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
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 理系统，而是由另 外设置的高压接触器故障检测装置检测正极高压接触器和负极高压接触器的故障。
[0025] 进一步地，在上述用于保护高压电池用电系统的设备中，所述高压接触器故障检 测装置包括：
[0026] 检测电路，其具有输入端和输出端，所述检测电路的输入端与高压接触器连接，所 述检测电路将流经所述高压接触器的电流形成的高压信号转换为相应的检测信号后，从检 测电路的输出端输出；
[0027] 故障判断模块，其与所述检测电路的输出端连接，所述故障判断模块根据所述高 压接触器在收到"打开"或"闭合"的操作指令时，检测所述检测电路输出的检测信号是否 发生了状态跳转，以对高压接触器是否发生了故障进行判断，并发出表征高压接触器故障 的所述故障信号。
[0028] 在这种技术方案中，通过设置检测电路和故障判断模块来检测接触器的故障，从 而避免了现有技术中的硬件设计带来的成本增加问题。另外，由于该检测电路直接与接触 器连接，检测电路输出的低压信号直接反映了接触器的故障，因此所需的检测时间也少于 现有技术中的检测时间。
[0029] 采用这种技术方案对高压电池接触器进行故障检测的操作也非常简便：首先，按 照常规操作过程，接触器收到"打开"或"闭合"的操作指令；然后故障判断模块根据检测电 路传输的检测信号进行故障判断：接触器在收到"打开"或"闭合"的操作指令时，如果检测 电路的输出端输出的检测信号发生了状态跳转（例如，从高电平跳转到低电平，或是从低 电平跳转到高电平），则判断接触器未发生故障；如果检测信号未发生状态跳转，则判断接 触器发生了故障。
[0030] 在某些实施方式中，上述检测电路包括：信号转换模块，其输入端与高压接触器连 接，其输出端与故障判断模块连接，所述信号转换模块将所述高压信号转换为低压信号后， 将低压信号作为所述检测信号通过其输出端输出给所述故障判断模块。
[0031] 在这种技术方案中，故障判断模块是通过检测电路传输的低压信号的状态跳转来 判断接触器是否发生了故障的，例如接触器在收到"打开"或"闭合"的操作指令时，检测电 路传输的信号从低电平跳转到了高电平。
[0032] 在另外一些实施方式中，所述检测电路包括：
[0033] 信号转换模块，其输入端与高压接触器连接，所述信号转换模块将所述高压信号 转换为低压信号后输出；
[0034] 逻辑输出模块，其输入端与信号转换模块的输出端连接，逻辑输出模块的输出端 与所述故障判断模块连接，所述逻辑输出模块将来自信号转换模块的低压信号转换为逻辑 信号后，将逻辑信号作为所述检测信号通过其输出端输出给所述故障判断模块。
[0035] 在这种可选的技术方案中，故障判断模块是通过检测电路传输的逻辑信号的状态 跳转来判断接触器是否发生了故障的，例如在接触器在收到"打开"或"闭合"的操作指令 时，检测电路传输的逻辑信号从"〇"跳转到了 "1"。故障判断模块可以通过单片机、可编程 逻辑控制器或其他软件和硬件结合的装置实现。
[0036] 在某些实施方式下，进一步地，上述信号转换模块包括：
[0037] 光电耦合器，其输入端通过分压电阻与所述高压接触器和高压电池串接，光电耦 合器的输出端作为所述信号转换模块的输出端输出所述低压信号；
[0038] 低压电源，其通过电阻与该光电耦合器的输出端连接。
[0039] 优选地，在上述所有用于保护高压电池用电系统的设备中，所述控制开关为NPN 三极管，所述NPN三极管的基极与所述检测装置的输出端连接，所述NPN三极管的集电极与 所述高压接触器供电电源连接，所述NPN三极管的发射极与所述高压接触器连接。
[0040] 基于本实用新型的另一目的，本实用新型还提供了一种车辆，其具有上述用于保 护高压电池用电系统的设备。
[0041] 本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在接触器发生故障时，能及 时对高压电池用电系统采取相应的保护措施。
【附图说明】
[0042] 图1为一种高压电池用电系统的原理图。
[0043] 图2为本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在一种实施方式下 的原理图。
[0044] 图3为本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在一种实方式下的 高压接触器故障检测装置的结构框图。
[0045] 图4为本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在一种实方式下的 检测电路的示意框图。
[0046] 图5为本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在另一种实方式下 的检测电路的示意框图。
