电动汽车高压配电盒安全管理系统

IPC分类号 : B60L3/00I,H02H3/00I,H02H5/00I

申请号

CN201910853092.0

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专利摘要

本发明公开了一种电动汽车高压配电盒安全管理系统及管理方法，包括主接触器触点防松监控ECU，用于接收设置在主接触器上的压力传感器的检测信号，实时判断螺栓预紧力作用下的高压线金属端子与触点连接接触面是否松动或者面接触的预紧是否均匀，以此发送不同占空比方波信号给PDU安全管理ECU；PDU安全管理ECU，用于接收电流传感器的电流信号，当任意高压电器件工作异常时PDU安全管理ECU发送控制信号给相应的高压电器件，控制高压电器件起动或者停止；PDU安全管理ECU收到所述方波信号后通过CAN通讯报文发送结果给VCU，VCU根据车辆运行状态判断是否断开主接触器。所有信号控制均由PDU安全管理ECU顶层设计实现，不需要延时，也不需要外加继电器。

权利要求

1.电动汽车高压配电盒安全管理系统，其特征在于：包括主接触器触点防松监控ECU，用于接收设置在主接触器上的压力传感器的检测信号，实时判断螺栓预紧力作用下的高压线金属端子与触点连接接触面是否松动或者面接触的预紧是否均匀，以此发送不同占空比方波信号给PDU安全管理ECU；

PDU安全管理ECU，用于接收电流传感器的电流信号，当任意高压电器件工作异常时PDU安全管理ECU发送控制信号给相应的高压电器件，控制高压电器件起动或者停止；PDU安全管理ECU收到所述方波信号后通过CAN通讯报文发送接触面是否松动或者面接触的预紧是否均匀给VCU，VCU根据车辆运行状态判断是否断开主接触器；

所述电流传感器分别测量各高压电器件主回路的电流，所述高压电器件包括PTC、空调压缩机和DC-DC；

还包括防止私自开启机构(10)，所述防止私自开启机构通过螺栓(11)固定在PDU箱体(13)上，包括螺栓导向块(10-1)、导向块内金属导体(10-2)、端盖Ⅰ(10-3)、端盖Ⅰ内金属导体(10-4)、预压弹簧Ⅰ(10-5)、预压弹簧Ⅱ(10-6)、端盖Ⅱ(10-7)，所述螺栓导向块(10-1)上设置有螺栓孔Ⅰ(10-8)和螺栓孔Ⅱ(10-9)，螺栓导向块(10-1)的左边与导向块内金属导体(10-2)接触，导向块内金属导体(10-2)外套接有导向块(10-10)，导向块(10-10)与PDU箱体(13)配合设置，导向块(10-10)的左端设置有预压弹簧Ⅰ(10-5)，预压弹簧Ⅰ(10-5)的另一端设置端盖Ⅰ(10-3)，端盖Ⅰ(10-3)内设置端盖Ⅰ内金属导体(10-4)，端盖Ⅰ内金属导体(10-4)连接有第一导线(10-11)，导向块内金属导体(10-2)连接有第二导线(10-12)，第一导线(10-11)和第二导线(10-12)与PDU安全管理ECU连接；螺栓导向块(10-1)的右边设置预压弹簧Ⅱ(10-6)，预压弹簧Ⅱ(10-6)的右边设置端盖Ⅱ(10-7)；

当用户需要打开PDU上盖，拧下螺栓后，则螺栓导向块在预压弹簧Ⅱ作用下克服预压弹簧Ⅰ向左移动，直至移动到螺栓导向块左端面与箱体接触为止，此时，螺栓通过螺栓孔Ⅱ与PDU盖上的螺栓连接口处于同轴的位置，且导向块内金属导体、端盖Ⅰ内金属导体接触，导向块内金属导体、端盖Ⅰ内金属导体上的导线输入到PDU安全管理ECU的引脚(13、14)之间电阻永远有较小电阻值，如此，当用户再次把端盖盖上采用螺栓连接固定上盖与箱体时，螺栓穿过螺栓孔Ⅱ将PDU盖、箱体连接固定，只要高压盒出厂后被私自开启，则每次上电行车时，PDU安全管理ECU的引脚(13、14)之间电阻永远是较小的固定值，PDU安全管理ECU通过远程信号传输将此信息发送给集中运营管理监控中心。

