CN203611768U - 一种纯电动汽车高压安全监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种纯电动汽车高压安全监控装置，包括主控模块，分别与主控模块连接的烟雾报警检测模块，碰撞检测模块、压力检测模块、电池箱紧锁检测模块、预充电保护模块、电流检测模块、高压互锁检测模块、电控开关检测模块、绝缘检测模块、电压检测模块以及温度检测模块。本实用新型具能有效防止漏电等情况对接触电动汽车的人员造成伤害，保护电动汽车驾驶和乘坐人员的人身安全；可对对高压工作设备进行实时监测，掌握高压设备的工作情况，遇到故障及时采取保护措施，防止设备发生损坏；减少人身事故、火灾事故的发生，使财产损失降至最低的技术效果。
Description
技术领域
本实实用新型涉及一种纯电动汽车高压安全监控装置。
背景技术
随着经济的发展，能源与环保问题日益突出，世界各国都将目光投向了环保和节能的纯电动汽车。而纯电动汽车的一个重要特点就是车内装有保证足够动力性能的高电压回路，其高达300V以上的电压危及人身安全和车载高压用电器的使用安全。高压***的正常工作电流可能达到数十、甚至数百安培，当瞬时短路时放电电流更是成倍增加。因此，在设计、规划高压动力***和对高压***重要部件的选型时不仅应充分满足整车动力驱动要求，还必须确保车辆运行安全、驾乘人员安全和车辆运行环境安全。因此对纯电动汽车的高压电气***的管理和安全性已经成为纯电动汽车研究设计时必须要解决的重要问题。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供一种纯电动汽车高压安全监控装置的设计方案。
一种纯电动汽车高压安全监控装置，包括主控模块，还包括分别与主控模块连接的烟雾报警检测模块，碰撞检测模块、压力检测模块、电池箱紧锁检测模块、预充电保护模块、电流检测模块、高压互锁检测模块、电控开关检测模块、绝缘检测模块、电压检测模块以及温度检测模块。
所述烟雾报警检测模块包括一个或多个触点输出烟雾传感器。
所述碰撞检测模块包括加速度传感器或碰撞检测传感器。
所述压力检测模块包括安装于电池包内部的触点压力传感器。
所述电池箱紧锁检测模块包括一个或多个设置于电池包表面的常闭行程开关。
所述电流检测模块包括电流检测控制单元及分别与其连接的电流传感器与供电主接触器；所述供电主接触器串接于供电输入通路上。
所述电控开关检测模块与供电主接触器连接，包括用于控制供电主接触器开合的触点检测控制器。所述预充电保护模块包括一预充电电路。
所述绝缘检测模块包括用于检测电池的正极和负极与车辆底盘的电压表与电流表。
所述电压检测模块包括用于检测电池供电电压的高压电压表。
所述温度检测模块包括设置于电池包内部第一个或多个温度传感器。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：（1）有效防止漏电等情况对接触电动汽车的人员造成伤害，保护电动汽车驾驶和乘坐人员的人身安全；（2）可对对高压工作设备进行实时监测，掌握高压设备的工作情况，遇到故障及时采取保护措施，防止设备发生损坏；减少人身事故、火灾事故的发生，使财产损失降至最低。
附图说明
图1为本实用新型所述纯电动汽车高压安全监控装置的结构示意图。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员能够更好地了解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的阐述。
如图1所示，本实用新型揭示了本发明提供了一种纯电动汽车高压安全监控装置，包括主控模块，分别与主控模块连接的烟雾报警检测模块，碰撞检测模块、压力检测模块、电池箱紧锁检测模块、预充电保护模块、电流检测模块、高压互锁检测模块、电控开关检测模块、绝缘检测模块、电压检测模块以及温度检测模块。
烟雾报警检测模块包括一个或多个的触点输出烟雾传感器，当触点输出烟雾传感器检测到烟雾故障，烟雾报警器的常开报警触点闭合，主控模块便能检测到来自烟雾报警器检测信号，通过该信号就可确认出现烟雾报警故障。
碰撞检测模块集成加速度传感器，通过加速度传感器实时获取加速度传感器的检测到的加速度值，当检测到加速度超过一定阈值时，主控模块便能判断发生碰撞故障。也可采用一支持触点输出的碰撞检测传感器（如碰撞开关），当发生碰撞，碰撞检测传感器的常开触点闭合，主控模块便能检测到来自碰撞检测传感器的信号，通过该信号就可确认出现碰撞故障。
压力检测模块通过安装于电池包内部的触点压力传感器检测压力值，当电池包中的电芯发生严重的位移或电芯发生臌胀时，电池包的内部压力发生剧变，触点压力传感器的常开触点闭合，此时便产生一个信号并发送至主控模块，主控模块通过该信号就可确认出现电池包发生位移或电芯发生臌胀等损伤。此时主控模块便可通知电池管理***即停止电池的充放电操作，保护用户的人身财产安全。触点压力传感器体积小，占用电池***的空间少，不影响电池***的风道。
