一种新能源汽车安全控制装置及方法与流程

本发明属于汽车电子，具体地说，本发明涉及一种新能源汽车安全控制装置及方法，用于车辆提前响应并有效的主动介入处理潜在高压安全风险。

背景技术：

1、随着电动汽车市场保有量的持续增长，与高压系统相关的安全故障案例呈现上升趋势。高压安全故障不仅直接威胁驾乘人员的人身安全和车辆正常运行，而且在当前信息传播环境下，车辆烧毁等严重事故极易引发社会关注，对企业品牌信誉和电动汽车行业的整体发展造成负面影响。因此，提升高压安全防护技术的有效性和可靠性，已成为行业亟待解决的关键问题。

2、目前，主流的高压安全保护方案通常采用以下技术手段：监测整车绝缘电阻值和关键节点的温升值，利用高压继电器与熔断器的组合实现电路通断控制，以及通过高压互锁回路检测连接状态。但该方案存在明显缺陷。第一，温度传感器的布置位置未覆盖所有关键发热节点或已有布置点不能有效监测其他未布置位置，导致部分高压器件的温升风险无法被有效识别。第二，车辆控制器进行安全决策时所依据的绝缘阈值和温升阈值，未与风险源头的关键失效参数，例如产品材质在实际各高风险工况应用中耐受电气绝缘温度与控制器预设温度阈值偏差、实际最高发热点与布置监测点温度偏差等，进行关联修正，而是采用固定或经验值，使得控制器的判断依据与实际情况脱节。

3、上述缺陷导致车辆无法在风险发展初期进行有效主动干预。在高压器件发生接触烧蚀、继电器触点粘连或绝缘层短路击穿等常见故障过程中，由于传感器漏检、检测参数失真以及决策阈值不合理，车辆往往在故障已发展到较严重阶段时才触发保护，甚至无法触发保护。在此类情况下，风险持续累积，最终可能造成零部件烧毁或整车起火等严重安全事故，既无法降低事故发生的概率，也无法减轻事故造成的实际损害。

技术实现思路

1、本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种新能源汽车安全控制装置及方法，用于车辆提前响应并有效的主动介入处理潜在高压安全风险。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种新能源汽车安全控制装置，包括交流充电插座模块1、直流充电插座模块2、电驱动多合一模块3、空调高压水暖电加热器模块4、空调压缩机模块5、动力电池模块6；交流充电插座模块1与电驱动多合一模块3连接；直流充电插座模块2与电驱动多合一模块3连接；空调高压水暖电加热器模块4与电驱动多合一模块3连接；空调压缩机模块5与电驱动多合一模块3连接；电驱动多合一模块3与动力电池模块6连接。

3、交流充电插座模块1传输外部交流电能至电驱动多合一模块3；电驱动多合一模块3将接收的电能传输至动力电池模块6对动力电池模块6进行充电；直流充电插座模块2传输外部直流电能至电驱动多合一模块3；电驱动多合一模块3将接收的电能传输至动力电池模块6对动力电池模块6进行充电；动力电池模块6传输已存储的电能至电驱动多合一模块3；电驱动多合一模块3将接收的电能传输至空调高压水暖电加热器模块4对空调高压水暖电加热器模块4进行供电；动力电池模块6传输已存储的电能至电驱动多合一模块3；电驱动多合一模块3将接收的电能传输至空调压缩机模块5对空调压缩机模块5进行供电。

4、交流充电插座模块1包括第一热电阻传感器rt1、第二热电阻传感器rt2；直流充电插座模块2包括第三热电阻传感器rt3、第四热电阻传感器rt4；电驱动多合一模块3包括充电与控制模块、电机控制处理器单元mcu、电机驱动单元motor、减速器单元、电源分配单元pdu；动力电池模块6包括电芯单元、绝缘检测单元、电池管理系统bms、电池配电单元bdu。

5、电源分配单元pdu包括第五热电阻传感器rt5、第六热电阻传感器rt6、第一高压直流继电器k1、第二高压直流继电器k2、第一熔断器f1、第二熔断器f2、第三熔断器f3；电池配电单元bdu包括第七热电阻传感器rt7、第八热电阻传感器rt8、第三高压直流继电器k3、第四高压直流继电器k4、第五高压直流继电器k5、第四熔断器f4、预充电阻r、电流采集装置ic1。

