| 专利名称： | 一种电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统及其保护方法 | ||
| 专利名称(英文)： | Collision protection system and protection method thereof for high-voltage safety of electric/hybrid electric automobile | ||
| 专利号： | CN201410274977.2 | 申请时间： | 20140619 |
| 公开号： | CN104057828A | 公开时间： | 20140924 |
| 申请人： | 奇瑞汽车股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 241009 安徽省芜湖市经济技术开发区长春路8号 | ||
| 发明人： | 张兴林 | ||
| 分类号： | B60L3/00; B60R21/013 | 主分类号： | B60L3/00 |
| 代理机构： | 广州中瀚专利商标事务所 44239 | 代理人： | 黄洋; 盖军 |
| 摘要： | 本发明提供一种电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统及其保护方法。该碰撞保护系统包括用于多方向检测碰撞的碰撞传感器群、安全气囊控制器、用于切断高压电池继电器的整车控制器和用于打开门锁的车身控制器，碰撞传感器群与安全气囊控制器连接，安全气囊控制器的信号输出端分别与整车控制器和车身控制器连接。本发明由碰撞传感器群可感应多方向的碰撞，相比传统的单个碰撞开关具有更高安全性；碰撞信息还通过安全气囊控制器传输至整车控制器，可通过软硬件设计冗余，提高安全等级；碰撞信息还通过安全气囊控制器传输至车身控制器，及时打开门锁，切实保护驾驶员人身安全。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention provides a collision protection system and a protection method thereof for the high-voltage safety of an electric/hybrid electric automobile. The collision protection system comprises a collision transducer group for detecting collision in multiple directions, a safety air bag controller, a whole-automobile controller for disconnecting a high-voltage battery relay, and an automobile body controller for unlocking a door lock, wherein the collision transducer group is connected with the safety air bag controller; a signal output end of the safety air bag controller is connected with the whole-automobile controller and the automobile body controller respectively. As the collision transducer group can induce the collision in multiple directions, the collision protection system is higher in safety in comparison with a traditional single collision switch; collision information is transmitted to the whole-automobile controller through the safety air bag controller, and the safety level can be improved through software/hardware design redundancies; the collision information is also transmitted to the automobile body controller through the safety air bag controller, and the door lock is timely unlocked to practically protect the personal safety of a driver. | ||
1. 一种电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，其特征在于包括用于多方向检测碰撞的碰撞传感器群、安全气囊控制器、用于切断高压电池继电器的整车控制器和用于打开门锁的车身控制器，所述碰撞传感器群与安全气囊控制器连接，所述安全气囊控制器的信号输出端分别与整车控制器和车身控制器连接。