2.根据权利要求1所述电动汽车高压配电盒安全管理系统，其特征在于：所述压力传感器包括垫片(3-5)和四个应变片(3-1，3-2，3-3，3-4)，所述垫片(3-5)为圆环状的薄片，四个应变片(3-1，3-2，3-3，3-4)均匀地设置在垫片(3-5)上，每个应变片均外接一导线。

3.根据权利要求2所述电动汽车高压配电盒安全管理系统，其特征在于：所述主接触器与压力传感器连接方式为，在主接触器(4-1)上设置有两个与螺栓(4-2)适配的凹槽，两个凹槽内分别设置有高压触点(4-5,4-6)，在凹槽的上方设置主回路高压线金属端子(4-4)以及压力传感器(4-3)，螺栓(4-2)穿过主回路高压线金属端子(4-4)和压力传感器(4-3)紧固在凹槽内。

4.根据权利要求3所述电动汽车高压配电盒安全管理系统，其特征在于：所述压力传感器(4-3)的应变片与主回路高压线金属端子(4-4)接触。

5.根据权利要求1-4任一项所述电动汽车高压配电盒安全管理系统，其特征在于：所述PTC内设置有PTC失效保护电路；包括继电器，继电器的工作回路连接PTC加热电阻，继电器的控制回路，一端连接12V电源，另一端串联常闭温度开关I和常闭温度开关Ⅱ，然后与PDU安全管理ECU连接，在PTC加热电阻附近设置有温度传感器，温度传感器的信号输出端与PDU安全管理ECU连接。

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车高压配电盒技术领域，具体涉及一种电动汽车高压配电盒安全管理系统。

背景技术

无论是基于传统汽油车进行纯电动汽车电气控制系统设计变更，还是全新开发纯电动汽车控制系统，均需要考虑新增高压电器件与整车控制器之间的控制逻辑设计，这也是目前电动汽车高压控制管理的研究热点。

由于纯电动汽车增加了整车控制器(VCU)、高压安全管理系统(高压控制盒)、电机及电机控制器(MCU)、电池及电池管理系统(BMS)、DC-DC转换器、充电机、电动空调、电加热等电器件及电气系统，使各高压电气系统与VCU之间控制逻辑算法更加复杂，涉及到电池组上、下电控制、MCU预充电及预充电失败处理、主回路高压电接通，DC-DC转换器起动、电空调起动、电加热起动之间的逻辑控制关系制定。

当前，基于整车VCU的电动汽车高压电器件控制管理如图1所示，以电动汽车VCU与高压电器件点火上电控制原理为例，充电机、BMS、MCU、VCU之间采用CAN通讯。

该VCU控制高压电器件上电的控制方法如下：

1.钥匙上电(钥匙处于ON档)时，VCU、BMS、MCU低压供电，VCU、BMS及MCU被唤醒；

2.当VCU检测到钥匙点火信号(钥匙处于START档)时，VCU通过CAN通讯发送起动命令报文给BMS、MCU，BMS内部自检电池组绝缘特性及电池组和电池单体状态，MCU自检电机温度、相位、通讯等状态，当BMS自检的绝缘电阻处于正常值且电池组的电压、温度等参数正常时，BMS通过CAN通讯返回电池状态良好报文给VCU，当MCU自检正常时，MCU通过CAN通讯返回电机控制器状态良好报文给VCU；

