CN117656835A - 整车热失控控制系统及整车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种整车热失控控制系统，当高压供电模块的供电装置单元发生热失控时，该系统在控制模块的控制下，断开与对应发生热失控的供电装置单元相连的断路装置单元且与对应的热失控的所述供电装置单元相连的第一开关单元继续断开，其他第一开关单元闭合，并控制所述第二开关单元以及所述第三开关单元断开，以隔离对应所述热失控的所述供电装置单元；并将剩余正常供电的供电装置单元输出的电压输入到第一变压模块，使其升压到正常高电压第一制冷模块进行供电，以维持所述第一制冷模块正常工作所需电压，并启动所述第一制冷模块进行制冷，且控制所述电驱总成模块的功率，使其在预设时间内降低为零。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池包热失控领域，尤其涉及整车热失控控制系统及整车。
背景技术
市场上，由于电池制造缺陷及电池滥用问题，电动汽车热失控事故层出不穷，为了有效降低电池热失控危害，将热失控电芯的多余热量输送到外部是一种有效的热扩散抑制方法。现阶段，热失控发生时，由于电芯热失控后，电池内高压回路有拉弧的风险，导致其余完好的电芯电量无法安全有效地利用，只能使用12V蓄电池带动液冷车型的水泵启动，输送热量有限，且对于冷媒制冷车型，由于必须用高压驱动车载压缩机，对于热失控后的热量累积，毫无办法，同时由于电池出现热失控无法对外正常高压供电，会导致电动汽车突然掉电，而发生失速危险。
发明内容
本发明提供了整车热失控控制系统及整车，可以在整车的高压供电模块发生热失控时，仍可以为整车系统提供稳定的高压，用于紧急避险，并驱动冷媒直冷回路，更加高效地带走热量，抑制热扩散。
根据本发明的第一方面，提供了一种整车热失控控制系统，包括：高压供电模块、电驱总成模块、第一制冷模块、第一变压模块、第二变压模块以及控制模块；其中：
所述高压供电模块包括N个串联连接的供电装置单元，且相邻两供电装置单元之间连接有断路装置单元；每个断路装置单元单元的两端分别通过第一开关单元耦接至中线的第一端；所述中线的第二端耦接至所述第一变压模块的第一端；所述高压供电模块用于通过其正极与负极对输出第一电压；其中N为正整数，且N≥2；
所述第一变压模块的第二端与第三端分别耦接至所述正极与所述负极，其第四端与第二端之间通过第二开关单元耦接，其第五端与第三端之间通过第三开关单元耦接；
所述第二变压模块的第一端耦接至所述第一变压模块的第四端，所述第二变压模块的第二端耦接至所述第一变压模块的第五端，用于将输入的所述第一电压降压为第三电压，为所述电驱总成模块供电；
所述电驱总成模块的第一端耦接至所述第二变压模块的第三端，所述电驱总成模块的第二端耦接至所述第二变压模块的第四端；
所述第一制冷模块的第一端耦接至所述第一变压模块的第四端，所述第一制冷模块的第二端耦接至所述第一变压模块的第五端；
所述控制模块用于：
实时监测各供电装置单元的状态，在正常情况下控制所有的断路装置单元、所述第二开关单元以及所述第三开关单元闭合，并控制所有的第一开关单元断开，以实现所述高压供电模块以所述第一电压对外供电；以及
当至少一个所述供电装置单元发生热失控时，控制与对应的热失控的供电装置单元相连的断路装置单元断开，且与对应的热失控的供电装置单元相连的第一开关单元继续断开，其他第一开关单元闭合，并控制所述第二开关单元以及所述第三开关单元断开，以隔离对应所述热失控的供电装置单元，并通过其他供电装置单元提供的第二电压给所述第一变压模块，由所述第一变压模块对所述第二电压进行升压，生成所述第一电压对所述第一制冷模块进行供电，以维持所述第一制冷模块正常工作所需电压，并启动所述第一制冷模块进行制冷并控制所述电驱总成模块的输出功率，在设定时间内逐渐将为零。
可选的，所述控制模块包括第一控制模块及第二控制模块；
所述第一控制模块用于实时监测各供电装置单元的状态，在正常情况下控制所有的断路装置单元、所述第二开关单元以及所述第三开关单元闭合，并控制所有的第一开关单元断开，以实现所述高压供电模块以所述第一电压对外供电；以及
当至少一个所述供电装置单元发生热失控时，控制与对应的热失控的供电装置单元相连的断路装置单元断开，且与对应的热失控的供电装置单元相连的第一开关单元继续断开，其他第一开关单元闭合，并控制所述第二开关单元以及所述第三开关单元断开，以隔离对应所述热失控的供电装置单元；驱动所述第一变压模块，在将剩余正常供电的供电装置单元输入的所述第二电压升压进行升压，生成所述第一电压对所述第一制冷模块进行供电；同时向所述第二控制模块发送第一热失控信号；
