CN104192080A - 一种车辆的电路管理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆的电路管理系统和方法。车辆包括高压电路以及高压互锁回路，系统包括：手动维护断接装置，包括与高压电路电连接的高压接线端子、与高压互锁回路电连接的低压接线端子和把手，其中把手被设置为适于被推动以断开手动维护断接装置与高压互锁回路之间的电连接；温控开关，设置为与低压接线端子和把手串联地电连接，温控开关被设置为当手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时断开，以断开手动维护断接装置与高压互锁回路之间的电连接；以及控制单元，被设置为当手动维护断接装置与高压互锁回路之间的电连接断开时，断开高压电路。

Description

一种车辆的电路管理系统和方法

技术领域

本发明大体涉及车辆电气领域，更具体地涉及一种车辆的电路管理系统和方法。

背景技术

在车辆电路管理系统中，手动维护断接装置(MSD)是保护车辆高压电路安全的重要部件。为了保障操作人员安全，MSD连入高压互锁回路(HVIL)中。在移除MSD过程中，HVIL即可以检测到并先于高压电路断开，进而通知车辆控制单元(VCU)断开高压电路，从而避免了操作人员的高压触电危险。但是，MSD与车辆电路通过连接器连接，这些连接器具有一定的电阻。此外，MSD内部的电子元件以及集成在MSD中的保险丝也具有一定的电阻。上述电阻构成MSD的总电阻。该总电阻随着温度升高、使用周期中的老化效应以及用户使用配置不当而增加。通电后，电阻的增加将导致MSD中热损失的增加，并且因此加速老化进而进一步导致总电阻增加，造成严重的车辆安全问题。

因此，耐用的组件电热设计需要考虑环境因素、与用户配置情况相关的老化因素、电阻性能的统计分配以及最劣的用户配置情况。现有的车辆电路管理系统往往会因上述因素影响而过度设计，增加了生产成本。此外，即使在设计阶段充分考虑上述所有的因素，仍可能存在未预料到的组件损害导致电阻增加。

为了避免因MSD过热导致的电路安全问题，需要一种用于车辆的电路管理系统和方法，一旦MSD超过阈值温度，在进一步的损害产生之前断开高压电路。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明，以便提供一种车辆的电路管理系统和方法,以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

依据本发明的第一方面，提供了一种车辆的电路管理系统，所述车辆包括高压电路以及高压互锁回路，其特征在于，所述系统包括：手动维护断接装置，包括与所述高压电路电连接的高压接线端子、与所述高压互锁回路电连接的低压接线端子和把手，其中所述把手被设置为适于被推动以断开所述手动维护断接装置与高压互锁回路之间的电连接；温控开关，设置为与所述低压接线端子和所述把手串联地电连接，所述温控开关被设置为当所述手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时断开，以断开所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接；以及控制单元，被设置为当所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接断开时，断开所述高压电路。

根据本发明的一实施方式，所述温控开关设置为靠近所述高压接线端子与所述高压电路的连接处。

根据本发明的一实施方式，所述手动维护断接装置还包括连接到所述高压电路的保险丝，所述温控开关设置为靠近所述保险丝。

根据本发明的一实施方式，所述温控开关是可重置开关，当所述手动维护断接装置的温度下降至等于或低于预先设定的阈值温度时，所述温控开关闭合，使得所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路导通；且所述控制单元被设置为当所述高压互锁回路形成通路时使所述高压电路导通。

根据本发明的一实施方式，所述温控开关为双金属开关。

根据本发明的一实施方式，所述温控开关是不可重置开关，当所述手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时，所述温控开关永久性断开，使得所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路永久性地断开。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于车辆电路的管理方法，所述车辆电路包括高压电路、高压互锁回路、与所述高压互锁回路连接的手动维护断接装置和控制单元；所述方法包括：感应所述手动维护断接装置的温度；当感应到所述手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时，断开所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接；以及当所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接断开时，所述控制单元断开所述高压电路。

根据本发明的一实施方式，其中所述温控开关是可重置开关，且所述方法还包括：当所述手动维护断接装置的温度下降至等于或低于预先设定的阈值温度时，闭合所述温控开关，使得所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路导通；以及当所述高压互锁回路形成通路时，所述控制单元使所述高压电路导通。

