一种新能源汽车及其高压电气系统的制作方法

本申请涉及新能源汽车高压电气系统技术领域，更具体地说，涉及一种新能源汽车及其高压电气系统。

背景技术：

新能源汽车高压电气系统主要包括电动助力转向系统、驱动电机系统、电动空压机系统、直流转换器、电动除霜系统和电空调，这些高压器件工作时的电源由所述新能源汽车的动力电池提供，由所述新能源汽车的整车控制器控制所述高压电气系统的高压上电和高压下电。当构成所述高压电气系统的任意一个高压器件出现二级故障时，所述整车控制器就会采取对所述高压电气系统进行降功率，对所述新能源汽车进行降速运行处理；当构成所述高压电气系统的任意一个高压器件出现一级故障时，所述整车控制器就会控制所述高压电气系统高压下电，所有高压器件均断高压。但是如果在车辆高速运行过程中突然所有高压器件断高压，会导致所述新能源汽车的助力转向系统失灵，从而使得驾驶员难以改变所述新能源汽车的运行轨迹，进而可能使得所述新能源汽车偏离正确行使路线，发生冲出公路或与邻车相撞的事故。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种新能源汽车及其高压电气系统，以实现避免助力转向系统不必要的高压断电，从而降低由于新能源汽车的助力转向系统失灵，从而使得驾驶员难以改变车辆运行轨迹，进而可能造成事故的概率的目的。

为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种新能源汽车高压电气系统，应用于具有动力电池的新能源汽车，所述新能源汽车高压电气系统包括：预充回路、助力转向支路、电机支路、电动空压机支路、直流转换支路、电动除霜支路、空调支路、第三接触器、第五接触器和控制模块；其中，

所述预充回路包括第一接触器、第二接触器和预充电阻，其中，所述第二接触器和所述预充电阻串接后与所述第一接触器并联；

所述助力转向支路包括串接的第四接触器和电动助力转向系统；

所述电机支路包括串接的第六接触器和驱动电机系统；

所述电动空压机支路包括串接的第七接触器和电动空压机系统；

所述直流转换支路包括串接的第八接触器和直流转换器；

所述电动除霜支路包括串接的第九接触器和电动除霜系统；

所述空调支路包括串接的第十接触器和电空调；

所述预充回路串接于所述动力电池的正负极之间，所述第五接触器一端与所述预充回路远离所述动力电池正极一端连接，另一端与第一高压模块连接，所述第一高压模块的远离所述第五接触器一端与所述第三接触器连接，所述第三接触器远离所述第五接触器一端与所述动力电池的负极连接；

第二高压模块的一端接于所述第五接触器与所述预充回路的连接线上，另一端接于所述第三接触器与所述第一高压模块的连接线上；

所述第一高压模块包括并联的电机支路、电动空压机支路、直流转换支路、电动除霜支路和空调支路，所述第二高压模块包括助力转向支路，或，所述第一高压模块包括并联的电机支路、直流转换支路、电动除霜支路和空调支路，所述第二高压模块包括并联的助力转向支路和电动空压机支路；

所述控制模块用于控制所述第一高压模块和第二高压模块进行高压上电和高压下电；

所述控制模块控制所述第一高压模块和第二高压模块进行高压下电包括：在接收到所述驱动电机系统、电动空压机系统、直流转换器、电动除霜系统或电空调一级故障报警时，断开出现一级故障的高压器件所在支路的接触器；在接收到一级绝缘报警时，断开所述第五接触器，并在第一预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则断开所述第四接触器，并在第二预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则断开所述第一接触器，并在第三预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则判定所述动力电池故障。

可选的，所述控制模块还用于判断所述新能源汽车的速度是否大于预设车速；

当所述新能源汽车的速度大于预设车速时，所述控制模块控制所述第一高压模块和第二高压模块进行高压下电包括：在接收到所述驱动电机系统、电动空压机系统、直流转换器、电动除霜系统或电空调一级故障报警时，断开出现一级故障的高压器件所在支路的接触器；在接收到一级绝缘报警时，断开所述第五接触器，并在第一预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则断开所述第四接触器，并在第二预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则断开所述第一接触器，并在第三预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则判定所述动力电池故障；

