guān)的導(dǎo)電體串聯(lián)有第二熔斷器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一手動(dòng)維修開關(guān)包括可拆卸連接的第一上殼體和第一下殼體、以及設(shè)置在所述第一上殼體上的第一助力機(jī)構(gòu)；所述第二手動(dòng)維修開關(guān)包括可拆卸連接的第二上殼體和第二下殼體、以及設(shè)置在所述第二上殼體上的第二助力機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一儲(chǔ)能單元為動(dòng)力電池組或者超級(jí)電容組，所述第二儲(chǔ)能單元為動(dòng)力電池組或者超級(jí)電容組。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的高壓安全控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括: 所述整車控制器判斷所述第一手動(dòng)維修開關(guān)是否斷開，或者所述第二手動(dòng)維修開關(guān)是否斷開； 如果是，則所述整車控制器分別控制所述第一接觸器的常開觸點(diǎn)和所述第二接觸器的常開觸點(diǎn)斷開。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于， 所述整車控制器根據(jù)所述第一手動(dòng)維修開關(guān)輸出的高壓互鎖信號(hào)，判斷所述第一手動(dòng)維修開關(guān)是否斷開； 所述整車控制器根據(jù)所述第二手動(dòng)維修開關(guān)輸出的高壓互鎖信號(hào)，判斷所述第二手動(dòng)維修開關(guān)是否斷開。
【文檔編號(hào)】B60L3/00GK104290604SQ201410502140
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】譚志紅, 張群政, 汪帆, 趙湘衡 申請(qǐng)人:湖南南車時(shí)代電動(dòng)汽車股份有限公司