根据本发明的一实施方式，其中所述温控开关是不可重置开关，且当所述手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时断开所述温控开关，以断开所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接包括：当所述手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时，永久性地断开所述温控开关，以永久性地断开所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接。

总之，本发明的实施方式提供的用于车辆的电路管理系统和方法，提供了一种快速、可靠和安全的方案，能够在手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时直接断开高压互锁回路，而无需对控制单元205进行断开高压互锁回路的额外编程，从而避免车辆电路系统被过度加热，延长了车辆电路组件的使用寿命并提高了车辆电路的效率，并且提高了车辆的安全性能；且结构简单，便于储存、运输、安装和维修，显著节约了成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是根据本发明一实施方式中用于车辆的电路管理系统的示意图；以及

图2是根据本发明一实施方式中用于车辆电路的管理方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。应当理解，本领域技术人员能够设想出尽管没有在本说明书中明确描述或者记载、但是实现了本发明并且包含在本发明精神、原理与范围内的各种结构。本说明书中引述的所有例子与条件性语言都是出于说明和教导的目的，以帮助读者理解发明人对现有技术做出贡献的原理与概念，并且应该被理解为不限于这些具体引述的例子与条件。此外，为了更清楚地说明，省略了对于已知装置、电路和方法的详细描述，以不混淆本发明的描述。应理解，除非特别说明，此处描述的各实施方式中的特征可以互相组合。

本领域技术人员应理解，本发明的示例性的实施方式中所列举的各部件的数量仅是为了说明的目的，而不应当理解为对本发明的限制。本发明中各部件可以具有其他的数量，而不偏离本发明的范围。

在本说明书中，每个单元的功能可以通过使用专用硬件、或者能够与适当的软件相结合来执行处理的硬件来实现。这样的硬件或专用硬件可以包括专用集成电路(ASIC)、各种其它电路、各种处理器等。当由处理器实现时，该功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器、或者多个独立的处理器(其中某些可能被共享)来提供。另外，处理器不应该被理解为专指能够执行软件的硬件，而是可以隐含地包括、而不限于数字信号处理器(DSP)硬件、用来存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、以及非易失存储设备。

实施方式一

根据本发明的第一方面，提供了一种车辆的电路管理系统。

图1示出了本发明的一非限制性且示例性的实施方式。应当理解，图1中所表示的每个单元的连接关系仅为示例，本领域技术人员完全可以采用其它的连接关系，只要在这样的连接关系下每个单元也能够实现本发明的功能即可。

如图1所示，所述车辆包括高压电路201以及高压互锁回路202。车辆的电路管理系统包括手动维护断接装置100、温控开关103和控制单元205。

高压电路201可以是对车辆的高压系统的用电部件，如逆变器203或马达204，供电的电路。高压互锁回路202通过低电压的互锁回路控制高压电路201，当高压互锁回路202检测到高压电路201的某处出现连接故障时，高压互锁回路202会传递信号至控制单元205，则控制单元205控制高压电路201断开。

车辆的手动维护断接装置100包括高压接线端子101、低压接线端子102和把手(未示出)。装置100通过所述高压接线端子101与所述高压电路201电连接且通过所述低压接线端子102与所述高压互锁回路202电连接；所述把手适于被推动以断开所述手动维护断接装置100与高压互锁回路202之间的电连接。可选地，把手设置为与所述低压接线端子102串联地电连接；可选地，把手推动后接触并移动低压接线端子102，使低压接线端子102与高压互锁回路202断开。

温控开关103设置为与所述低压接线端子102和所述把手串联地电连接，所述温控开关103被设置为当所述手动维护断接装置100的温度T大于预先设定的阈值温度T0时断开，以断开所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202之间的电连接。

控制单元205，用于当所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202之间的电连接断开时，断开所述高压电路201。

在如图1所示的示例性实施方案中，高压接线端子101与车辆的所述高压电路201电连接；低压接线端子102的第一端102A与车辆的所述高压互锁回路202电连接。把手可连接到所述低压接线端子的第二端102B，可推动把手，以使所述低压接线端子102从手动维护断接装置100断开，从而断开所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202之间的电连接。可选地，把手可连接到低压接线端子102的第一端102A，低压接线端子102通过把手与高压互锁回路202电连接，可推动把手，以使所述低压接线端子102与所述高压互锁回路202之间的电连接断开。高压互锁回路202进而向控制单元205送信号，则控制单元205响应于该信号，控制断开高压电路201。