当所述新能源汽车的速度小于或等于预设车速时，所述控制模块控制所述第一高压模块和第二高压模块进行高压下电包括：在接收到所述驱动电机系统、电动空压机系统、直流转换器、电动除霜系统或电空调一级故障报警时，断开出现一级故障的高压器件所在支路的接触器；在接收到一级绝缘报警时，对所述第一高压模块和第二高压模块进行降功率处理，在第四预设时间后断开所述第五接触器，并在断开所述第五接触器后的第一预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则断开所述第四接触器，并在第二预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则断开所述第一接触器，并在第三预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则判定所述动力电池故障。

可选的，所述第四预设时间的取值范围为5s±3s，包括端点值。

可选的，所述预设车速的取值范围为10km/h-20km/h，包括端点值。

可选的，所述第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间的取值范围为10s±5s，包括端点值。

可选的，所述控制模块还用于在接收到所述电动助力转向系统一级故障报警时，发出电动助力转向故障报警，并在第五预设时间后断开所述第四接触器。

可选的，所述第五预设时间的取值范围为10s±5s，包括端点值。

可选的，所述助力转向支路、电机支路、电动空压机支路、直流转换支路、电动除霜支路和空调支路还包括各自串接的熔断器。

可选的，所述控制模块控制所述第一高压模块和第二高压模块进行高压上电包括：在接收到低压上电信号后控制第三接触器和第五接触器闭合，在接收到上高压信号后控制第二接触器闭合，并判断预充电压是否大于或等于预设电压，如果是，则控制第一接触器闭合、第二接触器断开。

一种新能源汽车，包括至少一个如上述任一项所述的新能源汽车高压电气系统。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种新能源汽车及其高压电气系统，其中，所述新能源汽车高压电气系统通过重新设计所述高压电气系统的电路结构以及高压下电策略，从而实现避免助力转向系统不必要的高压断电，从而降低由于新能源汽车的助力转向系统失灵，从而使得驾驶员难以改变车辆运行轨迹，进而可能造成事故的概率的目的。具体地，所述新能源汽车高压电气系统的预充回路串接于所述动力电池的正负极之间，所述第五接触器一端与所述预充回路远离所述动力电池正极一端连接，另一端与第一高压模块连接，所述第一高压模块的远离所述第五接触器一端与所述第三接触器连接，所述第三接触器远离所述第五接触器一端与所述动力电池的负极连接，当所述驱动电机系统、电动空压机系统、直流转换器、电动除霜系统或电空调出现一级故障时，仅断开出现一级故障的高压器件所在支路的接触器，保证其他高压器件的正常运行，避免所述助力转向系统之外的高压器件出现一级故障而使所述助力转向系统高压断电的情况出现；另外，当出现一级绝缘报警时，首先认为所述一级绝缘报警是由于所述第二高压模块引起的，此时断开所述第五接触器，将所述第二高压模块高压断电，保证所述助力转向系统的正常运行；只有在断开所述第五接触器第一预设时间后，所述一级绝缘报警仍然未解除时，才断开所述第四接触器，将所述助力转向系统高压断电，通过这种下电策略，尽可能地降低了所述助力转向系统的高压断电的可能，从而实现了降低由于新能源汽车的助力转向系统失灵，从而使得驾驶员难以改变车辆运行轨迹，进而可能造成事故的概率的目的。

进一步的，在所述第四接触器断开第二预设时间后，如果所述一级绝缘报警仍然未解除，则判断主负回路或动力电池存在绝缘故障，考虑整车安全，断开所述第一接触器，整车高压断电；如果在所述第一接触器断开第三预设时间后所述一级绝缘报警仍未解除，则判定所述动力电池故障，此时驾驶员可以针对所述动力电池查找绝缘故障点。因此所述控制模块所述第一高压模块和第二高压模块进行高压下电的策略还有助于帮助驾驶员确定出现故障的原因以及出现故障的高压器件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请的一个实施例提供的一种新能源汽车高压电气系统的电路结构示意图；