3.VCU收到BMS、MCU反馈的良好信息后，通过VCU引脚1提供12V+高电平给预充电继电器线圈，由于预充电继电器线圈另一个引脚接地，因此预充电继电器线圈得电12V，预充电继电器触点闭合，则MCU通过30欧/150W预充电电阻形成高压回路，开始预充电，当预充电电压达到设定值(比电池组电压略小)时，MCU通过CAN通讯发送预充电完成报文给VCU，VCU通过引脚2发送12V+高电平给250A主接触器线圈，由于主接触器线圈另一个引脚接地，因此主接触器线圈得电12V，主接触器高压触点闭合，电池组动力电通过高压盒分配至MCU、DC-DC等高压电器件，此时高压用电设备获得动力电；

4.当VCU引脚2发送12V+高电平给250A主接触器线圈后，MCU实时采集供电电压，MCU将采集的电压与通过CAN通讯与BMS电池电压进行比较，二者电压基本一致时，MCU通过CAN通讯发送上电成功报文给VCU，VCU通过引脚1发送低电平信号给预充电继电器，此时预充电继电器线圈无12V，则预充电继电器断开，至此，高压电器上电工作结束。

5.当上电成功后，车辆是否处于可行驶状态还要看当前是否在充电状态，如处于充电状态，则充电机发送充电报文给VCU，VCU控制MCU扭矩输出为零即无动力输出，即使档位处于D、R挡(各挡位低电平有效)，车辆也不能前进或后退。

上述基于整车控制器的电动汽车高压电器件控制管理方法简单可行，控制逻辑合理，如果车辆运行过程中所有高压电器件工作正常且高压盒(PDU)内主回路高压线与主接触器、分回路高压线与分路继电器连接可靠，则该高压电器件控制方法具有较强的实用性。

但如果出现突发事件，则上述基于整车控制器的电动汽车高压电器件控制管理方法不能实现安全管理，存在缺陷，比如，当高压电器件出现工作异常导致功率过大时，以PTC为例，传统高压电器件控制电气原理设计中虽设置了63A熔断器保护PTC加热器，但熔断器只有短路或电流成直线上升时才能瞬间熔断保护电器件，而普通的过载熔断器不会短时间熔断，过载时间长会造成高压电器件损坏，同时，PTC加热器过载会增大主接触器负载，如果多个高压电器件均出现过载情况，则对主接触器的负载增大明显，可能导致主接触器过载损坏。再比如，主回路高压线与主接触器、分回路高压线与分回路继电器触点连接松动不牢靠，会造连接部位虚接，会导致接触部位电流增大、温度升高，严重可能烧毁高压线、继电器，甚至引起火灾。

当MCU预充电时，MCU通过30欧/150W预充电电阻形成高压回路的同时，PTC、DC-DC转换器、空调压缩机也通过预充电电阻形成高压回路(如图1所示)，由于预充电电阻功率有限，只能支撑MCU小电流充电，无法带动大功率高压用电设备，如果上次行车没有关掉PTC或者电动压缩机，则在预充电时，PTC或者电动压缩机也处于工作状态，会导致预充电无法完成，最终导致高压电器件上电失败，车辆不能正常行驶。

针对上述问题，有两种解决方法：

方法一：延时起动法。可以采取高压电器件延时起动控制方法，以DC-DC为例，先通过单独预充电测试得到预充电完成需要时间，在该时间基础上再考虑一个安全系数，提出一个更稳妥的延时等待时间t1，DC-DC设计时考虑DC-DC高压电输入后延时起动DC-DC，延时时间即为t1(考虑驾驶习惯，让驾驶员等待延时时间不合理，因此，t1值不能过大，只能稍大于正常预充电时间)。