参考图1，温控开关103可设置在所述低压接线端子102的第二端102B，且与所述把手串联地电连接。可选地，温控开关103可设置在低压接线端子102的第一端102A且与把手串联地电连接。可选地，温控开关103可设置在把手和低压接线端子102之间。可选地，把手可设置在温控开关103和低压接线端子102之间。所述温控开关103被设置为当所述手动维护断接装置100的温度T大于预先设定的阈值温度T0时断开，以断开所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202之间的电连接。当所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202之间的电连接断开时，控制单元205断开所述高压电路201。

根据本发明的示例性实施方式，所述高压互锁回路202适于当所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202之间的电连接断开时，向所述控制单元205发送信号，由所述控制单元205断开所述高压电路201。当断开手动维护断接装置100时，高压互锁回路202即可以检测到，进而向控制单元205发送信号，则控制单元205响应于该信号，控制断开高压电路201。可选地，由于用户使用过于频繁或操作不当，或者线路老化等因素，装置100的内部热损失使其温度T大于预先设定的阈值温度T0，升高到不安全的水平，例如180或200摄氏度，那么温控开关103断开，使装置100与高压互锁回路202断开，控制单元205自动打开高压电路201的接触器，从而立即断开高压电路201，以保证车辆的使用安全。

根据本发明的示例性实施方式，所述温控开关103设置为靠近所述高压接线端子101与所述高压电路201的连接处。通过这种方式，温控开关103能够灵敏地感测高压接线端子101与高压电路201连接处的温度，一旦其所感测到的温度T大于预先设定的阈值温度T0时，温控开关103断开，以断开所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202之间的电连接。当断开手动维护断接装置100时，高压互锁回路202即可以检测到，进而向控制单元205发送信号，则控制单元205响应于该信号，控制断开高压电路201，以保证车辆的使用安全。

根据本发明的示例性实施方式，所述手动维护断接装置还包括连接到所述高压电路的保险丝。所述温控开关103设置为靠近所述保险丝。通常，保险丝附近是手动维护断接装置100温度较高的位置，通过这种方式，温控开关103能够灵敏地感测保险丝附近的温度，一旦其所感测到的温度T大于预先设定的阈值温度T0时，温控开关103断开，以使所述低压接线端子102从所述手动维护断接装置100断开，从而断开所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202之间的电连接，以保证车辆的使用安全。可选地，可以将温控开关103集成到高压互锁回路202中，或以任何其他方式集成到其他适当位置。

根据本发明的示例性实施方式，所述温控开关103为双金属开关。双金属开关是用热膨胀系数不同的两种合金分别在两面结合在一起，然后靠温度开关的铝盖表面传导温度，双金属片受热后把温度变化转换机械式运动，例如，低膨胀层使用Ni-Fe合金，高膨胀层使用Ni-Mn-Cu合金，或者Fe-Ni-Cr合金，诚然，可根据不同的膨胀系数选择各种材质。当温度升高达到设定温度时，温度开关双金属片中心可以瞬时间翻转，从而使开关断开，当温度下降，又能恢复原位置使开关闭合。

根据本发明的示例性实施方式，其中所述温控开关103是可重置开关，当所述手动维护断接装置的温度T下降至等于或低于预先设定的阈值温度T0时，所述温控开关103闭合，使得所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202导通，所述控制单元205被设置为当所述高压互锁回路形成通路时使所述高压电路导通。可选地，温控开关103可以是自动重置开关，也可以是手动重置开关，将温控开关103设置为可重置开关使得装置100可以重复使用，降低了成本。通过温控开关103的断开和闭合，可以控制装置100的温度，使其保持在阈值温度T0之下，以延长装置100的使用寿命。

