一種電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)，所述電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)包括接觸式碰撞傳感器、加速度傳感器、動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?、接觸器、報警單元、顯示單元、單刀雙擲開關(guān)、動力電池系統(tǒng)和驅(qū)動電機，所述動力電池系統(tǒng)由多個動力電池組組成。當(dāng)某箱動力電池組通過分?jǐn)嗫刂扑惴ㄅ袛喟l(fā)生碰撞，動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破骺刂圃撓鋬?nèi)部接觸器斷開，實現(xiàn)該動力電池組降壓斷路；同時控制其外部接觸器閉合，由此可以實現(xiàn)其他動力電池組重新連接，完成分箱分?jǐn)?。本實用新型在避免電動客車碰撞工況下出現(xiàn)高壓、燃燒和爆炸等危險的同時，可以有效保證電動客車在碰撞工況下實現(xiàn)制動和轉(zhuǎn)彎等。
【專利說明】一種電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及汽車電子領(lǐng)域及電動汽車的被動安全領(lǐng)域，具體地說，涉及一種電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車作為清潔的交通工具，適應(yīng)于社會需求和國家綠色GDP增長的發(fā)展要求，符合節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國策。同時降低了對傳統(tǒng)燃料的過渡依賴。但是，電動汽車在運行過程中，可能出現(xiàn)碰撞和側(cè)翻等意外事故，造成動力系統(tǒng)的短路、漏電、熱沖擊、爆炸、燃燒等，由此對乘員產(chǎn)生電傷害、化學(xué)傷害、電池爆炸傷害以及燃燒傷害等，并可能引發(fā)更大的連發(fā)性事故以及二次傷害。國內(nèi)外也先后出現(xiàn)過幾起電動汽車運行過程中自燃和碰撞后起火事件。目前電動汽車被動安全控制研究主要集中在高壓電安全控制研究、電動汽車結(jié)構(gòu)布局研究及碰撞仿真研究等，對于電動汽車碰撞事故之后的安全控制研究較少。電動汽車高壓動力電池系統(tǒng)碰撞安全控制研究將使電動汽車被動安全控制研究更加完善。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實用新型提供了一種電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)，所述電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)包括接觸式碰撞傳感器、加速度傳感器、動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破鳌⒍鄠€單刀雙擲開關(guān)、多個接觸器、多個動力電池組、驅(qū)動電機、報警單元、顯示單元。其中，所述動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破靼–PU、備用電源、信號處理電路、ROM存儲器、RAM存儲器和驅(qū)動電路；所述動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破饔糜诟鶕?jù)接觸式碰撞傳感器、加速度傳感器的通信，綜合分析判斷車輛發(fā)生的碰撞形式及碰撞的嚴(yán)重程度，進(jìn)而做出是否觸發(fā)分?jǐn)嗫刂菩盘柕臎Q定，并存儲車輛碰撞發(fā)生前一段時間的車輛行駛狀態(tài)信息；接觸式碰撞傳感器和加速度傳感器通過信號處理電路與動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破飨噙B接；單刀雙擲開關(guān)、報警單元和顯示單元通過驅(qū)動電路與動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破飨噙B接；每個動力電池組包括多個電池模塊和內(nèi)部接觸器，內(nèi)部接觸器串接于電池模塊和電池模塊之間，外部接觸器與每個動力電池組的外部兩端連接；內(nèi)部接觸器和外部接觸器分別通過單刀雙擲開關(guān)與動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破鬟B接；驅(qū)動電機與由多個動力電池組組成的整體的兩端相連接。
[0004]優(yōu)選地，所述接觸式碰撞傳感器設(shè)定并布置成實時檢測動力電池組的接觸碰撞信號。
[0005]優(yōu)選地，所述加速度傳感器實時檢測動力電池組兩軸四向的碰撞加速度信號。