正常情况下该方法可行，但遇到特殊情况仍存在问题，比如，在MCU预充电过程中，DC-DC、PTC、空调压缩机检测到高压电源输入后开始延时计时，在延时计时程中高压用电设备虽没工作，但当预充电本身的控制出现问题时，即MCU检测预充电电压没有达到设定值，此时，预充电仍在继续，当预充电超过t1时间仍没有完成，其他高压用电设备延时截止并开始工作，则预充电仍失败。因此，延时时间t1的设置不好把握，因正常情况下预充电会在1s左右完成，不排除偶然情况下预充电1.5s或2s甚至更久完成，如果将延时时间设置1.3s，当某次预充电用时1.5s时，将出现正常的预充电因延时时间取值短无法完成，考虑偶发情况，如果延时设置2s或更久，当某次预充电用时1s时，会出现预充电结束很早，但驾驶员需要等待较长时间才能使用暖风或者冷风，这种控制方法不符合驾驶员用车习惯。

方法二：继电器控制法。针对PTC、DC-DC、空调压缩机的高压回路设置一个总的继电器，当预充电时该继电器断开，当预充电结束后VCU控制该继电器吸合，该方法不用对高压电器件设置延时时间，但该方案也存在问题，如果该继电器出现故障，无法吸合，则PTC、DC-DC、空调压缩机均无法使用，且该继电器需要控制PTC、DC-DC、空调压缩机，需要选择额定电流较大的继电器，按照图9所示三者的继电器参数，需要选择额定电流150A的继电器，价格200元左右。如果针对PTC、DC-DC、空调压缩机各自回路设置一个继电器，则需要额外配置三个继电器，成本至少增加200元。

上述基于整车VCU的电动汽车高压电器件控制管理方法只能实现高压电器件的上电、下电的逻辑控制，但当出现例举的突发安全异常情况，根据现有的高压管理电气原理，VCU根本无法获悉这些突发安全异常故障，因此，现有电动汽车高压控制管理不能实现高压电器件的工作过程的集中安全管理功能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的一个技术问题，提出了一种电动汽车高压配电盒(PDU)安全管理系统。传统的PDU只是一个内部集成各种继电器、熔断器、高压接插件，且通过VCU发出的12V+高电平或12V-低电平控制继电器吸合或断开，最终控制MCU、PTC、DC-DC转换器等高压电器件上电、下电的高压控制转接集成部件。

本发明所述PDU安全管理系统的设计理念是在PDU内部集成PDU安全管理ECU，通过PDU安全管理ECU可以达到以下目的：一是对MCU、PTC、DC-DC等高压电器件工作过程的安全性进行监督；二是对PDU内部高压线与主接触器、继电器触点连接的可靠性进行检测，确保二者当中任何一个环节出现问题，PDU安全管理ECU可瞬间做出故障分析，并通过CAN总线发送给VCU，根据VCU对整车运行状态做出指示，最后由PDU安全管理ECU做出处理动作，比如继续保持主回路或分回路接通，或者切断主回路、某分回路；三是高压盒内集成较多高压电气零部件，且高压盒主要负责电动汽车高压系统管理，安全性要求高，车辆出现故障时不允许用户私自打开，需要维修人员进行检查修理，本发明拟在PDU的箱体上增加高压盒防私自开启的机械复位机构，当用户私自打开高压盒，可通过该机械复位机构发送永久信号给PDU安全管理ECU，只要用户开启高压盒再次安装，该复位系统一直处于复位状态，当车辆下次开启使用时，PDU安全管理ECU通过远程信号传输将用户打开高压盒记录上传汽车企业集中运营监控中心。

为实现上述目的本发明采用的技术方案是，电动汽车高压配电盒安全管理系统，包括主接触器触点防松监控ECU，用于接收设置在主接触器上的压力传感器的检测信号，实时判断螺栓预紧力作用下的高压线金属端子与触点连接接触面是否松动或者面接触的预紧是否均匀，以此发送不同占空比方波信号给PDU安全管理ECU。