根据本发明的示例性实施方式，所述温控开关103是不可重置开关，当所述手动维护断接装置100的温度T大于预先设定的阈值温度T0时，所述温控开关103永久性断开，使得所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202永久性地断开。可选地，温控开关103可以是热熔丝。可选地，可交由车辆维修中心重置装置100，使其正常工作，或者更换整个装置100。通过这种方式，使所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202永久性地断开，提高了装置100的安全性。

总之，本发明的实施方式提供的用于车辆的电路管理系统，提供了一种快速、可靠和安全的方案，能够在手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时直接断开高压互锁回路，而无需对控制单元205进行断开高压互锁回路的额外编程，从而避免车辆电路系统被过度加热，延长了车辆电路组件的使用寿命并提高了车辆电路的效率，并且提高了车辆的安全性能；且结构简单，便于储存、运输、安装和维修，显著节约了成本。

实施方式二

根据本发明的第二方面，相应于如实施方式一所述的根据本发明的车辆的电路管理系统100，提供了一种用于车辆电路的管理方法300。

可选地，车辆电路可具有与图1所示的车辆电路类似的结构。参考图1，所述车辆电路包括高压电路201、高压互锁回路202、与高压互锁回路连接的手动维护断接装置100和控制单元103。

可选地，高压电路201可以是对车辆的高压系统的用电部件，如逆变器203或马达204，供电的电路。可选地，高压互锁回路202通过低电压的互锁回路控制高压电路201，当高压互锁回路202检测到高压电路201的某处出现连接故障时，高压互锁回路202会传递信号至车辆的车辆的控制单元205，则控制单元205控制高压电路201断开。

所述手动维护断接装置100包括高压接线端子101、低压接线端子102和把手(未示出)，所述手动维护断接装置100通过所述高压接线端子101与所述高压电路101电连接且通过所述低压接线端子102与所述高压互锁回路202电连接，所述把手设置为与所述低压接线端子102串联地电连接且适于被推动以断开所述手动维护断接装置100与高压互锁回路202之间的电连接；所述温控开关103设置为与所述低压接线端子102和所述把手串联地电连接。

对实施方式一中车辆的电路管理系统的上述描述也可应用于根据本发明的车辆的电路管理方法300，为了简要的目的，在此不再赘述。

图2示出了根据本发明示例性实施方式的车辆的电路管理方法300的流程图。

如图2所示，方法300始于步骤S301：感应所述手动维护断接装置的温度。可选地，可使用各种合适的内置或外置式温度传感器来感应所述手动维护断接装置的温度。

方法300还包括步骤S303：当感应到所述手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时，断开所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接。

可选地，由于用户使用过于频繁或操作不当，或者线路老化等因素，车辆的装置100的内部热损失使其温度T大于预先设定的阈值温度T0，升高到不安全的水平，例如180或200摄氏度，那么方法300断开温控开关103，以断开装置100与高压互锁回路202之间的电连接。

步骤S303之后，执行步骤S305：当所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接断开时，所述控制单元断开所述高压电路。当装置100与高压互锁回路202之间的电连接断开后，车辆控制单元103断开高压电路201，以保证车辆的使用安全。

根据本发明的示例性实施方式，所述温控开关103是可重置开关，且所述方法300还包括：当所述手动维护断接装置的温度T下降至等于或低于预先设定的阈值温度T0时，闭合所述温控开关103，使得所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202导通；当所述高压互锁回路形成通路时，所述控制单元使所述高压电路导通。可选地，温控开关103可以是自动重置开关，也可以是手动重置开关。

可选地，由于用户使用过于频繁或操作不当，或者线路老化等因素，车辆的装置100的内部热损失使其温度T大于预先设定的阈值温度T0，升高到不安全的水平，例如180或200摄氏度，那么方法300断开温控开关103，以断开装置100与高压互锁回路202之间的电连接。当所述手动维护断接装置的温度T下降至等于或低于预先设定的阈值温度T0时，到达安全水平，则可重置温控开关103，使其关闭，从而使得所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202导通，继续正常工作。重置温控开关103可以重复使用装置100，降低了成本。通过温控开关103的断开和闭合，可以控制装置100的温度，使其保持在阈值温度T0之下，以延长装置100的使用寿命。

