一種高壓電容電荷泄放系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括高壓電容、開關(guān)電源模塊、信號采集模塊、泄放電路模塊以及控制模塊；所述高壓電容連接在電源的兩端；所述開關(guān)電源模塊與所述高壓電容并聯(lián)，其輸出端分別連接信號采集模塊和控制模塊；所述采集模塊，用于進(jìn)行信號采集并將采集到的信號輸入至控制模塊；所述控制模塊與所述泄放電路模塊連接，其根據(jù)所述信號采集模塊輸入的信號進(jìn)行判斷信號采集模塊輸入的信號是否異常，當(dāng)所述信號采集模塊輸入的信號異常時(shí)控制泄放電路模塊進(jìn)行電荷泄放。本發(fā)明可以進(jìn)行電荷主動泄放，提高整車的安全性。
【專利說明】—種高壓電容電荷泄放系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓電容電荷泄放系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛在高壓斷電(例如車輛發(fā)生碰撞等異常情況)或其他異常情況下，其高壓電容內(nèi)存在大量的電荷，若不能夠迅速將其電荷泄放掉，則對車輛產(chǎn)生一定的安全隱患。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，高壓電容中的電荷泄放方法一般有兩種。一種是在高壓回路上并聯(lián)一個(gè)阻抗較大的功率電阻，只要高壓回路上有電時(shí)該電阻就通過本身的發(fā)熱來泄放電荷，當(dāng)高壓斷電時(shí)，該電阻一般會在一段較長的時(shí)間內(nèi)將高壓電容中的電荷泄放掉，本發(fā)明發(fā)明人發(fā)現(xiàn):這種方法的缺陷有兩點(diǎn):一是只要高壓回路有電，電阻就進(jìn)行泄放，會持續(xù)消耗能量；二是泄放的時(shí)間較長，不符合安全性的相關(guān)要求。
[0004]另一種是通過電機(jī)控制器控制模塊發(fā)送控制信號給驅(qū)動模塊，從而控制功率管開通關(guān)斷，通過繞組泄放方式將高壓電容中的能量最終耗完，實(shí)現(xiàn)泄放功能。而這種方法的缺陷有兩點(diǎn):一是當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，電機(jī)控制器模塊斷電，不能發(fā)信號給驅(qū)動模塊，就不能控制功率管開通，就不能進(jìn)行泄放，不符合安全性的相關(guān)要求；二是繞組泄放會影響電機(jī)壽命，可靠性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決現(xiàn)有高壓電容電荷泄放存在的上述技術(shù)問題，提供了一種安全性高、能耗低且更可靠的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括高壓電容、開關(guān)電源模塊、信號采集模塊、泄放電路模塊以及控制模塊；
所述高壓電容連接在電源的兩端；
所述開關(guān)電源模塊與所述高壓電容并聯(lián)，其輸出端分別連接信號采集模塊和控制模
塊；
所述信號采集模塊，用于進(jìn)行信號采集并將采集到的信號輸入至控制模塊；
所述控制模塊與所述泄放電路模塊連接，用于判斷信號采集模塊輸入的信號是否異常，當(dāng)所述信號采集模塊輸入的信號異常時(shí)控制泄放電路模塊進(jìn)行電荷泄放，所述泄放電路模塊連接在所述高壓電容的兩端。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):從上述技術(shù)方案可以得知，本發(fā)明的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)包括高壓電容、開關(guān)電源模塊、信號采集模塊、泄放電路模塊以及控制模塊；所述開關(guān)電源模塊可以從高壓電容取電并分配給控制模塊以及信號采集模塊，使控制模塊不會因系統(tǒng)斷電而無法工作，故安全性和可靠性更高。本發(fā)明的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)只在接收到異常信號時(shí)通過控制模塊控制進(jìn)行泄放，因此使泄放的時(shí)間短、且能耗低，安全性更高?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)的電路示意圖。