所述电流传感器分别测量各高压电器件主回路的电流。

本发明还提供了一种电动汽车高压配电盒安全管理方法，包括以下步骤：

(1)所有高压电器件上电获得电池组供电的控制过程由VCU完成。

(2)将PTC、DC-DC、空调压缩机的工作控制改为低电平触发控制，即PTC、DC-DC、空调压缩机即使得到电池电压输入也不工作。

(3)当预充电结束后，VCU控制先接通主接触器后断开预充电继电器，当预充电继电器断开后，MCU继续检测MCU输入电压并与电池电压对比，发送输入高电压是否正常信号给VCU，当MCU判断预充电继电器断开后的MCU输入高电压与电池组电压基本一致，则发送预充电成功、主接触器吸合成功信号给VCU，VCU收到成功信息后，通过CAN通讯报文发送给PDU安全管理ECU，PDU安全管理ECU通过引脚7、8、9分别同时发出低电平信号给PTC、空调压缩机、DC-DC，接收到低电平信号后PTC、空调压缩机、DC-DC开始工作。

还包括温度传感器采集的PTC的温度发送给PDU安全管理ECU，当温度超过阈值时，PDU安全管理ECU不发送低电平信号，则可关闭PTC。

还包括设置与高压配电盒端盖1内金属导体连接的导线与PDU安全管理ECU连接，原始状态PDU安全管理ECU测得该导线两端的电阻无穷大，如果高压配电盒被打开，则PDU安全管理ECU可测得该导线两端的电阻。

本发明所述高压配电盒被私自打开的判断方法是以机械结构为主电气为辅，其核心思想是通过机械结构实现两个导体接触或分离，出厂安装时，两个导体分离，用户私自打开后即使再次安装，该两个导体已成为接触状态，且这个接触状态不会变化，稳定可靠，下次车辆启动时，则通过电气实现两个导体之间电阻检测并远程发送高压盒是否被私自打开信息，该方法的优势在于：

1.采用最常规的导体电阻测量判断高压盒是否被打开，且该方案是以机械结构实现两个导体接触或断开为主，电气检测为辅，结构简单可靠，高压盒一旦被打开，两个导体将一直处于接触状态，该机构所实现两个导体的接触或分离不受环境、时间、使用条件等外在因素影响；

2.因机械结构实现两个导体接触与分离简单可靠，一旦打开高压盒，两个导体接触后永远保持接触状态，因此该方案不需实时监测，只需每次车辆启动检测一次即可，该方案对电气要求不高，也不需要实时供电；

3.如果采用电气检测为主的方案，则不需要在机械机构上考虑打开以后状态的不可恢复功能，只需实时监控某电信号，只要被检测信号变化瞬间被检测到则判断高压盒被打开，该方案的弱点在于不需从机械结构上考虑如何实现高压盒未打开前与打开后状态的永久性变化，因此，电气检测为主的方案需要该电气检测系统实时运行，必须考虑该实时供电，即车辆不启动运行时该检测系统也必须供电，势必产生不必要的电能浪费。

附图说明

图1为现有技术中电动汽车高压电器件上电控制电气原理图；

图2为本发明的电动汽车高压电器件上电控制电气原理图；

图3为压力传感器的结构示意图，图中(a)为主视图，(b)为俯视图；

图4为高压线与主接触器连接的结构示意图；

图5为高压线金属端子与主接触器触点连接是否满足条件的判断流程图；

图6为子运算逻辑1流程图；

图7为子运算逻辑2流程图；

图8为子运算逻辑3流程图；

图9为PTC失效保护电路；

图10为DC-DC低压触发高压电路；

图11为PDU防私自开启机构具体布置位置示意图；

图12为图11中A-A剖视图(出厂状态)；

图13为图11中A-A剖视图(私自开启后状态)。

具体实施方式

在本发明中如无特别说明，所有元器件均采用市购产品。

参见图2，本发明中VCU、BMS、PDU安全管理ECU、充电机采用CAN通讯，针对PDU内部的高压电器件控制回路，VCU只负责上电过程预充电回路接通、断开与主接触器的吸合控制，下电过程只负责主接触器的断开控制，PDU安全管理ECU主要负责PDU内部高压电器件的控制与安全管理。

