一种用于保护高压电池用电系统的设备和具有该设备的车辆的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用电系统的保护设备，尤其涉及一种保护高压电池用电系统 的设备。
【背景技术】
[0002] 乘用车常常包括用于操作车辆的电气系统和动力传动系统的电池。例如，在混合 电动车辆（"ffiV"）、插电式混合电动车辆（"PHEV"）、燃料电池电动车辆（"FCEV"）或纯 电动车辆（"EV"）中，可将高压电池用于向车辆的电动或动力传动部件提供动力。高压电 池可储存高压电能，该高压电能可经由具有正、负导线或导轨的高压总线传递至车辆系统。 高压电池可经由一个或多个选择性切换的接触器选择性地联接到正、负导线或导轨。然而， 由于高压电池提供的是高压电能，用于该高压电池用电系统的接触器可能随着使用时间的 流逝而劣化，进而发生故障，而接触器的故障会为高压电池用电系统带来潜在的危险。
[0003] 例如，如图1所示，在正极高压接触器Sl闭合之前，需要先闭合预充电接触器S3 以及负极高压接触器S2,以给并联于负载&两端的电容C充电。如果正极高压接触器Sl 由于焊接故障粘连，则预充电电阻R被短路，电容C在预充电阶段就会受到大电流冲击。此 外，如果正极高压接触器Sl和负极高压接触器S2均发生焊接故障的话，会导致高压电池用 电系统始终处于用电状态，具有潜在的电击危险。因此，当接触器发生故障时，及时对高压 电池用电系统采取相应的保护措施显得尤为重要。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的之一是提供一种用于保护高压电池用电系统的设备，该设备能 在接触器发生故障时，及时对高压电池用电系统采取相应的保护措施。
[0005] 本实用新型的另一目的是提供一种具有该设备的车辆。
[0006] 根据上述目的之一，本实用新型提出了一种用于保护高压电池用电系统的设备， 其包括：
[0007] 检测装置，其具有输出端和至少两个用以接收高压接触器故障信号的信号输入 端，其中，所述至少两个信号输入端分别接收表征正极高压接触器故障的故障信号和表征 负极高压接触器故障的故障信号，所述检测装置被设置为：在所述至少两个信号输入端的 至少其中之一接收到所述故障信号时，从所述输出端输出关断操作指令；
[0008] 接触器控制开关，其连接于所述高压接触器和所述高压接触器供电电源之间，所 述控制开关还与所述检测装置的输出端连接，以在接收到所述关断操作指令后切断高压接 触器供电电源对高压接触器的供电。
[0009] 本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备通过检测装置接收故障信 号，在接触器发生故障时，检测装置根据故障信号输出关断操作指令，接触器控制开关则根 据该关断操作指令切断高压接触器的供电电源，高压接触器在其供电电源被切断的情况下 其触点无法动作，高压电池的供电线路也就无法接通，从而使得高压电池用电系统得到了 及时有效的保护。
[0010] 本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备中，所述故障信号来自于对 高压接触器的故障检测，该检测可通过现有技术实现。例如选用带有辅助接触器的接触器， 通过检测辅助接触器的触点状态来判断接触器的故障；或者在车辆电池管理系统中集成专 用的电压测量模块，然后在高压接触器闭合前和闭合后分别测量高压电池的电压，进而间 接判断接触器的故障。
[0011] 在某些实施方式下，在本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备中， 所述检测装置还与车辆电池管理系统相连接，在所述至少两个信号输入端的至少其中之一 接收到所述故障信号时，从所述输出端输出停止操作指令，该停止操作指令用于控制高压 电池停止工作。
[0012] 在上述这种技术方案中，在接触器发生故障时，车辆电池管理系统根据停止操作 指令控制高压电池停止工作，从而与关断操作指令一起对高压电池用电系统实施双重保 护，增强了保护的可靠性。车辆电池管理系统是现有的车辆中已有的控制系统。关断操作 指令和停止操作指令均由检测装置的输出端输出，其可以是由不同的输出端输出，也可以 是由同一输出端输出。
[0013] 在某些实施方式下，在本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备中， 所述检测装置包括：
[0014] 控制模块，其具有作为所述检测装置输出端的输出端和作为检测装置的至少两个 信号输入端的输入端，所述控制模块在其至少两个输入端的至少其中之一接收到表征高压 接触器具有故障的所述故障信号时，从其输出端输出关断操作指令。
[0015] 在上述这种技术方案中，控制模块可以是任意一种能实现上述功能的智能设备， 例如PLC、单片机等本领域内技术人员知晓的装置。
[0016] 在另外一些实施方式下，所述故障信号为逻辑故障信号。
[0017] 因此进一步地，所述检测装置包括：
[0018] 逻辑或门，其具有逻辑信号输出端和作为所述至少两个信号输入端的至少两个逻 辑信号输入端，所述逻辑或门在其至少两个逻辑信号输入端的至少其中之一接收到所述逻 辑故障信号时，从其逻辑信号输出端输出表征关断操作的逻辑操作信号；
[0019] 控制器，其输入端与所述逻辑或门的逻辑信号输出端连接，所述控制器的输出端 作为所述检测装置的输出端，所述控制器在接收到表征关断操作的逻辑操作信号后输出所 述关断操作指令。
[0020] 在上述技术方案中，利用逻辑或门对表征正极高压接触器故障的故障信号和表征 负极高压接触器故障的故障信号进行逻辑或处理，从而满足：只要两个逻辑信号的其中之 一为表征故障的逻辑故障信号，则输出表征关断操作的逻辑操作信号。
[0021] 进一步地，在某些实施方式下，所述控制器采用车辆电池管理系统实现。车辆电池 管理系统是现有的车辆中已有的控制系统。
[0022] 在另外一些实施方式下，所述控制器也可以为独立于车辆电池管理系统的外部控 制器。
[0023] 另外，在某些实施方式下，车辆电池管理系统检测正极高压接触器和负极高压接 触器的故障，并发出表征正极高压接触器故障的所述故障信号和表征负极高压接触器故障 的所述故障信号。也就是说，在这种技术方案下，正极高压接触器和负极高压接触器的故障 是由车辆中已有的车辆电池管理系统检测的。
[0024] 与上述技术方案不同的是，在另外一些实施方式下，本实用新型所述的用于保护 高压电池用电系统的设备还至少包括两个高压接触器故障检测装置，其分别与所述至少两 个信号输入端对应连接，所述两个高压接触器故障检测装置分别检测正极高压接触器和负 极高压接触器的故障并分别发送表征正极高压接触器故障的故障信号和表征负极高压接 触器故障的故障信号。也就是说，在这种技术方案中，不是由车辆电池管