电动汽车及其碰撞安全控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种电动汽车及其碰撞安全控制系统。其中，电动汽车的碰撞安全控制系统包括：高压电源；获取电动汽车的碰撞信息的安全气囊控制器，用于根据碰撞信息判断电动汽车发生碰撞时生成并发出断电触发信号；根据断电触发信号控制高压电源停止供电的电池管理器，电池管理器与安全气囊控制器进行通信。本实用新型的电动汽车及其碰撞安全控制系统可以在不增加成本和工作量的情况下，在电动汽车发生碰撞且碰撞满足一定程度时控制高压电源停止供电，同时控制母线电容存储的高压电能在短时间内卸放至预设负载，可以保证人员的人身安全，避免能源的浪费，更加安全可靠。
【专利说明】电动汽车及其碰撞安全控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆【技术领域】，特别涉及一种电动汽车、以及电动汽车的碰撞安全控制系统。
【背景技术】
[0002]随着电动汽车应用的不断推广，电动汽车的高压安全问题逐渐引起关注，例如在电动汽车出厂之前就会对电动汽车的高压设备进行相关检测。然而目前对电动汽车发生碰撞时的高压安全问题还没有引起足够的重视，在电动汽车发生碰撞时高压设备极易引起安全事故。
[0003]目前现有技术针对电动汽车碰撞时的高压安全问题，一般在电动汽车的安全系统中增设碰撞行程开关，通过碰撞行程开关接收电动汽车的碰撞信息，进而通过碰撞行程开关的输出信号控制动力电池正极或负极的断开以切断高压系统，从而在电动汽车发生碰撞之后，可以使得电动汽车整车除了动力电池箱内部之外均不带有高压电，进而保证了人员的人身安全。
[0004]但是，现有技术存在的缺点有:碰撞行程开关的选型、布置、安装不仅增加了整车的成本，而且增加了电动汽车整车装配的工作量。另外，电动汽车在控制高压系统断电之后，母线电容中存储的高压电量不做处理，仍然存在高压危险。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题。
[0006]为此,本实用新型的一个目的在于提出一种电动汽车的碰撞安全控制系统，该电动汽车的碰撞安全控制系统可以在不增加成本和工作量的情况下，在电动汽车发生碰撞时控制高压电源停止供电，并且，在高压电源停止供电后，还可以将电动汽车的母线电容存储的高压电能在短时间内卸放，具有更高的安全性和可靠性。
[0007]本实用新型的另一个目的在于提出一种电动汽车。
[0008]为达到上述目的，本实用新型一方面提出一种电动汽车的碰撞安全控制系统，该电动汽车的碰撞安全控制系统包括:高压电源；获取电动汽车的碰撞信息的安全气囊控制器，用于根据所述碰撞信息判断所述电动汽车发生碰撞时生成并发出断电触发信号；根据所述断电触发信号控制所述高压电源停止供电的电池管理器，所述电池管理器与所述安全气囊控制器进行通信。
[0009]本实用新型的电动汽车的碰撞安全控制系统，在电动汽车发生碰撞时，通过安全气囊控制器获取电动汽车的碰撞信息，并在根据碰撞信息判断电动汽车发生碰撞时生成断电触发信号，进而电池管理器根据断电触发信号，控制高压电源停止供电。该碰撞安全控制系统可以在不增加成本和工作量的情况下，在电动汽车发生碰撞时控制高压电源停止供电，可以保证人员的人身安全，具有更高的安全性和可靠性。
[0010]进一步地，所述高压电源可以包括:动力电池组；第一开关组件，所述第一开关组件的第一端与所述动力电池的一端连接，所述第一开关组件的第二端为所述高压电源的第一输出端，所述第一开关组件的控制端与所述电池管理器连接；第二开关组件，所述第二开关组件的第一端与所述动力电池的另一端连接，所述第二开关组件的第二端为所述高压电源的第二输出端，所述第二开关组件的控制端与所述电池管理器连接，所述第二开关组件的第三端与所述第一开关组件的第三端连接。
[0011]进一步地，所述第一开关组件和所述第二开关组件还包括反馈端，所述反馈端均与所述电池管理器相连，通过所述反馈端反馈所述第一开关组件和所述第二开关组件的当前状态信息。
[0012]另外，所述安全气囊控制器进一步可以包括:用于检测所述电动汽车的加速度信息的加速度检测模块；分析模块，所述分析模块与所述加速度检测模块连接，所述分析模块根据所述电动汽车的加速度信息进行计算获取所述碰撞信息，并根据所述碰撞信息生成并发出所述断电触发信号。