主接触器触点防松监控ECU，用于接收设置在主接触器上的压力传感器的检测信号，实时判断螺栓预紧力作用下的高压线金属端子与触点连接接触面是否松动或者面接触的预紧是否均匀，以此发送不同占空比方波信号给PDU安全管理ECU。

所述电流传感器设置在各高压电器件主回路上，分别测量各高压电器件主回路的电流。压力传感器的结构如图3所示，包括垫片3-5和四个应变片3-1，3-2，3-3，3-4，所述垫片3-5为圆环状的薄片，四个应变片3-1，3-2，3-3，3-4均匀地设置在垫片3-5上，应变片通过焊接或者过盈配合集成在垫片3-5上，每个应变片均外接一导线3-6。作用在应变片上的压力越大，应变片变形越大，阻值变化越大，通过4个应变片阻值变化判断预紧力大小。通过4个应变片的受力比对，分析4个应变片对应位置的预紧力均匀性。

高压线与主接触器连接的结构如图4所示，在主接触器4-1上设置有两个与螺栓4-2适配的凹槽，两个凹槽内分别设置有高压触点4-5,4-6，在凹槽的上方设置主回路高压线金属端子4-4以及压力传感器4-3，螺栓4-2穿过主回路高压线金属端子4-4和压力传感器4-3紧固在凹槽内，应变片与主回路高压线金属端子4-4接触。两根主回路主正高压线金属端子与PDU内部主接触器两个触点通过螺栓预紧连接，该方法既可以判断螺栓首次预紧后，在日常使用过程中预紧力大小是否符合要求，还可以判断高压线金属端子与主接触器触点连接的面接触是否受力均匀，并通过PDU的ECU发送给整车VCU。

如图2所示，两个平衡式压力传感器的4个应变片电阻值的电信号输出分别发送给主接触器触点防松监控ECU的引脚1-4、5-8，主接触器触点防松监控ECU分析判断两个平衡式压力传感器的预紧力是否符合要求、预紧力的均匀性是否符合要求，分别通过主接触器触点防松监控ECU的引脚9、10分别发送不同占空比方波信号给PDU安全管理ECU的引脚1、2，PDU安全管理ECU收到信号后通过CAN通讯报文发送给VCU预紧连接是否松动、预紧力是否满足要求或预紧力是否均匀，VCU根据车辆运行状态等综合因素判断是否断开主接触器。

本发明中，主接触器触点防松监控ECU负责检测主回路高压线主正与主接触器两个触点连接可靠性监控，通过压力传感器信号检测实时判断螺栓预紧力作用下的高压线金属端子与触点连接接触面是否松动或者面接触的预紧是否均匀。该安全管理功能实现由图3所示新设计的平衡式压力传感器、图4所示的高压线与主接触器连接实现面接触的预紧力是否均匀检测。

以高压线金属端子与主接触器触点为例，高压线金属端子与主接触器触点连接是否满足条件的运算逻辑如图5-8所示。

本发明中，PDU安全管理ECU负责对高压电器件工作过程的电流进行监控，如图2所示，在PTC、电动压缩机、DC-DC的分回路上分别安装电流传感器，电流传感器将各自电流的模拟量0-5V电信号分别发送给PDU安全管理ECU的引脚3、4、5，当任意高压电器件工作异常时(不工作对应0V，或者电流过大对应4-5V)PDU安全管理ECU对应引脚将会通过电流的电信号检测获悉，并通过PDU安全管理ECU引脚7、8、9发送低电平或高电平信号控制高压电器件起动或者停止。

考虑上述电动汽车高压电器件控制存在问题，综合成本考虑因素，本发明在早期提出的VCU及高压电气设备的上电控制基础上进行改进，通过PDU安全管理ECU对高压电器件进行集中的工作控制与安全管理，规避设置延时时间法和增加继电器控制方法两种思路，决定采用PDU安全管理ECU顶层控制设计，所有高压电气附件的上电控制通过PDU安全管理ECU集中控制实现。

