太阳能电池系统的高压互锁电路发明专利

专利名称：太阳能电池系统的高压互锁电路

专利类型：发明专利

专利申请号：CN201911193088.2

专利申请（专利权）人：东风商用车有限公司
权利人地址：湖北省武汉市武汉经济技术开发区东风大道10号

专利发明（设计）人：刘金鑫,宋宏贵,柯炯,高鑫

专利摘要：本发明提供了一种太阳能电池系统的高压互锁电路，其特征在于包括太阳能电池、蓄电池、整车控制器、动力电池和连接器回路，其中蓄电池的输出端经连接器回路与太阳能电池的低压输入端电连接；整车控制器的信号端通过CAN总线经连接器回路与太阳能电池的信号端电连接；太阳能电池的高压输出端经连接器回路与动力电池的高压输入端电连接。本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种太阳能电池系统的高压互锁电路，有效提高整车安全性。

主权利要求：
1.一种太阳能电池系统的高压互锁电路，其特征在于包括太阳能电池、蓄电池、整车控制器、动力电池和连接器回路，其中蓄电池的输出端经连接器回路与太阳能电池的低压输入端电连接；整车控制器的信号端通过CAN总线经连接器回路与太阳能电池的信号端电连接；太阳能电池的高压输出端经连接器回路与动力电池的高压输入端电连接；
所述连接器回路包括太阳能电池端插座和动力电池端插座，太阳能电池端插座和动力电池端插座通过太阳能电池螺旋线电连接；
动力电池端插座中包括S+、S‑、24V+、GND、CANH、CANL、DET七个插针，其中24V+、GND、CANH、CANL及DET五根插针长度小于S+、S‑两根插针长度；
整车控制器的检测管脚DET通过动力电池端插座、太阳能电池螺旋线及太阳能电池端连接至太阳能电池的低压输入端；
当动力电池和太阳能电池形成的高压回路断开时，动力电池端插座、太阳能电池端插座断开太阳能电池低压输入端与蓄电池之间的电连接；在高压回路正极及负极线路未断开前，太阳能电池的高压接触器断开，太阳能电池的低压输入端和信号端断开电连接，整车控制器检测到信号端的通讯信号丢失同时检测到DET检测管脚高电平信号丢失后，整车控制器控制断开动力电池的高压接触器，整车控制器同时向上位机报告故障。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池系统的高压互锁电路，其特征在于太阳能电池端插座中包括S+、S‑、24V+、GND、CANH、CANL、DET七个插针，其中24V+、GND、CANH、CANL及DET五根插针长度小于S+、S‑两根插针长度。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池系统的高压互锁电路，其特征在于所述蓄电池的正极和负极分别与动力电池端插座的24V+、GND插针电连接，动力电池端插座的24V+、GND插针分别通过太阳能电池螺旋线与太阳能电池端插座的24V+、GND插针电连接，太阳能电池端插座的24V+、GND插针与太阳能电池的低压输入端电连接。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池系统的高压互锁电路，其特征在于所述动力电池的正、负两极的高压接触器分别与动力电池端插座的S+、S‑插针电连接，动力电池端插座的S+、S‑插针通过太阳能电池螺旋线分别与太阳能电池端插座的S+、S‑插针电连接，太阳能电池端插座的S+、S‑插针分别与太阳能电池的高压输入端的正、负两极的高压接触器电连接。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池系统的高压互锁电路，其特征在于所述整车控制器的CANH、CANL端分别与动力电池端插座的CANH、CANL插针电连接，动力电池端插座的CANH、CANL插针分别通过太阳能电池螺旋线与太阳能电池端插座的CANH、CANL插针电连接，太阳能电池端插座的CANH、CANL插针分别连接至太阳能电池的CANH、CANL信号端。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池系统的高压互锁电路，其特征在于太阳能电池和太阳能电池端插座设置于半挂车上；动力电池、整车控制器、蓄电池以及动力电池端插座设置于牵引车上。 