2.根据权利要求1所述的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，其特征在于所述安全气囊控制器的信号输出端包括硬件信号输出端和CAN信号输出端。
3.根据权利要求1所述的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，其特征在于所述碰撞传感器群包括正碰传感器、侧碰传感器和后碰传感器。
4.根据权3所述的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，其特征在于所述正碰传感器为中央加速度传感器，所述侧碰传感器为驾驶舱外侧加速度传感器，所述后碰传感器为乘客舱加速度传感器。
5.根据利要求2或3或4所述的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，其特征在于所述硬件输出端信号为电脉冲信号。
6.一种电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护方法，其特征在于包括以下步骤： 碰撞传感器群检测多方向的碰撞，如发生碰撞，将该信号发送至安全气囊控制器； 安全气囊控制器收到碰撞信号后通过点火回路引爆气囊模块，同时将碰撞信号分别发送至整车控制器和车身控制器； 整车控制器接收到碰撞信号后断开高压继电器，车身控制器接受到碰撞信号后打开门锁。
7.根据权利要求6所述的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护方法，其特征在于所述碰撞信号包括硬件信号和CAN信号。
8.根据权利要求6所述的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护方法，其特征在于所述C步骤前还包括校验步骤：整车控制器/车身控制器将CAN信号的和硬件信号的碰撞信息比对，只有两者匹配时，才进行C步骤。
1. 一种电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，其特征在于包括用于多方向检测碰撞的碰撞传感器群、安全气囊控制器、用于切断高压电池继电器的整车控制器和用于打开门锁的车身控制器，所述碰撞传感器群与安全气囊控制器连接，所述安全气囊控制器的信号输出端分别与整车控制器和车身控制器连接。
2.根据权利要求1所述的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，其特征在于所述安全气囊控制器的信号输出端包括硬件信号输出端和CAN信号输出端。
3.根据权利要求1所述的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，其特征在于所述碰撞传感器群包括正碰传感器、侧碰传感器和后碰传感器。
4.根据权3所述的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，其特征在于所述正碰传感器为中央加速度传感器，所述侧碰传感器为驾驶舱外侧加速度传感器，所述后碰传感器为乘客舱加速度传感器。
5.根据利要求2或3或4所述的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，其特征在于所述硬件输出端信号为电脉冲信号。
6.一种电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护方法，其特征在于包括以下步骤： 碰撞传感器群检测多方向的碰撞，如发生碰撞，将该信号发送至安全气囊控制器； 安全气囊控制器收到碰撞信号后通过点火回路引爆气囊模块，同时将碰撞信号分别发送至整车控制器和车身控制器； 整车控制器接收到碰撞信号后断开高压继电器，车身控制器接受到碰撞信号后打开门锁。
7.根据权利要求6所述的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护方法，其特征在于所述碰撞信号包括硬件信号和CAN信号。
8.根据权利要求6所述的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护方法，其特征在于所述C步骤前还包括校验步骤：整车控制器/车身控制器将CAN信号的和硬件信号的碰撞信息比对，只有两者匹配时，才进行C步骤。
翻译：技术领域
本发明涉及新能源汽车安全系统技术领域，具体涉及一种电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统及其保护方法。
背景技术
随着现代高新技术的发展和当今世界环境、能源两大难题的日益突出,新能源汽车（电动车和混合动力汽车）以优越的环保特性,成为汽车行业关注的重点，但是新能源汽车搭载的高压电池电压都会超过安全电压60V，通常在300V-400V之间。这些高电压装置和高压回路在碰撞后，出现绝缘失效就会电击伤害乘员，更严重会发生高压短路造成车辆燃烧或者爆炸，因此新能源汽车上必须装备碰撞中切断高压子系统电路的装置。目前很多新能源汽车上的碰撞安全方案是在车身增加一个碰撞开关，该碰撞开关连接在整车控制器和电池管理系统之间，当车辆发生碰撞时，开关断开，BMS使能继电器断开，保证整车高压安全，但是这种方案有三个缺点：1：开关类型技术落后、容易误动作且只能检测一个方向碰撞；2：开关内部没有集成控制芯片，不能满足软硬件冗余设计，达不到ASIL C 的安全等级；3：增加成本。
