一种电动车高压绝缘安全保护系统及具有其的电动车的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电动车高压绝缘安全保护系统及具有其的电动车。所述电动车高压绝缘安全保护系统包括：动力电池、电池管理系统和高压部件，其特征在于，进一步包括绝缘监测模块，所述绝缘监测模块与动力电池的正极、负极以及车身底盘GND连接，实时监测动力电池的正极和负极相对于车身底盘GND的绝缘阻抗，所述电池管理系统与所述绝缘监测模块连接，接收测得的绝缘阻抗信号，在绝缘阻抗低于设定阈值时，断开动力电池与所述高压部件之间的连接。本实用新型的电动车高压绝缘安全保护系统能够实时、动态地测量电动汽车的高压直流正、负极双边对车身底盘地的绝缘阻抗，从而能够准确地判断高压系统绝缘是否良好；当测量值低于设定安全阈值时，即整车出现绝缘故障时，能够安全可靠地控制高压电路的通断。
【专利说明】一种电动车高压绝缘安全保护系统及具有其的电动车
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及汽车【技术领域】，特别是涉及一种电动车高压绝缘安全保护系统及 具有其的电动车。
【背景技术】
[0002] 电动汽车以动力电池和电动机为动力装置，工作电压高达几百伏，其电压等级已 经远远超出了人体的安全电压等级，对人体安全构成了威胁，因此高压电的安全性必须首 先考虑，而其中整车高压电的绝缘性能是高压电安全性的主要问题之一。
[0003] 因为高压部件绝缘介质老化或受潮湿环境影响等因素都会导致高电压电路和车 辆底盘之间的绝缘性能下降，电源正、负极引线将通过绝缘层和底盘构成漏电流回路，使 底盘电位上升，不仅会危及乘客的人身安全，而且将影响低压电气和车辆控制器的正常工 作。当高电压电路和底盘之间发生多点绝缘性能严重下降时，还会导致漏电回路的热积累 效应，可能造成车辆的电气火灾。因此，实时、定量地检测高压电气系统相对车辆底盘的 电气绝缘性能和制定完善的整车高压安全控制策略，对保证乘客安全、电气设备正常工作 和车辆安全运行具有重要意义。
[0004] 目前，电动汽车绝缘安全保护系统，有的绝缘监测系统只能检测高压单端绝缘破 坏情况，当高压直流母线正、负极绝缘同时超差时却不能监测到和报警，从而使车辆的高压 系统存在安全隐患；有的汽车厂商虽然能够实现高压直流双边绝缘，但是整车高压电路设 计都不完善，仍对人身的生命安全和财产造成很大的危害。因此，希望有一种电动车高压绝 缘安全保护系统来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种电动车高压绝缘安全保护系统来克服或至少减 轻现有技术的上述缺陷。
[0006] 为此，本实用新型提供一种电动车高压绝缘安全保护系统，所述电动车高压绝缘 安全保护系统包括：动力电池、电池管理系统、高压部件以及绝缘监测模块，所述绝缘监测 模块与动力电池的正极和负极连接，实时监测动力电池的正极和负极相对于车身底盘GND 的绝缘阻抗，所述电池管理系统与所述绝缘监测模块连接，接收测得的绝缘阻抗信号，在绝 缘阻抗低于设定阈值时，断开动力电池与所述高压部件之间的连接。
[0007] 优选地，所述电动车高压绝缘安全保护系统进一步包括正极接触器和负极接触 器，所述正极接触器和负极接触器设置在所述动力电池和高压部件之间，在所述电池管理 系统的控制下，接通或断开动力电池与所述高压部件之间的连接。
[0008] 优选地，所述电池管理系统输出总正控制信号、总负控制信号，所述总正控制信 号、总负控制信号分别连接到正极接触器线圈和负极接触器线圈的一端，正极接触器线圈 和负极接触器线圈的另一端直接接车身底盘GND。
[0009] 优选地，所述电动车高压绝缘安全保护系统进一步包括仪表，所述仪表与所述绝 缘监测模块连接，用于以人可感知的方式输出绝缘监测模块的监测信息。
[0010] 优选地，所述仪表包括报警器，在所述绝缘监测模块监测到的电压低于设定阈值 时，报警器发出声音报警或灯光报警。
[0011] 优选地，所述高压部件包括电机控制器和高压附件。
[0012] 优选地，所述绝缘监测模块通过CAN总线输出监测信息。
[0013] 本实用新型还提供一种电动车，该电动车包括如上所述的电动车高压绝缘安全保 护系统。
[0014] 本实用新型的电动车高压绝缘安全保护系统能够实时、动态地测量电动汽车的高 压直流正、负极双边对车身底盘GND的绝缘阻抗，从而能够准确地判断高压系统绝缘是否 良好；当测量值低于设定安全阈值时，即整车出现绝缘故障时，能够安全可靠地控制高压电 路的通断，确保人车安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是根据本实用新型一实施例的电动车高压绝缘安全保护系统的示意性电路 图。