[0013]较优地，上述电动汽车的碰撞安全控制系统还可以包括:第一电源母线和第二电源母线，所述第一电源母线与所述高压电源的第一输出端相连，所述第二电源母线与所述高压电源的第二输出端相连；DC/DC转换模块，所述DC/DC转换模块连接在所述第一电源母线和所述第二电源母线之间；电机控制器，所述电机控制器与DC/DC转换模块连接，所述电机控制器与所述电池管理器进行通信，用于在所述高压电源停止供电之后，控制所述DC/DC转换模块将所述第一电源母线和第二电源母线之间的电能卸放至预设负载。
[0014]在高压电源停止供电之后，进一步地将电动汽车的母线电容存储的高压电能进行卸放，可以保证人员的人身安全，更加安全可靠。
[0015]具体地，所述预设负载可以为蓄电池。
[0016]为达到上述目的，本实用新型另一方面提出一种电动汽车，该电动汽车包括上述的电动汽车的碰撞安全控制系统。
[0017]本实用新型实施例的电动汽车，通过采用上述实施例的碰撞安全控制系统，可以在不增加成本和工作量的情况下，在电动汽车发生碰撞且碰撞满足一定程度时控制高压电源停止供电，并且在高压电源停止供电后，将电动汽车的母线电容存储的高压电能在短时间内卸放至预设负载，可以保证人员的人身安全，避免能源的浪费，更加安全可靠。
[0018]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0020]图1为根据本实用新型实施例的电动汽车的碰撞安全系统的框图；
[0021]图2为根据本实用新型一个实施例的电动汽车的碰撞安全系统的框图；
[0022]图3为根据本实用新型一个实施例的电动汽车的碰撞安全控制系统的结构示意图；
[0023]图4为根据本实用新型另一个实施例的电动汽车的碰撞安全控制系统的结构示意图；[0024]图5为根据本实用新型的一个具体实施例的电动汽车的碰撞安全控制系统的工作过程的流程图；以及
[0025]图6为根据本实用新型实施例的电动汽车的框图。
【具体实施方式】
[0026]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
[0027]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
[0028]另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0029]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。
[0030]参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0031]下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的电动汽车及电动汽车的碰撞安全控制系统。
[0032]如图1所示，本实用新型实施例的电动汽车的碰撞安全控制系统包括高压电源
10、安全气囊控制器20以及电池管理器30。其中，安全气囊控制器20用于获取电动汽车的碰撞信息，并在根据碰撞信息判断电动汽车发生碰撞时生成并发出断电触发信号；电池管理器30与安全气囊控制器20进行通信，电池管理器30在接收到断电触发信号之后，根据所述断电触发信号控制高压电源10停止供电。
[0033]具体地，在电动汽车发生碰撞时，安全气囊控制器20检测并计算电动汽车的参数，从而获取电动汽车的碰撞信息，进而在根据碰撞信息判断电动汽车的发生碰撞时生成断电触发信号，并向电池管理器30发出该断电触发信号，电池管理器30在接收到断电触发信号后，控制高压电源10停止供电。该控制过程无需增加电动汽车的成本和人员的工作量，并且，可以提高电动汽车的安全性和可靠性。需要说明的是，安全气囊控制器20生成断电触发信号的条件为电动汽车发生碰撞且碰撞满足预设碰撞程度，以避免在发生轻微的擦碰，即未满足预设碰撞程度的情况下，电池管理器30控制高压电源10停止供电给驾驶员造成不便。