所述第二供电模块用于根据接收到的第一热失控信号，控制所述第一制冷模块全功率输出并控制所述电驱总成模块的输出功率在所述预设时间内降为零。
可选的，所述第一控制模块还用于在监测到所有的供电装置单元均出现非正常供电时，控制所有的断路装置单元、所有的第一开关单元断开，并关闭所述第一变压模块；且所述第一控制模块向所述第二控制模块发送第二热失控信号；
所述第二控制模块还用于根据接收到的所述第二热失控信号，控制所述第一制冷模块停止制冷。
可选的，所述非正常供电包括供电装置单元出现热失控或供电装置单元的SOC低于设定值。
可选的，所述第一制冷模块至少包括车载压缩机；
当所述第二控制模块接收到所述第一热失控信号时，所述第二控制模块控制所述车载压缩机全功率输出，对出现热失控的所述供电装置单元进行制冷；
当所述第二控制模块接收到所述第二热失控信号时，所述第二控制模块控制所述车载压缩机输出功率降为零。
可选的，所述第一控制模块还用于屏蔽误触的所述断路装置单元，控制所述第一开关单元均闭合，并控制所述第二开关单元及所述第三开关单元闭合，同时控制所述第一变压模块关闭，所述高压供电模块通过所述正极及所述负极对外供电，所述断路装置单元的误触用于表征所述断路装置单元在所述供电装置单元未发生热失控时，被错误触发。
可选的，所述断路装置单元至少包括火花保险；所述断路装置单元至少包括断路器。
可选的，所述第一变压模块至少包括DC/DC转换器。
根据本发明的第二方面，提供了一种整车，包含了本发明第一方面及可选方案所提供的整车热失控控制系统。
本发明提供的整车热失控控制系统，在所述高压供电模块内的所述供电装置单元出现热失控时，所述第一控制单元会对发生热失控的所述供电装置单元的回路进行半包高压隔离，并将剩余正常的所述供电装置单元接到所述第一变压模块，为整车系统提供稳定的高压，同时所述第二控制单元会控制所述第一制冷模块为热失控的所述供电装置单元制冷并控制所述电驱总成模块在设定时间内，输出功率逐渐降为零，以保证驾驶员能有一定的时间内安全驾车离开危险区域。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例提供的整车热失控控制系统的模块结构示意图之一；
图2是本发明实施例提供的整车热失控控制系统的模块结构示意图之二；
图3是本发明实施例提供的整车热失控控制系统的模块结构示意图之三；
图4是本发明实施例提供的第二制冷模块的模块结构示意图；
图5是本发明实施例提供的整车热失控控制系统的模块结构示意图之四。
附图标记说明：
100-高压供电模块；
101-供电装置单元；
102-断路装置单元；
103-第一开关单元；
104-第二开关单元；
105-第三开关单元；
200-控制模块；
201-第一控制模块；
202-第二控制模块；
300-电驱总成模块；
400-第一制冷模块；
401-车载压缩机；
500:-第一变压模块；
600-第二变压模块；
700-第二制冷模块
701-蓄电池；
702-水泵；
703-风扇。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种整车热失控控制系统，包括高压供电模块100、电驱总成模块300、第一制冷模块400、第一变压模块500、第二变压模块600以及控制模块200；其中：
所述高压供电模块100包括N个串联连接的供电装置单元101，且相邻两供电装置单元101之间连接有断路装置单元102；每个断路装置单元102单元的两端分别通过第一开关单元103耦接至中线的第一端；所述中线的第二端耦接至所述第一变压模块500的第一端；所述高压供电模块100用于通过其正极与负极对外输出第一电压；其中N为正整数，且N≥2；
所述第一变压模块500的第二端与第三端分别耦接至所述正极与所述负极，其第四端与第二端之间通过第二开关单元104耦接，其第五端与第三端之间通过第三开关单元105耦接；
所述第二变压模块600的第一端耦接至所述第一变压模块500的第四端，所述第二变压模块600的第二端耦接至所述第一变压模块500的第五端，用于将输入的所述第一电压降压为第三电压，为所述电驱总成模块300供电；所述第三电压小于所述第一电压；
所述电驱总成模块300的第一端耦接至所述第二变压模块600的第三端，所述电驱总成模块300的第二端耦接至所述第二变压模块600的第四端；