电池箱紧锁检测模块包括一个或多个设置于电池箱（即电池包）表面的常闭行程开关。当电池箱出现松动、变形时常闭行程开关断开，主控模块检测到常闭行程开关断开后便停止电池***的高压供电等保护操作。
预充电保护模块实质上是一个预充电电路，纯电动汽车高压电气***的供电回路中存在着大量的容性负载和可能出现的设备故障，如果在高压电路接通过程中不采取有效的防范措施，在高压电路接通瞬间，将会对整个高压***电路造成瞬时上电冲击，甚至损毁设备，危及车辆和人身的安全。预充电过程对缓解高压***冲击、提高整车安全性很有必要。
高压互锁检测模块为互锁保护电路（如IGBT互锁检测电路等），通过互锁保护电路保证高压供电电路的可靠连接，保证电动汽车高压部件维护时操作人员的安全，提升了紧急故障处理的及时性与避免了电池管理***异常高压无法切断的安全隐患，也避免了电池***的带载切断对电池***高压继电器与用电部件的损坏。
电流检测模块包括电流检测控制单元及分别与其连接的电流传感器与供电主接触器；所述供电主接触器串接于供电输入通路上。当电池***的主电路电流过大的时候可能造成功率器件损坏，并危及高压电气***的安全。此时，通过电流传感器检测主电路电流，当电流过大时便能够通过电流检测控制单元断开供电主接触器。
为满足整车功能控制和高压电气自动切断保护的需求，在纯电动汽车的高压电气***中必须保证主回路的供电主接触器能够正常工作，因此，本实用新型设置了电控开关检测模块，其与供电主接触器连接，包括用于控制供电主接触器开合的触点检测控制器。测试时，通过触点检测控制器控制供电主接触器开合，若供电主控制器无法正常开合，则发出供电主接触器故障警报。
由于电动汽车的电池***（动力电池）的工作电压一般在直流300V以上，较高的工作电压对高电压***与车辆底盘之间的绝缘性能提出了更高的要求。本实用新型通过绝缘检测模块对绝缘性能进行检测。绝缘检测模块包括用于检测电池的正极和负极与车辆底盘的电压表与电流表。可以根据所检测到的电压值及电流值计算正极对车体、负极对车体的绝缘电阻，并根据绝缘电阻的阻值来判别车体的绝缘情况。
由于动力电池的电压与动力电池的放电能力和放电效率有很大的关系，如果在动力电池电压较低的情况下仍以额定放电电流或更大的电流放电，则将损坏动力电池和高压用电设备。因此，为了保障纯电动汽车在动力蓄电池低压时用电器及动力蓄电池的安全，本实用新型设置了检测电压检测模块，其包括用于检测电池供电电压的高压电压表。主控模块可根据检测电压检测模块获得的电压值判断该电压是否处于安全范围之内，并可发出相应警报到电池管理***。
电动汽车电池在不同的温度下会有不同的工作性能，锂离子电池的最佳工作温度为25~40℃。温度的变化会使电池的SOC、开路电压、内阻和可用能量发生变化，甚至会影响电池的使用寿命。因此，本实用新型还设有温度检测模块，其包括设置于电池包内部第一个或多个温度传感器，对电池包的温度进行检测。
本实用新型为详细记载的部分均采用公知技术。
本实施例只是本实用新型的较优实施方式，未进行详细描述的部分均采用公知的成熟技术。需要说明的是，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种纯电动汽车高压安全监控装置，包括主控模块，其特征在于，还包括分别与主控模块连接的烟雾报警检测模块，碰撞检测模块、压力检测模块、电池箱紧锁检测模块、预充电保护模块、电流检测模块、高压互锁检测模块、电控开关检测模块、绝缘检测模块、电压检测模块以及温度检测模块。
2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车高压安全监控装置，其特征在于，所述烟雾报警检测模块包括一个或多个触点输出烟雾传感器。
3.根据权利要求2所述的一种纯电动汽车高压安全监控装置，其特征在于，所述碰撞检测模块包括加速度传感器或碰撞检测传感器。
4.根据权利要求3所述的一种纯电动汽车高压安全监控装置，其特征在于，所述压力检测模块包括安装于电池包内部的触点压力传感器。
5.根据权利要求4所述的一种纯电动汽车高压安全监控装置，其特征在于，所述电池箱紧锁检测模块包括一个或多个设置于电池包表面的常闭行程开关。
6.根据权利要求5所述的一种纯电动汽车高压安全监控装置，其特征在于，所述电流检测模块包括电流检测控制单元及分别与其连接的电流传感器与供电主接触器；所述供电主接触器串接于供电输入通路上。
7.根据权利要求6所述的一种纯电动汽车高压安全监控装置，其特征在于，所述电控开关检测模块与供电主接触器连接，包括用于控制供电主接触器开合的触点检测控制器。
8.根据权利要求7所述的一种纯电动汽车高压安全监控装置，其特征在于，所述绝缘检测模块包括用于检测电池的正极和负极与车辆底盘的电压表与电流表。
9.根据权利要求8所述的一种纯电动汽车高压安全监控装置，其特征在于，所述电压检测模块包括用于检测电池供电电压的高压电压表。
10.根据权利要求9所述的一种纯电动汽车高压安全监控装置，其特征在于，所述温度检测模块包括设置于电池包内部第一个或多个温度传感器。
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