说明书 : 太阳能电池系统的高压互锁电路技术领域[0001] 本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种太阳能电池系统的高压互锁电路。背景技术[0002] 近年来，随着全球气候恶化、大气污染加剧、石油资源的过度使用，发展节能环保的汽车已成为世界汽车工业技术创新的重要方向和必然选择。太阳能作为可再生能源，对环境无任何污染，因此太阳能电池在汽车行业获得了广泛应用，为提高太阳能电池的工作效率，在纯电动汽车及混合动力汽车上的应用及开发得到发展，用于对高压动力电池充电。太阳能电池系统作为一个高压源，其高压连接器没有正常连接，会造成高压暴露导致驾驶人员及维修人员发生触电的安全问题。[0003] 现有技术(申请公布号CN108387809A)通过恒流调节组件、电阻及电信号检测组件对整个回路进行检测，恒流调节组件保持检测回路中的电流恒定，电信号检测组件通过检测经过电阻的电压值，根据检测电压值的大小确认高压连接器的工作状态。发明内容[0004] 本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种太阳能电池系统的高压互锁电路，有效提高整车安全性。[0005] 本发明提供了一种太阳能电池系统的高压互锁电路，其特征在于包括太阳能电池、蓄电池、整车控制器、动力电池和连接器回路，其中蓄电池的输出端经连接器回路与太阳能电池的低压输入端电连接；整车控制器的信号端通过CAN总线经连接器回路与太阳能电池的信号端电连接；太阳能电池的高压输出端经连接器回路与动力电池的高压输入端电连接。[0006] 上述技术方案中，所述连接器回路包括太阳能电池端插座和动力电池端插座，太阳能电池端插座和动力电池端插座通过太阳能电池螺旋线电连接。[0007] 上述技术方案中，动力电池端插座中包括S+、S‑、24V+、GND、CANH、CANL、DET七个插针，其中24V+、GND、CANH、CANL及DET五根插针长度小于S+、S‑两根插针长度。[0008] 上述技术方案中，太阳能电池端插座中包括S+、S‑、24V+、GND、CANH、CANL、DET七个插针，其中24V+、GND、CANH、CANL及DET五根插针长度小于S+、S‑两根插针长度。[0009] 上述技术方案中，所述低压回路蓄电池的正极和负极分别与动力电池端插座的24V+、GND插针电连接，动力电池端插座的24V+、GND插针分别通过太阳能电池螺旋线与太阳能电池端插座的24V+、GND插针电连接，太阳能电池端插座的24V+、GND插针与连接至太阳能电池的低压输入端电连接。[0010] 上述技术方案中，整车控制器的检测管脚DET通过动力电池端插座、太阳能电池螺旋线及太阳能电池端连接至太阳能电池的低压输入端。[0011] 上述技术方案中，所述动力电池的正、负两极的高压接触器分别与动力电池端插座的S+、S‑插针电连接，动力电池端插座的S+、S‑插针通过太阳能电池螺旋线与太阳能电池端插座的S+、S‑插针电连接，太阳能电池端插座的S+、S‑插针与太阳能电池的高压输入端的正、负两极的高压接触器电连接。[0012] 上述技术方案中，所述整车控制器的CANH、CANL端分别与动力电池端插座的CANH、CANL插针电连接，动力电池端插座的CANH、CANL插针通过太阳能电池螺旋线与太阳能电池端插座的CANH、CANL插针电连接，太阳能电池端插座的CANH、CANL插针分别连接至太阳能电池的CANH、CANL信号端。[0013] 上述技术方案中，当动力电池和太阳能电池形成的高压回路断开时，动力电池端插座、太阳能电池端插座断开太阳能电池低压输入端与蓄电池之间的电连接；在高压回路正极及负极线路未断开前，太阳能电池的高压接触器断开，太阳能电池的低压输入端和信号端断开电连接，整车控制器检测到信号端的通讯信号丢失同时检测到DET检测管脚高电平信号丢失后，整车控制器控制断开动力电池的高压接触器，整车控制器同时向上位机报告故障。[0014] 上述技术方案中，太阳能电池和太阳能电池端插座设置于半挂车上；动力电池、整车控制器、蓄电池以及动力电池端插座设置于牵引车上。[0015] 本发明具有结构简单，成本低，安装方便优点。完全可以满足太阳能电动燃油混合动力牵引车对高压互锁电路的苛刻使用要求，降低设计成本，有效的对太阳能电池高压回路的连接状态进行监控及故障处理，避免断开或闭合太阳能电池回路连接器导致拉弧，使工作人员的安全受到威胁，影响整车的安全性。