根据本发明的示例性实施方式，所述温控开关是不可重置开关，且步骤S303包括：当所述手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时，永久性地断开所述温控开关103，以永久性地断开所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202之间的电连接。可选地，可交由车辆维修中心维修温控开关，使其正常工作，或者更换整个温控开关103。通过这种方式，使所述手动维护断接装置100与所述高压互锁回路202永久性地断开，提高了车辆的安全性。

总之，本发明的实施方式提供的用于车辆电路的管理方法，提供了一种快速、可靠和安全的方案，能够在手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时直接断开高压互锁回路，而无需对控制单元205进行断开高压互锁回路的额外编程，从而更简单有效地避免车辆电路系统被过度加热，延长了车辆电路组件的使用寿命并提高了车辆电路的效率，并且提高了车辆的安全性能；且结构简单，便于储存、运输、安装和维修，显著节约了成本。

在本说明书中，说明了大量的具体细节。然而，应当理解，本发明的实施方式可以在没有这些具体细节的情况下实施。在一些实施方式中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不使读者混淆对本说明书的原理的理解。

本领域技术人员可以理解，可以对各实施方式中的装置中的模块进行自适应性地改变，并且把它们设置在与该实施方式不同的一个或多个装置中。除了特征或处理相互排斥的情况之外，可以采用任何组合，对本说明书中公开的任何方法的所有步骤或者任何装置的所有模块进行组合。除非另外明确陈述，本说明书中公开的每个特征都可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。

应当注意，上述实施方式对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不偏离所附权利要求的范围的情况下，可设计出各种替代实施方式。在权利要求书中，特征的排序并不意味着特征的任何特定顺序，并且特别地，方法权利要求中各步骤的顺序并不意味着这些步骤必须按照该顺序来执行。相反地，这些步骤可以以任何适当的顺序执行。在权利要求书中，不应将位于括号内的任何参考标记理解成对权利要求的限制。术语“包括”或“包含”不排除存在未列在权利要求中的模块或步骤。位于模块或步骤之前的术语“一”或“一个”不排除存在多个这样的模块或步骤。术语“第一”、“第二”、以及“第三”等的使用不表示任何顺序，可将这些术语解释为名称。

Claims (9)

1.一种车辆的电路管理系统，所述车辆包括高压电路以及高压互锁回路，其特征在于，所述系统包括：

手动维护断接装置，包括与所述高压电路电连接的高压接线端子、与所述高压互锁回路电连接的低压接线端子和把手，其中所述把手被设置为适于被推动以断开所述手动维护断接装置与高压互锁回路之间的电连接；

温控开关，设置为与所述低压接线端子和所述把手串联地电连接，所述温控开关被设置为当所述手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时断开，以断开所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接；以及

控制单元，被设置为当所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接断开时，断开所述高压电路。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述温控开关设置为靠近所述高压接线端子与所述高压电路的连接处。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述手动维护断接装置还包括连接到所述高压电路的保险丝，所述温控开关设置为靠近所述保险丝。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述温控开关是可重置开关，当所述手动维护断接装置的温度下降至等于或低于预先设定的阈值温度时，所述温控开关闭合，使得所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路导通；且

所述控制单元被设置为当所述高压互锁回路形成通路时使所述高压电路导通。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于：所述温控开关为双金属开关。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述温控开关是不可重置开关，当所述手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时，所述温控开关永久性断开，使得所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路永久性地断开。

7.一种用于车辆电路的管理方法，所述车辆电路包括高压电路、高压互锁回路、与所述高压互锁回路连接的手动维护断接装置和控制单元；所述方法包括：

感应所述手动维护断接装置的温度；

当感应到所述手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时，断开所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接；以及

当所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接断开时，所述控制单元断开所述高压电路。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述温控开关是可重置开关，且所述方法还包括：

当所述手动维护断接装置的温度下降至等于或低于预先设定的阈值温度时，闭合所述温控开关，使得所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路导通；以及

当所述高压互锁回路形成通路时，所述控制单元使所述高压电路导通。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述温控开关是不可重置开关，且

当所述手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时断开所述温控开关，以断开所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接包括：当所述手动维护断接装置的温度大于预先设定的阈值温度时，永久性地断开所述温控开关，以永久性地断开所述手动维护断接装置与所述高压互锁回路之间的电连接。