一种碰撞断电装置及电池系统的制作方法

1.本实用新型涉及到电动汽车保护装置技术领域，尤其涉及一种碰撞断电装置及电池系统。


背景技术：

2.电动汽车的充配电系统承担着对电池充电、放电的管理。确保其碰撞安全，既是为了在车辆遭遇碰撞时降低它们受到的损害、减少车主蒙受的经济损失，更是为了消除碰撞导致的高压电危及人身安全的风险。当前电动汽车碰撞后下电池系统下高压的主要方式有两种:电池管理单元接收整车碰撞传感器从整车can总线传输过来的碰撞信号，当检测到碰撞发生时，电池管理单元断开继电器切断高压回路；电池管理单元接收到来自硬线中任意一个碰撞信号，断开继电器后切断所有高压回路。
3.当前方式的缺点一方面是can信号从整车控制器发送到电池管理单元，再到电池管理单元断开高压继电器需要响应时间，另一方面不能保证继电器百分之百断开，因为继电器触点存在大电流下可能粘连的问题。如果碰撞后电池发生短路，短路电流不足够大，电池系统的保险的熔断时间也会很长。因此，当前的继电器和保险存在一些弊端导致在某些极端情况下，碰撞后电池可能不能完全下高压，影响人身安全。因此，为解决上述问题，需要提供一种碰撞断电装置及电池系统。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种碰撞断电装置及电池系统，电池系统中通过在电池高压回路上串联碰撞断电装置，并采用机械的方式断开高压，规避了继电器粘粘的问题，同时采用安全气囊系统的碰撞信号或过流信号作为切断信号，切断高压速度快，可靠性高。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.一种碰撞断电装置，包括：断电控制器、碰撞信号接收装置和机械断电装置，所述机械断电装置设有多个连接端子，所述多个连接端子至少包括第一端子、第二端子和控制信号输入端，所述控制信号输入端与所述断电控制器的输出端电连接，所述断电控制器的输入端与所述碰撞信号接收装置的输出端电连接，所述碰撞信号接收装置的输入端用于与电池管理单元或安全气囊系统电连接，所述第一端子和所述第二端子用于连入高压电池回路，所述机械断电装置用于通过机械方式使所述第一端子与所述第二端子之间断开。
7.可选的，还包括过流检测装置，所述过流检测装置用于检测高压回路短路电流，所述过流检测装置与所述断电控制器的输入端电连接。
8.可选的，所述碰撞信号接收装置与所述过流检测装置均通过硬线信号与所述断电控制器传输电信号。
9.可选的，还包括报警装置，所述报警装置与所述断电控制器电连接。
10.可选的，所述报警装置包括声音警报或灯光警报中的一种或多种。
11.可选的，还包括故障信息存储器，所述故障信息存储器与所述断电控制器电连接。
12.另一方面，本申请还提供一种电池系统，包括电池组、电芯监控单元、电池管理单元、负载和上述的一种碰撞断电装置，所述电池组与所述负载之间通过所述碰撞断电装置电连接，所述电芯监控单元与所述电池组电连接，所述电池管理单元与所述电芯监控单元电连接。
13.可选的，所述电池系统还包括安全气囊系统，所述安全气囊系统与所述碰撞信号接收装置电连接。
14.可选的，所述电池系统还包括安全气囊系统，所述安全气囊系统与所述电池管理单元电连接，所述电池管理单元内设有短路电流检测装置，所述电池管理单元与所述碰撞信号接收装置电连接。
15.可选的，所述碰撞断电装置与所述电池组的正极端或负极端电连接。
16.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型具有以下技术效果：
17.1)本实用新型提供了一种碰撞断电装置及电池系统，电池系统中通过在电池高压回路上串联碰撞断电装置，采用机械的方式断开高压，规避了继电器粘粘的问题；
18.2)采用安全气囊系统的碰撞信号或过流信号作为切断信号，且通过采用硬线信号传输，切断高压速度快，可靠性高；
19.3)可直接装配至原电池系统中且无需对当前的技术方案进行大幅度改动，将碰撞断电装置直接串联到高压回路并做好相应的高压防护即可，且电池管理单元的软硬件也无需大幅度改动，极大的降低了研发成本；
20.4)通过将碰撞断电装置设在电池系统端，从源头上切断高压，从整车系统角度，将碰撞断电装置设在电池系统端更加可靠且成本更低；
21.5)通过报警装置提示发生碰撞故障需要进行开包检查并更换碰撞断电装置，同时通过故障信息存储器对接收到的碰撞信息进行记录，便于检修时对故障信息和故障状态的复查。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，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的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还能够根据这些附图获得其它附图。