[0016] 图2是图1所示电动车高压绝缘安全保护系统的工作流程图。
[0017] 附图标记：
[0018] ?~pi [6~|电池管理系统 2 绝缘监测模块 ?~正极接触器 3~动力电池 8~电机控制器 4 负极接触器 9~高压附件 5 整车控制器
【具体实施方式】
[0019] 为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型 实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，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。所描述的实 施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例 是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新 型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
[0020] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"前"、"后"、 "左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底" "内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所 示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指 的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用 新型保护范围的限制。
[0021] 图1是根据本实用新型一实施例的电动车高压绝缘安全保护系统的示意性电路 图。图1所示的电动车高压绝缘安全保护系统包括：仪表1、绝缘监测模块2、动力电池3、 负极接触器4、整车控制器5、电池管理系统6、正极接触器7、电机控制器8和高压附件9。
[0022] 绝缘监测模块2与动力电池1的正极和负极连接，实时监测动力电池1的正极和 负极相对于车身底盘GND的绝缘阻抗。也就是说，绝缘监测模块2设置在车身底盘GND与 动力电池1的正极和负极之间，检测动力电池1的正极和负极相对于车身底盘GND的绝缘 阻抗。电池管理系统与6通过CAN总线与绝缘监测模块2的输出连接，接收绝缘监测模块 2输出的绝缘阻抗信号，在绝缘监测模块2测得的绝缘阻抗低于设定阈值时，断开动力电池 2与高压部件（电机控制器8和高压附件9)之间的连接。
[0023] 正极接触器7和负极接触器4设置在动力电池3和高压部件之间，在电池管理系 统6的控制下，接通或断开动力电池3与所述高压部件之间的连接。优选地，参见图1，所述 电池管理系统输出总正控制信号、总负控制信号，所述总正控制信号、总负控制信号分别连 接到正极接触器线圈和负极接触器线圈的一端，正极接触器线圈和负极接触器线圈的另一 端直接接车身底盘GND (车身底盘地，即低压电池负极）。以此方式实现电池管理系统6动 力电池3与所述高压部件之间的连接的控制。可以理解的是，也可以采用其他方式进行控 制。例如，只设置正极接触器7和负极接触器4之间的一个，或者以CMOS管、三极管或其他 开关来进行控制。
[0024] 仪表与所述绝缘监测模块连接，用于以人可感知的方式输出绝缘监测模块的监测 信息。在一个实施例中，仪表包括显示器，在显示器上显示绝缘监测模块的监测信息。在另 一实施例中，仪表1包括报警器，在所述绝缘监测模块监测到的绝缘阻抗低于设定阈值时， 报警器发出声音报警或灯光报警。
[0025] 有利的是，绝缘监测模块2通过CAN总线输出监测信息。
[0026] 本实用新型还提供一种电动车，该电动车包括如上所述的电动车高压绝缘安全保 护系统。
[0027] 本实用新型的电动车高压绝缘安全保护系统能够实时、动态地测量电动汽车的高 压直流正、负极双边对车身底盘GND的绝缘阻抗，从而能够准确地判断高压系统绝缘是否 良好；当测量值低于设定安全阈值时，即整车出现绝缘故障时，能够安全可靠地控制高压电 路的通断，确保人车安全。
[0028] 图2是图1所示电动车高压绝缘安全保护系统的工作流程图。
[0029] 绝缘监测模块连接动力电池的总正、总负检测点和车身底盘地（GND)，绝缘监测模 块实时、动态地测量高压直流母线正、负极双边对车身底盘地（GND)的绝缘阻抗，当测量值 低于设定的安全阈值时，通过CAN总线发出报警信号。
