一种电动汽车高压互锁实现装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种电动汽车高压互锁回路技术，尤其涉及电动汽车高压互锁实现装置。


背景技术：

2.电动汽车区别传统汽车的重要特征是具有高电压、大电流的高压回路。电动汽车动力系统的电压一般为300v以上，远远超过安全电压范围，同时，高压回路的工作电流一般为几十或者几百安培。电动汽车的高压配电单元、直流电源转换单元、车载充电机作为关键高压电气零部件，通常作为单一零部件分布式的安装在电动汽车上，随着技术进步，电动汽车逐渐向轻量化方向发展，单一的零部件已经不能适应电动车的新需求，越来越多的厂家开始设计一些多合一控制器，通常把高压配电单元和其他一些高压零部件集成在一个机箱里面形成多合一控制器。
3.高压配电单元含有众多的高压接插件，车辆行驶所必须的接插件包括动力电池接插件、电机控制器接插件，其他不影响车辆正常行驶的接插件包括快充接插件、慢充接插件、电加热ptc接插件、电动空调压缩机接插件等；高压接插件通常会设计高压互锁，用于检测接插件是否可靠连接。
4.目前高压互锁的方式主要有两种方式：
5.一种是每个高压接插件都做一个独立的检测，用于判断单个接插件是否连接可靠，这种方式导致成本过高；
6.另一种方式是把所有高压接插件的互锁信号串联起来作为一个回路来判断是否有接插件没有可靠连接，这种方式虽然成本大幅降低，但是，这种方式一个弊端，当某个不影响车辆正常行驶的接插件连接不可靠时，会导致车辆不能行驶，这严重影响了用户体验及行车安全性，而在使用电动汽车的城市物流配送行业，这种情况还会影响物流运输时效。
7.因此，电动汽车需要一种满足轻量化要求的同时还需要解决高压接插件高压互锁成本及功能，不影响行车安全性的多合一控制器产品。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本实用新型提出一种电动汽车高压互锁实现装置，通过在多合一控制器内部设置主要互锁和次要互锁两个高压互锁回路，当次要互锁发生故障时，整车控制模块控制电机控制器正常上电，但控制空调压缩机的正极及负极继电器、电加热ptc继电器、快充继电器、慢充继电断开，从而不影响车辆行驶。
9.为实现上述目的，本技术提供了一种电动汽车高压互锁实现装置，所述电动汽车高压互锁实现装置包括多合一控制器和车辆的整车控制模块，其中：
10.所述多合一控制器包括高压配电单元、直流电源转换单元和车载充电机；所述高压配电单元包括动力电池接插件、电机控制器接插件、空调压缩机及电加热ptc接插件、快充接插件、慢充输入接插件和低压信号接插件；
11.所述动力电池接插件和所述电机控制器接插件互锁串联，组成主要互锁回路；所述直流电源转换单元用于检测所述主要互锁回路的主要互锁信号，并将所述主要互锁回路的互锁状态上报至所述整车控制模块；
12.所述空调压缩机及电加热ptc接插件、所述快充接插件和所述慢充输入接插件互锁串联，组成次要互锁回路；所述次要互锁回路的次要互锁信号通过所述低压信号接插件引出后，由所述整车控制模块进行检测；
13.当所述动力电池接插件和所述电机控制器接插件中的任意一个或多个接插件发生高压互锁故障时，判断为主要互锁回路故障；所述整车控制模块控制电机控制器停止工作，整车下电；
14.当所述动力电池接插件和所述电机控制器接插件高压互锁正常，但所述空调压缩机及电加热ptc接插件、所述快充接插件和所述慢充输入接插件中的任意一个或多个接插件发生高压互锁故障时，判断为次要互锁回路故障；所述整车控制模块控制所述电机控制器继续正常上电工作，但控制所述多合一控制器的空调压缩机正极继电器、空调压缩机负极继电器、电加热ptc继电器、快充继电器和慢充继电器断开连接。
15.可选地，所述多合一控制器还包括预充继电器、电机控制器主继电器、电机控制器熔断器、空调压缩机熔断器、电加热ptc熔断器、快充熔断器、直流电源转换单元熔断器、慢充熔断器、预充电阻、直流电源转换单元输出正极接插件和直流电源转换单元输出负极接插件。
16.可选地，动力电池的正极通过所述动力电池接插件连接至所述多合一控制器；