本发明的PDU安全管理ECU控制高压电器件上电的控制方法如下：

1.所有高压电器件上电获得电池组供电的控制逻辑与现有技术中的方法一致；

2.新的高压电器件运行控制方法将PTC、DC-DC、空调压缩机的工作控制改为低压触发控制，即高压电器件即使得到电池电压输入也不工作，在高压电器件内部设计低压触发高压电路实现低电平触发控制，该低电平均由VCU提供；

以DC-DC为例，如图10所示，DC-DC内部高压正与高压负之间有高压电则DC-DC开始工作，当高压盒内的主接触器吸合后，如图10所示的高压正、高压负之间有电池高压电，但DC-DC不能工作，因高压正与DC-DC内部高压正是否接通由继电器控制，当PDU安全管理ECU的引脚9(如图2所示，引脚9控制DC-DC是否工作)输出低点平时，继电器IR1的引脚86、87之间形成12V电源，使得继电器IR1吸合，即继电器IR1引脚87、30接通，则高压正与DC-DC内部高压正接通，即DC-DC内部高压正与高压负之间有高压电，则DC-DC开始工作，当PDU安全管理ECU的引脚9不提供低电平信号时，继电器IR1断开，则DC-DC不工作。

3.当预充电结束后，VCU控制先接通主接触器后断开预充电继电器，当预充电继电器断开后，MCU继续检测MCU输入电压并与电池电压对比，发送输入高电压是否正常信号给VCU，当MCU判断预充电继电器断开后的MCU输入高电压与电池组电压基本一致，则发送预充电成功、主接触器吸合成功信号给VCU，VCU收到成功信息后，通过CAN通讯报文发送给PDU安全管理ECU，安全管理ECU通过自己的引脚7、8、9分别同时发出低电平信号给PTC、空调压缩机、DC-DC，接收到低电平信号后PTC、空调压缩机、DC-DC开始工作。

该控制方法的优势在于，所有信号控制均由PDU安全管理ECU顶层设计实现，VCU通过接收MCU输入的高电压信号判断是否预充电结束、主接触器是否吸合，当确定主接触器吸合后立即发送CAN报文给发送给PDU安全管理ECU，PDU安全管理ECU通过低电平信号控制PTC、空调压缩机、DC-DC工作，该算法控制合理，所有过程均通过信号值判断做出下一步动作指令，所有控制动作瞬时完成，不需要延时，也不需要外加继电器。PDU安全管理ECU控制PTC、DC-DC、空调压缩机的低电平信号也可以由CAN通讯实现。

以PTC加热电阻为例，如图9所示，PTC引脚2将温度传感器采集的温度发送给PDU安全管理ECU引脚6，当温度超过阈值时，PDU安全管理ECU引脚7不发送低电平信号，则可关闭PTC。但当出现PTC加热电阻温度升高到超过安全值时，PTC不能关闭，温度持续升高，则可能产生火灾。鉴于可能出现的该问题，在PTC内部设计有双重失效保护电路，如图9所示，包括继电器，继电器的工作回路连接PTC加热电阻，继电器的控制回路，一端连接12V电源，另一端串联常闭温度开关I和常闭温度开关Ⅱ,然后与PDU安全管理ECU连接，在PTC加热电阻附近设置有温度传感器，温度传感器的信号输出端与PDU安全管理ECU连接。

根据设计，PTC允许最高温度为T℃，当温度传感器检测温度达到T-10℃时，PDU安全管理ECU引脚7不发送低电平信号，则PTC关闭，当图9的继电器出现故障不能断开时，温度继续上升，上升至常闭温度开关I的设计温度T-6℃时，该常闭触点断开，则可将PTC回路断开，当常闭温度开关I失效时，温度继续上升，当上升至常闭温度开关Ⅱ的设计温度T-2℃时，该常闭触点断开，则可将PTC回路断开。