[0047] 图6为本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在一种实方式下的 检测电路的电路图。
【具体实施方式】
[0048] 下面将结合说明书附图和具体的实施例来对本实用新型所述的本实施例中的用 于保护高压电池用电系统的设备和方法进行进一步地详细说明，但是该详细说明不构成对 本实用新型的限制。
[0049] 图2显示了本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在一种实施方 式下的原理图。如图2所示，本实施例的用于保护高压电池用电系统的设备包括：检测装 置，该检测装置包括一个逻辑或门，其具有一个逻辑信号输出端和两个逻辑信号输入端，包 括第一逻辑信号输入端和第二逻辑信号输入端，该检测装置还包括车辆电池管理系统的控 制器，其输入端与逻辑或门的逻辑信号输出端连接；接触器控制开关，该接触器控制开关为 NPN三极管，该NPN三极管的基极与车辆电池管理系统的控制器的输出端连接，集电极与高 压接触器供电电源+12V连接，发射极与高压接触器的供电端正极连接，高压接触器的供电 端负极接地。
[0050] 对应上述电路结构，可以按照下述步骤对高压电池用电系统进行保护：
[0051] 逻辑或门的两个逻辑信号输入端分别接收表征正极高压接触器Sl和负极高压接 触器S2故障的逻辑故障信号；
[0052] 逻辑或门在接收到表征正极高压接触器Sl具有故障的逻辑故障信号和表征负极 高压接触器S2具有故障的逻辑故障信号的至少其中之一时，通过其输出端发出表征关断 操作的逻辑操作信号，具体如表1所示；
[0053] 车辆电池管理系统的控制器根据表征关断操作的逻辑操作信号发出关断操作指 令，该关断操作指令通过控制作为接触器控制开关的NPN三极管的基极电压控制NPN三极 管截止，从而切断高压接触器供电电源+12V对高压接触器的供电。
[0054] 表 1
[0055]
[0056] 在某些实施方式中，控制器在发出关断操作指令的同时还发出停止操作指令，该 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，增强保护的可靠性。
[0057] 此外，车辆电池管理系统的控制器也可作为控制模块直接接收表征正极高压接触 器Sl和负极高压接触器S2故障的故障信号，并在接收到表征正极高压接触器Sl具有故障 的故障信号和表征负极高压接触器S2具有故障的故障信号的至少其中之一时，发出关断 操作指令（或者同时发出关断操作指令和停止操作指令）。当然，在另外一些实施方式中， 上述车辆电池管理系统的控制器也可以由独立于车辆电池管理系统的外部控制器替代。
[0058] 在某些实施方式中，正极高压接触器Sl和负极高压接触器S2的故障可以通过车 辆电池管理系统来检测，即车辆电池管理系统发出表征正极高压接触器Sl故障的故障信 号和表征负极高压接触器S2故障的故障信号。
[0059] 在另外一些实施方式中，正极高压接触器Sl和负极高压接触器S2的故障可以通 过另外设置的两个高压接触器故障检测装置来分别检测。
[0060] 例如，图3显示了在一种实施方式下的高压接触器故障检测装置的结构框图。如 图3所示，在该实施方式中，被检测的高压电池接触器电路具有两个接触器，即与高压电池 B正极连接的正极接触器Sl以及与高压电池负极连接的负极接触器S2,高压电池B通过正 极接触器Sl和负极接触器S2与负载&的两端相连。另外，检测电路也包括第一检测电路 和第二检测电路，其分别与正极接触器Sl和负极接触器S2连接：与之对应的，故障判断模 块也包括第一故障判断模块和第二故障判断模块，其分别与第一检测电路和第二检测电路 对应连接。其中，第一检测电路将流经正极接触器Sl的电流形成的高压信号转换为相应的 检测信号后，从第一检测电路的输出端输出；第一故障判断模块根据正极接触器Sl在收到 "打开"或"闭合"的操作指令时，第一检测电路输出的检测信号是否发生了状态跳转，以对 正极接触器Sl是否发生了故障进行判断并发出表征正极高压接触器Sl故障的故障信号， 该故障信号可以是逻辑信号。第二检测电路将流经负极接触器S2的电流形成的高压信号 转换为相应的检测信号后，从第二检测电路的输出端输出；第二故障判断模块根据负极接 触器S2在收到"打开"或"闭合"的操作指令时，第二检测电路输出的检测信号是否发生了 状态跳转，以对负极接触器S2是否发生了故障进行判断并发出表征负极高压接触器S2故 障的故障信号，该故障信号可以是逻辑信号。
[0061] 图4示意了在一种实施方式下的高压接触器故障检测装置中的检测电路的结构 框图。在这种实施方式中，检测电路包括：信号转换模块，其输入端接收高压信号，信号转换 模块将高压信号转换为低压信号后，通过其输出端将低压信号作为本技术方案中的检测信 号输出给故障判断模块。
[0062] 图5示意了在另一种实施方式下的高压接触器故障检测装置中的检测电路的结 构框图。在这种实施方式中，述检测电路包括：信号转换模块，其输入端接收高压信号，信号 转换模块将来自接触器的高压信号转换为低压信号后输出给与其连接的逻辑输出模块，逻 辑输出模块将信号转换模块输出的低压信号转换为相应的逻辑信号，然后将该逻辑信号输 出给故障判断模块。