17.其中，动力电池的正极在所述多合一控制器内部分别与所述电机控制器熔断器、所述空调压缩机熔断器、所述电加热ptc熔断器、所述快充熔断器、所述直流电源转换单元熔断器和所述慢充熔断器电性连接。
18.可选地，电机控制器熔断器分别与所述预充继电器、所述电机控制器主继电器电性连接；所述预充继电器与所述预充电阻串联后，再与所述电机控制器主继电器并联，然后与所述电机控制器接插件电性连接。
19.可选地，所述空调压缩机熔断器与所述空调压缩机正极继电器电性连接后，再与所述空调压缩机及电加热ptc接插件电性连接；
20.所述电加热ptc熔断器与所述电加热ptc继电器电性连接后，再与所述空调压缩机及电加热ptc接插件电性连接；
21.所述快充熔断器与所述快充继电器电性连接后，再与所述快充接插件电性连接；
22.所述直流电源转换单元熔断器与所述直流电源转换单元的正输入端电性连接；
23.所述慢充熔断器与所述慢充继电器电性连接后，再与所述车载充电机的正输出端电性连接。
24.可选地，所述直流电源转换单元的输出端正极与所述直流电源转换单元输出正极接插件电性连接；
25.所述直流电源转换单元的输出端负极与所述直流电源转换单元输出负极接插件电性连接。
26.可选地，所述车载充电机的输入端分别与所述慢充输入接插件电性连接。
27.可选地，动力电池的负极通过所述动力电池接插件连接至所述多合一控制器；
28.其中，动力电池的负极在所述多合一控制器内部分别与所述电机控制器接插件、所述空调压缩机负极继电器、所述空调压缩机及电加热ptc接插件、所述快充接插件、所述直流电源转换单元的负输入端和所述车载充电机的负输出端电性连接。
29.可选地，所述预充继电器、所述电机控制器主继电器、所述空调压缩机正极继电器、所述空调压缩机负极继电器、所述电加热ptc继电器、所述快充继电器和所述慢充继电器的线圈端子通过所述低压信号接插件引出电性连接至所述整车控制模块，各个继电器受所述整车控制模块控制。
30.本实用新型实施例中，提供一种电动汽车高压互锁实现装置，包括多合一控制器和车辆的整车控制模块，多合一控制器包括高压配电单元、直流电源转换单元和车载充电机；动力电池接插件和电机控制器接插件互锁串联，组成主要互锁回路；主要互锁信号由直流电源转换单元进行检测判断并将互锁状态上报至所述整车控制模块；空调压缩机及电加热ptc接插件、快充接插件和慢充输入接插件互锁串联，组成次要互锁回路；次要互锁回路的次要互锁信号通过低压信号接插件引出后，由整车控制模块进行检测。这样，通过在多合一控制器内部设置主要互锁和次要互锁两个高压互锁回路，当次要互锁发生故障时，整车控制模块控制电机控制器正常上电，但控制空调压缩机正极继电器、空调压缩机负极继电器、电加热ptc继电器、快充继电器和慢充继电器断开连接，从而不影响车辆行驶。通过这种方式，既可以快速检测接插件是否可靠连接，又降低了成本，在不影响物流运输时效的同时保障了行车的安全性，提升了用户的使用体验。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是根据本技术的一个实施例的电动汽车高压互锁实现装置的结构示意图。
33.图2是根据本技术的一个实施例的多合一控制器的电路示意图。
34.图中，100、电动汽车高压互锁实现装置；1、多合一控制器；2、整车控制模块；3、直流电源转换单元；4、车载充电机；501、动力电池接插件；502、电机控制器接插件；503、空调压缩机及电加热ptc接插件；504、快充接插件；505、慢充输入接插件；506、低压信号接插件；507、直流电源转换单元输出正极接插件；508、直流电源转换单元输出负极接插件；601、电机控制器熔断器；602、空调压缩机熔断器；603、电加热ptc熔断器；604、快充熔断器；605、直流电源转换单元熔断器；606、慢充熔断器；701、预充继电器；702、电机控制器主继电器；703、空调压缩机正极继电器；704、空调压缩机负极继电器；705、电加热ptc继电器；706、快充继电器；707、慢充继电器；801、预充电阻。
具体实施方式