图2为本申请的另一个实施例提供的一种新能源汽车高压电气系统的电路结构示意图；

图3为本申请的又一个实施例提供的一种新能源汽车高压电气系统的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种新能源汽车高压电气系统，如图1和图2所示，应用于具有动力电池的新能源汽车，所述新能源汽车高压电气系统包括：预充回路100、助力转向支路、电机支路、电动空压机支路、直流转换支路、电动除霜支路、空调支路、第三接触器K3、第五接触器K5和控制模块；其中，

所述预充回路100包括第一接触器K1、第二接触器K2和预充电阻R，其中，所述第二接触器K2和所述预充电阻R串接后与所述第一接触器K1并联；

所述助力转向支路包括串接的第四接触器K4和电动助力转向系统EPS；

所述电机支路包括串接的第六接触器K6和驱动电机系统MCU；

所述电动空压机支路包括串接的第七接触器K7和电动空压机系统EAS；

所述直流转换支路包括串接的第八接触器K8和直流转换器DCDC；

所述电动除霜支路包括串接的第九接触器K9和电动除霜系统PTC；

所述空调支路包括串接的第十接触器K10和电空调EAC；

所述预充回路100串接于所述动力电池的正负极之间，所述第五接触器K5一端与所述预充回路100远离所述动力电池正极一端连接，另一端与第一高压模块300连接，所述第一高压模块300的远离所述第五接触器K5一端与所述第三接触器K3连接，所述第三接触器K3远离所述第五接触器K5一端与所述动力电池的负极连接；

第二高压模块200的一端接于所述第五接触器K5与所述预充回路100的连接线上，另一端接于所述第三接触器K3与所述第一高压模块300的连接线上；

所述第一高压模块300包括并联的电机支路、电动空压机支路、直流转换支路、电动除霜支路和空调支路，所述第二高压模块200包括助力转向支路，或，所述第一高压模块300包括并联的电机支路、直流转换支路、电动除霜支路和空调支路，所述第二高压模块200包括并联的助力转向支路和电动空压机支路；

所述控制模块用于控制所述第一高压模块300和第二高压模块200进行高压上电和高压下电；

所述控制模块控制所述第一高压模块300和第二高压模块200进行高压下电包括：在接收到所述驱动电机系统MCU、电动空压机系统EAS、直流转换器DCDC、电动除霜系统PTC或电空调EAC一级故障报警时，断开出现一级故障的高压器件所在支路的接触器；在接收到一级绝缘报警时，断开所述第五接触器K5，并在第一预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则断开所述第四接触器K4，并在第二预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则断开所述第一接触器K1，并在第三预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则判定所述动力电池故障。

需要说明的是，在接收到所述驱动电机系统MCU、电动空压机系统EAS、直流转换器DCDC、电动除霜系统PTC或电空调EAC一级故障报警时，断开出现一级故障的高压器件所在支路的接触器是指当所述驱动电机系统MCU、电动空压机系统EAS、直流转换器DCDC、电动除霜系统PTC或电空调EAC单独出现一级故障时，只对出现一级故障的高压器件进行高压断电处理。比如当所述直流转换器DCDC出现一级故障时，只断开所述直流转换器DCDC所在的直流转换支路的第八接触器K8，使所述直流转换器DCDC高压断电，而不影响其他高压器件的正常工作。

在本申请的一个实施例中，对所述助力转向系统出现一级故障的情形进行了规定，一般情况下，所述助力转向系统不会出现一级故障，而一旦所述助力转向系统出现一级故障时，在本实施例中，所述控制模块也会断开所述助力转向系统所在的助力转向支路的第四接触器K4。但在本申请的一个优选实施例中，所述控制模块还用于在接收到所述电动助力转向系统EPS一级故障报警时，发出电动助力转向故障报警，并在第五预设时间后断开所述第四接触器K4。这样在所述控制模块接收到所述电动助力转向系统EPS一级故障报警的第五预设时间内，所述电动助力转向系统EPS仍然能够保持正常工作，以使驾驶员做出补救措施。所述第五预设时间的取值范围可以为10s±5s，包括端点值，所述电动助力转向故障报警的具体形式可以是蜂鸣音或指示灯闪烁。本申请对所述第五预设时间的具体取值和所述电动助力转向故障报警的具体形式并不做限定，具体视实际情况而定。