[0034]进一步地，如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，安全气囊控制器20可以包括:加速度检测模块201和分析模块202。其中，加速度检测模块201用于检测电动汽车的加速度信息；分析模块202与加速度检测模块201连接，分析模块202根据电动汽车的加速度信息进行计算获取碰撞信息，并根据碰撞信息生成并发出断电触发信号。其中，碰撞信息包括电动汽车是否发生碰撞以及碰撞是否满足预设碰撞程度，分析模块202可以通过CAN总线或其它通讯方式向电池管理器30发出断电触发信号。
[0035]进一步地，如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，高压电源10可以包括--动力电池组101、第一开关组件102以及第二开关组件103。其中，第一开关组件102的第一端I与动力电池组101的一端连接,第一开关组件102的第二端2为高压电源10的第一输出端，第一开关组件102的控制端3与电池管理器30连接；第二开关组件103的第一端4与动力电池101的另一端连接，第二开关组件103的第二端5为高压电源10的第二输出端，第二开关组件103的控制端6与电池管理器30连接，第二开关组件103的第三端8与第一开关组件102的第三端7连接。具体地，在本实用新型的一个实施例中，第一开关组件102和第二开关组件103还包括反馈端9和10，反馈端9和10均与电池管理器30相连，通过反馈端9和10反馈第一开关组件102和第二开关组件103的当前状态信息。另外，电池管理器30包括常电输出端301,常电输出端301用于为第一开关组件102和第二开关组件103提供常电。
[0036]进一步地，在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，电动汽车的碰撞安全控制系统还可以包括:第一电源母线40、第二电源母线50、DC/DC转换模块60以及电机控制器70。其中，第一电源母线40与高压电源10的第一输出端相连，第二电源母线50与高压电源10的第二输出端相连；DC/DC转换模块60连接在第一电源母线40和第二电源母线50之间；电机控制器70与DC/DC转换模块60连接，电机控制器70与电池管理器30进行通信，用于在电池控制器30控制高压 电源10停止供电之后，控制DC/DC转换模块60将第一电源母线40和第二电源母线50之间的电能卸放至预设负载90。另外，如图4所示，在本实用新型的另一个实施例中，DC/DC转换模块60可以集成在电机控制器70中，从而可以有效减小本实用新型实施例的电动汽车的碰撞安全控制系统的体积，并且，便于整车的安装。
[0037]具体地，预设负载90可以为蓄电池。在高压电源10停止供电后，第一电源母线40和第二电源母线50之间的电能通过DC/DC转换模块60在短时间内卸放至蓄电池，从而保证人员的人身安全，提高电动汽车的安全性，另外，将电能卸放至蓄电池进行保存，可以再利用，因而还可以避免能源的浪费。
[0038]另外，如图3所示，本实用新型实施例的电动汽车的碰撞安全控制系统中的整车控制器80，可以实时监控碰撞安全控制系统的状态，并根据电动汽车的碰撞安全控制系统的状态进行相应的处理以及发出相应的控制命令。例如，当安全气囊控制器20和电池管理器30等发生故障时，可以上报整车控制器80进行故障处理。以及当高压电源10停止供电时，电池管理器30将第一开关组件102和第二开关组件103反馈的当前状态信息通过CAN总线或其它通讯方式发送给电机控制器70的同时还发送给整车控制器80，以便整车控制器80获得高压电源10的状态。
[0039]具体地，参照图3或图4所示，在电动汽车发生碰撞时，加速度检测模块201检测电动汽车的加速度信息，进而分析模块202根据电动汽车的加速度信息进行计算以判断电动汽车是否发生碰撞以及碰撞是否满足预设碰撞程度获。若判断结果为电动汽车未发生碰撞或碰撞不满足预设碰撞程度，则不生成断电触发信号，若判断结果为电动汽车发生碰撞且碰撞满足预设碰撞程度，则生成并发出断电触发信号给电池管理器30。当电池管理器30接收到断电触发信号后，控制第一开关组件102和第二开关组件103断开与动力电池组101的连接，此时高压电源10停止供电。