本发明对于充电时不能行车进行了双重安全考虑，除了现有技术方案提出的VCU控制MCU零动力输出，当充电进行时，新方法增加了充电机发送一个低电平信号给P挡，当充电时，将挡位打到D、R挡(各挡位低电平有效)，不论挡位在D或R挡，P挡通过充电机5引脚输出给PDU引脚12的信号为低电平，PDU检测到P挡信号不能行车，则判断车辆是否可行驶的条件除了早期方案的零动力输出，还增加了P挡的信号控制。

本发明还提供了防止PDU被私自开启的结构，如图11-13所示。

如图11所示，螺栓11穿过PDU上盖12将防私自开启机构10固定在PDU箱体13上。

如图12和13所示，所述防私自开启机构10包括螺栓导向块10-1、导向块内金属导体10-2、端盖Ⅰ10-3、端盖Ⅰ内金属导体10-4、预压弹簧Ⅰ10-5、预压弹簧Ⅱ10-6、端盖Ⅱ10-7，所述螺栓导向块10-1上设置有螺栓孔Ⅰ10-8和螺栓孔Ⅱ10-9，螺栓导向块10-1的左边与导向块内金属导体10-2接触，导向块内金属导体10-2外套接有导向块10-10，导向块10-10与PDU箱体13配合设置，导向块10-10的左端设置有预压弹簧Ⅰ10-5，预压弹簧Ⅰ10-5的另一端设置端盖Ⅰ10-3，端盖Ⅰ10-3内设置端盖Ⅰ内金属导体10-4，端盖Ⅰ内金属导体10-4连接有第一导线10-11，导向块内金属导体10-2连接有第二导线10-12，第一导线10-11和第二导线10-12与PDU安全管理ECU连接；螺栓导向块10-1的右边设置预压弹簧Ⅱ10-6，预压弹簧Ⅱ10-6的右边设置端盖Ⅱ10-7。

出厂状态：先放入螺栓导向块，将螺栓导向块移动到与PDU盖上的螺栓连接口(图12所示)同轴的位置，先采用螺栓穿过螺栓孔Ⅰ将PDU盖、箱体连接固定，然后将螺栓通过导向块、导向块内金属导体、端盖Ⅰ、端盖Ⅰ内金属导体、预压弹簧Ⅰ、预压弹簧Ⅱ、端盖Ⅱ先后装配到箱体上。此时，导向块内金属导体与端盖Ⅰ内金属导体不接触，导向块内金属导体的第二导线、端盖Ⅰ内金属导体上的第一导线输入到PDU安全管理ECU的引脚13、14之间电阻永远无穷大，如此，只要高压盒出厂后未被私自开启，则每次上电行车时，PDU安全管理ECU的引脚13、14之间电阻永远无穷大。

用户私自开启状态：当用户需要打开PDU上盖，拧下螺栓后，则螺栓导向块在预压弹簧Ⅱ作用下克服预压弹簧Ⅰ向左移动，直至移动到螺栓导向块左端面与箱体接触为止，此时，螺栓通过孔Ⅱ与PDU盖上的螺栓连接口(图13所示)处于同轴的位置，且导向块内金属导体、端盖Ⅰ内金属导体接触，导向块内金属导体、端盖Ⅰ内金属导体上的导线输入到PDU安全管理ECU的引脚13、14之间电阻永远有较小电阻值(电阻具体大小与两个金属导体材质尺寸、导线有关)，如此，当用户再次把端盖盖上采用螺栓连接固定上盖与箱体时，螺栓穿过螺栓孔Ⅱ将PDU盖、箱体连接固定，只要高压盒出厂后被私自开启，则每次上电行车时，PDU安全管理ECU的引脚13、14之间电阻永远是较小的固定值，PDU安全管理ECU通过远程信号传输将此信息发送给集中运营管理监控中心。

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