35.将参照附图详细描述各种实施例。在可能之处，相同附图标记将贯穿附图用于指代相同或类似部分。对特定示例和实现所作的引用是用于说明性目的，而无意限定本技术或权利要求的范围。
36.措辞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或示出”。本文中描述为“示例性”的任何实现不必然被解释为优于或胜过其他实现。
37.请参阅图1至2，图1是电动汽车高压互锁实现装置的结构示意图，图2是多合一控制器的电路示意图。
38.本实施例中，所述电动汽车高压互锁实现装置100包括多合一控制器1和车辆的整车控制模块2。
39.由于在现有技术中，电动汽车的高压配电单元、直流电源转换单元、车载充电机作为关键高压电气零部件，通常作为单一零部件分布式的安装在电动汽车上，随着技术进步，电动汽车逐渐向轻量化方向发展，单一的零部件已经不能适应电动车的新需求。因此，本技术将高压配电单元和其他一些高压零部件集成在一个机箱里面形成多合一控制器。
40.而高压配电单元通常含有众多的高压接插件，包括车辆行驶所必须的接插件如动力电池接插件和电机控制器接插件，其他不影响车辆正常行驶的接插件包括快充接插件、慢充接插件、电加热ptc接插件、电动空调压缩机接插件等。
41.因此，本实施例中，所述多合一控制器1包括高压配电单元(图中未示出)、直流电源转换单元3、车载充电机4；所述高压配电单元可以包括动力电池接插件501、电机控制器接插件502、空调压缩机及电加热ptc接插件503、快充接插件504、慢充输入接插件505和低压信号接插件506。
42.本实施例中，为了检测接插件是否可靠连接，并非将每个高压接插件都做一个独立的检测，也并非将所有高压接插件的互锁信号串联起来作为一个回路来判断是否有接插件没有可靠连接，而是分别连接，在所述多合一控制器1内部设置主要互锁和次要互锁两个高压互锁回路。
43.具体的，将影响车辆正常行驶的所述动力电池接插件501和所述电机控制器接插件502互锁串联，组成主要互锁回路；将不影响车辆正常行驶的所述空调压缩机及电加热ptc接插件503、所述快充接插件504和所述慢充输入接插件505互锁串联，组成次要互锁回路。
44.本实施例中，所述直流电源转换单元3用于检测所述主要互锁回路的主要互锁信号，并将所述主要互锁回路的互锁状态上报至所述整车控制模块2。具体的，当所述动力电池接插件501和所述电机控制器接插件502中的任意一个或多个接插件发生高压互锁故障时，判断为主要互锁回路故障；所述直流电源转换单元3将状态上报至所述整车控制模块2，由于所述动力电池接插件501和所述电机控制器接插件502影响车辆正常行驶，因此，所述整车控制模块2控制电机控制器(图中未示出)停止工作，整车下电。
45.本实施例中，所述次要互锁回路的次要互锁信号通过所述低压信号接插件506引出后，由所述整车控制模块2进行检测；当所述动力电池接插件501和所述电机控制器接插件502高压互锁正常，但所述空调压缩机及电加热ptc接插件503、所述快充接插件504和所述慢充输入接插件505中的任意一个或多个接插件发生高压互锁故障时，判断为次要互锁回路故障。由于所述空调压缩机及电加热ptc接插件503、所述快充接插件504和所述慢充输入接插件505不影响车辆正常行驶，因此，所述整车控制模块2控制所述电机控制器继续正常上电工作，但控制所述多合一控制器1的空调压缩机正极继电器703、空调压缩机负极继电器704、电加热ptc继电器705、快充继电器706和慢充继电器707断开连接，从而不影响车
辆行驶，但车辆仪表报出一个提示驾驶员检修的提示。这样既不会就影响车辆正常行驶，也不会影响车辆安全性。