[0006]優(yōu)選地，CPU從ROM存儲器中讀取預(yù)先設(shè)定并可進(jìn)行重新設(shè)置、修改和判斷的三級碰撞程度閾值參數(shù)；備用電源用于外部電源供電失效情況下短時間內(nèi)向動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破鞴╇?，備用電源由多個鉭電解電容器組成；信號處理電路用于將所測信號進(jìn)行濾波和縮放變換；R0M存儲器用于預(yù)先設(shè)定并可進(jìn)行重新設(shè)置和修改的閾值參數(shù)；RAM存儲器，用于存儲程序運行過程中的中間變量和采集的數(shù)據(jù)；驅(qū)動電路用于驅(qū)動單刀雙擲開關(guān)、接觸器、報警單元和顯示單元。
[0007]優(yōu)選地，內(nèi)部接觸器，串接于動力電池組的內(nèi)部，用于將動力電池組分?jǐn)喑傻蛪弘姵啬K；外部接觸器連接于動力電池組的外部，用于短路掉由于碰撞而被分?jǐn)喑傻蛪弘姵啬K的動力電池組，使其余動力電池組仍可與驅(qū)動電機形成閉合回路。
[0008]優(yōu)選地，所述報警單元和顯示單元分別與動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破鬟B接通訊，其中，所述報警單兀用于在車輛發(fā)生碰撞時發(fā)出聲光電報警信號，所述顯不單兀用于在車輛發(fā)生事故時顯不事故?目息。
[0009]因此，本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)通過聯(lián)合使用加速度傳感器和接觸式碰撞傳感器，獲取控制邏輯算法的輸入信號，再根據(jù)控制算法來判斷碰撞的形式和碰撞的嚴(yán)重程度。動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破骺梢杂涗浥鲎矔r的車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)，用來對事故進(jìn)行分析；還可在電動汽車發(fā)生碰撞時，使高壓動力電池系統(tǒng)分?jǐn)喑傻蛪弘姵啬K，避免了在碰撞時動力電池的高壓、燃燒、爆炸等危害，更好的保障了駕乘人員的生命安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框架圖；
[0011]圖2為本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)的控制方法的流程圖；
[0012]圖3為本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)的分?jǐn)嗫刂撇呗浴?br> [0013]附圖標(biāo)記說明如下: [0014]接觸式碰撞傳感器1、加速度傳感器2、動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?、CPU3a、備用電源3b、信號處理電路3c、ROM存儲器3d、RAM存儲器3e、驅(qū)動電路3f、單刀雙擲開關(guān)4、內(nèi)部接觸器5a、外部接觸器5b、動力電池組6L-1，6L-2,……6L_n、驅(qū)動電機7、報警單元8、顯示單元9。
【具體實施方式】
[0015]為了使審查員能夠進(jìn)一步了解本實用新型的結(jié)構(gòu)、特征及其他目的，現(xiàn)結(jié)合所附較佳實施例附以附圖詳細(xì)說明如下，本附圖所說明的實施例僅用于說明本實用新型的技術(shù)方案，并非限定本實用新型。
[0016]首先，請參考圖1，圖1為本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框架圖。如圖1所示，本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)包括接接觸式碰撞傳感器1、加速度傳感器2、動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?、單刀雙擲開關(guān)4、接觸器5a，5b、動力電池組6L-1, 6L-2,......6L-n、驅(qū)動電機7、報警單元8、顯示單元9。
[0017]在本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)中，動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?包括CPU3a、備用電源3b、信號處理電路3c、ROM存儲器3d、RAM存儲器3e和驅(qū)動電路3f。動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?用于根據(jù)接觸式碰撞傳感器1、加速度傳感器2的通信，綜合分析判斷車輛發(fā)生的碰撞形式及碰撞的嚴(yán)重程度，進(jìn)而做出是否觸發(fā)分?jǐn)嗫刂菩盘柕臎Q定，并存儲車輛碰撞發(fā)生前一段時間的車輛行駛狀態(tài)信息。