[0063] 对于图4所示意的这种故障判断模块根据信号转换模块传输的低压信号来进行 接触器故障判断的实施方式，下面将通过一个具体的方案进行进一步的详细说明。需要说 明的是，本领域技术人员还可以通过其知晓的其它方式实现。
[0064] 图6显示了在一种实施方式下的高压接触器故障检测装置中的检测电路的电路 图。如图6所示，在本实施例中，检测电路包括用于检测正极接触器Sl的第一检测电路和 用于检测负极接触器S2的第二检测电路。第一检测电路包括：第一光电耦合器T1，分压电 阻R1、分压电阻R3以及电阻R5 ;其中，第一光电耦合器Tl的正极输入端通过分压电阻Rl 与第一保护模块的一端连接，并与正极接触器Sl以及负载&的一端连接；第一光电耦合器 Tl的负极输入端通过分压电阻R3与第一保护模块的另一端连接，并连接到高压电池B的负 极；第一光电耦合器Tl的光敏三极管的集电极作为第一输出端输出作为检测信号的低压 信号SignalO,第一光电親合器Tl的第一输出端还通过电阻R5连接低压电源的正极+5V， 第一光电耦合器Tl的发射极作为第二输出端接地。请继续参阅图6,第二检测电路包括： 第二光电親合器T2,分压电阻R2、分压电阻R4以及电阻R6 ;其中，第二光电親合器T2的正 极输入端通过分压电阻R2与第二保护模块的一端连接，并连接到高压电池B的正极，第二 光电耦合器T2的负极输入端通过分压电阻R4与第二保护模块的另一端连接，并与负极接 触器S2和负载&的另一端连接；第二光电耦合器T2的光敏三极管的集电极作为第一输出 端输出作为检测信号的低压信号Signal1，第二光电親合器T2的第一输出端通过电阻R6连 接低压电源的正极+5V，第二光电耦合器T2的发射极作为第二输出端接地。
[0065] 上述检测电路的高压接触器故障检测方法包括步骤：
[0066] 第一信号转换模块将流经正极接触器Sl的电流形成的高压信号转换为相应的低 压信号，并将低压信号作为检测信号SignalO通过其输出端输出；接收正极接触器SI"打 开"或"闭合"的操作指令；第一故障判断模块根据正极接触器Sl在收到"打开"或"闭合" 的操作指令时输出的检测信号SignalO是否发生状态跳转来判断正极接触器Sl是否发生 故障：若检测信号SignalO发生了状态跳转，则判断正极接触器Sl未发生故障；若检测信 号SignalO未发生状态跳转，则判断正极接触器Sl发生了故障，并进一步判断故障的类型； 具体如表2所示。
[0067]同样，第二信号转换模块将流经负极接触器S2的电流形成的高压信号转换为相 应的低压信号，并将低压信号作为检测信号Signall通过其输出端输出；接收负极接触器 S2 "打开"或"闭合"的操作指令；第二故障判断模块根据负极接触器S2在收到"打开"或 "闭合"的操作指令时输出的检测信号Signall是否发生状态跳转来判断负极接触器S2是 否发生故障：若检测信号Signall发生了状态跳转，则判断负极接触器S2未发生故障；若 检测信号Signall未发生状态跳转，则判断负极接触器S2发生了故障，并进一步判断故障 的类型；具体如表3所示。
[0072] 在上述方案中，第一保护模块和第二保护模块用于保护对应的检测电路，其通过 过压保护和/或滤波保护以对检测电路进行保护。
[0073] 上述表2和表3中的故障检测结果由故障判断模块根据上述高压接触器故障检测 方法所得，故障判断模块根据上述表2和表3中的故障检测结果，输出相应的表征正极高压 接触器Sl和负极高压接触器S2故障的故障信 号，该故障信号可以是逻辑故障信号。例如， 表3中故障检测结果为焊接故障和开路故障时，则故障判断模块输出逻辑信号1，表征负极 高压接触器S2有故障。又例如，表3中故障检测结果无故障时，则故障判断模块输出逻辑 信号0,表征负极高压接触器S2无故障。
[0074] 需要注意的是，以上列举的仅为本实用新型的具体实施例，显然本实用新型不限 于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本实用新型公开的内 容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，包括： 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用于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； 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。2. 如权利要求1所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，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。3. 如权利要求1所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述检测装 置包括： 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所述故障信号 时，从其输出端输出关断操作指令。