所述第一制冷模块400的第一端耦接至所述第一变压模块500的第四端，所述第一制冷模块400的第二端耦接至所述第一变压模块500的第五端；
所述控制模块200用于：
实时监测各供电装置单元101的状态，在正常情况下控制所有的断路装置单元102、所述第二开关单元104以及所述第三开关单元105闭合，并控制所有的第一开关单元103断开，以实现所述高压供电模块100以所述第一电压对外供电；以及
当至少一个所述供电装置单元101发生热失控时，控制与对应的热失控的供电装置单元101相连的断路装置单元102断开，且与对应的热失控的供电装置单元101相连的第一开关单元103继续断开，其他第一开关单元103闭合，并控制所述第二开关单元104以及所述第三开关单元105断开，以隔离对应所述热失控的供电装置单元101，并通过其他供电装置单元101提供第二电压给所述第一变压模块500，由所述第一变压模块500对所述第二电压进行升压，生成所述第一电压对所述第一制冷模块400进行供电，以维持所述第一制冷模块400正常工作所需电压，并启动所述第一制冷模块400对发生热失控的所述供电装置单元101进行冷媒直冷，且控制所述电驱总成模块300的功率，使其在预设时间降低为零；所述第一电压大于所述第二电压。
请参考图2，作为一种具体实施方式，所述控制模块200包括第一控制模块201及第二控制模块202；
所述第一控制模块201用于监测各供电装置单元101的状态，在正常情况下向所述断路装置单元102、所述第二开关单元104以及所述第三开关单元105发送硬线低电平信号控制其闭合，并向所述第一开关单元103发送硬性高电平信号控制其断开，以实现所述高压供电模块100以所述第一电压对外供电，以及
当至少一个所述供电装置单元101发生热失控时，向对应的热失控的供电装置单元101发送所述硬性高电平信号控制其断开，并且向对应的热失控的所述供电装置单元101相连的第一开关单元103继续发送硬线高电平控制其断开，同时向其他第一开关单元103发送所述硬线低电平信号控制其闭合，向所述第二开关单元104以及所述第三开关单元105发送硬线高电平信号控制其断开，以隔离对应所述热失控的供电装置单元101；同时通过CAN总线向所述第一变压模块500发送第一驱动信号驱动所述第一变压模块500正常工作，并将剩余正常供电的供电装置单元101输入的所述第二电压所述第二电压升压进行升压，生成所述第一电压对所述电驱总成模块300与所述第一制冷模块400进行高压供电；同时通过CAN总线向所述第二控制模块202发送第一热失控信号；
所述第二供电模块用于根据接收到的第一热失控信号，通过CAN总线向所述电驱总成模块300发，送第一控制信号控制其输出功率在所述预设时间内降为零；并通过CAN总线向所述第一制冷模块400发送第二控制信号控制其满功率输出进行制冷。
在部分所述供电装置单元101发生热失控时，通过所述第一控制模块201对发生热失控的所述供电装置单元101的回路进行半包高压隔离并将剩余正常的所述供电装置单元101接到所述第一变压模块500，为整车系统提供稳定的高压，同时所述第二控制单元会控制所述第一制冷模块400为热失控的所述供电装置单元101制冷并控制所述电驱总成模块300在设定时间内，输出功率逐渐降为零，以保证驾驶员能有一定的时间内安全驾车离开危险区域。
作为一种具体实施方式，所述第一控制模块201还用于在监测到所有的供电装置单元101均出现非正常供电时，向所有所述断路装置单元102、所有所述断路装置单元102发送所述硬线高电平信号控制其断开，并通过CAN总线向所述第一变压模块500发送第一下电信号控制其关闭；同时所述第一控制模块201通过CAN总线向所述第二控制模块202发送第二热失控信号；
所述第二控制模块202还用于根据接收到的所述第二热失控信号，通过CAN总线向所述第一制冷模块400发送第三控制信号控制其停止工作。
请参考图2，作为一种具体实施方式，所述非正常供电包括供电装置单元101出现热失控或供电装置单元101的SOC低于设定值。
作为一种优选实施方式，所述第一制冷模块400至少包括车载压缩机401；
所述车载压缩机401在所述第二控制信号的控制下，全功率输出，直接对发生热失控的所述供电装置单元进行制冷；
所述车载压缩机401在所述第三控制信号的控制下，输出功率降为零。
请参考图3及图4，作为一种具体实施方式，所述整车热失控控制系统还包括第二制冷模块700；
在该具体实施方式中，整车使用冷却液循环系统，通过冷却液的循环带走发生热失控的所述供电装置单元101的热量从而达到散热目的；其中，所述车载压缩机401用于对所述冷却液进行制冷降温。