[0018]接觸式碰撞傳感器I和加速度傳感器2通過信號處理電路3c與動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?相連接。單刀雙擲開關(guān)4、報警單元8和顯示單元9通過驅(qū)動電路3f與動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?相連接。每個動力電池組包括多個電池模塊和內(nèi)部接觸器5a，內(nèi)部接觸器5a串接于電池模塊I和電池模塊2之間，外部接觸器5b與每個動力電池組的外部兩端連接；內(nèi)部接觸器5a和外部接觸器5b分別通過單刀雙擲開關(guān)4與動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?連接；驅(qū)動電機7與多個動力電池組6L-1，6L-2,……6L_n的兩端相連接。
[0019]在一優(yōu)選的實施例中,本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)的接觸式碰撞傳
感器I設(shè)定并布置成檢測并輸出動力電池組6L-1,6L_2,......6L_n的接觸碰撞的標(biāo)志信
肩、O
[0020]此外，加速度傳感器2實時檢測動力電池組6L-1，6L_2，......6L_n的兩軸四向的碰
撞加速度信號。
[0021]進(jìn)一步的，對于本實用新型的動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?而言，CPU3a從ROM存儲器3d中讀取預(yù)先設(shè)定并可進(jìn)行重新設(shè)置、修改和判斷的三級碰撞程度閾值參數(shù)。備用電源3b用于外部電源供電失效情況下短時間內(nèi)向動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?供電，備用電源由多個具備容量大、穩(wěn)定性好、溫度特性好特點鉭電解電容器組成。信號處理電路3c主要用于將所測信號進(jìn)行濾波和縮放變換。ROM存儲器3d用于預(yù)先設(shè)定并可進(jìn)行重新設(shè)置和修改的閾值參數(shù)。RAM存儲器3e，用于存儲程序運行過程中的中間變量和采集的數(shù)據(jù)。驅(qū)動電路3f用于驅(qū)動單刀雙擲開關(guān)4、接觸器5、報警單元8和顯示單元9。
[0022]另外，如圖1所示，本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)的內(nèi)部接觸器5a，串接于動力電池組6L-l，6L-2，……6L-n的內(nèi)部，用于將動力電池組6L-1，6L-2，……6L_n分?jǐn)喑啥鄠€低壓電池模塊；外部接觸器5b連接在動力電池組6L-1，6L-2,……6L-n的外部，用于短接由于碰撞而被分?jǐn)喑傻蛪耗K的動力電池組6L-1，6L-2,……6L-n，使其余動力電池組仍可與驅(qū)動電機7形成閉合回路；
[0023]在另一優(yōu)選的實施例中，本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)中，報警單元8和顯示單元9分別與動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?連接通訊，其中，所述報警單元8用于在車輛發(fā)生碰撞時發(fā)出聲光電報警信號，所述顯示單元9用于在車輛發(fā)生事故時顯示事故信肩、O
[0024]進(jìn)一步地，本實用新型的內(nèi)部接觸器5a和外部接觸器5b通過單刀雙擲開關(guān)4與動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?相連接，避免了內(nèi)部接觸器5a和外部接觸器5b同時閉合的問題。
[0025]此外，本實用新型還提供了一種電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)的控制方法，請同時參閱圖2和圖3，圖2為本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)的控制方法的流程圖，圖3為本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)的控制策略。
[0026]如圖2所示，本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)的控制方法的步驟如下:步驟A:動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?的CPU3a從ROM存儲器3d中讀取預(yù)先設(shè)定并可進(jìn)行重新設(shè)置和修改的三級碰撞程度閾值參數(shù)(如圖2的框1002所示)，所述閾值參數(shù)包括用于判斷區(qū)別車輛碰撞嚴(yán)重碰撞與中度碰撞的閾值參數(shù)W1,區(qū)別車輛碰撞中度碰撞與輕度碰撞的閾值參數(shù)W2。
[0027]步驟B:動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?的CPU3a判斷所述三級碰撞程度閾值參數(shù)的正確性(如圖2的框1003所示)，正確時，轉(zhuǎn)入步驟C ;錯誤時，顯示閾值參數(shù)異常(如圖2的框1004所示)，并將閾值參數(shù)恢復(fù)至默認(rèn)值。