4. 如权利要求1所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述故障信 号为逻辑故障信号。5. 如权利要求4所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述检测装 置包括： 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； 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所述逻辑操作信号后输出所述关断操作指 令。6. 如权利要求5所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述控制器 采用车辆电池管理系统实现。7. 如权利要求5所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述控制器 为独立于车辆电池管理系统的外部控制器。8. 如权利要求1所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，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。9. 如权利要求1所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，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。10. 如权利要求9所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述高压接 触器故障检测装置包括： 检测电路，其具有输入端和输出端，所述检测电路的输入端与高压接触器连接，所述检 测电路将流经所述高压接触器的电流形成的高压信号转换为相应的检测信号后，从检测电 路的输出端输出； 故障判断模块，其与所述检测电路的输出端连接，所述故障判断模块根据所述高压接 触器在收到"打开"或"闭合"的操作指令时，检测所述检测电路输出的检测信号是否发生 了状态跳转，以对高压接触器是否发生了故障进行判断，并发出表征高压接触器故障的所 述故障信号。11. 如权利要求10所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述检测 电路包括：信号转换模块，其输入端与高压接触器连接，其输出端与故障判断模块连接，所 述信号转换模块将所述高压信号转换为低压信号后，将低压信号作为所述检测信号通过其 输出端输出给所述故障判断模块。12. 如权利要求10所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述检测 电路包括： 信号转换模块，其输入端与高压接触器连接，所述信号转换模块将所述高压信号转换 为低压信号后输出； 逻辑输出模块，其输入端与信号转换模块的输出端连接，逻辑输出模块的输出端与所 述故障判断模块连接，所述逻辑输出模块将来自信号转换模块的低压信号转换为逻辑信号 后，将逻辑信号作为所述检测信号通过其输出端输出给所述故障判断模块。13. 如权利要求12所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述信号 转换t吴块包括： 光电耦合器，其输入端通过分压电阻与所述高压接触器和高压电池串接，光电耦合器 的输出端作为所述信号转换模块的输出端输出所述低压信号； 低压电源，其通过电阻与该光电耦合器的输出端连接。14. 如权利要求1-13中任意一项所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在 于，所述控制开关为NPN三极管，所述NPN三极管的基极与所述检测装置的输出端连接，所 述NPN三极管的集电极与所述高压接触器供电电源连接，所述NPN三极管的发射极与所述 高压接触器连接。15. -种车辆，其具有如权利要求1-13中任意一项所述的用于保护高压电池用电系统 的设备。16. -种车辆，其具有如权利要求14所述的用于保护高压电池用电系统的设备。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于保护高压电池用电系统的设备，其包括：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；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。相应地，本实用新型还公开了一种具有上述设备的车辆。
【IPC分类】H02H3/00, B60L3/04
【公开号】CN204696641
【申请号】CN201520320796
【发明人】王刚, 彦斯·贝肯
【申请人】观致汽车有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月19日