[0009]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)的工作過程流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，如圖1所示，一種高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，包括高壓電容C、開關(guān)電源模塊3、信號采集模塊2、泄放電路模塊I以及控制模塊4 ;所述高壓電容C連接在電源U的兩端。所述開關(guān)電源模塊3與所述高壓電容C并聯(lián)，其輸出端分別連接信號采集模塊2和控制模塊4 ;所述信號采集模塊2，用于進(jìn)行信號采集并將采集到的信號輸入至控制模塊4 ;所述控制模塊4與所述泄放電路模塊3連接，所述泄放電路模塊I連接在所述高壓電容C的兩端，所述控制模塊4根據(jù)所述信號采集模塊2輸入的信號判斷輸入的信號是否異常，當(dāng)所述信號采集模塊2輸入的信號異常時(shí)，控制泄放電路模塊進(jìn)行電荷泄放。
[0012]在本具體實(shí)施例中，所述電源U為車載電池包。
[0013]本實(shí)施例中的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)包括高壓電容C、開關(guān)電源模塊3、信號采集模塊2、泄放電路模塊I以及控制模塊4 ;所述開關(guān)電源模塊3并聯(lián)在高壓電容C的兩端，可以從高壓電容C取電并分配給控制模塊4以及信號采集模塊2，使控制模塊4不會因系統(tǒng)斷電而無法工作，故安全性和可靠性更高。本發(fā)明的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)只在接收到異常信號時(shí)通過控制模塊4控制泄放電路模塊I進(jìn)行電荷泄放，因此使泄放的時(shí)間短、能耗更低，安全性更高。
[0014]在具體實(shí)施中，所述泄放電路模塊I可以包括泄放電阻R以及開關(guān)，所述開關(guān)的控制端與所述控制模塊4連接，所述泄放電阻R —端連接高壓電容C的正極，另一端連接所述開關(guān)的第一端，所述開關(guān)的第二端連接高壓電容C的負(fù)極。在本實(shí)施例中，所述開關(guān)為MOS晶體管，所述泄放電阻R—端連接高壓電容C的正極，另一端連接所述MOS晶體管的源極，所述MOS晶體管的柵極與所述控制模塊4連接，所述MOS晶體管的漏極連接高壓電容C的負(fù)極。
[0015]為了驅(qū)動所述開關(guān)，所述泄放電路模塊I還可包括放大電路單元11，所述放大電路單元11 一端連接所述控制模塊4，另一端連接所述開關(guān)的控制端。此時(shí)，若所述開關(guān)為MOS晶體管，所述MOS晶體管的柵極連接所述放大電路單元11，所述MOS晶體管的源極與所述泄放電阻R連接，所述MOS晶體管的漏極連接高壓電容C的負(fù)極。
[0016]開關(guān)電源模塊3可以采用BUCK拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其將電源分成多路的低電壓，如，在本實(shí)施例中，所述控制模塊經(jīng)開關(guān)電源模塊分配后的電壓值為12V，使其在斷電時(shí)也能通過從高壓電容中取電，進(jìn)而正?？刂聘邏弘娙莸闹鲃有狗烹姾桑岣哒嚨陌踩?。具體地，當(dāng)系統(tǒng)斷電后，由于高壓電容存儲著大量電量維持開關(guān)電源模塊的正常工作，控制MOS晶體管導(dǎo)通，通過泄放電阻快速泄放掉電量。
[0017]在本實(shí)施例中，所述信號采集模塊2包括采樣電路單元21、CAN電路單元22以及碰撞信號單元23，其中: 所述采樣電路單元21用于采集電源U的電壓值并將采集的電壓值輸入至控制模塊4。在具體實(shí)施中，所述采樣電路單元21對電源U的電壓通過電阻分壓后對其信號進(jìn)行鉗位和電壓跟隨器隔離、濾波后給傳輸給控制模塊4。所述控制模塊4在電壓超出額定電壓值時(shí)控制泄放電路模塊I進(jìn)行電荷泄放。
[0018]所述CAN電路單元22用于采集CAN信號并將CAN信號輸入至控制模塊4。在具體實(shí)施中，CAN電路單元22對CAN信號進(jìn)行抗干擾、保護(hù)處理后經(jīng)過光電隔離最后輸入至控制模塊4。所述控制模塊4檢測到異常的CAN信號時(shí)控制泄放電路模塊I進(jìn)行電荷泄放。