发明内容
本发明的目的是提出一种电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，可以在汽车遇到任意方向的碰撞时，断开高压电池继电器和打开车门，防止高压回路短路造成车辆燃烧或爆炸，保护驾驶员人身安全。
本发明的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，关键在于包括用于多方向检测碰撞的碰撞传感器群、安全气囊控制器、用于切断高压电池继电器的整车控制器和用于打开门锁的车身控制器，所述碰撞传感器群与安全气囊控制器连接，所述安全气囊控制器的信号输出端分别与整车控制器和车身控制器连接。
本发明的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，由碰撞传感器群可感应多方向的碰撞，相比传统的单个碰撞开关具有更高安全性；碰撞信息还通过安全气囊控制器传输至整车控制器，可通过软硬件设计冗余，提高安全等级；碰撞信息还通过安全气囊控制器传输至整车控制器和车身控制器，及时打开门锁，切实保护驾驶员人身安全。
进一步的，所述安全气囊控制器的信号输出端包括硬件信号输出端和CAN信号输出端。将碰撞输出转换成软硬件输出，满足安全冗余设计。
具体的说，所述正碰传感器为中央加速度传感器，所述侧碰传感器为驾驶舱外侧加速度传感器，所述后碰传感器为乘客舱加速度传感器，分别负责感应车身前侧、两侧以及后部的碰撞，加强安全性。
具体的说，所述硬件输出端信号为电脉冲信号。
本发明的另一个目的是提供一种电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护方法，包括以下步骤：
A、碰撞传感器群检测多方向的碰撞，如发生碰撞，将该信号发送至安全气囊控制器；
B、安全气囊控制器收到碰撞信号后通过点火回路引爆气囊模块，同时将碰撞信号分别发送至整车控制器和车身控制器；
C、整车控制器接收到碰撞信号后断开高压继电器，车身控制器接受到碰撞信号后打开门锁。
其中，所述碰撞信号包括硬件信号和CAN信号。C步骤前还包括校验步骤：整车控制器/车身控制器将CAN信号的和硬件信号的碰撞信息进行诊断，，只有两者匹配时，才进行C步骤。本发明的碰撞信号包括硬件信号和CAN信号，通过两者比对才确认汽车发生碰撞，以进行C步骤断开高压继电器和打开门锁，防止硬件信号发生短地等故障，产生误操作，切实保护驾驶员的人身安全。
附图说明
图1为本发明的碰撞传感器群分布位置示意图。
图2为本发明的碰撞保护方案系统图。
图3为本发明的安全气囊控制器输出的碰撞信号时序图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
本发明的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护系统，包括用于多方向检测碰撞的碰撞传感器群、安全气囊控制器、用于切断高压电池继电器的整车控制器和用于打开门锁的车身控制器，碰撞传感器群与安全气囊控制器连接，安全气囊控制器的信号输出端分别与整车控制器和车身控制器连接。安全气囊控制器的信号输出端包括硬件信号输出端和CAN信号输出端，如图2所示。这样将碰撞信号通过硬件和软件信号两路传输，防止以往单纯硬件电路信号传输时的短地故障，使整车控制器误操作，切实保护驾驶员安全。碰撞传感器群包括正碰传感器即中央加速度传感器1，侧碰传感器即驾驶舱外侧加速度传感器2，后碰传感器即乘客舱加速度传感器3，以实现全方位的检测汽车碰撞信号。传感器群的位置分布如图1。
安全气囊控制器、整车控制器和车身控制器的控制原理为：车辆上电开始，有500毫秒的低电平延时Ts输出，安全气囊运行正常时，输出PWM波形，300毫秒的高电平Th和20毫秒的低电平Tl；发生碰撞时输出200毫秒的低电平脉冲To，整车控制器接收到30毫秒的低电平后，判断碰撞发生，输出切断高压继电器，车身控制器判断碰撞发生，打开门锁。如果安全气囊发生故障或者碰撞输出信号断开，整车控制器检测到的硬件信号持续为高电平，整车控制器就可以诊断出这个硬件信号出现了故障，如果这个信号发生短地故障，而安全气囊发送CAN消息告知整车控制器没有发生碰撞，整车控制器就可以判断出碰撞输出的硬件信号出现了短地的故障，从而发出正确的指令，同时点亮故障灯，警示驾驶员去4S店维修。这样的碰撞反应时间足以满足车辆从碰撞开始到部件损坏时间大概为120毫秒的时间要求。
本发明的电动/混合动力汽车高压安全的碰撞保护方法，包括以下步骤：
A、碰撞传感器群检测多方向的碰撞，如发生碰撞，将该信号发送至安全气囊控制器；
B、安全气囊控制器收到碰撞信号后通过点火回路引爆气囊模块，同时将碰撞信号分别发送至整车控制器和车身控制器；
C、整车控制器接收到碰撞信号后断开高压继电器，车身控制器接受到碰撞信号后打开门锁。
其中，所述碰撞信号包括硬件信号和CAN信号。C步骤前还包括校验步骤：整车控制器/车身控制器将CAN信号的和硬件信号的碰撞信息诊断，只有两者匹配时，才进行C步骤。本发明的碰撞信号包括硬件信号和CAN信号，通过两者比对才确认汽车发生碰撞，以进行C步骤断开高压继电器和打开门锁，防止硬件信号发生短地等故障，产生误操作，切实保护驾驶员的人身安全。