【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 理系统，而是由另 外设置的高压接触器故障检测装置检测正极高压接触器和负极高压接触器的故障。
[0025] 进一步地，在上述用于保护高压电池用电系统的设备中，所述高压接触器故障检 测装置包括：
[0026] 检测电路，其具有输入端和输出端，所述检测电路的输入端与高压接触器连接，所 述检测电路将流经所述高压接触器的电流形成的高压信号转换为相应的检测信号后，从检 测电路的输出端输出；
[0027] 故障判断模块，其与所述检测电路的输出端连接，所述故障判断模块根据所述高 压接触器在收到"打开"或"闭合"的操作指令时，检测所述检测电路输出的检测信号是否 发生了状态跳转，以对高压接触器是否发生了故障进行判断，并发出表征高压接触器故障 的所述故障信号。
[0028] 在这种技术方案中，通过设置检测电路和故障判断模块来检测接触器的故障，从 而避免了现有技术中的硬件设计带来的成本增加问题。另外，由于该检测电路直接与接触 器连接，检测电路输出的低压信号直接反映了接触器的故障，因此所需的检测时间也少于 现有技术中的检测时间。
[0029] 采用这种技术方案对高压电池接触器进行故障检测的操作也非常简便：首先，按 照常规操作过程，接触器收到"打开"或"闭合"的操作指令；然后故障判断模块根据检测电 路传输的检测信号进行故障判断：接触器在收到"打开"或"闭合"的操作指令时，如果检测 电路的输出端输出的检测信号发生了状态跳转（例如，从高电平跳转到低电平，或是从低 电平跳转到高电平），则判断接触器未发生故障；如果检测信号未发生状态跳转，则判断接 触器发生了故障。
[0030] 在某些实施方式中，上述检测电路包括：信号转换模块，其输入端与高压接触器连 接，其输出端与故障判断模块连接，所述信号转换模块将所述高压信号转换为低压信号后， 将低压信号作为所述检测信号通过其输出端输出给所述故障判断模块。
[0031] 在这种技术方案中，故障判断模块是通过检测电路传输的低压信号的状态跳转来 判断接触器是否发生了故障的，例如接触器在收到"打开"或"闭合"的操作指令时，检测电 路传输的信号从低电平跳转到了高电平。
[0032] 在另外一些实施方式中，所述检测电路包括：
[0033] 信号转换模块，其输入端与高压接触器连接，所述信号转换模块将所述高压信号 转换为低压信号后输出；
[0034] 逻辑输出模块，其输入端与信号转换模块的输出端连接，逻辑输出模块的输出端 与所述故障判断模块连接，所述逻辑输出模块将来自信号转换模块的低压信号转换为逻辑 信号后，将逻辑信号作为所述检测信号通过其输出端输出给所述故障判断模块。
[0035] 在这种可选的技术方案中，故障判断模块是通过检测电路传输的逻辑信号的状态 跳转来判断接触器是否发生了故障的，例如在接触器在收到"打开"或"闭合"的操作指令 时，检测电路传输的逻辑信号从"〇"跳转到了 "1"。故障判断模块可以通过单片机、可编程 逻辑控制器或其他软件和硬件结合的装置实现。
[0036] 在某些实施方式下，进一步地，上述信号转换模块包括：
[0037] 光电耦合器，其输入端通过分压电阻与所述高压接触器和高压电池串接，光电耦 合器的输出端作为所述信号转换模块的输出端输出所述低压信号；
[0038] 低压电源，其通过电阻与该光电耦合器的输出端连接。
[0039] 优选地，在上述所有用于保护高压电池用电系统的设备中，所述控制开关为NPN 三极管，所述NPN三极管的基极与所述检测装置的输出端连接，所述NPN三极管的集电极与 所述高压接触器供电电源连接，所述NPN三极管的发射极与所述高压接触器连接。
[0040] 基于本实用新型的另一目的，本实用新型还提供了一种车辆，其具有上述用于保 护高压电池用电系统的设备。
[0041] 本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在接触器发生故障时，能及 时对高压电池用电系统采取相应的保护措施。
【附图说明】
[0042] 图1为一种高压电池用电系统的原理图。
[0043] 图2为本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在一种实施方式下 的原理图。
[0044] 图3为本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在一种实方式下的 高压接触器故障检测装置的结构框图。
[0045] 图4为本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在一种实方式下的 检测电路的示意框图。
[0046] 图5为本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在另一种实方式下 的检测电路的示意框图。
[0047] 图6为本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在一种实方式下的 检测电路的电路图。
