[发明专利]混合动力汽车的安全保护系统

说明书

技术领域：

本发明涉及混合动力汽车的控制领域，特别涉及混合动力汽车中的高压电源的安全保护领域。

技术背景

为了解决普通汽车的费油和排放问题，人们开始研制机电混合驱动系统，其设计思路是：在汽车匀速行驶需求功率较小时，用与其功率相匹配的小功率发动机驱动车辆，而在汽车加速或者爬坡需要大功率时，用蓄电池的电能驱动电机，产生辅助力矩，协助发动机驱动车辆；而在车辆减速时，又用电机提供制动力矩使电机发电给动力蓄电池充电，从而降低车辆的能量损耗，提高其能量利用率，最终达到节省燃油的目的。在混合动力汽车中动力电池是高压电池，其电压等级已经超出了人体的安全电压等级，对人身安全构成了威胁，同时如果高压回路短路、断路或者碰撞时都有可能对电池造成伤害，甚至致使电池起火或者爆炸。针对上述问题进行广泛检索，也没有发现相关的解决方案。

发明内容

本发明的目的就是为了解决在发生碰撞或误操作的情况下，避免高压电池对人体或机器造成伤害而设计的一种安全保护系统；本发明的另一目的就是利用混和动力车的整车控制器而提供的一种安全保护系统的控制方法。

为了实现上述发明目的，采用了如下技术方案：

一种混合动力汽车的安全保护系统，其特征在于：它由碰撞传感器、断路保护传感器和控制继电器经串连后组成的信号控制回路，和控制继电器触点、动力电池的断路继电器经串连构成的环路互锁回路组成，断路继电器串接于动力电池的输出端。

所述的由碰撞传感器、断路保护传感器和控制继电器经串连后组成的信号控制回路连接于整车控制器中，由整车控制器提供该回路的12v电源，并在信号控制回路的输入端连接一个控制开关，由整车控制器提供一个控制信号。断路继电器的输出端也可以连接一个控制开关，并共享整车控制器的控制信号。

碰撞传感器中的碰撞反馈信号连接到整车控制器HCU；控制继电器输入端的断路反馈信号连接于电机控制器MCU。

第一部分的信号控制回路的关键器件就是碰撞传感器，它是公知产品，是一个全方位碰撞传感器，可以探测到各个方向的加速度。这个传感器的参数需要在整车上进行详细的标定，以达到最合适的、最准确的传感参数，准确的判断出碰撞危险的临界状态值，以最快的响应时间断开高压环路系统。断路保护传感器也是公知的产品，如可以使各种微动开关、接近开关等，主要安装在控制器、动力电池或者其它高压回路部分，防止暴露在外面的部分可能会造成对人员的伤害或者对系统部件的伤害。

第二部分的高压环路互锁回路，当高压回路任何一部分断开或者任何一部分暴露在外面存在危险的可能时，高压回路部分应该立即断开，并自动将电机驱动侧的残留电荷释放掉。

本发明换包括一种混合动力汽车的安全保护策略，其特征在于在整车控制器HCU中采取了以下步骤：

a、采集碰撞传感器两端的信号1和信号2以及控制继电器输入端的断路反馈信号3；

b、判断信号1、信号2和信号3是否全部高电平，若是，则返回步骤a，若否，则进入下一步骤；

c、断开高压管理系统ADS中的断路器电源；

d、断开高压回路；

e、判断：若信号1、信号2是高电平，信号3低电平，进入高压环路互锁保护程序1；

若信号1高电平、信号2是低电平，信号3高电平，进入碰撞保护程序2；

f、高压环路互锁保护程序1，整车控制器HCU立即发出电机、发动机停止工作的指令，并等待当信号3恢复有效状态后，保护程序结束，HCU转入工作模式；

h、碰撞保护程序2，整车控制器HCU立即发出电机、发动机停止工作的指令，HCU处于保护状态，并禁止电机、发动机停止工作，并等待当信号2恢复有效状态后，HCU再等待一段时间后转入工作模式。

在整车控制器上运行着两大主要策略，一是整车状态管理和能量管理策略；一是整车安全管理策略。本发明的发明点是多能源控制器的一部分，即整车安全管理策略的高压环路互锁管理策略。在混合动力汽车中动力电池是高压电池，其电压等级已经超出了人体的安全电压等级，对人身安全构成了威胁，同时如果高压回路短路、断路或者碰撞时都有可能对电池造成伤害，甚至致使电池起火或者爆炸，所以高压环路互锁功能是整车安全控制的重要组成部分。