23.图1是本实用新型提供的实施例1中碰撞断电装置的原理框图。
24.图2是本实用新型提供的实施例2中碰撞断电装置的原理框图。
25.图3是本实用新型提供的实施例3中碰撞断电装置及与其他装置的连接关系的原理框图。
26.图4是本实用新型提供的实施例4中碰撞断电装置及与其他装置的连接关系的原理框图。
27.图5是本实用新型提供的实施例3及实施例4中电池系统的电路原理图。
28.图6是本实用新型提供的实施例5中电池系统的电路原理图。
29.其中，图中附图标记对应为：
[0030]1‑
断电控制器，2
‑
碰撞信号接收装置，3
‑
机械断电装置，4
‑
电池管理单元，5
‑
安全
气囊系统，6
‑
过流检测装置，7
‑
报警装置，8
‑
故障信息存储器，9
‑
电池组，10
‑
电芯监控单元，11
‑
负载，12
‑
短路电流检测装置，13
‑
碰撞断电装置。
具体实施方式
[0031]
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
[0032]
本实用新型的目的是提供一种碰撞断电装置及电池系统，电池系统中通过在电池高压回路上串联碰撞断电装置，采用机械的方式断开高压，规避了继电器粘粘的问题，同时采用安全气囊系统的碰撞信号或过流信号作为切断信号，切断高压速度快，可靠性高。
[0033]
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0034]
实施例1：
[0035]
参阅图1，一种碰撞断电装置，包括断电控制器1、碰撞信号接收装置2和机械断电装置3，机械断电装置3设有多个连接端子，多个连接端子至少包括第一端子、第二端子和控制信号输入端，控制信号输入端与断电控制器1的输出端电连接，断电控制器1的输入端与碰撞信号接收装置2的输出端电连接，碰撞信号接收装置2的输入端用于与电池管理单元4或安全气囊系统5电连接，第一端子和第二端子用于连入高压电池回路，机械断电装置3用于通过机械方式使第一端子与第二端子之间断开。采用机械的方式断开高压，规避了继电器粘粘的问题。
[0036]
碰撞信号接收装置2通过硬线信号与断电控制器1传输电信号。采用安全气囊系统的碰撞信号作为切断信号，且通过采用硬线信号传输，切断高压速度快，可靠性高。
[0037]
还包括报警装置7，报警装置7与断电控制器1电连接。报警装置7包括声音警报或灯光警报中的一种或多种。还包括故障信息存储器8，故障信息存储器8与断电控制器1电连接，故障信息存储器用于对相关的故障信息进行存储。通过报警装置提示发生碰撞故障需要进行开包检查并更换碰撞断电装置，同时通过故障信息存储器对接收到的碰撞信息进行记录，便于检修时对故障信息和故障状态的复查。
[0038]
实施例2：
[0039]
参阅图2，一种碰撞断电装置，包括断电控制器1、碰撞信号接收装置2和机械断电装置3，机械断电装置3设有多个连接端子，多个连接端子至少包括第一端子、第二端子和控制信号输入端，控制信号输入端与断电控制器1的输出端电连接，断电控制器1的输入端与碰撞信号接收装置2的输出端电连接，碰撞信号接收装置2的输入端用于与电池管理单元4或安全气囊系统5电连接，第一端子和第二端子用于连入高压电池回路，机械断电装置3用于通过机械方式使第一端子与第二端子之间断开。采用机械的方式断开高压，规避了继电器粘粘的问题。
[0040]
还包括过流检测装置6，过流检测装置6用于检测高压回路短路电流，过流检测装置6与断电控制器1的输入端电连接。碰撞信号接收装置2与过流检测装置6均通过硬线信号与断电控制器1传输电信号。采用安全气囊系统的碰撞信号或过流信号作为切断信号，且通
过采用硬线信号传输，切断高压速度快，可靠性高。
[0041]
还包括报警装置7，报警装置7与断电控制器1电连接。报警装置7包括声音警报或灯光警报中的一种或多种。还包括故障信息存储器8，故障信息存储器8与断电控制器1电连接。通过报警装置提示发生碰撞故障需要进行开包检查并更换碰撞断电装置，同时通过故障信息存储器对接收到的碰撞信息进行记录，便于检修时对故障信息和故障状态的复查。
[0042]
实施例3：
[0043]
参阅图3和图5，一种电池系统，包括电池组9、电芯监控单元10、电池管理单元4、负载11及实施例1中的碰撞断电装置，电池组9与负载11之间通过碰撞断电装置13电连接，电芯监控单元10与电池组9电连接，电池管理单元4与电芯监控单元10电连接。本实施例中，碰撞断电装置13与电池组9的正极端电连接，在其他实施例中，碰撞断电装置13与电池组9的负极端电连接。可直接装配至原电池系统中且无需对当前的技术方案进行大幅度改动，将碰撞断电装置直接串联到高压回路并做好相应的高压防护即可，且电池管理单元的软硬件也无需大幅度改动，极大的降低了研发成本。通过将碰撞断电装置设在电池系统端，从源头上切断高压，从整车系统角度，将碰撞断电装置设在电池系统端更加可靠且成本更低。