【具体实施方式】
[0048] 下面将结合说明书附图和具体的实施例来对本实用新型所述的本实施例中的用 于保护高压电池用电系统的设备和方法进行进一步地详细说明，但是该详细说明不构成对 本实用新型的限制。
[0049] 图2显示了本实用新型所述的用于保护高压电池用电系统的设备在一种实施方 式下的原理图。如图2所示，本实施例的用于保护高压电池用电系统的设备包括：检测装 置，该检测装置包括一个逻辑或门，其具有一个逻辑信号输出端和两个逻辑信号输入端，包 括第一逻辑信号输入端和第二逻辑信号输入端，该检测装置还包括车辆电池管理系统的控 制器，其输入端与逻辑或门的逻辑信号输出端连接；接触器控制开关，该接触器控制开关为 NPN三极管，该NPN三极管的基极与车辆电池管理系统的控制器的输出端连接，集电极与高 压接触器供电电源+12V连接，发射极与高压接触器的供电端正极连接，高压接触器的供电 端负极接地。
[0050] 对应上述电路结构，可以按照下述步骤对高压电池用电系统进行保护：
[0051] 逻辑或门的两个逻辑信号输入端分别接收表征正极高压接触器Sl和负极高压接 触器S2故障的逻辑故障信号；
[0052] 逻辑或门在接收到表征正极高压接触器Sl具有故障的逻辑故障信号和表征负极 高压接触器S2具有故障的逻辑故障信号的至少其中之一时，通过其输出端发出表征关断 操作的逻辑操作信号，具体如表1所示；
[0053] 车辆电池管理系统的控制器根据表征关断操作的逻辑操作信号发出关断操作指 令，该关断操作指令通过控制作为接触器控制开关的NPN三极管的基极电压控制NPN三极 管截止，从而切断高压接触器供电电源+12V对高压接触器的供电。
[0054] 表 1
[0055]
[0056] 在某些实施方式中，控制器在发出关断操作指令的同时还发出停止操作指令，该 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，增强保护的可靠性。
[0057] 此外，车辆电池管理系统的控制器也可作为控制模块直接接收表征正极高压接触 器Sl和负极高压接触器S2故障的故障信号，并在接收到表征正极高压接触器Sl具有故障 的故障信号和表征负极高压接触器S2具有故障的故障信号的至少其中之一时，发出关断 操作指令（或者同时发出关断操作指令和停止操作指令）。当然，在另外一些实施方式中， 上述车辆电池管理系统的控制器也可以由独立于车辆电池管理系统的外部控制器替代。
[0058] 在某些实施方式中，正极高压接触器Sl和负极高压接触器S2的故障可以通过车 辆电池管理系统来检测，即车辆电池管理系统发出表征正极高压接触器Sl故障的故障信 号和表征负极高压接触器S2故障的故障信号。
[0059] 在另外一些实施方式中，正极高压接触器Sl和负极高压接触器S2的故障可以通 过另外设置的两个高压接触器故障检测装置来分别检测。
[0060] 例如，图3显示了在一种实施方式下的高压接触器故障检测装置的结构框图。如 图3所示，在该实施方式中，被检测的高压电池接触器电路具有两个接触器，即与高压电池 B正极连接的正极接触器Sl以及与高压电池负极连接的负极接触器S2,高压电池B通过正 极接触器Sl和负极接触器S2与负载&的两端相连。另外，检测电路也包括第一检测电路 和第二检测电路，其分别与正极接触器Sl和负极接触器S2连接：与之对应的，故障判断模 块也包括第一故障判断模块和第二故障判断模块，其分别与第一检测电路和第二检测电路 对应连接。其中，第一检测电路将流经正极接触器Sl的电流形成的高压信号转换为相应的 检测信号后，从第一检测电路的输出端输出；第一故障判断模块根据正极接触器Sl在收到 "打开"或"闭合"的操作指令时，第一检测电路输出的检测信号是否发生了状态跳转，以对 正极接触器Sl是否发生了故障进行判断并发出表征正极高压接触器Sl故障的故障信号， 该故障信号可以是逻辑信号。第二检测电路将流经负极接触器S2的电流形成的高压信号 转换为相应的检测信号后，从第二检测电路的输出端输出；第二故障判断模块根据负极接 触器S2在收到"打开"或"闭合"的操作指令时，第二检测电路输出的检测信号是否发生了 状态跳转，以对负极接触器S2是否发生了故障进行判断并发出表征负极高压接触器S2故 障的故障信号，该故障信号可以是逻辑信号。
[0061] 图4示意了在一种实施方式下的高压接触器故障检测装置中的检测电路的结构 框图。在这种实施方式中，检测电路包括：信号转换模块，其输入端接收高压信号，信号转换 模块将高压信号转换为低压信号后，通过其输出端将低压信号作为本技术方案中的检测信 号输出给故障判断模块。
[0062] 图5示意了在另一种实施方式下的高压接触器故障检测装置中的检测电路的结 构框图。在这种实施方式中，述检测电路包括：信号转换模块，其输入端接收高压信号，信号 转换模块将来自接触器的高压信号转换为低压信号后输出给与其连接的逻辑输出模块，逻 辑输出模块将信号转换模块输出的低压信号转换为相应的逻辑信号，然后将该逻辑信号输 出给故障判断模块。
