一種電動汽車動力電池系統電纜連接狀態的監測互鎖系統及方法與流程

本發明涉及的是一種電動汽車動力電池系統電纜連接狀態的監測互鎖處理系統及監測和互鎖處理方法，屬于電動汽車動力電池系統安全用電技術領域。

背景技術：

動力電池是電動汽車的能量來源，為整車高壓用電設備和驅動系統提供電能。電動汽車動力電池電壓范圍一般為dc300-600v，高壓供電安全保障是電動汽車動力系統設計的重要環節，為確保動力系統供電安全，需實時監測電動汽車動力電池的供電連接狀態，在供電電纜與高壓用電設備即將脫離時應提前報警，確保行車安全。目前，電動汽車動力電池系統設計過程中尚缺少完整的高壓連接狀態的檢測方法以及相關處理系統，給電動汽車使用帶來很大安全隱患；

目前，多數電動汽車都是通過控制單元實時檢測動力電池組的電壓值來判斷其高壓連接故障。而控制單元發出的高壓連接故障報警皆是在系統已上強電以后，無法做到提前預警。在車輛行駛過程中，當控制單元未檢測到電池端電壓而發出動力電池電纜連接故障時，說明整車動力系統已帶載斷開，對整車用電設備已形成很大沖擊，器件損壞率明顯增大，甚至可能危及到乘客安全，不符合高壓用電安全規定。另外，現有技術并不能準確判斷發生高壓連接故障的位置，給車輛維修和故障判斷帶來不便。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種結構組成簡單，使用方便可靠，能對動力電池直流母線電纜脫離前提前報警，避免高壓系統和設備帶載斷電，規避安全風險的電動汽車動力電池系統電纜連接狀態的監測互鎖處理系統及監測和互鎖處理方法。

本發明的目的是通過如下技術方案來完成的，一種電動汽車動力電池系統電纜連接狀態的監測互鎖系統，包括電動汽車儲能單元、電動汽車高壓配電單元、高壓互鎖連接器以及通過監測回路實時監測高壓動力電池系統的控制單元，所述高壓動力電池系統的直流母線正極電纜和負極電纜分別聯接有第一高壓互鎖連接器和第二高壓互鎖連接器，所述第一高壓互鎖連接器的監測回路連接于正極電纜電池端的連接狀態監測點，第二高壓互鎖連接器的監測回路連接于負極電纜電池端的連接狀態監測點；在所述高壓動力電池系統的直流母線正極電纜和負極電纜上還分別聯接有第三高壓互鎖連接器和第四高壓互鎖連接器，其中第三高壓互鎖連接器的監測回路連接于正極電纜高壓盒端的連接狀態監測點，第四高壓互鎖連接器的監測回路連接于負極電纜高壓盒端的連接狀態監測點；所述的控制單元分別連接所述正極電纜電池端、負極電纜電池端、正極電纜高壓盒端、負極電纜高壓盒端的四個連接狀態監測點進行實時檢測。

作為優選：所述的所述的第三高壓互鎖連接器和第四高壓互鎖連接器還連接動力電池端電壓監測點；所述的控制單元還連接所述動力電池端電壓監測點進行電池端電壓的實時檢測。

一種利用所述監測互鎖系統進行電動汽車動力電池系統電纜連接狀態的監測方法，其特征在于所述的監測方法是：

所述的控制單元實時檢測四個連接狀態監測點的低壓信號狀態，若監測點檢測到低端信號，說明電纜連接正常；如果監測點未檢測到低端信號，則進一步進行判斷，控制單元檢測電池端電壓，若電池端電壓大于280伏特，說明電纜仍處于接觸狀態，但連接插件已有松脫，電纜即將脫離；若電池端電壓不大于280伏特，則表明電纜端已完全脫離；所述電纜各端獨立檢測，監測流程獨立執行，實時上報連接狀態。

一種利用所述監測互鎖系統進行電動汽車動力電池系統電纜連接狀態的互鎖處理方法，所述的互鎖處理方法是：控制單元實時檢測動力電池系統電纜連接狀態，當四個連接狀態監測點均檢測到低端信號時，動力電池系統高壓互鎖檢測通過；當四個連接狀態監測點有一個或多個未檢測到低端信號時，則執行降扭矩指令，當扭矩降到10n?m后執行下電指令，整車進入下電流程并上報動力系統高壓互鎖故障。

本發明通過選用高壓互鎖連接器，配合設計合理的監測回路，實時監測高壓動力電池系統的高壓直流母線電纜連接狀態，較現有技術方案主要有以下優點：

（1）動力電池系統高壓直流母線電纜脫離提前預警。連接狀態分為完全接觸、即將脫離和完全脫離三級監測，動力電池直流母線電纜脫離前提前報警，以備控制單元作相應處理，避免高壓系統和設備帶載斷電，規避安全風險；