另外，当出现一级绝缘报警时，首先认为所述一级绝缘报警是由于所述第二高压模块200引起的，此时断开所述第五接触器K5，将所述第二高压模块200高压断电，保证所述助力转向系统的正常运行；只有在断开所述第五接触器K5第一预设时间后，所述一级绝缘报警仍然未解除时，才断开所述第四接触器K4，将所述助力转向系统高压断电，通过这种下电策略，尽可能地降低了所述助力转向系统的高压断电的可能，从而实现了降低由于新能源汽车的助力转向系统失灵，从而使得驾驶员难以改变车辆运行轨迹，进而可能造成事故的概率的目的。

进一步的，在所述第四接触器K4断开第二预设时间后，如果所述一级绝缘报警仍然未解除，则判断主负回路或动力电池存在绝缘故障，考虑整车安全，断开所述第一接触器K1，整车高压断电；如果在所述第一接触器K1断开第三预设时间后所述一级绝缘报警仍未解除，则判定所述动力电池故障，此时驾驶员可以针对所述动力电池查找绝缘故障点。因此所述控制模块所述第一高压模块300和第二高压模块200进行高压下电的策略还有助于帮助驾驶员确定出现故障的原因以及出现故障的高压器件。

还需要说明的是，考虑到刹车安全，优选采取如图2所示的连接方式，即所述第一高压模块300包括并联的电机支路、直流转换支路、电动除霜支路和空调支路，所述第二高压模块200包括并联的助力转向支路和电动空压机支路。这样在所述第五接触器K5断开时，所述电动空压机支路仍然可以正常工作，即所述新能源汽车仍然可以正常执行刹车操作。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个优选实施例中，所述控制模块还用于判断所述新能源汽车的速度是否大于预设车速；

当所述新能源汽车的速度大于预设车速时，所述控制模块控制所述第一高压模块300和第二高压模块200进行高压下电包括：在接收到所述驱动电机系统MCU、电动空压机系统EAS、直流转换器DCDC、电动除霜系统PTC或电空调EAC一级故障报警时，断开出现一级故障的高压器件所在支路的接触器；在接收到一级绝缘报警时，断开所述第五接触器K5，并在第一预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则断开所述第四接触器K4，并在第二预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则断开所述第一接触器K1，并在第三预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则判定所述动力电池故障；

当所述新能源汽车的速度小于或等于预设车速时，所述控制模块控制所述第一高压模块300和第二高压模块200进行高压下电包括：在接收到所述驱动电机系统MCU、电动空压机系统EAS、直流转换器DCDC、电动除霜系统PTC或电空调EAC一级故障报警时，断开出现一级故障的高压器件所在支路的接触器；在接收到一级绝缘报警时，对所述第一高压模块300和第二高压模块200进行降功率处理，在第四预设时间后断开所述第五接触器K5，并在断开所述第五接触器K5后的第一预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则断开所述第四接触器K4，并在第二预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则断开所述第一接触器K1，并在第三预设时间后判断一级绝缘报警是否解除，如果否，则判定所述动力电池故障。

需要说明的是，在本申请的一个实施例中，所述第四预设时间的取值范围可以为5s±3s，包括端点值。所述预设车速的取值范围为10km/h-20km/h，包括端点值。在本申请的一个实施例中，所述第四预设时间的取值为5s，所述预设车速的取值为10km/h。在本申请的另一个实施例中，所述第四预设时间的取值还可以为8s，所述预设车速的取值还可以为20km/h，本申请对所述第四预设时间的具体取值和取值范围以及所述预设车速的具体取值和取值范围并不做限定，具体视实际情况而定。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间的取值范围为10s±5s，包括端点值。