附图说明[0016] 图1是本发明的电路示意图；[0017] 其中，1‑动力电池，2‑动力电池正极的高压接触器，3‑动力电池负极的高压接触器，4‑整车控制器，5‑蓄电池，6‑动力电池端插座，7‑太阳能电池螺旋线，8‑太阳能电池端插座，9‑太阳能电池正极的高压接触器，10‑太阳能电池负极的高压接触器，11‑太阳能电池。具体实施方式[0018] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。[0019] 如图1所示，本发明提供了一种太阳能电池系统的高压互锁电路，包括动力电池1、动力电池正极高压接触器2、动力电池负极高压接触器3、整车控制器VCU4、24V蓄电池5、动力电池端插座6、太阳能电池螺旋线7、太阳能电池端插座8、太阳能电池正极高压接触器9、太阳能电池负极高压接触器10、太阳能电池11。[0020] 动力电池端插座6、太阳能电池端插座8中均包括S+、S‑、24V+、GND、CANH、CANL、DET七根插针，其中24V+、GND、CANH、CANL、DET五根插针长度小于S+、S‑两根插针长度，S+、S‑为高压回路，24V+、GND为控制器供电回路，CANH、CANL为控制器CAN通讯回路，DET为VCU检测输入。[0021] 所述高压回路动力电池1的正、负两极，分别经动力电池正极高压继电器2、动力电池负极高压继电器3连接至动力电池端插座6的S+、S‑插针，然后通过太阳能电池螺旋线7，连接太阳能电池端插座8的S+，S‑插针，太阳能电池端插座8的S+，S‑插针分别经太阳能电池正极高压继电器9、动力电池负极高压继电器10连接至太阳能电池11的正、负两极。[0022] 所述低压回路蓄电池5的24V、24V‑两极，连接至动力电池端插座6的24V+、GND插针，然后通过太阳能电池螺旋线7，连接太阳能电池端插座8的24V+、GND插针，太阳能电池端插座8的24V+、GND插针分别连接至太阳能电池11的低压供电24V+、GND两极。[0023] 所述诊断回路整车控制器VCU4的CANH、CANL信号端连接至动力电池端插座6的CANH、CANL插针，通过太阳能电池螺旋线7，连接太阳能电池端插座8的CANH、CANL插针，太阳能电池端插座8的CANH、CANL插针分别连接至太阳能电池11的通讯CANH、CANL信号端。整车控制器VCU4的检测管脚DET通过动力电池端插座、太阳能电池螺旋线7及太阳能电池端插座8连接至太阳能电池11的低压供电24V+端。[0024] 太阳能电池系统高压回路正常工作时，动力电池正极高压接触器2、动力电池负极高压接触器3、太阳能电池正极高压接触器9、太阳能电池负极高压接触器10闭合，蓄电池5为太阳能电池11进行低压供电，同时太阳能电池11与整车控制器VCU4进行实时的CAN通讯进行信息交互。[0025] 当动力电池端插座6、太阳能电池螺旋线7、太阳能电池端插座8之间的连接器回路发生意外脱落或者整车检修时检修人员忘记断开高压电，在断开动力电池端插座6、太阳能电池端插座8与太阳能电池螺旋线7的高压回路时，由于动力电池端插座6、太阳能电池端插座8的特殊结构设计，太阳能电池11低压供电24V+、GND端将被优先断开。由于低压供电消失，在太阳能电池和动力电池形成的高压回路的正极及负极线路未断开前，太阳能电池11的太阳能电池正极高压接触器9、太阳能电池负极高压接触器10将切断，保证太阳能电池11没有高压输出。太阳能电池11低压供电输入端24V+、GND断开的同时，太阳能电池11的通讯CANH、CANL信号端也被切断。整车控制器VCU4检测到太阳能电池11CAN通讯信号丢失同时检测到DET检测管脚高电平信号丢失，整车控制器VCU4控制断开动力电池1的动力电池正极高压接触器2、动力电池负极高压接触器3，从而切断了动力电池1的高压输出并上报故障，避免意外脱落或者不合规操作时太阳能电池回路连接器拉弧，使工作人员的安全受到威胁，影响整车的安全性。[0026] 太阳能电池11和太阳能电池端插座8设置于半挂车上；动力电池1、整车控制器4、蓄电池5以及动力电池端插座6设置于牵引车上，合理优化布置。[0027] 本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

专利地区：湖北

专利申请日期：2019-11-28

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN110803027B