一种高压放电控制系统及方法与流程

1.本技术一个或多个实施例涉及新能源技术领域，尤其涉及一种高压放电控制系统及方法。


背景技术：

2.随着新能源车辆技术的飞速发展和在社会市场上的大量普及应用，众多新能源车辆生产制造厂商都已经开发并上市了具备放电功能的汽车。但是，当前电动汽车采用的放电方式一般是单一的电驱系统放电，此种方式在执行放电时，放电系统响应速度慢，完全放电需要较长时间，且容易发生电驱系统发生故障无法实施放电的情况。因此，在车辆发生碰撞时，采用单一的电驱系统放电方式，会导致整车高压电路存储在电容中的电能对用户构成重大安全威胁。如何在车辆发生碰撞的情况下快速释放整车高压电路中的电能是本领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本技术提供一种高压放电控制系统及方法，以解决相关技术中的不足。
4.根据本技术一个或多个实施例的第一方面，提供一种高压放电控制系统，该系统包括：控制器和高压电路，所述高压电路包括：
5.电池组，以及由所述电池组的第一端和第二端分别连接的第一线路和第二线路；
6.整车电容，其第一端连接于第一线路，第二端连接于第二线路；
7.第一高压继电器，位于所述第一线路，所述第一高压继电器连接于所述电池组的第一端与所述整车电容的第一端之间；
8.预充电阻与第二高压继电器串联构成的第三线路，所述第三线路并联至所述第一高压继电器两端；
9.常开式烟火开关，其一端连接于所述预充电阻与所述第二高压继电器之间，另一端连接于所述第二线路；
10.开关组件，位于所述第二线路，所述开关组件连接于所述电池组的第二端与所述常开式烟火开关的另一端之间；
11.所述控制器与所述高压电路相连，用于确定车辆的运行状态以及所述车辆的高压电路是否存在损坏风险，并在所述运行状态为碰撞状态且所述车辆的高压电路存在损坏风险的情况下，控制所述第一高压继电器、所述第二高压继电器、所述开关组件、所述常开式烟火开关的通断，使得所述预充电阻、所述常开式烟火开关与所述整车电容形成第一放电电路，以由所述预充电阻对所述整车电容进行放电。
12.可选的，所述开关组件包括：第三高压继电器和/或常闭式烟火开关，响应于所述控制器在所述碰撞状态下的控制，由闭合状态转为断开状态，以断开所述电池组与所述整车电容之间的连接。
13.可选的，所述控制器通过向所述常开式烟火开关和所述常闭式烟火开关发送硬线
碰撞信号以控制其通断；所述控制器通过向所述第一、第二和第三高压继电器对应的控制端发送硬线碰撞信号和can碰撞信号，以由该控制端控制所述第一、第二和第三高压继电器的通断。
14.可选的，在所述高压放电控制系统应用于车辆的情况下，所述控制器为所述车辆中的安全气囊控制器，所述第一、第二和第三高压继电器对应的控制端为所述车辆中的动力电池管理系统。
15.可选的，所述高压电路还包括：电驱系统，所述电驱系统的两端分别连接至所述第一线路和所述第二线路；其中，在所述控制器根据所述碰撞状态控制所述第一高压继电器、所述第二高压继电器、所述开关组件断开的情况下，所述电驱系统与所述整车电容形成第二放电电路，以由所述电驱系统对所述整车电容进行放电。
16.可选的，在所述高压放电控制系统应用于车辆的情况下，所述控制器为所述车辆中的安全气囊控制器，该安全气囊控制器通过向所述车辆中的电机控制器发送硬线碰撞信号及can碰撞信号，使得所述电机控制器控制所述电驱系统对所述整车电容进行放电。
17.根据本技术一个或多个实施例的第二方面，提供一种车辆，所述车辆包括如上述第一方面的实施例中所述的高压放电控制系统。
18.根据本技术一个或多个实施例的第三方面，提供一种高压放电控制方法，应用于如上述第一方面的实施例中所述的控制器，该方法包括：
19.确定车辆的运行状态以及所述车辆的高压电路是否存在损坏风险；
20.在所述运行状态为碰撞状态且所述车辆的高压电路存在损坏风险的情况下，控制所述第一高压继电器、所述第二高压继电器、所述开关组件、所述常开式烟火开关的通断，使得所述预充电阻、所述整车电容与所述常开式烟火开关形成第一放电电路，以由所述预充电阻对所述整车电容进行放电。
21.根据本技术一个或多个实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：
22.处理器；
23.用于存储处理器可执行指令的存储器；
24.其中，所述处理器通过运行所述可执行指令以实现如上述第三方面的实施例中所述的方法。
25.根据本技术一个或多个实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如上述第三方面的实施例中所述方法的步骤。