6、交流充电插座模块1、电驱动多合一模块3、动力电池模块6构成高压交流充电回路；直流充电插座模块2、电驱动多合一模块3、动力电池模块6构成高压直流充电回路；电驱动多合一模块3、动力电池模块6构成电机控制处理器单元mcu高压直流供电回路；电驱动多合一模块3、空调高压水暖电加热器模块4、动力电池模块6构成空调高压水暖电加热器ptc高压直流供电回路；电驱动多合一模块3、空调压缩机模块5、动力电池模块6构成空调压缩机直流供电回路。

7、交流充电插座模块1中第一热电阻传感器rt1、第二热电阻传感器rt2与交流充电插座模块1、电驱动多合一模块3的定义脚位构成交流充电插座模块1的温度检测回路；直流充电插座模块2中第三热电阻传感器rt3、第四热电阻传感器rt4与直流充电插座模块2、电驱动多合一模块3的定义脚位构成直流充电插座模块2的温度检测回路。

8、电源分配单元pdu中第五热电阻传感器rt5、第六热电阻传感器rt6与充电与控制模块连接构成电源分配单元pdu内温度检测回路；电池配电单元bdu中第七热电阻传感器rt7、第八热电阻传感器rt8与电池管理系统bms连接构成电池配电单元bdu内温度检测回路。

9、电源分配单元pdu中第一熔断器f1位于高压交流充电回路；电源分配单元pdu中第二熔断器f2位于空调高压水暖电加热器ptc高压直流供电回路；电源分配单元pdu中第三熔断器f3位于空调压缩机高压直流供电回路；电池配电单元bdu中第四熔断器f4位于高压充电回路与高压供电回路。

10、一种新能源汽车安全控制装置的方法，方法包括以下步骤：

11、s1：车辆上电，各模块进行初始化操作；

12、s2：由电流采集装置ic1与热电阻传感器rt各测量当前的检测电流ix与检测温度tx；

13、s3：当检测电流ix与检测温度tx均在可承受安全极限值范围内时，即ix≤iax与tx≤tax，允许车辆在当前模式下正常运行；

14、s4：当检测电流ix处在短期风险值范围内，即iax＜ix≤ibx，查看检测温度tx处于何种风险值范围；

15、s5：如检测温度tx处于可承受安全极限值范围内时，即tx≤tax，启动车辆计时，限定车辆在工作时间t≤tax时间范围内正常运行，在工作时间t＞tax时间范围内主动阶段降流；

16、s6：如检测温度tx处于短期风险值范围内时，即tax＜tx≤tbx，启动车辆计时，限定车辆在工作时间t≤tbx时间范围内正常运行，在工作时间t＞tbx时间范围内主动阶段降流；

17、s7：当检测温度tx处于短期风险值范围内时，即tax＜tx≤tbx，查看检测电流ix与判定温变速率dt/dt；

18、s8：如检测电流ix处在短期风险值范围内，即iax＜ix≤ibx，温变速率dt/dt≤kx时，启动车辆计时，限定车辆在工作时间t≤tax时间范围内正常运行，在工作时间t＞tax时间范围内主动阶段降流；

19、s9：当检测电流ix与检测温度tx处在高风险值范围内，即ix＞ibx或tx＞tbx，或判定温变速率dt/dt＞kx时,检测车辆是否处于充电模式；

20、s10：如车辆处于充电模式时，车辆触发故障提示，断开对应采集故障点回路开关kax或主回路开关kbx；

21、s11：如车辆未处于充电模式时，检测车辆是否静止；

22、s12：如车辆静止，车辆触发故障提示，断开对应采集故障点回路开关kax或主回路开关kbx；

23、s13：如车辆未静止，车辆触发故障提示，车辆进行主动限流，限定时间tcx内断开对应采集故障点回路开关kax或主回路开关kbx；

24、s14：车辆下电。

25、步骤s2中电流采集装置ic1与热电阻传感器rt的点位和数量可根据具体需求进行调整，并修正关联阈值。

26、本发明的技术效果为：主动防护性强：通过实时监测电流、温度及温变速率，实现多参数联动判定，在安全风险出现之前主动介入，避免被动触发熔断或烧蚀；决策阈值精准：基于大数据拟合不同工况下的电流/温度曲线，并结合零部件安全极限进行修正，既保障安全又避免过度保守，最大化产品工作区间；修正温差误差：引入温度传感器布置点与器件实际最高发热点的温差修正δt，确保控制器决策依据更真实反映核心风险点温度；通用性好：依托现有成熟零部件，仅优化控制策略，可灵活调整传感器点位与阈值设定，适配不同高压架构，成本投入低；降低连锁失效：通过分级保护策略能有效减少继电器粘连、绝缘失效短路等连锁故障，延长整车高压系统寿命。