[0028]步驟C:動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?分析處理加速度信號，其包括如下步驟:動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?的CPU3a獲取由加速度傳感器2和接觸式碰撞傳感器I經(jīng)信號處理電路3c傳輸?shù)亩〞r采樣加速度信號(如圖2的框1005所示)，并經(jīng)信號處理電路3c進(jìn)行處理；然后，執(zhí)行控制算法(如圖2的框1006所示)，以判斷是否發(fā)生碰撞(如圖2的框1007所示)，如果判斷發(fā)生碰撞，則轉(zhuǎn)入步驟D，如果判斷沒有發(fā)生碰撞，則重新進(jìn)行圖2的框1005所示的定時采樣。
[0029]步驟D:動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?執(zhí)行控制算法(如圖2的框1006所示)，進(jìn)而做出是否觸發(fā)分?jǐn)嗟臎Q定。此處，結(jié)合圖3進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖3所示，本實用新型的分?jǐn)嗫刂撇呗匀缦?當(dāng)加速度傳感器2探測到劇烈碰撞(如圖3的框2001所示)時，布置在電池箱周圍的接觸式傳感器I有可能被直接撞壞而不能正常工作，此時，可以在沒有接觸式碰撞傳感器I數(shù)據(jù)的情況下，動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?觸發(fā)分?jǐn)嗫刂菩盘?如圖3的框2006所示);當(dāng)發(fā)生中度碰撞(如圖3的框2004所示)時，接觸式碰撞傳感器I探測到碰撞(如圖3的框2002所示)，必須同時加速度傳感器2也檢測到碰撞(如圖3的框2003所示)，動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?可觸發(fā)分?jǐn)嗫刂菩盘?如圖3的框2006所示)；當(dāng)發(fā)生輕度碰撞時，即使兩個傳感器都檢測到了碰撞信號，由于碰撞的嚴(yán)重程度不足以危害到動力電池系統(tǒng)，所以動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?不觸發(fā)分?jǐn)嗫刂菩盘?如圖3的框2005所示)。
[0030]步驟E:當(dāng)其中的一個動力電池組6L-1受到碰撞后，動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?觸發(fā)分?jǐn)嗫刂菩盘?如圖2的框1008)，驅(qū)動動力電池組6L-1中的內(nèi)部接觸器5a斷開，同時驅(qū)動動力電池組6L-1的外部接觸器5b閉合，并存儲碰撞數(shù)據(jù)(如圖2的框1009)。
[0031]最后，本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)的控制方法結(jié)束(如圖2的框1010所示)ο
[0032]進(jìn)一步地，當(dāng)碰撞導(dǎo)致動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?的外部電源供電失效時，啟動備用電源3b，以確保當(dāng)碰撞導(dǎo)致動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?外接電源失效后，也可以維持動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?發(fā)出分?jǐn)嘈盘柌⑦M(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。在本實用新型中，動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?的備用電源3b由多個鉭電解電容組成。
[0033]由此可見，本實用新型的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)通過聯(lián)合使用加速度傳感器和接觸式碰撞傳感器，獲取控制邏輯算法的輸入信號，再根據(jù)控制算法來判斷碰撞的形式和碰撞的嚴(yán)重程度。動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破骺梢杂涗浥鲎矔r的車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)，用來對事故進(jìn)行分析；還可在電動汽車發(fā)生碰撞時，使高壓動力電池系統(tǒng)分?jǐn)喑傻蛪弘姵啬K，避免了在碰撞時動力電池的高壓、燃燒、爆炸等危害，更好的保障了駕乘人員的生命安全。