需要说明的是，所述第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间的具体取值和取值范围可以相同，也可以不同。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个优选实施例中，如图3所示，所述助力转向支路、电机支路、电动空压机支路、直流转换支路、电动除霜支路和空调支路还包括各自串接的熔断器FUSE。

需要说明的是，图3仅示出了在图2所示的电路结构的基础上，所述助力转向支路、电机支路、电动空压机支路、直流转换支路、电动除霜支路和空调支路各自串接一个熔断器FUSE之后的电路结构，并未示出在图1所示的电路结构的基础上，所述助力转向支路、电机支路、电动空压机支路、直流转换支路、电动除霜支路和空调支路各自串接一个熔断器FUSE之后的电路结构。

另外，图3中也未标出所述预充回路100、所述第一高压模块300和第二高压模块200。

还需要说明的是，所述助力转向支路、电机支路、电动空压机支路、直流转换支路、电动除霜支路和空调支路还包括各自串接的熔断器FUSE主要用于为各自所在的支路提供过流保护。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个优选实施例中，所述控制模块控制所述第一高压模块300和第二高压模块200进行高压上电包括：在接收到低压上电信号后控制第三接触器K3和第五接触器K5闭合，在接收到上高压信号后控制第二接触器K2闭合，并判断预充电压是否大于或等于预设电压，如果是，则控制第一接触器K1闭合、第二接触器K2断开。

需要说明的是，所述预设电压的取值为所述动力电池电压的90％-98％，包括端点值。本申请对所述预设电压的具体取值并不做限定，具体视实际情况而定。

相应的，本申请实施例还提供了一种新能源汽车，包括至少一个如上述任一实施例所述的新能源汽车高压电气系统。

综上所述，本申请实施例提供了一种新能源汽车及其高压电气系统，其中，所述新能源汽车高压电气系统通过重新设计所述高压电气系统的电路结构以及高压下电策略，从而实现避免助力转向系统不必要的高压断电，从而降低由于新能源汽车的助力转向系统失灵，从而使得驾驶员难以改变车辆运行轨迹，进而可能造成事故的概率的目的。具体地，所述新能源汽车高压电气系统的预充回路100串接于所述动力电池的正负极之间，所述第五接触器K5一端与所述预充回路100远离所述动力电池正极一端连接，另一端与第一高压模块300连接，所述第一高压模块300的远离所述第五接触器K5一端与所述第三接触器K3连接，所述第三接触器K3远离所述第五接触器K5一端与所述动力电池的负极连接，当所述驱动电机系统MCU、电动空压机系统EAS、直流转换器DCDC、电动除霜系统PTC或电空调EAC出现一级故障时，仅断开出现一级故障的高压器件所在支路的接触器，保证其他高压器件的正常运行，避免所述助力转向系统之外的高压器件出现一级故障而使所述助力转向系统高压断电的情况出现；另外，当出现一级绝缘报警时，首先认为所述一级绝缘报警是由于所述第二高压模块200引起的，此时断开所述第五接触器K5，将所述第二高压模块200高压断电，保证所述助力转向系统的正常运行；只有在断开所述第五接触器K5第一预设时间后，所述一级绝缘报警仍然未解除时，才断开所述第四接触器K4，将所述助力转向系统高压断电，通过这种下电策略，尽可能地降低了所述助力转向系统的高压断电的可能，从而实现了降低由于新能源汽车的助力转向系统失灵，从而使得驾驶员难以改变车辆运行轨迹，进而可能造成事故的概率的目的。

进一步的，在所述第四接触器K4断开第二预设时间后，如果所述一级绝缘报警仍然未解除，则判断主负回路或动力电池存在绝缘故障，考虑整车安全，断开所述第一接触器K1，整车高压断电；如果在所述第一接触器K1断开第三预设时间后所述一级绝缘报警仍未解除，则判定所述动力电池故障，此时驾驶员可以针对所述动力电池查找绝缘故障点。因此所述控制模块所述第一高压模块300和第二高压模块200进行高压下电的策略还有助于帮助驾驶员确定出现故障的原因以及出现故障的高压器件。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。