[0019]所述碰撞信號單元23用于接收碰撞信號并將碰撞信號輸入至控制模塊4。在具體實(shí)施中，所述碰撞信號可以由整車的碰撞檢測元件檢測，并輸出
脈沖信號經(jīng)光電隔離輸入至控制模塊。所述控制模塊在接收到碰撞信號時(shí)控制模塊控制泄放電路模塊I進(jìn)行電荷泄放。
[0020]可以理解的是，所述信號采集模塊2可以包括以上采樣電路單元21、CAN電路單元22以及碰撞信號單兀23中的一個(gè)或多個(gè)。
[0021]當(dāng)所述信號采集模塊2包括采樣電路單元21時(shí)，其采集的信號為電源的電壓值，在本實(shí)施例中，所述電源U的電壓值為60V至550V，當(dāng)車輛在行駛過程中系統(tǒng)電壓受到負(fù)載突變影響上升，會導(dǎo)致電壓值高于額定的電壓值550V，若電壓值過高會存在行車安全隱患，故需要將高壓電容C中存儲的電荷泄放掉，使其在一個(gè)安全的范圍內(nèi)。采樣電路單元21采集電壓值，并將電壓值輸入至控制模塊4，控制模塊4對所述電壓值進(jìn)行判斷，若所述電壓超出了額定電壓值，即550V，則控制MOS晶體管導(dǎo)通，通過泄放電阻R快速泄放掉電量使電壓降低到正常工作電壓。泄放完成后，因采樣電路單元采集到電壓值在額定范圍內(nèi)，則MOS晶體管關(guān)斷。
[0022]當(dāng)所述信號采集模塊2包括CAN電路單元22時(shí)，所述CAN電路單元22用于采集CAN信號并將CAN信號輸入至控制模塊4。所述CAN信號包括整車上各個(gè)元器件的信號，如鑰匙、發(fā)動機(jī)、變速箱、ABS等車身安全模塊的信號等。如CAN電路單元22采集到的CAN信號為鑰匙關(guān)閉信號時(shí)，此時(shí)車輛已經(jīng)停下，高壓電容C中還儲存著大量的電荷不利于整車的安全，此時(shí)控制模塊4控制泄放電路模塊I的MOS晶體管導(dǎo)通，通過泄放電阻R快速泄放掉電量。
[0023]當(dāng)所述信號采集模塊2包括碰撞信號單元23時(shí)，所述碰撞信號單元23用于接收碰撞信號并將碰撞信號輸入至控制模塊4。碰撞信號單元23通過整車的碰撞檢測元件檢測，當(dāng)整車發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞信號被輸入至控制模塊4中，控制模塊4控制泄放電路模塊I的MOS晶體管導(dǎo)通，通過泄放電阻R快速泄放掉電量。
[0024]當(dāng)所述信號采集模塊2包括以上采樣電路單元21、CAN電路單元22以及碰撞信號單元23中的多個(gè)時(shí)，所述采樣電路單元21、CAN電路單元22以及碰撞信號單元23可以同時(shí)進(jìn)行信號采集，并通過控制模塊進(jìn)行控制。
[0025]如圖2所示，是本發(fā)明實(shí)施例的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)的工作過程的流程圖。所述高壓電容電荷泄放系統(tǒng)即為如前面所述的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，其工作過程包括以下步驟:
步驟S1:信號采集模塊2進(jìn)行信號采集并將采集到的信號輸入至控制模塊4。在具體實(shí)施中，所述信號采集模塊2可以包括以上采樣電路單元21、CAN電路單元22以及碰撞信號單元23中的一個(gè)或多個(gè)。當(dāng)所述信號采集模塊2包括采樣電路單元21、CAN電路單元22以及碰撞信號單元23中多個(gè)時(shí)，采樣電路單元21、CAN電路單元22以及碰撞信號單元23可以同時(shí)進(jìn)行信號采集。
[0026]步驟S2:所述控制模塊4根據(jù)所述信號采集模塊2輸入的信號進(jìn)行判斷輸入的信號是否異常。
[0027]針對信號輸入模塊2輸入的不同信號，所述信號異常的情況包括不同的情況。當(dāng)所述信號輸入模塊2包括采樣電路單元21時(shí)，所述采樣電路單元21采集的信號為電源的電壓值，所述信號異常的情況是指所述電源的電壓值大于額定的電壓值，在本實(shí)施例中，即所述電源電壓值大于550V時(shí)。
[0028]當(dāng)所述信號輸入模塊2包括CAN電路單元22時(shí)，所述信號異常的情況是指所述CAN電路單元22檢測到異常的CAN信號時(shí)，如檢測到鑰匙關(guān)閉信號時(shí)，或通訊異常情況等。
