[发明专利]一种电动车高压双回路安全保护系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及对电动车中作为动力系统的高压电安全保护系统，更为具体来说是关于由高压电安全硬线控制回路和高压电安全网络控制回路构成的电动车高压电安全保护系统，由其实现对电动车的高压电安全故障的处理和人员的安全保护目的。

背景技术

随着全球石油资源的紧张及环境污染日趋严重，各种节能环保的新能源汽车不断涌现，特别是电动汽车和混合动力汽车越来越受到人们的关注和青睐，这最主要是得益于新能源、新材料、高性能微处理器技术以及大容量动力电池技术的进步和突破，使得人们对电动汽车和混合动力汽车有了新的认识，同时电动车的接受度也得到了极大的提高，人们已经开始愿意去购买电动汽车作为代步工具。

在电动车系统中，为提高电驱动系统的整体效率，电动车上所采用的动力电池电压等级越来越高，随着车载动力电池电压的提高，对电动车高压电安全防护性能的要求也随之提高，这就需要电动车能够在任何情况下首先要保护人员的安全，在任何不安全的情况发生时，系统能够及时的自动切断高压动力电池的高压电输出，从而保证人员不会收到高压电的伤害。

在已有技术中，为实现电动力或混合动力汽车中的高压电保护，通常采用一种简单的开关回路系统，在车辆的行驶过程中通过测量高压系统和车辆地盘间的绝缘电阻来检测高压系统的绝缘状态，这种监测装置虽然能够实现一定的高压电安全保护功能，但可靠性、稳定性较差，汽车监测电路系统经过长时间使用后，会导致安全保护功能的不稳定。因此，本发明为实现更为可靠和稳定的高压电保护功能，从两方面进行了考虑，电动车或混合动力车中的整车控制器(VMS)、电机控制器(MCU)、电池管理系统(BMS)任何一个控制器都可以控制高压动力电池的继电器断开，随时可以停止动力电池的高压电输出，实现车载多个控制器协同管理。控制回路之间通过硬线直接连接以及CAN通信网络控制回路双重保护。在高压安全保护系统中，当发生高压安全故障或不需要动力电池输出高压电时候，任何一个控制器都可以通过硬线或CAN通讯控制实现切断动力电池的高压电输出，并且在高压电缆连接处均采用互锁保护装置，当电动车上任何一个高压连接处断开时，高压安全保护系统都能够自动切断动力电池的高压电输出，从而实现的高压电安全的双重保护功能。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术中，高压电保护系统不稳定、不可靠的缺陷提供一种新型的电动车高压电安全保护系统，该系统主要由一套分布在各个高压部件上的高压环路互锁保护装置和一套各个控制器交互式的高压安全保护网络构成；该系统可以实现动力电池向外输出高压电前的系统安全自检，高压继电器的全系统互锁安全控制，高压系统发生故障时的自动切断高压继电器输出，达到保护高压动力电池、电机控制器、驱动电机以及人员安全的目的。

实现上述目的技术方案为：一种电动车高压双回路安全保护系统，包括硬线控制回路和通讯网络控制回路，硬线控制回路由VMS整车控制器，电机控制器总成，驱动电机，高压动力电池包总成通过硬线串联连接构成，通讯网络控制回路由VMS整车控制器，电机控制器总成中的MCU控制板，高压动力电池包总成中的BMS电池管理系统并联在整车CAN网络上而构成。

电机控制器总成，驱动电机和高压动力电池包总成都通过高压连接器上的高压环路互锁保护装置串接在硬线控制回路当中，碰撞开关也串连在硬线控制回路之中。

电机控制器总成由MCU控制板和MCU驱动桥连接构成；高压动力电池包总成包括BMS电池管理系统控制板和高压动力电池包，并且高压动力电池包和正负极高压继电器连接；VMS整车控制器包括板载12V电源和一个半导体开关，板载12V电源和半导体开关也串连在硬线控制回路当中。

BMS电池管理系统控制板上的半导体开关也串连在硬线控制回路中。

VMS整车控制器，电机控制器总成，高压动力电池包总成分别通过VMS低压信号接插件，电机控制总成低压信号接插件，高压动力电池包总成低压信号接插件并联在整车CAN网络上形成通讯网络控制回路。

本发明还包括一种电动车高压双回路安全保护方法，所述方法包括以下步骤：

(1)根据驾驶意图判断点火开关状态，若点火开关处于关闭位置，高压继电器处于断开状态不对外输出高压电，若点火开关处于打开则进行步骤(2)；

(2)各个控制系统进行自检，自检的系统包括由VMS整车控制器负责检查整车安全状态，电机控制器总成检查电机系统安全状态，BMS电池管理系统检查电池系统安全状态。

(3)各控制系统通过CAN通讯网络进行安全信息交互校验，若自检和交互校验未通过，则高压继电器断开不会对外输出高压电，若自检和交互校验通过则进行步骤(4)；