46.本实用新型实施例中，提供一种电动汽车高压互锁实现装置，包括多合一控制器和车辆的整车控制模块，多合一控制器包括高压配电单元、直流电源转换单元和车载充电机；动力电池接插件和电机控制器接插件互锁串联，组成主要互锁回路；主要互锁信号由直流电源转换单元进行检测判断并将互锁状态上报至所述整车控制模块；空调压缩机及电加热ptc接插件、快充接插件和慢充输入接插件互锁串联，组成次要互锁回路；次要互锁回路的次要互锁信号通过低压信号接插件引出后，由整车控制模块进行检测。这样，通过在多合一控制器内部设置主要互锁和次要互锁两个高压互锁回路，当次要互锁发生故障时，整车控制模块控制电机控制器正常上电，但控制空调压缩机正极继电器、空调压缩机负极继电器、电加热ptc继电器、快充继电器和慢充继电器断开连接，从而不影响车辆行驶。通过这种方式，既可以快速检测接插件是否可靠连接，又降低了成本，在不影响物流运输时效的同时保障了行车的安全性，提升了用户的使用体验。
47.如图1至2所示，在一些可选的实施例中，所述多合一控制器1还可以包括预充继电器701、电机控制器主继电器702、电机控制器熔断器601、空调压缩机熔断器602、电加热ptc熔断器603、快充熔断器604、直流电源转换单元熔断器605、慢充熔断器606、预充电阻801、直流电源转换单元输出正极接插件507和直流电源转换单元输出负极接插件508。
48.具体的，外接的动力电池(图中未示出)的正极可以通过所述动力电池接插件501连接至所述多合一控制器1；
49.其中，所述动力电池的正极在连接所述动力电池接插件501后，可以在所述多合一控制器1内部分成6条支路，分别与所述电机控制器熔断器601、所述空调压缩机熔断器602、所述电加热ptc熔断器603、所述快充熔断器604、所述直流电源转换单元熔断器605和所述慢充熔断器606电性连接。
50.具体的，在所述动力电池接插件501与所述电机控制器熔断器601电性连接后，所述电机控制器熔断器601可以分别与所述预充继电器701、所述电机控制器主继电器702电性连接；所述预充继电器701与所述预充电阻801串联后，再与所述电机控制器主继电器702并联，然后与所述电机控制器接插件502电性连接。
51.具体的，在所述动力电池接插件501与所述空调压缩机熔断器602电性连接后，所述空调压缩机熔断器602可以与所述空调压缩机正极继电器703电性连接，然后再与所述空调压缩机及电加热ptc接插件503电性连接。
52.在所述动力电池接插件501与所述电加热ptc熔断器603电性连接后，所述电加热ptc熔断器603可以与所述电加热ptc继电器705电性连接，然后再与所述空调压缩机及电加热ptc接插件503电性连接。
53.在所述动力电池接插件501与所述快充熔断器604电性连接后，所述快充熔断器604可以与所述快充继电器706电性连接，然后再与所述快充接插件504电性连接。
54.在所述动力电池接插件501与所述直流电源转换单元熔断器605电性连接后，所述直流电源转换单元熔断器605可以与所述直流电源转换单元3的正输入端电性连接。所述直流电源转换单元3的输出端正极与所述直流电源转换单元输出正极接插件507电性连接。所述直流电源转换单元3的输出端负极与所述直流电源转换单元输出负极接插件508电性连
接。
55.在所述动力电池接插件501与所述慢充熔断器606电性连接后，所述慢充熔断器606可以与所述慢充继电器707电性连接，然后再与所述车载充电机4的正输出端电性连接。然后，所述车载充电机4的输入端与所述慢充输入接插件505电性连接。
56.具体的，外接的动力电池(图中未示出)的负极也可以通过所述动力电池接插件501连接至所述多合一控制器1；
57.其中，所述动力电池的负极在连接所述动力电池接插件501后，可以在所述多合一控制器1内部分成6条支路，分别与所述电机控制器接插件502、所述空调压缩机负极继电器704、所述空调压缩机及电加热ptc接插件503、所述快充接插件504、所述直流电源转换单元3的负输入端和所述车载充电机4的负输出端电性连接。
58.在本实施例中，对于各个继电器，都是受所述整车控制模块2控制的，所述预充继电器701、所述电机控制器主继电器702、所述空调压缩机正极继电器703、所述空调压缩机负极继电器704、所述电加热ptc继电器705、所述快充继电器706和所述慢充继电器707的线圈端子可以通过所述低压信号接插件506引出电性连接至所述整车控制模块2，受所述整车控制模块2控制。
