專利名稱：一種電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，大多數(shù)電動汽車配備的驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)控制器、空調(diào)壓縮機(jī)和PTC加熱電阻等均采用高壓動力電池組供電，電動汽車在行駛過程中，任意一個(gè)高壓用電系統(tǒng)的突發(fā)短路故障均有可能對駕駛員或乘客造成觸電危險(xiǎn)，并可能使車輛高壓系統(tǒng)造成損壞甚至燃燒，因此，針對電動汽車高壓用電系統(tǒng)的安全保護(hù)策略的研究逐漸成為繼電動汽車傳統(tǒng)三大核心系統(tǒng)之后的又一大獨(dú)立的重要系統(tǒng)。高壓用電系統(tǒng)安全保護(hù)策略的設(shè)計(jì)既要符合對人及車輛的安全保護(hù)，同時(shí)也要考慮車輛實(shí)際的運(yùn)行情況。傳統(tǒng)電動汽車在進(jìn)行高壓保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，只要其中某個(gè)高壓用 電系統(tǒng)出現(xiàn)短路等故障后立即切斷主電源以保證成員及車輛安全，這種保護(hù)策略雖然能夠最大化的完成高壓保護(hù)功能，但是卻忽視了是否有必要將其他高壓系統(tǒng)的供電同時(shí)中斷的問題，比如電動汽車其他高壓用電系統(tǒng)工作正常，只有壓縮機(jī)出現(xiàn)故障，電流傳感器顯示壓縮機(jī)電流突然增加數(shù)倍甚至數(shù)十倍，安全保護(hù)策略的設(shè)計(jì)完全可以將壓縮機(jī)的高壓供電中斷，而不影響電機(jī)及控制器等其他高壓用電系統(tǒng)正常工作。另外，傳統(tǒng)方式采用熔斷器對高壓系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)高壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，熔斷器立即熔斷雖起到安全保護(hù)作用，但要使車輛繼續(xù)工作必須重新?lián)Q一個(gè)新的熔斷器，對車主來說工作繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)，包括整車E⑶、電池組、電機(jī)、壓縮機(jī)和加熱電阻，其還包括高壓管理E⑶，所述高壓管理E⑶的控制信號輸入端與整車E⑶相連；所述高壓管理E⑶具有第一傳感器信號輸入端、第二傳感器信號輸入端和第三傳感器信號輸入端，所述第一傳感器信號輸入端與電機(jī)電流傳感器相連，所述第二傳感器信號輸入端與壓縮機(jī)電流傳感器相連，所述第三傳感器信號輸入端與加熱電阻電流傳感器相連；所述高壓管理ECU具有第一信號輸出端、第二信號輸出端和第三信號輸出端，所述第一信號輸出端與第一繼電器的輸入回路相連，所述第二信號輸出端與第二繼電器的輸入回路相連，所述第三信號輸出端與第三繼電器的輸入回路相連，所述第一繼電器的輸出回路的A端口連接電池組，所述第一繼電器的輸出回路的B端口連接電機(jī)，所述第二繼電器的輸出回路連接壓縮機(jī)和第一繼電器輸出回路的B端口，所述第三繼電器的輸出回路連接加熱電阻和第一繼電器的輸出回路的B端口，所述高壓管理ECU通過第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器的輸出回路的通斷實(shí)現(xiàn)電機(jī)、壓縮機(jī)和加熱電阻的高壓供電的通斷。本發(fā)明的電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)不是只要任意高壓系統(tǒng)出故障就直接切斷總電源，而是在一般高壓用電系統(tǒng)出故障后只對該故障系統(tǒng)進(jìn)行高壓供電切斷，不影響其他高壓系統(tǒng)的正常工作；只有當(dāng)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)出故障時(shí)才切斷總電源。本發(fā)明采用繼電器對高壓系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，繼電器的斷開及吸合主要由高壓ECU的相關(guān)引腳的輸出電壓觸發(fā)，繼電器本身不會損壞，與傳統(tǒng)方式采用的熔斷器相比，使用更加方便。本發(fā)明的附加方面和優(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，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下 面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是本發(fā)明電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(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，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”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發(fā)明和簡化描述，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，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。