同时，第一开关组件102和第二开关组件103的反馈端9和10将第一开关组件102和第二开关组件103的当前状态信息反馈给电池管理器30，电池管理器30再将接收的第一开关组件102和第二开关组件103的当前状态信息通过CAN (ControlIer Area Network,控制器局域网络)总线或其它通讯方式发送给电机控制器70和整车控制器80。在高压电源10停止供电后，通过电机控制器70控制DC/DC转换模块60将第一电源母线40和第二电源母线50之间的电能在短时间内卸放至预设负载，即言，电机控制器70控制DC/DC转换模块60将母线电容存储的高压电能在短时间内卸放至预设负载90例如蓄电池。因此，本实用新型实施例的电动汽车的碰撞安全控制系统的高压安全性更高，可以保证人员的人身安全，避免能源的浪费，并且，无需增加成本和工作量。
[0040]综合上述对本实用新型实施例的电动汽车的碰撞安全控制系统的说明，在本实用新型的一个具体实施例中，如图5所示，电动汽车的碰撞安全控制系统的工作过程可以包括:
[0041]S4，用户操作电动汽车的点火开关，电动汽车上电。
[0042]在电动汽车上电后，进入步骤S5。
[0043]S5，各控制器初始化和自检，并上报整车控制器。
[0044]若各控制器无故障，则进入步骤S6。
[0045]S6，安全气囊控制器自检是否存在故障。
[0046]若自检结果为是，则进入步骤S7，若自检结果为否，则进入步骤S8。
[0047]S7，安全气囊控制器上报故障到整车控制器，整车控制器进行故障处理。
[0048]整车控制器80处理故障后，进入步骤S8。
[0049]S8，电动汽车正常上电。
[0050]S9，电动汽车正常工作。
[0051]S10，安全气囊控制器获取电动汽车的碰撞信息。
[0052]在步骤SlO中，安全气囊控制器20中的加速度检测模块201检测电动汽车的加速度信息，并将加速度信息发送至分析模块202，分析模块202在接收到该加速度信息后，对加速度信息进行计算，从而获取电动汽车的碰撞信息。并且，安全气囊控制器20根据获得的碰撞信息进行判断，若判断结果为电动汽车的碰撞达到预设程度，则安全气囊控制器20向电池管理器30发出断电触发信号。进入步骤S11。
[0053]Sll,电池管理器判断安全气囊控制器是否发出断电触发信号。
[0054]若判断结果为否，则回到步骤S9，若判断结果为是，则进入步骤S12。
[0055]S12，电池管理器控制第一开关组件断开。
[0056]在电池管理器30接收到断电触发信号后，即电池管理器30判断安全气囊控制器20发出断电触发信号，电池管理器30向第一开关组件102例如正极接触器的控制端3发出控制指令，从而控制第一开关组件102断开与动力电池组101的连接。
[0057]S13，电池管理器判断第一开关组件是否断开。
[0058]若判断结果为否，则进入步骤S14，若判断结果为是，则进入步骤S15。
[0059]S14，电池管理器报警并保存故障。
[0060]在步骤S14中，电池管理器30向整车控制器80发出报警信号，由整车控制器80控制报警装置进行报警。
[0061]S15，电池管理器控制第二开关组件断开。
[0062]例如电池管理器30控制负极接触器断开。
[0063]S16，电池管理器判断第二开关组件是否断开。
[0064]若判断结果为否，则进入步骤S17，若判断结果为是，则进入步骤S18。
[0065]S17，电池管理器报警并保存故障。
[0066]在步骤S17中，电池管理器30向整车控制器80发出报警信号，由整车控制器80控制报警装置进行报警。
[0067]S18，电机控制器控制DC/DC转换模块将第一电源母线和第二电源母线之间的电能卸放至预设负载。
[0068]综上所述，本实用新型实施例的电动汽车的碰撞安全控制系统，在电动汽车发生碰撞时，通过安全气囊控制器获取电动汽车的碰撞信息，进而在根据碰撞信息判断电动汽车的发生碰撞时生成断电触发信号，电池管理器根据断电触发信号，控制高压电源停止供电。该碰撞安全控制系统可以在不增加成本和工作量的情况下，在电动汽车发生碰撞且碰撞满足预设碰撞程度时控制高压电源停止供电，并且在高压电源停止供电后，还可以控制电动汽车的母线电容存储的高压电能在短时间内卸放至预设负载例如蓄电池，可以保证人员的人身安全，避免能源的浪费，安全性和可靠性更高。