[0044]
电池系统还包括安全气囊系统5，安全气囊系统5与碰撞信号接收装置2电连接。
[0045]
本实施例的工作原理为：碰撞断电装置布置在电池系统正极端，由于其信号线与安全气囊系统相连，当srs发出碰撞信号时，碰撞断电装置内部自行切断高压连接，高压电池回路的高压连接也就被切断，这时高压电池对车辆负载无电流电压输出。
[0046]
实施例4：
[0047]
参阅图4和图5，一种电池系统，包括电池组9、电芯监控单元10、电池管理单元4、负载11及实施例2中的碰撞断电装置，电池组9与负载11之间通过碰撞断电装置13电连接，电芯监控单元10与电池组9电连接，电池管理单元4与电芯监控单元10电连接。可直接装配至原电池系统中且无需对当前的技术方案进行大幅度改动，将碰撞断电装置直接串联到高压回路并做好相应的高压防护即可，且电池管理单元的软硬件也无需大幅度改动，极大的降低了研发成本。本实施例中，碰撞断电装置13与电池组9的正极端电连接，在其他实施例中，碰撞断电装置13与电池组9的负极端电连接。通过将碰撞断电装置设在电池系统端，从源头上切断高压，从整车系统角度，将碰撞断电装置设在电池系统端更加可靠且成本更低。
[0048]
电池系统还包括安全气囊系统5，安全气囊系统5与碰撞信号接收装置2电连接。本实施例中，安全气囊系统出发的碰撞信号及过流检测装置检测到高压回路中的短路电流后发出的信号均作为切断高压回路的切断信号。
[0049]
本实施例的工作原理为：碰撞断电装置布置在电池系统正极端，由于其信号线与安全气囊系统相连，当安全气囊系统发出碰撞信号或过流检测装置检测到高压电池回路上有短路电流流过时，碰撞断电装置内部自行切断高压连接，高压电池回路的高压连接也就被切断，这时高压电池对车辆负载无电流电压输出。采用安全气囊系统的碰撞信号或过流信号作为切断信号，且通过采用硬线信号传输，切断高压速度快，可靠性高。
[0050]
实施例5：
[0051]
参阅图6，一种电池系统，包括电池组9、电芯监控单元10、电池管理单元4、负载11及实施例1中的碰撞断电装置，电池组9与负载11之间通过碰撞断电装置13电连接，电芯监控单元10与电池组9电连接，电池管理单元4与电芯监控单元10电连接。
[0052]
本实施例中，碰撞断电装置13与电池组9的正极端电连接，在其他实施例中，碰撞断电装置13与电池组9的负极端电连接。通过将碰撞断电装置设在电池系统端，从源头上切断高压，从整车系统角度，将碰撞断电装置设在电池系统端更加可靠且成本更低。
[0053]
电池系统还包括安全气囊系统5，安全气囊系统5与电池管理单元4电连接，电池管理单元4内设有短路电流检测装置12，电池管理单元4与碰撞信号接收装置2电连接。
[0054]
本实施例的工作原理为：碰撞断电装置依然布置在电池系统正极端，但其信号线与电池管理单元相连，电池管理单元再与安全气囊系统相连。当安全气囊系统发出碰撞信号时，安全气囊系统将信号传递给电池管理单元，电池管理单元再将信号传递给碰撞断电装置，碰撞断电装置收到信号后内部自行切断高压连接，高压电池回路的高压连接也就被切断，这时高压电池对车辆负载无电流电压输出。另外一种情况，电池管理单元内设有短路电流检测装置，当电池管理单元检测到高压电池回路上有短路电流通过时，电池管理单元同样会将信号传递给碰撞断电装置，该装置收到短路电流信号也能切断高压回路，避免短路电流对电池本身及车辆负载产生危害。
[0055]
上述提到的控制原理是本领域技术人员根据已有知识可实现相应的功能，本申请的改进在于元器件连接关系的改进，最终达到下述的技术效果：
[0056]
1)本实用新型提供了一种碰撞断电装置及电池系统，电池系统中通过在电池高压回路上串联碰撞断电装置，采用机械的方式断开高压，规避了继电器粘粘的问题；
[0057]
2)采用安全气囊系统的碰撞信号或过流信号作为切断信号，且通过采用硬线信号传输，切断高压速度快，可靠性高；
[0058]
3)可直接装配至原电池系统中且无需对当前的技术方案进行大幅度改动，将碰撞断电装置直接串联到高压回路并做好相应的高压防护即可，且电池管理单元的软硬件也无需大幅度改动，极大的降低了研发成本；
[0059]
4)通过将碰撞断电装置设在电池系统端，从源头上切断高压，从整车系统角度，将碰撞断电装置设在电池系统端更加可靠且成本更低；
[0060]
5)通过报警装置提示发生碰撞故障需要进行开包检查并更换碰撞断电装置，同时通过故障信息存储器对接收到的碰撞信息进行记录，便于检修时对故障信息和故障状态的复查。
[0061]
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。