圖I是本發(fā)明電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可見，該電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)包括整車ECU、電池組、電機(jī)、壓縮機(jī)和加熱電阻，該電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)還包括高壓管理E⑶，其控制信號輸入端與整車E⑶相連。該高壓管理E⑶具有第一傳感器信號輸入端、第二傳感器信號輸入端和第三傳感器信號輸入端,第一傳感器信號輸入端與電機(jī)電流傳感器相連，第二傳感器信號輸入端與壓縮機(jī)電流傳感器相連，第三傳感器信號輸入端與加熱電阻電流傳感器相連。該高壓管理ECU還具有第一信號輸出端、第二信號輸出端和第三信號輸出端,第一信號輸出端與第一繼電器的輸入回路相連，第二信號輸出端與第二繼電器的輸入回路相連，第三信號輸出端與第三繼電器的輸入回路相連，第一繼電器的輸出回路的A端口連接電池組，第一繼電器的輸出回路的B端口連接電機(jī)，第二繼電器的輸出回路連接壓縮機(jī)和第一繼電器輸出回路的B端口，第三繼電器的輸出回路連接加熱電阻和第一繼電器的輸出回路的B端口，高壓管理ECU通過第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器的輸出回路的通斷實(shí)現(xiàn)電機(jī)、壓縮機(jī)和加熱電阻的高壓供電的通斷。在本實(shí)施方式中，整車ECU的型號為MC9S12XEP100，高壓管理ECU的型號為S12C系列的16為單片機(jī),高壓管理ECU的第一信號輸出端、第二信號輸出端和第三信號輸出端受內(nèi)部時(shí)鐘信號的控制按先后順序輸出信號，當(dāng)高壓管理ECU的第一信號輸出端、第二信號輸出端和第三信號輸出端都需要輸出信號時(shí)，第一信號輸出端首先輸出信號，然后，第二信號輸出端再輸出信號，第三信號輸出端最后輸出信號。在本實(shí)施方式中，該電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)還包括顯示儀表,該顯示儀表通過CAN通信線路與高壓管理ECU相連，用于顯示電機(jī)、壓縮機(jī)和加熱電阻的工作狀態(tài)。在圖I中，高壓管理E⑶的引腳I為控制信號輸入端，該引腳I的輸入信號為開關(guān)量信號，為OV或12V，且12V有效，高壓管理E⑶的引腳2和引腳3分別連接外接電源的陰極和陽極，在本實(shí)施方式中，采用12V的外接電源，高壓管理E⑶的引腳4和引腳5通過CAN總線與顯示儀表相連，高壓管理E⑶的引腳8為第一傳感器信號輸入端，引腳7為第二傳感器信號輸入端，引腳6為第三傳感器信號輸入端,該引腳8,引腳7,引腳6的輸入信號為開關(guān)量信號，均為OV或12V,且12V有效。引腳11為第一信號輸出端，引腳10為第二信號輸 出端，引腳9為第三信號輸出端，該引腳11，引腳10，引腳9的輸出信號為開關(guān)量信號，均為OV或12V，且12V有效。高壓管理E⑶的引腳I與整車E⑶相連，整車E⑶的輸入信號為鑰匙信號，鑰匙有ACC/0N/START三個(gè)狀態(tài)，ACC/0N兩個(gè)狀態(tài)時(shí)高壓管理ECU引腳I的輸入電壓為0V，START狀態(tài)時(shí)高壓管理E⑶引腳I的輸入電壓為12V。當(dāng)整車E⑶輸入OV時(shí)，S卩高壓管理E⑶引腳I得電0V，高壓管理E⑶的引腳11、引腳10、引腳9依次發(fā)出OV電壓，即高壓管理E⑶的引腳11首先發(fā)送出OV電壓，然后，高壓管理E⑶的引腳10再發(fā)送出OV電壓，最后，高壓管理E⑶的引腳9發(fā)送出OV電壓。第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器的輸出回路分別處于斷開狀態(tài)，電機(jī)、壓縮機(jī)及加熱電阻不能接通電池組提供的高壓電，均不能正常工作。當(dāng)整車E⑶輸入12V時(shí)，即高壓管理E⑶的引腳I得電12V，高壓管理E⑶的引腳