（2）準確判斷動力電池系統高壓直流母線電纜連接故障點。各連接端口獨立檢測，當某個或多個端口出來連接故障時，能夠準備判斷故障位置，方便故障查找與處理；

（3）通過故障處理機制確保整車用車安全。

本發明確保了電動汽車的動力電池系統高壓直流母線電纜連接安全，提高了整車的安全性能；具有結構組成簡單，使用方便可靠，能對動力電池直流母線電纜脫離前提前報警，避免高壓系統和設備帶載斷電，規避安全風險等特點。

附圖說明

圖1是本發明所述電動汽車動力電池系統動力電纜連接狀態監測回路示意圖。

圖2是本發明所述高壓互鎖連接器的狀態監測原理圖。

圖3是本發明所述電池正極電纜連接狀態監測流程圖。

圖4是本發明所述電池負極電纜連接狀態監測流程圖。

圖5是本發明所述高壓盒端正極電纜連接狀態監測流程圖。

圖6是本發明所述高壓盒端負極電纜連接狀態監測流程圖。

圖7是本發明所述電動汽車動力電池系統高壓互鎖處理機制流程圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作詳細的介紹：圖1所示，一種電動汽車動力電池系統電纜連接狀態的監測互鎖系統，包括電動汽車儲能單元1、電動汽車高壓配電單元2、高壓互鎖連接器以及通過監測回路實時監測高壓動力電池系統的控制單元3，所述高壓動力電池系統的直流母線正極電纜4和負極電纜5分別聯接有第一高壓互鎖連接器6和第二高壓互鎖連接器7，所述第一高壓互鎖連接器6的監測回路連接于正極電纜電池端的連接狀態監測點8，第二高壓互鎖連接器7的監測回路連接于負極電纜電池端的連接狀態監測點9；在所述高壓動力電池系統的直流母線正極電纜10和負極電纜11上還分別聯接有第三高壓互鎖連接器12和第四高壓互鎖連接器13，其中第三高壓互鎖連接器12的監測回路連接于正極電纜高壓盒端的連接狀態監測點14，第四高壓互鎖連接器13的監測回路連接于負極電纜高壓盒端的連接狀態監測點15；所述的控制單元3分別連接所述正極電纜電池端、負極電纜電池端、正極電纜高壓盒端、負極電纜高壓盒端的四個連接狀態監測點8、9、14、15進行實時檢測。

本發明所述的第三高壓互鎖連接器12和第四高壓互鎖連接器13還連接動力電池端電壓監測點16；所述的控制單元3還連接所述動力電池端電壓監測點16進行電池端電壓的實時檢測。

圖2所示，本發明所述的高壓互鎖連接器均采用一根連接電纜17分別連接各自的連接狀態監測點x，另高壓互鎖連接器還有一根接地線18通過內部電路與連接電纜17連通；監測點x檢測到低端信號，高壓連接正常，可以確認：完全接觸狀態；監測點x未檢測到低端信號，高壓連接異常，控制單元進入故障處理機制，可以確認：即將脫離狀態；監測點x未檢測到低端信號，高壓連接異常，已完全脫離，待人工修復，可以確認：完全脫離狀態。

圖1所示，所述的高壓互鎖連接器6、7、12、13均采用一根連接電纜17分別連接各自的連接狀態監測點8、9、14、15，且所述四個連接狀態監測點8、9、14、15與所述控制單元3相連，所述的第一、第二、第三、第四高壓互鎖連接器6、7、12、13還有一根接地線18通過內部電路與連接電纜17連通。

圖3-6所示，一種利用所述監測互鎖系統進行電動汽車動力電池系統電纜連接狀態的監測方法，其特征在于所述的監測方法是：

所述的控制單元實時檢測四個連接狀態監測點的低壓信號狀態，若監測點檢測到低端信號，說明電纜連接正常；如果監測點未檢測到低端信號，則進一步進行判斷，控制單元檢測電池端電壓，若電池端電壓大于280伏特，說明電纜仍處于接觸狀態，但連接插件已有松脫，電纜即將脫離；若電池端電壓不大于280伏特，則表明電纜端已完全脫離；所述電纜各端獨立檢測，監測流程獨立執行，實時上報連接狀態。

圖7所示，一種利用所述監測互鎖系統進行電動汽車動力電池系統電纜連接狀態的互鎖處理方法，所述的互鎖處理方法是：控制單元實時檢測動力電池系統電纜連接狀態，當四個連接狀態監測點均檢測到低端信號時，動力電池系統高壓互鎖檢測通過；當四個連接狀態監測點有一個或多個未檢測到低端信號時，則執行降扭矩指令，當扭矩降到10n?m后執行下電指令，整車進入下電流程并上報動力系統高壓互鎖故障。

本發明所述的高壓互鎖，也指危險電壓互鎖回路，通過使用電氣小信號，來檢查整個高壓產品、導線、連接器的電氣完整性（連續性），識別回路異常斷開時，及時斷開高壓電。

本發明所述的pack電池包是電動汽車的儲能單元1，pdu高壓盒是電動汽車的高壓配電單元2，控制單元1具備電池端電壓檢測功能，并實時檢測監測點8、9、14、15的電壓信號狀態。