[0029]當(dāng)所述信號輸入模塊2包括碰撞信號單元23時(shí)，所述信號異常的情況是指碰撞信號單元23檢測到碰撞信號時(shí)，此時(shí)車輛發(fā)生了碰撞。
[0030]步驟S3:當(dāng)輸入的信號異常時(shí)，控制模塊4控制泄放電路模塊I進(jìn)行電荷泄放?？刂颇K4根據(jù)信號檢測模塊2輸入的信號進(jìn)行判斷，針對異常情況控制泄放電路模塊I的MOS晶體管導(dǎo)通，通過泄放電阻R快速泄放掉電量。從而提高整車的安全性。
[0031]由上可知，本發(fā)明的高壓電容泄放系統(tǒng)可應(yīng)用于車輛，當(dāng)然，其不局限于應(yīng)用在車輛上，還可應(yīng)用于任一具有高壓電容且需要泄放高壓電容電荷的設(shè)備，例如工業(yè)自動化設(shè)備等，在此不一一例舉。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 高壓電容、開關(guān)電源模塊、信號采集模塊、泄放電路模塊以及控制模塊； 所述高壓電容連接在電源的兩端； 所述開關(guān)電源模塊與所述高壓電容并聯(lián)，其輸出端分別連接信號采集模塊和控制模塊； 所述信號采集模塊，用于進(jìn)行信號采集并將采集到的信號輸入至控制模塊； 所述控制模塊與所述泄放電路模塊連接，用于判斷信號采集模塊輸入的信號是否異常，當(dāng)所述信號采集模塊輸入的信號異常時(shí)控制泄放電路模塊進(jìn)行電荷泄放；所述泄放電路模塊連接在所述高壓電容的兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集模塊包括采樣電路單元，所述采樣電路單元用于采集電源的電壓值并將采集的電壓值輸入至控制模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集模塊還包括CAN電路單元，所述CAN電路單元用于采集CAN信號并將CAN信號輸入至控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集模塊還包括碰撞信號單元，所述碰撞信號單元用于接收碰撞信號并將碰撞信號輸入至控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集模塊包括CAN電路單元，所述CAN電路單元用于采集CAN信號并將CAN信號輸入至控制模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集模塊還包括碰撞信號單元，所述碰撞信號單元用于接收碰撞信號并將碰撞信號輸入至控制模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集模塊包括碰撞信號單元，所述碰撞信號單元用于接收碰撞信號并將碰撞信號輸入至控制模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，其特征在于，所述泄放電路模塊包括泄放電阻以及開關(guān)， 所述開關(guān)的控制端與所述控制模塊連接，所述泄放電阻一端連接高壓電容的正極，另一端連接所述開關(guān)的第一端，所述開關(guān)的第二端連接高壓電容的負(fù)極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，其特征在于，所述泄放電路模塊還包括放大電路單元，所述放大電路單元一端連接所述控制模塊，另一端連接所述開關(guān)的控制端。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)為MOS晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電容電荷泄放系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)電源模塊采用BUCK拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H02J9/06GK103457344SQ201210167569
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月28日
【發(fā)明者】楊廣明, 李曉剛, 吳勇 申請人:比亞迪股份有限公司