[0063] 对于图4所示意的这种故障判断模块根据信号转换模块传输的低压信号来进行 接触器故障判断的实施方式，下面将通过一个具体的方案进行进一步的详细说明。需要说 明的是，本领域技术人员还可以通过其知晓的其它方式实现。
[0064] 图6显示了在一种实施方式下的高压接触器故障检测装置中的检测电路的电路 图。如图6所示，在本实施例中，检测电路包括用于检测正极接触器Sl的第一检测电路和 用于检测负极接触器S2的第二检测电路。第一检测电路包括：第一光电耦合器T1，分压电 阻R1、分压电阻R3以及电阻R5 ;其中，第一光电耦合器Tl的正极输入端通过分压电阻Rl 与第一保护模块的一端连接，并与正极接触器Sl以及负载&的一端连接；第一光电耦合器 Tl的负极输入端通过分压电阻R3与第一保护模块的另一端连接，并连接到高压电池B的负 极；第一光电耦合器Tl的光敏三极管的集电极作为第一输出端输出作为检测信号的低压 信号SignalO,第一光电親合器Tl的第一输出端还通过电阻R5连接低压电源的正极+5V， 第一光电耦合器Tl的发射极作为第二输出端接地。请继续参阅图6,第二检测电路包括： 第二光电親合器T2,分压电阻R2、分压电阻R4以及电阻R6 ;其中，第二光电親合器T2的正 极输入端通过分压电阻R2与第二保护模块的一端连接，并连接到高压电池B的正极，第二 光电耦合器T2的负极输入端通过分压电阻R4与第二保护模块的另一端连接，并与负极接 触器S2和负载&的另一端连接；第二光电耦合器T2的光敏三极管的集电极作为第一输出 端输出作为检测信号的低压信号Signal1，第二光电親合器T2的第一输出端通过电阻R6连 接低压电源的正极+5V，第二光电耦合器T2的发射极作为第二输出端接地。
[0065] 上述检测电路的高压接触器故障检测方法包括步骤：
[0066] 第一信号转换模块将流经正极接触器Sl的电流形成的高压信号转换为相应的低 压信号，并将低压信号作为检测信号SignalO通过其输出端输出；接收正极接触器SI"打 开"或"闭合"的操作指令；第一故障判断模块根据正极接触器Sl在收到"打开"或"闭合" 的操作指令时输出的检测信号SignalO是否发生状态跳转来判断正极接触器Sl是否发生 故障：若检测信号SignalO发生了状态跳转，则判断正极接触器Sl未发生故障；若检测信 号SignalO未发生状态跳转，则判断正极接触器Sl发生了故障，并进一步判断故障的类型； 具体如表2所示。
[0067]同样，第二信号转换模块将流经负极接触器S2的电流形成的高压信号转换为相 应的低压信号，并将低压信号作为检测信号Signall通过其输出端输出；接收负极接触器 S2 "打开"或"闭合"的操作指令；第二故障判断模块根据负极接触器S2在收到"打开"或 "闭合"的操作指令时输出的检测信号Signall是否发生状态跳转来判断负极接触器S2是 否发生故障：若检测信号Signall发生了状态跳转，则判断负极接触器S2未发生故障；若 检测信号Signall未发生状态跳转，则判断负极接触器S2发生了故障，并进一步判断故障 的类型；具体如表3所示。
[0072] 在上述方案中，第一保护模块和第二保护模块用于保护对应的检测电路，其通过 过压保护和/或滤波保护以对检测电路进行保护。
[0073] 上述表2和表3中的故障检测结果由故障判断模块根据上述高压接触器故障检测 方法所得，故障判断模块根据上述表2和表3中的故障检测结果，输出相应的表征正极高压 接触器Sl和负极高压接触器S2故障的故障信 号，该故障信号可以是逻辑故障信号。例如， 表3中故障检测结果为焊接故障和开路故障时，则故障判断模块输出逻辑信号1，表征负极 高压接触器S2有故障。又例如，表3中故障检测结果无故障时，则故障判断模块输出逻辑 信号0,表征负极高压接触器S2无故障。
[0074] 需要注意的是，以上列举的仅为本实用新型的具体实施例，显然本实用新型不限 于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本实用新型公开的内 容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，包括： 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用于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； 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。2. 如权利要求1所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，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。3. 如权利要求1所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述检测装 置包括： 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所述故障信号 时，从其输出端输出关断操作指令。