[0034]需要聲明的是，上述實用新型內(nèi)容及【具體實施方式】意在證明本實用新型所提供技術(shù)方案的實際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對本實用新型保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實用新型的精神和原理內(nèi)，當(dāng)可作各種修改、等同替換或改進(jìn)。本實用新型的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)包括接觸式碰撞傳感器(I)、加速度傳感器(2)、動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?3)、多個單刀雙擲開關(guān)(4)、多個接觸器(5a, 5b)、多個動力電池組(6L-1, 6L-2,......6L_n)、驅(qū)動電機(7)、報警單元(8)、顯示單元(9)； 其中，所述動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?3)包括CPU(3a)、備用電源(3b)、信號處理電路(3c)、ROM存儲器(3d)、RAM存儲器(3e)和驅(qū)動電路(3f);所述動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?3)用于根據(jù)接觸式碰撞傳感器(I)、加速度傳感器(2)的通信，綜合分析判斷車輛發(fā)生的碰撞形式及碰撞的嚴(yán)重程度，進(jìn)而做出是否觸發(fā)分?jǐn)嗫刂菩盘柕臎Q定，并存儲車輛碰撞發(fā)生前一段時間的車輛行駛狀態(tài)信息； 接觸式碰撞傳感器(I)和加速度傳感器(2)通過信號處理電路(3c)與動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?3)相連接； 單刀雙擲開關(guān)(4)、報警單元(8)和顯示單元(9)通過驅(qū)動電路(3f)與動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?3)相連接； 每個動力電池組包括多個電池模塊和內(nèi)部接觸器(5a)，內(nèi)部接觸器(5a)串接于電池模塊(Ia)和電池模塊(2a)之間，外部接觸器(5b)與每個動力電池組的外部兩端連接； 內(nèi)部接觸器(5a)和外部接觸器(5b)分別通過單刀雙擲開關(guān)(4)與動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破鳍沁B接； 驅(qū)動電機(X)與由多個動力電池組(6L-l，6L-2，......6L-n)組成的整體的兩端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述接觸式碰撞傳感器(I)設(shè)定并布置成實時檢測動力電池組(6L-l，6L-2，……6L-n)的接觸碰撞信號。
3.如權(quán)利要求1所述的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述加速度傳感器(2)實時檢測動力電池組(6L-l，6L-2，……6L-n)的兩軸四向的碰撞加速度信號。
4.如權(quán)利要求1所述的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)，其特征在于，CPU(3a)從ROM存儲器(3d)中讀取預(yù)先設(shè)定并可進(jìn)行重新設(shè)置、修改和判斷的三級碰撞程度閾值參數(shù)；備用電源(3b)用于外部電源供電失效情況下短時間內(nèi)向動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?3)供電，備用電源由多個鉭電解電容器組成；信號處理電路(3c)用于將所測信號進(jìn)行濾波和縮放變換；ROM存儲器(3d)用于預(yù)先設(shè)定并可進(jìn)行重新設(shè)置和修改的閾值參數(shù)；RAM存儲器(3e)，用于存儲程序運行過程中的中間變量和采集的數(shù)據(jù)；驅(qū)動電路(3f)用于驅(qū)動單刀雙擲開關(guān)(4)、接觸器(5)、報警單元(8)和顯示單元(9)。
5.如權(quán)利要求1所述的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)，其特征在于，內(nèi)部接觸器(5a)，串接于動力電池組(6L-l，6L-2，……6L-n)的內(nèi)部，用于將動力電池組分?jǐn)喑傻蛪弘姵啬K；外部接觸器(5b)連接于動力電池組(6L-1, 6L-2,......6L_n)的外部,用于短路掉由于碰撞而被分?jǐn)喑傻蛪弘姵啬K的動力電池組，使其余動力電池組仍可與驅(qū)動電機(7)形成閉合回路。
6.如權(quán)利要求1所述的電動客車碰撞安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述報警單元(8)和顯示單元(9)分別與動力電池系統(tǒng)分?jǐn)嗫刂破?3)連接通訊，其中，所述報警單元(8)用于在車輛發(fā)生碰撞時發(fā)出聲光電報警信號，所述顯示單元(9)用于在車輛發(fā)生事故時顯示事故信息。
【文檔編號】B60L3/00GK203727191SQ201420118222
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】王震坡, 李海濤, 劉佳 申請人:北京理工大學(xué)