所述第二制冷模块700的第一端及第二端分别耦接至所述第二变压模块600的第三端及第四端，所述第二制冷模块700用于驱动所述冷却液循环系统的冷却液流动并对其散热，所述第二变压模块600还用于输出所述第三电压为所述第二制冷模块700进行充电
所述第二制冷模块700至少包括蓄电池701、水泵702及风扇703；
所述蓄电池701的第一端作为所述第二制冷模块700的第一端，并耦接至所述水泵702的第一端及所述风扇703的第一端，所述蓄电池701的第二端作为所述第二制冷模块700的第二端，并耦接至所述水泵702的第二端及所述风扇703的第二端；所述蓄电池701用于接收所述第三电压，为所述水泵702及所述风扇703供电；
所述水泵702用于驱动所述冷却液循环系统中的冷却液流动，对出现热失控的供电装置单元101进行散热；
所述风扇703用于对所述冷却液循环系统中的冷却液进行散热。
在所有所述供电装置单元101都非正常供电时，通过所述第一控制模块201切断所有所述供电装置单元101的回路，并关闭所述第一变压模块500，同时通过所述第二控制模块202关闭所述车载压缩机401。
作为一种具体实施方式，所述第一控制模块201还用于屏蔽误触的所述断路装置单元102，在所述断路装置单元误触的情况下，所述第一控制模块向所有所述第一开关单元103发送所述硬线低电平信号控制其闭合，并向所述第二开关单元104及所述第三开关单元105发送所述硬线低电平信号控制其闭合，同时通过CAN总线向所述第一变压模块500发送第一下电信号控制其关闭，所述高压供电模块100通过所述正极及所述负极对外供电，所述断路装置单元102的误触用于表征所述断路装置单元102在所述供电装置单元101未发生热失控时，被错误触发。
作为一种优选实施方式，所述断路装置单元102至少包括火花保险，所述火花保险是一种一次性的可接受外接触发信号的瞬间断电保护装置，一般的断路器在遇到大电压流过时，会发生粘接现象导致无法进行断电，相比于普通的断路器能更有效迅捷的断开与发生热失控的供电装置单元101的连接。
当然，应该知道是，所述断路装置单元102不止包括所述火花保险，也可以继电器、断路器等装置，只要是能实现在所述第一控制模块201的控制下实现断路功能的装置亦在保护范围内。
作为一种具体实施方式，所述第一变压模块500及所述第二变压模块600至少包括DC/DC转换器；当然，应该知道是，只要是能将所述供电装置单元101输入的所述第二电压升压到第一电压的装置亦在保护范围内；所述第一电压大于所述第二电压。
作为一种具体实施方式，所述第一控制模块201为BMS，所述第二控制模块202为整车控制器。
作为一种具体实施方式，所述第一开关单元103和/或所述第二开关单元104和/或所述第三开关单元105为继电器。
作为一种具体实施方式，所述供电装置单元101为动力电池包。
作为一种具体实施方式，所述中线是连接所述第一变压模块500与所述供电装置单元101中间点的导线，本质是一根和主正主负规格相同的铜排或动力线。
本发明的实施例还提供了一种整车，包括所述整车热失控控制系统及整车其他部分。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种整车热失控控制系统，其特征在于，包括：高压供电模块、电驱总成模块、第一制冷模块、第一变压模块、第二变压模块以及控制模块；其中：
所述高压供电模块包括N个串联连接的供电装置单元，且相邻两供电装置单元之间连接有断路装置单元；每个断路装置单元单元的两端分别通过第一开关单元耦接至中线的第一端；所述中线的第二端耦接至所述第一变压模块的第一端；所述高压供电模块用于通过其正极与负极对外输出第一电压；其中N为正整数，且N≥2；
所述第一变压模块的第二端与第三端分别耦接至所述正极与所述负极，其第四端与第二端之间通过第二开关单元耦接，其第五端与第三端之间通过第三开关单元耦接；
所述第二变压模块的第一端耦接至所述第一变压模块的第四端，所述第二变压模块的第二端耦接至所述第一变压模块的第五端，用于将输入的所述第一电压降压为第三电压，为所述电驱总成模块供电；
所述电驱总成模块的第一端耦接至所述第二变压模块的第三端，所述电驱总成模块的第二端耦接至所述第二变压模块的第四端；
所述第一制冷模块的第一端耦接至所述第一变压模块的第四端，所述第一制冷模块的第二端耦接至所述第一变压模块的第五端；
所述控制模块用于：