59.可以理解的是，所述多合一控制器1内部还可以包括接地线路，本实施例在此不再赘述。
60.基于上述公开的内容，所述电动汽车高压互锁实现装置100在实际使用中，可以包括如下内容：
61.在快充过程中，外部快充装置(图中未示出)连接所述快充接插件504,电能可以通过所述快充继电器706、所述快充熔断器604、所述动力电池接插件501传输至动力电池(图中未示出)。
62.在慢充过程中，外部交流充电装置(图中未示出)连接所述慢充输入接插件505，电能可以进入所述车载充电机4中转换成动力电池需要的直流电后，通过所述慢充继电器707、所述慢充熔断器606、所述动力电池接插件501传输至动力电池(图中未示出)。
63.放电过程中，动力电池(图中未示出)提供的电能通过所述动力电池接插件501传输至所述多合一控制器1，先经过所述电机控制器熔断器601、所述预充继电器701和所述预充电阻801进行预充后，电能经过所述电机控制器熔断器601、所述电机控制器主继电器702、所述电机控制器接插件502后分配给电机控制器(图中未示出)。
64.当车辆的空调压缩机(图中未示出)开启时，动力电池(图中未示出)提供的电能通过所述动力电池接插件501传输至所述多合一控制器1，电能经过所述空调压缩机熔断器602、所述空调压缩机正极继电器703、所述空调压缩机负极继电器704、所述空调压缩机及电加热ptc接插件503后分配给空调压缩机(图中未示出)。
65.当车辆的电加热ptc(图中未示出)开启时，动力电池(图中未示出)提供的电能通过所述动力电池接插件501传输至所述多合一控制器1，电能经过所述电加热ptc熔断器603、所述电加热ptc继电器705、所述空调压缩机及电加热ptc接插件503后分配给电加热ptc装置(图中未示出)。
66.当整车需要启动所述直流电源转换单元3时，动力电池(图中未示出)提供的电能通过所述动力电池接插件501传输至所述直流电源转换单元熔断器605后进入所述直流电
源转换单元3。
67.当主要互锁回路发生故障时，所述直流电源转换单元3可以将状态上报至所述整车控制模块2，由于所述动力电池接插件501和所述电机控制器接插件502影响车辆正常行驶，因此，所述整车控制模块2可以控制电机控制器(图中未示出)停止工作，整车下电。
68.当次要互锁回路发生故障时，由于所述空调压缩机及电加热ptc接插件503、所述快充接插件504和所述慢充输入接插件505不影响车辆正常行驶，因此，所述整车控制模块2控制所述电机控制器继续正常上电工作，但控制所述多合一控制器1的所述空调压缩机正极继电器703、所述空调压缩机负极继电器704、所述电加热ptc继电器705、所述快充继电器706和所述慢充继电器707断开连接，从而不影响车辆行驶，但车辆仪表报出一个提示驾驶员检修的提示。这样既不会就影响车辆正常行驶，也不会影响车辆安全性。
69.本实施例通过上述方案，通过在多合一控制器内部设置主要互锁和次要互锁两个高压互锁回路，当次要互锁发生故障时，整车控制模块控制电机控制器正常上电，但控制空调压缩机正极继电器、空调压缩机负极继电器、电加热ptc继电器、快充继电器和慢充继电器断开连接，从而不影响车辆行驶。通过这种方式，既可以快速检测接插件是否可靠连接，又降低了成本，在不影响物流运输时效的同时保障了行车的安全性，提升了用户的使用体验。
70.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
71.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
72.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
73.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
74.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
75.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。