[0069]此外，如图6所不,本实用新型的另一方面实施例提出一种电动汽车601,该电动汽车包括上述的电动汽车的碰撞安全控制系统602。
[0070]根据本实用新型实施例的电动汽车，通过采用上述实施例的电动汽车的碰撞安全控制系统，可以在不增加成本和工作量的情况下，在电动汽车发生碰撞且碰撞满足预设碰撞程度时控制高压电源停止供电，并且在高压电源停止供电后，还可以控制电动汽车的母线电容存储的高压电能在短时间内卸放至预设负载例如蓄电池，可以保证人员的人身安全，避免能源的浪费，具有更高的安全性和可靠性。
[0071]本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0072]本【技术领域】的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。[0073]此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0074]上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0075]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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0076]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1.一种电动汽车的碰撞安全控制系统，其特征在于，包括: 高压电源； 获取电动汽车的碰撞信息的安全气囊控制器，用于根据所述碰撞信息判断所述电动汽车发生碰撞时生成并发出断电触发信号；以及 根据所述断电触发信号控制所述高压电源停止供电的电池管理器，所述电池管理器与所述安全气囊控制器进行通信。
2.如权利要求1所述的电动汽车的碰撞安全控制系统，其特征在于，所述高压电源进一步包括: 动力电池组； 第一开关组件，所述第一开关组件的第一端与所述动力电池组的一端连接，所述第一开关组件的第二端为所述高压电源的第一输出端，所述第一开关组件的控制端与所述电池管理器连接； 第二开关组件，所述第二开关组件的第一端与所述动力电池组的另一端连接，所述第二开关组件的第二端为所述高压电源的第二输出端，所述第二开关组件的控制端与所述电池管理器连接，所述第二开关组件的第三端与所述第一开关组件的第三端连接。
3.如权利要求2所述的电动汽车的碰撞安全控制系统，其特征在于，所述第一开关组件和所述第二开关组件还包括反馈端，所述反馈端均与所述电池管理器相连，通过所述反馈端反馈所述第一开关组件和所述第二开关组件的当前状态信息。
4.如权利要求1所述的电动汽车的碰撞安全控制系统，其特征在于，所述安全气囊控制器进一步包括: 用于检测所述电动汽车的加速度信息的加速度检测模块； 分析模块，所述分析模块与所述加速度检测模块连接，所述分析模块根据所述电动汽车的加速度信息进行计算获取所述碰撞信息，并根据所述碰撞信息生成并发出所述断电触发信号。
5.如权利要求1所述的电动汽车的碰撞安全控制系统，其特征在于，还包括: 第一电源母线和第二电源母线，所述第一电源母线与所述高压电源的第一输出端相连，所述第二电源母线与所述高压电源的第二输出端相连； DC/DC转换模块，所述DC/DC转换模块连接在所述第一电源母线和所述第二电源母线之间； 电机控制器，所述电机控制器与所述DC/DC转换模块连接，所述电机控制器与所述电池管理器进行通信，用于在所述高压电源停止供电之后，控制所述DC/DC转换模块将所述第一电源母线和第二电源母线之间的电能卸放至预设负载。
6.如权利要求5所述的电动汽车的碰撞安全控制系统，其特征在于，所述预设负载为蓄电池。
7.—种电动汽车,其特征在于,包括如权利要求1-6任一项所述的电动汽车的碰撞安全控制系统。
【文档编号】B60L3/00GK203611767SQ201320678878
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】刘乃胜, 张君鸿, 鲁连军 申请人:北汽福田汽车股份有限公司