高压（HV）电气装置和用于HV电气系统的安全电路

技术领域

本发明涉及高压电气装置和用于高压（HV）电气系统的安全电路。更特别地，本发明涉及电动或混合动力车辆中的HV电气系统。

背景技术

由于汽车工业电气化的增加，高压电气装置越来越多地用于车辆中。当在车辆中使用HV电气装置时，需要采取各种安全措施。尤其是HV电气装置的断开是一个严重的威胁。识别这种断开并采取适当的安全步骤是非常重要的。

CN110843529公开了一种高压联锁故障自诊断电路、控制方法及新能源汽车。该专利公布公开了以下内容。当存在高压联锁断开时，开关将取决于部件（K1、K2、K3等）而断开并且LED将被开启以指示该事件。

发明内容

本发明公开了一种高压（HV）电气装置。HV电气装置的示例包括但不限于HV插头、HV充电器、DC-DC转换器、HV马达控制单元、HV马达、HV车载充电器、HV AC压缩机、HV电池。HV电气装置可以是电动车辆或混合动力车辆的一部分。

HV电气装置包括用于连接到HV线路的连接器。HV电气装置还具有连接到控制器的低压线路。电阻器并联连接到低压线路。

本发明还公开了一种用于高压（HV）电气系统的安全电路。HV电气系统可以是诸如电动车辆或混合动力车辆的车辆的一部分。HV电气系统包括一个或多个HV电气装置。HV电气装置包括低压线路。电阻器并联连接到低压线路。控制器通过低压线路连接到HV电气装置。控制器基于低压线路中的电流消耗的变化来识别高压HV装置的断开。

控制器取决于断开的HV部件的危急程度和车辆的当前状态，选择性地开启跛行回家模式、驾驶停止模式或紧急关闭模式。

附图说明

参考以下随附附图描述了本公开的实施例，

图1示出了根据本发明实施例的高压（HV）电气装置的示意框图。

图2示出了根据本发明实施例的采用安全电路的HV电气系统的示意电路图。

图3示出了根据本发明实施例的HV电气装置的电流消耗和一组电阻器之间的关系图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明实施例的高压（HV）电气装置的示意框图。高压（HV）电气装置10是以高电压操作并连接到高压线路的任何电气装置。HV电气装置的示例包括但不限于HV插头、HV充电器、DC-DC转换器、HV马达控制单元、HV马达、HV车载充电器、HV AC压缩机、HV电池。HV电气装置10可用于许多应用中，但不限于电动车辆或混合动力车辆。

HV电气装置10包括用于连接到HV线路的连接器20。HV电气装置10还具有连接到控制器的低压线路30。控制器可以是或可以不是HV电气装置10的一部分。例如，控制器可以是电动车辆的一部分。电阻器并联连接到低压线路30。换句话说，HV电气装置10通过电阻器连接到低压线路30。一个或多个HV电气装置10连接到HV线路。HV电气装置10还通过相应的电阻器连接到低压线路30。连接到每个HV电气装置10的电阻器的电阻值是不同的。当存在一个或多个HV电气装置10的断开时，断开的HV电气装置10可基于低压线路中电流消耗的变化而被识别出。因此，高压互锁的断开以及断开的HV电气装置10的精确识别是可能的。因此，可以立即采取适当的安全措施。因此，提高了用户的安全性。

图2示出了采用安全电路的HV电气系统的示意电路图。HV电气系统是诸如电动车辆或混合动力车辆的车辆的一部分。HV电气系统包括一个或多个HV电气装置10，诸如HV插头、HV充电器和DC-DC转换器、HV马达控制单元、HV马达、以及HV车载充电器、HV AC压缩机、HV电池等。

HV电气系统的安全电路100包括低压线路30。电阻器40并联连接到低压线路30。换句话说，HV电气装置10通过电阻器40连接到低压线路30。

在本发明的实施例中，每个HV电气装置30具有不同电阻值的集成电阻器40。控制器50通过低压线路30连接到HV电气装置10。控制器50可以是车辆的一部分，诸如电动车辆或混合动力车辆。控制器50连接到低压电池。

控制器50基于低压线路30中的电流消耗的变化识别一个或多个高压电气装置10的断开。当所有的HV电气装置10被连接并且正在工作时，控制器50知道在低电压线路30中正常的电流消耗。当特定的HV电气装置10断开时，可以检测到电流变化，并且基于电流的变化，控制器50在对应电阻器40的预先已知的电阻值的帮助下识别断开的HV电气装置10。例如，有效电阻和低压线路30中的总电流消耗在所有HV电气装置10连接时由控制器50预先存储。当特定的HV电气装置10被断开时，低压线路30中的电流消耗的变化被检测到，并且相应地，断开的HV电气装置10被精确地识别出。

因此，高压联锁的断开以及断开的高压电气装置10的精确识别是可能的。因此，可以立即采取适当的安全措施，这提高了HV电气系统的整体安全性。

在本发明的实施例中，通过低压线路30的不同的电流值被校准到某个阈值范围，以识别哪个HV电气装置10触发了高压互锁故障。图3示出了曲线图，其示出了根据本发明的一个实施例的HV电气装置10的电流消耗和一组电阻器之间的关系。下表解释了相同的关系。

在该示例中，存在三个高压电气装置10通过它们相应的电阻器R1、R2、R3 40连接到低压线路30。控制器50预先知道对应于每个HV电气装置10的电流值的下限阈值和上限阈值。当特定的HV电气装置10被断开时，控制器50检测到电流的变化，并且用对应于不同HV电气装置10及其电阻器40的电流的不同阈值范围对其进行检查。例如，如图3所示，对应于第三HV电气装置或对应的电阻器R3的电流的较低范围和较高阈值分别是220和260 mA。电流消耗被检测为240 mA。因此，控制器50识别出存在第三HV电气装置10的断开。

取决于哪个HV电气装置10已经触发了HVIL故障和电阻器值，低压线路30中的电流发生变化，这由控制器50检测到，并相应地采取适当的安全措施。

在本发明的实施例中，当安全电路100用于车辆应用时，控制器50选择性地开启跛行回家模式、驱动停止模式或紧急关闭模式，这取决于断开的HV电气装置10的危急程度和车辆的当前状态。例如，当断开的HV电气装置10的危急程度较低时，则控制器50开启跛行回家模式，使得车辆可以以有限的功能开到附近的车库或服务中心。当断开的HV电气装置10的危急程度为中等时，控制器50开启驱动停止模式，在该模式下，车辆可以被驱动，并且某些电气功能（如AC等）都被关闭。如果断开的HV电气装置10的危急程度为高，则控制器50开启紧急关闭模式，使得所有功能被关闭，并且车辆也被关闭以提高安全性。

应理解，上述说明中解释的实施例仅用于说明，并不限制本发明的范围。设想了许多这样的实施例和说明书中解释的实施例的其他修改和变化。本发明的范围仅由权利要求的范围来限定。