11、引腳10、引腳9的依次發(fā)出12V電，第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器的輸入回路兩端均產(chǎn)生12V的電壓，第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器的輸出回路均吸合，則電機(jī)、壓縮機(jī)及加熱電阻分別接通電池組提供的高壓電，并可正常工作。當(dāng)?shù)谝焕^電器、第二繼電器和第三繼電器的輸出回路分別吸合并且電機(jī)在工作過程中，當(dāng)電機(jī)電流傳感器檢測到電流大于電機(jī)保護(hù)電流時(shí)，高壓管理ECU的引腳8輸入12V電壓，則高壓管理ECU引腳11立即發(fā)出OV電壓，第一繼電器的輸出回路斷開，切斷電池組主回路電源，所有高壓用電系統(tǒng)均不能工作；當(dāng)電機(jī)電流傳感器檢測到電流小于保護(hù)電流時(shí)，高壓管理E⑶引腳8輸入OV電壓，則高壓管理E⑶引腳11發(fā)出12V電壓，第一繼電器的輸出回路吸合，電機(jī)繼續(xù)工作。當(dāng)?shù)谝焕^電器、第二繼電器和第三繼電器的輸出回路分別吸合并且壓縮機(jī)在工作過程中，當(dāng)壓縮機(jī)電流傳感器檢測到電流大于壓縮機(jī)保護(hù)電流時(shí)，高壓管理ECU的引腳7輸A 12V電壓，則高壓管理ECU引腳10立即發(fā)出OV電壓，第二繼電器的輸出回路斷開，壓縮機(jī)高壓電被切斷，其他高壓用電系統(tǒng)仍可正常工作；當(dāng)壓縮機(jī)電流傳感器檢測到電流小于保護(hù)電流時(shí)，高壓管理E⑶引腳7輸入OV電壓，則高壓管理E⑶引腳10發(fā)出12V電壓，第二繼電器的輸出回路吸合，壓縮機(jī)繼續(xù)工作。當(dāng)?shù)谝焕^電器、第二繼電器和第三繼電器的輸出回路分別吸合并且加熱電阻在工作過程中，當(dāng)加熱電阻電流傳感器檢測到電流大于加熱電阻保護(hù)電流時(shí)，高壓管理ECU的引腳6輸入12V電壓，則高壓管理ECU的引腳9立即發(fā)出OV電壓，第三繼電器的輸出回路斷開，加熱電阻的高壓電被切斷，其他高壓用電系統(tǒng)仍可正常工作；當(dāng)加熱電阻電流傳感器檢測到電流小于保護(hù)電流時(shí)，高壓管理ECU引腳6輸入OV電壓，則高壓管理ECU的引腳9仍發(fā)出12V電壓，第三繼電器的輸出回路斷開吸合，加熱電阻繼續(xù)工作。在本實(shí)施方式中，當(dāng)電機(jī)未工作時(shí)，電機(jī)是否接通高壓電只由高壓管理E⑶的引腳I決定，當(dāng)引腳I發(fā)出12V電壓，則第一繼電器的輸出回路吸合，電機(jī)接通高壓電；當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，電機(jī)是否接通高壓電由高壓管理ECU的引腳I及引腳8共同決定，但優(yōu)先由引腳8決定，當(dāng)引腳I發(fā)出12V電壓時(shí)，如果引腳8發(fā)出OV電壓，第一繼電器輸出回路斷開，電機(jī)斷開聞壓電。 與電機(jī)的邏輯策略一樣，壓縮機(jī)未工作時(shí)，壓縮機(jī)是否接通高壓電僅由高壓管理ECU的引腳I決定，但壓縮機(jī)工作時(shí)，主要由高壓管理EUC引腳I及引腳7決定，但優(yōu)先由引腳7決定。同樣，加熱電阻未工作時(shí)，加熱電阻是否接通高壓電只由高壓管理ECU的引腳I決定，但壓縮機(jī)工作時(shí)，主要由高壓管理EUC引腳I及引腳6決定，但優(yōu)先由引腳6決定。高壓管理E⑶的引腳4和引腳5為CAN輸出引腳，連接顯示儀表，當(dāng)高壓管理E⑶的引腳8、引腳7、引腳6分別輸入OV電壓時(shí)，顯示儀表顯示電機(jī)、壓縮機(jī)及加熱電阻的狀態(tài)正常；當(dāng)引腳8、引腳7、引腳6分別輸入12V電壓時(shí)，顯示儀表顯示電機(jī)、壓縮機(jī)及加熱電阻故障。圖2是本發(fā)明電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)的工作流程圖，從圖中可見，電機(jī)電流傳感器檢測電機(jī)電流并傳輸給高壓管理ECU的引腳8，壓縮機(jī)電流傳感器檢測壓縮機(jī)電流并傳輸給高壓管理ECU的引腳7，加熱電阻電流傳感器檢測加熱電阻電流并傳輸給高壓管理ECU的引腳6。當(dāng)電機(jī)電流大于電機(jī)保護(hù)電流時(shí)，第一繼電器的輸出回路斷開，切斷高壓供電，所有高壓用電系統(tǒng)均不能工作；當(dāng)壓縮機(jī)電流大于壓縮機(jī)保護(hù)電流時(shí)，第二繼電器的輸出回路斷開，壓縮機(jī)的高壓供電切斷，電機(jī)及加熱電阻仍可以工作；當(dāng)加熱電阻的電流大于加熱電阻保護(hù)電流時(shí)，第三繼電器的輸出回路斷開，加熱電阻的高壓供電切斷，電機(jī)及壓縮機(jī)仍可以工作。當(dāng)所有高壓用電系統(tǒng)的電流均小于或者等于各系統(tǒng)對應(yīng)的保護(hù)電流時(shí)，所有繼電器的輸出回路均吸合，所有高壓系統(tǒng)均可正常工作。本發(fā)明從高壓安全保護(hù)及車輛實(shí)際使用的需求兩方面考慮，將高壓用電系統(tǒng)的保護(hù)等級兩個(gè)級別，即電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的保護(hù)屬于一級，壓縮機(jī)及加熱電阻的保護(hù)屬于二級。當(dāng)一級保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)短路等電流突然增加情況，應(yīng)立即切斷電池組主電源，所有高壓用電設(shè)備斷電；當(dāng)一級保護(hù)系統(tǒng)無故障，而二級保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)短路等電流突然增大等情況，切斷出現(xiàn)故障的二級保護(hù)系統(tǒng)，確保一級保護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)可正常工作。