26.由以上技术方案可见，本技术一个或多个实施例中，在车辆发生碰撞时，通过控制器来控制第一高压继电器、第二高压继电器、常开式烟火开关以及开关组件的通断，使得常开式烟火开关与预充电阻、整车电容形成第一放电电路，以由预充电阻对整车电容进行放电。由于烟火开关由硬线发出的碰撞信号触发，因此具有响应迅速的优点。可以实现在车辆发生碰撞的情况下，通过第一放电电路充分快速地放掉整车高压电路存储在电容中的电能，保证安全。
27.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
28.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
29.图1是一示例性实施例提供的一种高压放电控制系统的架构示意图。
30.图2是一示例性实施例提供的一种高压电路的电路图。
31.图3是一示例性实施例提供的一种车辆内部控制系统的架构图。
32.图4是一示例性实施例提供的车辆内部控制系统在车辆发生碰撞时进行放电控制的流程图。
33.图5是一示例性实施例提供的一种高压放电控制方法。
34.图6是一示例性实施例提供的一种高压放电控制装置的框图。
具体实施方式
35.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
36.需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本技术示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本技术所描述的更多或更少。此外，本技术中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本技术中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。
37.当前电动汽车采用的放电方式一般是单一的电驱系统放电，此种方式在执行放电时，放电系统响应速度慢，完全放电需要较长时间，且容易发生电驱系统发生故障无法实施放电的情况。因此，在车辆发生碰撞时，采用单一的电驱系统放电方式，会导致整车高压电路存储在电容中的电能对用户构成重大安全威胁。如何在车辆发生碰撞的情况下快速释放整车高压电路中的电能是本领域技术人员亟待解决的问题。
38.本技术提供一种高压放电控制系统及方法，可以通过控制第一高压继电器、第二高压继电器、常开式烟火开关以及开关组件的通断，使得常开式烟火开关与预充电阻、整车电容形成第一放电电路。该第一放电电路与整车电容、电驱系统形成的第二放电电路互为冗余，可以实现在车辆发生碰撞时，通过两个放电电路充分快速地释放整车高压电路存储在电容中的电能，保证安全。
39.图1是一示例性实施例提供的一种高压放电控制系统的架构示意图，该系统包括控制器110和高压电路120。控制器与高压电路相连，用于确定车辆的运行状态以及所述车辆的高压电路是否存在损坏风险，并在车辆的运行状态为碰撞状态且车辆的高压电路存在损坏风险的情况下，控制高压电路中对应开关的通断，使得高压电路进行放电。
40.图2是一示例性实施例提供的一种高压电路的电路图。参考图2，该高压电路包括电池组210，由电池组的第一端和第二端分别连接的第一线路220和第二线路230，整车电容c，预充电阻r，第一高压继电器240，第二高压继电器250，开关组件260，常开式烟火开关270。
41.整车电容的第一端连接于第一线路，其第二端连接于第二线路。整车电容包括整
车x电容和整车y电容，用于消除干扰并存储整车高压电路的电能。第一高压继电器位于第一线路，分别与电池组的第一端以及整车电容的第一端连接。第二高压继电器与预充电阻构成第三线路，该第三线路并联于第一高压继电器两端，用于电池组对整车电容进行预充电。常开式烟火开关的一端连接于预充电阻与第二高压继电器之间，另一端连接于第二线路。该常开式烟火开关只有在车辆发生碰撞时才会被触发，由断开状态转为闭合状态。开关组件位于第二线路，分别与电池组的第二端以及常开式烟火开关的另一端连接。
42.在一实施例中，开关组件包括第三高压继电器和/或常闭式烟火开关。与常开式烟火开关类似，常闭式烟火开关只有在车辆发生碰撞时才会被触发，由闭合状态转为断开状态，且因为烟火开关通过硬线与控制器相连，具有响应迅速的优点，因此常闭式烟火开关可以在车辆发生碰撞时，响应于硬线碰撞信号，迅速断开，快速切断电池组与整车电容之间的连接。当高压电路中同时存在常闭式烟火开关与第三高压继电器时，两者互为冗余，可以实现在车辆发生碰撞、且其中一方没有及时断开的情况下，通过另一方的断开来迅速切断电池组与整车电容的连接。
43.在一实施例中，高压电路还包括电驱系统280。电驱系统的两端分别连接至第一线路与第二线路，使得该电驱系统与整车电容并联，且与整车电容相比，电驱系统位于远离电池组一侧。当车辆发生碰撞时，控制器根据车辆的碰撞状态控制第一、第二、第三高压继电器断开，使得电驱系统与整车电容形成第二放电电路，进而由电驱系统对整车电容进行放电。
