[发明专利]电动汽车充电系统高压环路互锁结构及方法

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车充电系统领域,特别涉及电动汽车充电系统高压环路互锁结构及方法。 

背景技术

电动车辆包括混合动力汽车和纯电动汽车，在电动车辆中，原来由内燃机驱动的车轮、空压机、转向泵、空调压缩机等机械系统都需要由大功率电机驱动，这些大功率电机就需要有高压电源提供电力。目前大部分电动车辆无高压互锁保护功能，当接插件出现脱落时容易造成高压线路漏电，一方面会导致车内部件损坏，另一方面还会危及驾乘人员的人身安全 

目前，混合动力汽车及纯电动汽车高压系统的电压已经远远超过了人体的安全电压。因此在设计过程中，出于人身安全的考虑，需要在高压系统中加入高压互锁结构及相关的回路，防止非专业人员操作造成人身安全损伤的情况。 

高压互锁电连接器在工业产品上，例如汽车电连接器上，具有广泛的应用。连接器的高压互锁功能是汽车电连接器领域的一个特殊要求，主要是两段式分离(例如5秒钟停顿)规则。具体地，首先是连接器中的低压控制电路，即高压互锁回路断开，在停顿约5秒钟之后，高压电源或者高压装置中所存储的电能被释放，再断开连接器的高压回路。 

目前一般的高压互锁(HVIL)连接都是与混合动力车(HEV)连接器整合在一起，其中的弊端是需要增加混合动力车(HEV)连接器的尺寸，另外有些混合动力车(HEV)连接器在车中的位置不便于客户操作。 

现有技术中主要存在如下两种高压互锁连接器结构： 

第一种是分体式外置高压互锁结构，其主要由公端对配件和线束侧对配件组成，在线束侧对配件上设有高压互锁连接器。具体装配时，首先将线束侧对配件插置到公端对插件中，完全卡扣后，推动线束侧对配件上的高压互锁连接器至完全到位。该结构的高压互锁连接器存在如下缺陷：1、安装较为复杂，该结构需要在高压互锁连接器到位后进一步装配相应的锁止结构；此外，产品的生产工艺也相对繁琐，不利于控制成本。2、在没有装配公端对配件和线束侧对配件的情况下，可以将线束侧对配件上的高压互锁连接器直接进行装配。也就是说，一旦 高压互锁连接器装配好后，公端对插件和线束侧对配件中的高压回路便带有高压电，操作人员一旦触碰，就会有触电的安全隐患，及其危险。 

第二种是与连接器壳体一体的内置式高压互锁结构，其主要是通过行程差来实现高压互锁功能，其存在如下缺陷：1、无法实现二次锁的防漏装功能，实际装配过程中，如果二次锁未装配，不影响连接器的功能和使用，会造成二次锁漏装的风险。2、在断开公端对配件和线束侧对配件的过程中，高压互锁回路断开与充电高压回路断开的时间间隔太短，系统还不能及时断开高压电，极易产生电弧，造成拔出公端对配件和线束侧对配件的过程带电操作，影响该连接结构的可靠性和安全性。 

目前，在已知技术中，与本发明技术效果相近似的技术材料有： 

专利号为CN 202138321U的专利，它主要的内容是一种电动汽车充电互锁回路的连接结构，包括高压线缆、电机控制器,高压接插件、充电机、高压电器盒和电池，其特征在于:电池通过高压线缆和高压接插件与高压电器盒连接在一起，电机控制器、充电机通过高压线缆和高压接插件分别与高压电器盒连接。 

这个技术的优点有：该连接结构可以避免高压部件在安装、维修过程中出现带电操作，提供了电动车使用的安全性，且该方案易于实现、结构简单。 

该技术的的缺点是： 

1.该结构需要单独的控制电器件，成本相对较高； 

2.整车出现充电故障，并无环路互锁故障判断功能，排查故障点困难； 

3.缺少充电器充电和READY启动的互锁保护。 

发明内容

针对相关技术领域文献和以上现有技术的不足，在大量现有文献研究和长期在相关领域研发实践的基础上，本发明提出“电动汽车充电系统高压环路互锁结构及方法”，解决现有技术中，安装较为复杂，需要单独的控制电器件，成本相对较高；整车出现充电故障，并无环路互锁故障判断功能，排查故障点困难；缺少充电器充电和READY启动的互锁保护的问题；实现“集中化控制，节约了成本；互锁插件结构更为简单，可靠性强，完全满足现代电动汽车保护多功能需求，高压安全保护更可靠；具备了充电器充电和READY启动的互锁保护；”的有益效果。 

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：