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)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(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。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。·
權(quán)利要求
1.一種電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)，包括整車ECU、電池組、電機(jī)、壓縮機(jī)和加熱電阻，其特征在于還包括高壓管理E⑶，所述高壓管理E⑶的控制信號輸入端與整車E⑶相連； 所述高壓管理ECU具有第一傳感器信號輸入端、第二傳感器信號輸入端和第三傳感器信號輸入端，所述第一傳感器信號輸入端與電機(jī)電流傳感器相連，所述第二傳感器信號輸入端與壓縮機(jī)電流傳感器相連，所述第三傳感器信號輸入端與加熱電阻電流傳感器相連； 所述高壓管理ECU具有第一信號輸出端、第二信號輸出端和第三信號輸出端，所述第一信號輸出端與第一繼電器的輸入回路相連，所述第二信號輸出端與第二繼電器的輸入回路相連，所述第三信號輸出端與第三繼電器的輸入回路相連，所述第一繼電器的輸出回路的A端口連接電池組，所述第一繼電器的輸出回路的B端口連接電機(jī)，所述第二繼電器的輸出回路連接壓縮機(jī)和第一繼電器輸出回路的B端口，所述第三繼電器的輸出回路連接加熱電阻和第一繼電器的輸出回路的B端口，所述高壓管理E⑶通過第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器的輸出回路的通斷實(shí)現(xiàn)電機(jī)、壓縮機(jī)和加熱電阻的高壓供電的通斷。
2.如權(quán)利要求I所述的電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述高壓管理ECU的第一信號輸出端、第二信號輸出端和第三信號輸出端受內(nèi)部時(shí)鐘信號的控制按先后順序輸出信號，當(dāng)所述高壓管理ECU的第一信號輸出端、第二信號輸出端和第三信號輸出端都需要輸出信號時(shí)，所述第一信號輸出端首先輸出信號，然后，第二信號輸出端再輸出信號，所述第三信號輸出端最后輸出信號。
3.如權(quán)利要求I或2所述的電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述高壓管理ECU的型號為S12C。
4.如權(quán)利要求I所述的電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述整車ECU的型號為MC9S12XEP100。
5.如權(quán)利要求I所述的電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于還包括顯示儀表，所述顯示儀表與高壓管理ECU相連，用于顯示電機(jī)、壓縮機(jī)和加熱電阻的工作狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求5所述的電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述顯示儀表通過CAN通信線路與高壓管理E⑶相連。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)，其包括整車ECU、電池組、電機(jī)、壓縮機(jī)、加熱電阻、高壓管理ECU和繼電器，第一繼電器的輸出回路的A端口連接電池組，第一繼電器的輸出回路的B端口連接電機(jī)，第二繼電器的輸出回路連接壓縮機(jī)和第一繼電器輸出回路的B端口，第三繼電器的輸出回路連接加熱電阻和第一繼電器的輸出回路的B端口。該電動汽車高壓保護(hù)系統(tǒng)不是任意高壓系統(tǒng)出故障就直接切斷總電源，而是在一般高壓用電系統(tǒng)出故障后只對該故障系統(tǒng)進(jìn)行高壓供電切斷，不影響其他高壓系統(tǒng)的正常工作；只有當(dāng)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)出故障時(shí)才切斷總電源。本發(fā)明采用繼電器對高壓系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，繼電器本身不會損壞，與傳統(tǒng)方式采用的熔斷器相比，使用更加方便。
文檔編號B60L3/00GK102673402SQ201210166639
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者葉明 , 隋毅 申請人:力帆實(shí)業(yè)(集團(tuán))股份有限公司