高低压互锁装置及利用其实现上下电的方法与流程

本发明涉及电路技术领域，具体涉及一种高低压互锁装置及利用其实现上下电的方法。

背景技术：

电动汽车在我国迅速发展，其中动力电池电压较高，具有潜在的不安全性。一般来说，电动车辆上具有高压动力电池组和低压铅酸电池以分别进行动力供电及控制器等低压设备供电。在车辆运行过程中，对车辆高低压回路的上电、下电顺序有严格的规定，以保证控制器正常的故障诊断、继电器的正常闭合，避免造成安全事故或者损坏用电设备。

当前电动车上下电顺序均通过软件来保证，低压开关闭合后，控制器检测到信号启动正常的上电流程，由于高压继电器均是常开继电器，控制器带电后才能闭合高压继电器，这样是能够保证低压先上电，高压后上电。但是断电时，有可能造成低压系统先断电，而高压系统再断电，容易出现安全隐患。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何保证高低压正常的上电、断电，防止误操作引起的安全隐患。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高低压互锁装置，包括低压系统和高压系统，所述低压系统包括低压开关2、互锁开关3、控制器4及蓄电池1，所述控制器4一端通过低压开关2和互锁开关3接到低压蓄电池1正极上，另一端与蓄电池1负极相连，所述互锁开关3和低压开关2并联，所述低压开关2为车上的手动开关，互锁开关3由控制器4控制；

所述高压系统包括动力电池组5、预充继电器8、主正继电器9、主负继电器7、负载6、预充电阻10和预充熔断器11；动力电池组5、主正继电器9、负载6、主负继电器7依次串联构成高压回路，预充继电器8、主正继电器9和主负继电器7三个继电器均由所述控制器4控制；预充继电器8、预充电阻10和预充熔断器11依次串联构成预充支路，预充支路连接在主正继电器9的两端，预充电阻10用于控制预充支路接入时的电流大小，在动力电池组5两端布置第一电压传感器13，负载6两端布置第二电压传感器14，在高压回路还布置电流传感器15，电流传感器15一端连接动力电池组5的一端，另一端连接主负继电器7的一端；

所述控制器4用于通过检测高压系统状态来控制高、低压系统的上、下电，以确保上电时，低压系统先上电而高压系统后上电，下电时，高压系统先下电，低压系统后下电。

优选地，负载6与主负继电器7之间还连接有熔断器12。

优选地，所述预充电阻10为铝壳电阻。

本发明还提供了一种利用所述的装置实现电动车上下电的方法，

上电流程包括以下步骤：

步骤101，低压开关2闭合，低压系统上电；

步骤102，控制器4控制预充继电器8、主负继电器7闭合；

步骤103，控制器4对第一电压传感器13和第二电压传感器14采集的电压数据进行分析，当负载6端电压大于动力电池组5两端电压的80％时，进入步骤105；当检测到负载6端电压小于或等于动力电池组5两端电压的80％时，则进入步骤104；

步骤105，主正继电器9闭合，互锁开关3闭合，预充继电器8断开，高压系统上电，上电成功；

步骤104，判断预充时间，如果预充时间小于预定值T0，则预充尚未完成，进入步骤106；如果预充时间大于或等于预定值T0，则进入步骤107；

步骤106，等待；

步骤107，断开预充继电器8、主负继电器7，发送上电失败故障信息；

下电流程包括以下步骤：

步骤201，手动断开低压开关2；

步骤202，控制器4检测高压系统电流，若电流小于一定阈值则进入步骤204；否则进入步骤203；

步骤204，断开主正继电器9后进入步骤206；

步骤203，请求停止负载6工作后进入步骤205；

步骤205，判断等待时间是否大于预定值，如果大于预定值则进入步骤207；否则返回到步骤202继续检测电流；

步骤207，发送总线过流，下电失败故障信息；

步骤206，判断负载6两端电压是否小于预定值，如果小于则进入步骤208；否则进入步骤209；

步骤208，断开主负继电器7，高压系统断电，再断开互锁开关3，低压系统断电，下电成功；

步骤209，发送下电失败故障。

(三)有益效果

本发明通过在低压开关并联一互锁开关，防止低压开关突然断开造成的低压系统断电，保证了控制器的上下电的状态监测时间，确保上电时，低压先上电而高压后上电；下电时，高压先下电，低压后下电，能够有效的保证上下电的用电安全。

附图说明

图1为本发明实施例提供的互锁装置的低压系统连接图；

图2为本发明实施例提供的互锁装置的高压系统连接图；

图3位本发明实施例提供的上电控制策略流程图；

图4为本发明实施例提供的下电控制策略流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明提供的电压互锁装置，包括高压系统和低压系统，低压系统连接如图1所示，主要包含低压开关2，互锁开关3，控制器4及低压蓄电池1。控制器4一端(供电端)通过低压开关2和互锁开关3接到低压蓄电池1正极上，另一端与蓄电池1负极相连。互锁开关3和低压开关2并联。低压开关2为车上的手动开关，互锁开关3由控制器4控制。

本发明提供的电压互锁装置，高压系统组成的高压回路如图2所示，主要包括动力电池组5，预充继电器8、主正继电器9，主负继电器7及负载6。三个继电器均由图1的控制器4控制，它们为常开开关，即当控制器不提供继电器电信号时，这三个继电器均断开。为了防止上电时容性负载的大电流冲击而损坏继电器，高压回路设置了预充支路，预充支路由预充继电器8、预充电阻10、预充熔断器11构成，预充电阻10是为了控制预充支路接入时的电流大小，优选铝壳电阻以便散热。预充熔断器11防止过流对预充继电器8造成损害。在高压回路中还布置了熔断器12，防止过流引起的严重事故。为了检测上下电状态，分别在动力电池组5两端和负载6两端均布置了第一电压传感器13、第二电压传感器14，在高压回路还布置了电流传感器15。所述主正继电器9一端连接动力电池组5正极，一端与负载6正极相连。所述主负继电器7一端连接动力电池组5负极，一端与熔断器12相连，熔断器12与负载6负极相连。

本发明提供的上电流程如图3所示。首先进入步骤101，低压开关2闭合，低压系统上电。进入步骤102，控制器4控制预充继电器8、主负继电器7闭合。进入步骤103，控制器4对第一电压传感器13和第二电压传感器14采集的电压数据进行分析，当负载6端电压大于动力电池组5两端电压的80％时，进入步骤105，主正继电器9闭合，互锁开关3闭合，预充继电器8断开，高压系统上电，上电成功。当检测到负载6端电压小于等于动力电池组5两端电压的80％时，则判断预充时间(步骤104)，如果预充时间小于预定值T0，则预充尚未完成，不进行操作(步骤106)，如果预充时间大于等于预定值T0，则断开预充继电器8、主负继电器7，发送上电失败故障信息(步骤107)。

本发明提供的下电流程如图4所示。下电时，手动断开低压开关2(步骤201)，控制器4检测高压系统电流(步骤202)，若电流小于一定阈值则断开主正继电器9(步骤204)；否则请求停止负载6工作(步骤203)，再判断等待时间是否大于预定值(步骤205)，如果大于预定值则发送总线过流(通过电流传感器15检测)，下电失败故障(步骤207)，否则返回到步骤202继续检测电流。步骤204断开主正继电器9之后，再判断负载6两端电压是否小于预定值(步骤206)，如果小于则断开主负继电器7，高压系统断电，控制器4再断开互锁开关3，低压系统断电，下电成功(步骤208)；否则控制器4发送下电失败故障(步骤209)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。