实时监测各供电装置单元的状态，在正常情况下控制所有的断路装置单元、所述第二开关单元以及所述第三开关单元闭合，并控制所有的第一开关单元断开，以实现所述高压供电模块以所述第一电压对外供电；以及
当至少一个所述供电装置单元发生热失控时，控制与对应的热失控的供电装置单元相连的断路装置单元断开，且与对应的热失控的供电装置单元相连的第一开关单元继续断开，其他第一开关单元闭合，并控制所述第二开关单元以及所述第三开关单元断开，以隔离对应所述热失控的供电装置单元，并通过其他供电装置单元提供第二电压给所述第一变压模块，由所述第一变压模块对所述第二电压进行升压，生成所述第一电压对所述第一制冷模块进行供电，以维持所述第一制冷模块正常工作所需电压，并启动所述第一制冷模块进行制冷并控制所述电驱总成模块的输出功率，在设定时间内逐渐将为零。
2.根据权利要求1所述的整车热失控控制系统，其特征在于，所述控制模块包括第一控制模块及第二控制模块；
所述第一控制模块用于实时监测各供电装置单元的状态，在正常情况下控制所有的断路装置单元、所述第二开关单元以及所述第三开关单元闭合，并控制所有的第一开关单元断开，以实现所述高压供电模块以所述第一电压对外供电；以及
当至少一个所述供电装置单元发生热失控时，控制与对应的热失控的供电装置单元相连的断路装置单元断开，且与对应的热失控的供电装置单元相连的第一开关单元继续断开，其他第一开关单元闭合，并控制所述第二开关单元以及所述第三开关单元断开，以隔离对应所述热失控的供电装置单元；驱动所述第一变压模块，在将剩余正常供电的供电装置单元输入的所述第二电压进行升压，生成所述第一电压对所述第一制冷模块进行供电；同时向所述第二控制模块发送第一热失控信号；
所述第二供电模块用于根据接收到的第一热失控信号，控制所述第一制冷模块全功率输出并控制所述电驱总成模块的输出功率在所述预设时间内降为零。
3.根据权利要求2所述的整车热失控控制系统，其特征在于，所述第一控制模块还用于在监测到所有的供电装置单元均出现非正常供电时，控制所有的断路装置单元、所有的第一开关单元断开，并关闭所述第一变压模块；且所述第一控制模块向所述第二控制模块发送第二热失控信号；
所述第二控制模块还用于根据接收到的所述第二热失控信号，控制所述第一制冷模块停止制冷。
4.根据权利要求3所述的整车热失控控制系统，其特征在于，所述非正常供电包括供电装置单元出现热失控或供电装置单元的SOC低于设定值。
5.根据权利要求3所述的整车热失控控制系统，其特征在于，所述第一制冷模块至少包括车载压缩机；
当所述第二控制模块接收到所述第一热失控信号时，所述第二控制模块控制所述车载压缩机全功率输出，对出现热失控的所述供电装置单元进行制冷；
当所述第二控制模块接收到所述第二热失控信号时，所述第二控制模块控制所述车载压缩机输出功率降为零。
6.根据权利要求1至5任一项所述的整车热失控控制系统，其特征在于，所述第一控制模块还用于屏蔽误触的所述断路装置单元，在所述断路装置单元误触的情况下，所述第一控制模块控制所有的第一开关单元均闭合，并控制所述第二开关单元及所述第三开关单元闭合，同时控制所述第一变压模块关闭，所述高压供电模块通过所述正极及所述负极对外供电，所述断路装置单元的误触用于表征所述断路装置单元在所述供电装置单元未发生热失控时，被错误触发。
7.根据权利要求1至5任一项所述的整车热失控控制系统，其特征在于，所述断路装置单元至少包括火花保险。
8.根据权利要求1至5任一项所述的整车热失控控制系统，其特征在于，所述断路装置单元至少包括断路器。
9.根据权利要求1至5任一项所述的整车热失控控制系统，其特征在于，所述第一变压模块至少包括DC/DC转换器。
10.一种整车，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的整车热失控控制系统。
Priority Applications (1)
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| CN202211015067.3A CN117656835A (zh) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | 整车热失控控制系统及整车 |
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| Publication Number | Publication Date |
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