[發明專利]一種車輛的安全裝置

有效

• 申請號: 201210560188.6
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103879291A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 鄧小明;谷俊民
• 申請（專利權）人: 北汽福田汽車股份有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;H02H7/18
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及車輛工程技術領域，特別涉及一種車輛的安全裝置。

背景技術

在能源危機及環境保護的壓力下，在各級政府的推動下，新能源汽車近年來獲得了較快發展，但也出現出一些安全隱患與安全事故，例如杭州出現的電動出租車燃燒事件、上海出現的電動客車燃燒事件，深圳出現的電動出租車爆炸事件等，人們對新能源汽車的安全性提出了質疑。盡管新能源汽車高壓電路的設計者在產品開發之初就已經考慮了其安全性，如漏電檢測、高壓絕緣、預充電保護、過流過壓保護、電池充電保護、故障報警以及接插件防錯等。但在一些細節的處理和極限條件下的狀態考慮還不完善，例如預充電保護電路的位置處理，電池充電過程中安全及人性化設計，電池組自身短路時的安全管理以及新能源汽車發生碰撞時的安全策略等等。

在預充電保護設計電路的方面，對于新能源汽車由于其高壓直流母線有大電容存在，就必須要求有預充電電路。電容并聯在電源兩端，當電源接通瞬間，電容兩端的電壓不會突變，而電容兩端的電流會突變。剛接通電源瞬間，電容器兩端相當于短路，這是電容器的工作原理所決定的。預充電電路在這里起到了電源接通瞬間限制電容器充電電流的作用，以保護整流器的元件以及主電路中的直流接觸器，使其不會因為電容器瞬間的大電流而損壞。而目前大多數新能源汽車的預充電電路設計及運用中僅對電機逆變器的電解或薄膜電容進行了預充電保護，忽略了對其它控制器，例如電動空調、電動空壓機/真空泵、DC/DC等電容進行預充電保護，導致其不時發生主電路中的直流接觸器因瞬間充電電流過大而造成觸點粘接以及整流器元件的損壞。

在電池充電過程中安全及人性化設計方面，充電過程中不允許車輛啟動、未充電時充電插座不允許帶電以及充電連接插頭插座防錯等是必不可少的安全措施，這些一般通過CAN通訊及軟件來實現。然而，由于在充電過程中電池組需要通過風扇風道等進行熱交換（散熱或加熱）。熱交換所需的電源（12V或24V）供給，在現有技術中是通過點火開關閉合后提供的。同時，通過DC/DC對低壓（12V或24V）電瓶充電。由于點火鑰匙保留在車上，不僅存在充電過程需要人員照看的問題，而且由于DC/DC的工作以及所有通過點火開關ON（閉合）檔的低壓電源均處于接通狀態還存在消耗電池組能量的問題，特別是在夜間充電該問題尤顯突出。

新能源汽車在極限狀態下的安全措施方面，現有技術與實際運行的新能源汽車中，具備了在正常情況下的安全保護措施，例如漏電檢測、高壓絕緣、預充電保護、過壓保護、電池充電保護、故障報警和接插件防錯等。但在出現電池組自身短路、車輛發生碰撞等極限狀態時，現有電路設計中的安全保護措施沒有得到充分體現。

在泄荷功能的方面，一般大功率逆變器中如驅動電機逆變器的直流母線兩端上并聯有幾千微法的大電容，在車輛停止運行時，高壓電路被斷開，由于大電容的儲能功能，使直流母線兩端的高壓電荷不能及時消除，存在潛在的危險電壓，以致可以使人員發生觸電。以觸電電擊的形式傷害到使用者的潛在危險電壓，其幅值范圍一般是以電壓幅值的方式進行衡量的，國標里面的定義是交流25V和直流60V。

發明內容

為此，本發明的目的在于提出一種車輛的安全裝置。該發明使得對車輛安全設計的細節及極限狀態下安全策略進行了完善與規范，最大限度地增加車輛安全電路的規范性，提高人們對新能源汽車的安全感。

為了實現上述目的，根據本發明的實施例的一種車輛的安全裝置包括以下模塊：電池組，其中所述電池組包括多個電池模組，相鄰兩個電池模組之間串接保險絲；預充電模塊，所述預充電模塊與相鄰的所述電池模組的正極端、所述車輛的逆變器、電動空調控制器、直流斬波器DC/DC和電機控制器相連，用于在所述逆變器、整車控制器和電池管理系統狀態正常時，對所述逆變器、電動空調控制器、直流斬波器DC/DC和電機控制器進行預充電保護；充電模塊，所述充電模塊與所述整車控制器、電池管理系統和所述電池組的散熱器件相連，用于在電池管理系統控制所述電池組充電過程中，根據散熱器件的溫度信息控制散熱器件的啟動或停止。

在本發明的一個實施例中，每個所述電池模組的電壓為60V。

在本發明的一個實施例中，所述保險絲的熔斷電流為主保險絲熔斷電流的1.2-1.5倍。

在本發明的一個實施例中，所述預充電模塊包括：預充電阻；預充繼電器，所述預充繼電器與所述預充電阻相連，用于在所述逆變器、整車控制器和電池管理系統狀態正常時，由所述電池管理系統控制所述預充繼電器閉合，并在達到預充電壓時斷開所述預充電繼電器，完成預充電。