44.下面将详细介绍高压电路在常规情况下的充放电过程以及车辆碰撞状态下的放电过程。
45.当高压电路在常规情况下进行充电时，车辆的整车控制器对第一、第二和第三高压继电器对应的控制端发送充电请求，该控制端基于接收到的充电请求闭合第二高压继电器与第三高压继电器，使得电池组通过预充电阻对整车电容进行预充电，因此第二高压继电器与预充电阻构成的第三线路，也可以称作预充电电路。预充电电路可以限制电池组接通瞬间对整车电容充电的电流，从而保护电路元器件不会因整车电容瞬间的短路电流而损坏，保证高压上升时电路的安全。当电池组电压与高压电路的电压达到规定压差范围内后，闭合第一高压继电器、断开第二高压继电器，使得电池组对整车电容继续充电。
46.当高压电路在常规情况下进行放电时，车辆的整车控制器对第一、第二和第三高压继电器对应的控制端发送放电请求，该控制端基于接收到的放电请求断开第一高压继电器和第三高压继电器，以此切断电池组与整车电容的连接，使得电池组停止对整车电容进行充电。此时，整车电容与电驱系统形成第二放电电路，可以使得电驱系统对整车电容进行放电。
47.当高压电路在车辆发生碰撞的情况下进行放电时，控制器向常开式烟火开关和常闭式烟火开关发送硬线碰撞信号，同时控制器向第一、第二、第三高压继电器对应的控制端发送硬线碰撞信号和can碰撞信号。常闭式烟火开关响应于硬线碰撞信号被触发，由闭合状态转为断开状态，且第一、第二、第三高压继电器响应于硬线碰撞信号或can碰撞信号断开，从而使得电池组停止对整车电容进行充电。此时，整车电容可以跟电驱系统形成第二放电电路，使得电驱系统对整车电容进行放电。而常开式烟火开关响应于硬线碰撞信号被触发，由断开状态转为闭合状态，此时，预充电阻可以作为放电电阻，与整车电容构成第一放电电
路，使得预充电组对整车电容进行放电。也就是说，当车辆发生碰撞时，控制器可以根据车辆的碰撞状态控制高压电路中第一、第二、第三高压继电器、常闭式烟火开关与常开式烟火开关的通断，从而形成两个放电电路同时对整车电容进行放电，实现车辆高压电路极速断电、放电，保证车辆安全。
48.图3是一示例性实施例提供的一种车辆内部控制系统的架构图。如图3所示，当前述高压放电控制系统应用于车辆时，其内部控制系统包括控制器110、整车控制器、动力电池管理系统、电机控制器、烟火开关。其中，烟火开关包括常开式烟火开关以及常闭式烟火开关，动力电池管理系统为前述第一、第二、第三高压继电器对应的控制端。在图3中，实线连接表示硬线连接，点划线连接表示通过can信号连接。由图可知，整车控制器、动力电池管理系统、电机控制器、控制器110分别连接于can总线，且控制器110分别与整车控制器、动力电池管理系统、电机控制器通过硬线连接，因此，在车辆发生碰撞时，控制器110可以分别向整车控制器、动力电池管理系统、电机控制器发送硬线碰撞信号和can碰撞信号，使得整车控制器、动力电池管理系统、电机控制器做出相应的处理措施。且整车控制器、动力电池管理系统、电机控制器互相之间可以通过can总线互相传递can碰撞信号。同时，控制器110与烟火开关通过硬线连接，可以向烟火开关发送硬线碰撞信号来控制其通断，使得高压电路进行放电。
49.在一实施例中，控制器110可以为安全气囊控制器。安全气囊控制器可以通过碰撞传感器确定车辆的运行状态。当车辆发生碰撞时，碰撞传感器负责捕获碰撞信号并发送至安全气囊控制器，安全气囊控制器对该碰撞信号进行分析判断。在判断出车辆的高压电路存在损坏风险的情况下，安全气囊控制器向整车控制器、动力电池管理系统、电机控制器以及烟火开关发出硬线碰撞信号及can碰撞信号，以此控制车辆高压电路进行放电。同时，安全气囊控制器发出点火指令驱动气体发生器点火，从而引爆安全气囊，保证车辆发生碰撞时车上驾驶员与乘员的安全。
50.图4是一示例性实施例提供的车辆内部控制系统在车辆发生碰撞时进行放电控制的流程图，如图4所示：
51.s401，车辆的碰撞传感器实时监测车辆的运行状态。
52.s402，判断车辆的运行状态是否为碰撞状态。当检测到车辆的运行状态为碰撞状态时，碰撞传感器将捕获到的碰撞信号发送至安全气囊控制器；当检测到车辆的运行状态为正常状态时，返回s401，碰撞传感器持续监测车辆的运行状态。
53.s403，安全气囊控制器接收碰撞传感器发送的碰撞信号，并根据该碰撞信号判断车辆高压电路是否有损坏风险；如果判断出高压电路无损坏风险，则执行s404；如果判断出高压电路有损坏风险，则执行s405。
54.s404，在车辆发生碰撞、且高压电路无损坏风险的情况下，车辆执行相应的安全措施，并在安全措施执行完成后，结束该流程。
55.s405，在车辆发生碰撞、且高压电路有损坏风险的情况下，安全气囊控制器分别向整车控制器、动力电池管理系统、电机控制器、烟火开关同时发出硬线碰撞信号及can碰撞信号，以控制高压电路进行放电。