4. 如权利要求1所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述故障信 号为逻辑故障信号。5. 如权利要求4所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述检测装 置包括： 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； 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所述逻辑操作信号后输出所述关断操作指 令。6. 如权利要求5所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述控制器 采用车辆电池管理系统实现。7. 如权利要求5所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述控制器 为独立于车辆电池管理系统的外部控制器。8. 如权利要求1所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，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。9. 如权利要求1所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，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。10. 如权利要求9所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述高压接 触器故障检测装置包括： 检测电路，其具有输入端和输出端，所述检测电路的输入端与高压接触器连接，所述检 测电路将流经所述高压接触器的电流形成的高压信号转换为相应的检测信号后，从检测电 路的输出端输出； 故障判断模块，其与所述检测电路的输出端连接，所述故障判断模块根据所述高压接 触器在收到"打开"或"闭合"的操作指令时，检测所述检测电路输出的检测信号是否发生 了状态跳转，以对高压接触器是否发生了故障进行判断，并发出表征高压接触器故障的所 述故障信号。11. 如权利要求10所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述检测 电路包括：信号转换模块，其输入端与高压接触器连接，其输出端与故障判断模块连接，所 述信号转换模块将所述高压信号转换为低压信号后，将低压信号作为所述检测信号通过其 输出端输出给所述故障判断模块。12. 如权利要求10所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述检测 电路包括： 信号转换模块，其输入端与高压接触器连接，所述信号转换模块将所述高压信号转换 为低压信号后输出； 逻辑输出模块，其输入端与信号转换模块的输出端连接，逻辑输出模块的输出端与所 述故障判断模块连接，所述逻辑输出模块将来自信号转换模块的低压信号转换为逻辑信号 后，将逻辑信号作为所述检测信号通过其输出端输出给所述故障判断模块。13. 如权利要求12所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在于，所述信号 转换t吴块包括： 光电耦合器，其输入端通过分压电阻与所述高压接触器和高压电池串接，光电耦合器 的输出端作为所述信号转换模块的输出端输出所述低压信号； 低压电源，其通过电阻与该光电耦合器的输出端连接。14. 如权利要求1-13中任意一项所述的用于保护高压电池用电系统的设备，其特征在 于，所述控制开关为NPN三极管，所述NPN三极管的基极与所述检测装置的输出端连接，所 述NPN三极管的集电极与所述高压接触器供电电源连接，所述NPN三极管的发射极与所述 高压接触器连接。15. -种车辆，其具有如权利要求1-13中任意一项所述的用于保护高压电池用电系统 的设备。16. -种车辆，其具有如权利要求14所述的用于保护高压电池用电系统的设备。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于保护高压电池用电系统的设备，其包括：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；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。相应地，本实用新型还公开了一种具有上述设备的车辆。
【IPC分类】H02H3/00, B60L3/04
【公开号】CN204696641
【申请号】CN201520320796
【发明人】王刚, 彦斯·贝肯
【申请人】观致汽车有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月19日
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