[0030] 电池管理系统输出高边总正、总负控制信号连接到正、负极接触器线圈的一端，线 圈的另一端直接接车身底盘GND ;正、负极接触器控制动力电池与高压部件（如驱动电机系 统、高压附件等）的连接。
[0031] 绝缘监测模块、整车控制器、电池管理系统和仪表通过CAN总线相互连接，以此来 相互传递信息。
[0032] 整车高压绝缘安全保护策略
[0033] 当绝缘电阻小于500 Ω/V且大于100 Ω/V为一般绝缘故障状态，控制如下：
[0034] 高压上电前，出现绝缘故障，高压正常上电，仪表绝缘报警灯亮，其他控制功能不 变；
[0035] 高压上电后、车辆处于行驶状态，整车控制器收到绝缘监测模块一般绝缘故障信 息后，整车控制器通过CAN总线发给电机控制器限速命令，对车辆的最高车速（40km/h可标 定）进行限制以警示驾驶员，同时仪表绝缘报警灯亮。
[0036] 当绝缘电阻小于100 Ω/V为严重绝缘故障状态，控制如下：
[0037] 高压上电前，出现绝缘故障，高压不再进行正常上电，同时仪表绝缘报警灯闪亮；
[0038] 高压上电后、车速低于5Km/h时，整车控制器收到绝缘监测模块严重绝缘故障信 息后，整车控制器通过CAN总线发给电机控制器零扭矩和非使能命令，同时发给电池管理 系统下电命令，使其断开正、负极接触器，即高压下电；同时仪表报相关故障。
[0039] 高压上电后、车速高于5Km/h时，整车控制器收到绝缘监测模块严重绝缘故障信 息后，整车控制器通过CAN总线发给电机控制器限扭矩命令，将车速将低到5Km/h (可标） 后，整车控制器再发给电机控制器零扭矩和非使能命令，同时发给电池管理系统下电命令， 使其断开正、负极接触器，即高压下电；同时仪表报相关故障。
[0040] 本实用新型的电动车高压绝缘安全保护系统设计结构简单，零部件成熟，可靠性 高，成本低，功能实用，易于实现。而且，本实用新型的电动车高压绝缘安全保护系统能实 时、动态地测量电动汽车高压直流正、负极双边对车身底盘地的绝缘阻抗，从而能够准确地 判断高压系统绝缘是否良好。
[0041] 最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限 制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理 解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进 行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例 技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1. 一种电动车高压绝缘安全保护系统，包括：动力电池、电池管理系统和高压部件，其 特征在于，进一步包括绝缘监测模块，所述绝缘监测模块与动力电池的正极、负极以及车身 底盘GND连接，实时监测动力电池的正极和负极相对于车身底盘GND的绝缘阻抗，所述电池 管理系统与所述绝缘监测模块连接，接收测得的绝缘阻抗信号，在绝缘阻抗低于设定阈值 时，断开动力电池与所述高压部件之间的连接。
2. 如权利要求1所述的电动车高压绝缘安全保护系统，其特征在于，进一步包括正极 接触器和负极接触器，所述正极接触器和负极接触器设置在所述动力电池和高压部件之 间，在所述电池管理系统的控制下，接通或断开动力电池与所述高压部件之间的连接。
3. 如权利要求2所述的电动车高压绝缘安全保护系统，其特征在于，所述电池管理系 统输出总正控制信号、总负控制信号，所述总正控制信号、总负控制信号分别连接到正极接 触器线圈和负极接触器线圈的一端，所述正极接触器线圈和负极接触器线圈的另一端直接 接车身底盘GND。
4. 如权利要求2所述的电动车高压绝缘安全保护系统，其特征在于，进一步包括仪表， 所述仪表与所述绝缘监测模块连接，用于以人可感知的方式输出所述绝缘监测模块的监测 信息。
5. 如权利要求4所述的电动车高压绝缘安全保护系统，其特征在于，所述仪表包括报 警器，在所述绝缘监测模块监测到的绝缘阻抗低于设定阈值时，报警器发出声音报警或灯 光报警。
6. 如权利要求1所述的电动车高压绝缘安全保护系统，其特征在于，所述高压部件包 括电机控制器和高压附件。
7. 如权利要求1所述的电动车高压绝缘安全保护系统，其特征在于，所述绝缘监测模 块通过CAN总线输出监测信息。
8. -种电动车，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的电动车高压绝缘安 全保护系统。
【文档编号】B60L3/04GK203902307SQ201420268336
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】王玉红, 杨滨 申请人:北汽福田汽车股份有限公司