56.s406，常闭式烟火开关和常开式烟火开关响应于硬线碰撞信号被触发，其中，常闭式烟火开关由闭合状态转为断开状态，以切断电池组与整车电容之间的连接，使得电池组
停止对整车电容进行充电。同时，常开式烟火开关由断开状态转为闭合状态，使得预充电组与整车电容形成第一放电电路，以由预充电组对整车电容进行放电。
57.s407，整车控制器接收安全气囊控制器发送的硬线碰撞信号或can碰撞信号，并基于此信号立即控制车辆其他系统进入安全状态，以确保车辆碰撞状态下的车辆安全。
58.s408，动力电池管理系统接收安全气囊控制器发送的硬线碰撞信号或can碰撞信号，并基于此信号立即控制第一高压继电器和第三高压继电器断开，以切断电池组与整车电容之间的连接，使得电池组停止对整车电容进行充电。此时，电驱系统与整车电容形成第二放电电路。
59.s409，电机控制器接收安全气囊控制器发送的硬线碰撞信号或can碰撞信号，并基于此信号立即控制电驱系统对整车电容进行放电。
60.s410，电机控制器在控制电驱系统对整车电容进行放电后，负责检测并判断高压电路的电压是否小于60v直流电。如果判断出高压电路的电压大于60v直流电，则返回s410，令电机控制器控制电驱系统对整车电容持续放电；如果判断出高压电路的电压小于60v直流电，则执行s412。
61.s411，流程结束。
62.图5是一示例性实施例提供的一种高压放电控制方法，应用于前述内容提及的控制器110。如图5所示，该方法包括：
63.s501，确定车辆的运行状态以及所述车辆的高压电路是否存在损坏风险。
64.在一实施例中，控制器可以包括监测模块和判断模块。监测模块用于监测并确定车辆的运行状态。判断模块用于对检测到的车辆碰撞状态进行分析判断，并根据判断结果发出相关指令。
65.s502，在所述运行状态为碰撞状态且所述车辆的高压电路存在损坏风险的情况下，控制所述第一高压继电器、第二高压继电器、开关组件、常开式烟火开关的通断，使得所述预充电阻、整车电容与常开式烟火开关形成第一放电电路，以由所述预充电阻对所述整车电容进行放电。
66.当控制器检测到车辆当前的运行状态为碰撞状态、且判断出车辆的高压电路存在损坏风险时，控制器通过硬线和can两种方式分别发出硬线碰撞信号和can碰撞信号，以控制高压电路放电。
67.在一实施例中，常开式烟火开关响应于硬线碰撞信号被触发，由断开状态转为闭合状态，将预充电阻、整车电容串联成回路，即形成前文所述的第一放电电路，使得预充电阻对整车电容进行放电。同样的，常闭式烟火开关响应于硬线碰撞信号被触发，由闭合状态转为断开状态，以确保切断电池组与整车电容之间的连接，停止车辆的充电过程。
68.控制器基于硬线碰撞信号或can碰撞信号控制高压电路中的第一高压继电器和第三高压继电器断开，由此切断电池组与整车电容的连接，停止充电过程。由此，可以使整车电容与电驱系统形成第二放电电路，使得电驱系统对整车电容进行放电。具体放电控制过程可以参见图4，此处不再赘述。通过第一放电电路和第二放电电路同时放电，可以在车辆发生碰撞时实现车辆高压电路极速断电、放电，保证安全。
69.与上述方法实施例相对应，本技术还提供了一种装置的实施例。
70.图6是一示例性实施例提供的一种高压放电控制装置的框图。参照图6，该装置包
括确定单元602、控制单元604，其中：
71.确定单元602，被配置为确定车辆的运行状态以及所述车辆的高压电路是否存在损坏风险。
72.控制单元604，被配置为在车辆运行状态为碰撞状态且车辆的高压电路存在损坏风险的情况下，控制所述第一高压继电器、第二高压继电器、开关组件、常开式烟火开关的通断，使得所述预充电阻、整车电容与常开式烟火开关形成第一放电电路，以由所述预充电阻对所述整车电容进行放电。
73.上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
74.上述实施例阐明的装置或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。
75.在一个典型的配置中，计算机包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
76.内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
77.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带、磁盘存储、量子存储器、基于石墨烯的存储介质或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
78.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。