无源电能测试装置及具有其的车辆

专利摘要:
本实用新型公开了一种无源电能测试装置及具有其的车辆，其中无源电能测试装置中的电压检测模块用于对待测量部件的电压进行测量。电能泄放模块用于对待测量部件释放电能。电容测量模块用于对释放电能后的待测量部件的电容进行测量。控制器模块与电压检测模块、电容测量模块、电能泄放模块分别电连接，并用于接收电压检测模块所测得的电压和电容测量模块所测得的电容。本实用新型实施例的无源电能测试装置，通过电压检测模块可快速检测出待测量部件的电压，并在待测量部件释放电能后快速测得固有电容，从而可精确、自动计算出待测量部件的无源电能大小，确保人体处于安全的环境中，有效排除因断电后高压的待测量部件中存在残余电能对人体的伤害。
公开号:CN214335059U
申请号:CN202022731818.4U
申请日:2020-11-20
公开日:2021-10-01
发明作者:李�东；王飞；姚意；汪涛；陈琦琦；刘琳；沙文瀚；倪绍勇
申请人:Chery New Energy Automobile Co Ltd；
IPC主号:G01R22-06

专利说明:
[n0001] 本实用新型属于车辆部件测控技术领域，具体是一种无源电能测试装置及具有其的车辆。
[n0002] 电动汽车采用高压电能作为驱动能源，动力电池作为储能元件，驱动电机为驱动部件，当人体触碰到高压电能后，会有极大的触电风险。电动汽车高压部件中设计有X电容和Y电容，用于稳压和保证电磁兼容性能，然而电容同样也是储能元件，也会存储高压电能。
[n0003] 最新电安全国标GB 18384及碰撞标准GB/T 31498对高压部件的无源电能都有要求，其中，GB 18384要求任何带电的B级电压带电部件与电平台之间的总电容在其最大工作电压时所存储的能量应小于0.2J，而GB/T 31498要求高压母线上的总电能小于0.2J。
[n0004] 相关技术中，电动汽车行业对于高压部件电能的测量主要通过测量电压、电流来计量电能，精度不高，并且大多针对有源、高压部件持续通电的情况。上述测量方法对电容等带电部件内的微小残余电能不能进行测量，只能通过估算来获得内部电能大小，测试结果不够精确、测算方法不智能。
[n0005] 本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种无源电能测试装置，所述无源电能测试装置可自动测算出高压部件或电容内的残余电能，安全方便，有效解决了断电后待测量部件残余电能无法精确测量、人体触电风险高的问题。
[n0006] 本实用新型还旨在提出一种具有上述无源电能测试装置的车辆。
[n0007] 根据本实用新型实施例的一种无源电能测试装置，包括：电压检测模块，用于对待测量部件的电压进行测量；电能泄放模块，用于对所述待测量部件释放电能；电容测量模块，用于对释放电能后的所述待测量部件的电容进行测量；控制器模块，所述控制器模块与所述电压检测模块、电容测量模块、电能泄放模块分别电连接，并用于接收所述电压检测模块所测得的电压和所述电容测量模块所测得的电容。
[n0008] 根据本实用新型实施例的无源电能测试装置，通过电压检测模块可快速检测出待测量部件的电压，并在待测量部件释放电能后快速测得其固有电容，从而可精确、自动计算出待测量部件的无源电能的大小，确保人体处于安全的环境中，有效排除因断电后高压的待测量部件中存在的残余电能对人体的伤害。
[n0009] 根据本实用新型一个实施例的无源电能测试装置，所述控制器模块还用于在接收到的所述电压低于第一阈值时，控制所述电能泄放模块停止泄放。
[n0010] 根据本实用新型进一步的实施例，所述控制器模块与所述电容测量模块通过电容检测电路连接，所述电能泄放模块停止泄放时，所述控制器模块控制所述电容测量模块检测所述待测量部件的电容，所述电容检测电路将所述电容测量模块测得的所述电容信号传递给所述控制器模块。
[n0011] 根据本实用新型一个实施例的无源电能测试装置，所述待测量部件的两端分别设有测量接口，所述电压检测模块的测量端口分别与两个所述测量接口连接；所述待测量部件通过泄放电路与所述电能泄放模块连接。
[n0012] 根据本实用新型进一步的实施例，所述控制器模块与所述电压检测模块通过电压检测电路连接，所述电压检测电路将所述电压检测模块检测的电压信号传递给所述控制器模块，所述控制器模块收到所述电压信号后控制所述电能泄放模块对所述待测量部件释放电能。
[n0013] 根据本实用新型一个实施例的无源电能测试装置，还包括显示模块，所述显示模块与所述电压检测模块电连接，所述显示模块用于显示所述电压检测模块测得的电压值。
[n0014] 可选地，所述显示模块与所述控制器模块电连接，所述显示模块还用于显示所述控制器模块计算得到的待测量部件的无源电能值。
[n0015] 有利地，所述无源电能值小于等于第二阈值时，所述控制器模块控制所述显示模块显示安全提示信息。
[n0016] 根据本实用新型一个实施例的无源电能测试装置，还包括壳体，所述壳体内设有所述电压检测模块、所述电能泄放模块、所述电容测量模块和所述控制器模块。
[n0017] 根据本实用新型实施例的一种车辆，包括：待测量部件，所述待测量部件为高压部件或带电容部件；当所述待测量部件为多个时，多个所述待测量部件并联；无源电能测试装置，所述无源电能测试装置为前述的无源电能测试装置，所述无源电能测试装置可测得所述待测量部件的无源电能值。
[n0018] 根据本实用新型实施例的车辆，在待测量部件断电后，可快速、自动获得待测量部件的无源电能值，并确保车辆处于人体电安全范围中，有效避免人体触电。
[n0019] 本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
[n0020] 本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[n0021] 图1为本实用新型一个实施例的无源电能测试装置的结构示意图。
[n0022] 图2为本实用新型一个实施例的无源电能测试装置的各模块连接结构示意图。
[n0023] 图3为本实用新型另一个实施例的无源电能测试装置的结构示意图。
[n0024] 图4为本实用新型一个实施例的无源电能测试装置与待测量部件的结构示意图。
[n0025] 图5为本实用新型一个实施例测试待测量部件电能的方法流程示意图。
[n0026] 图6为本实用新型另一个实施例测试待测量部件电能的方法流程示意图。
[n0027] 附图标记：
[n0028] 无源电能测试装置1000、
[n0029] 电压检测模块100、电压检测电路110、
[n0030] 电能泄放模块200、泄放电路210、
[n0031] 电容测量模块300、电容检测电路310、
[n0032] 控制器模块400、
[n0033] 显示模块500、
[n0034] 待测量部件2000。
[n0035] 下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[n0036] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[n0037] 下面参考说明书附图描述本实用新型实施例的无源电能测试装置1000。
[n0038] 根据本实用新型实施例的一种无源电能测试装置1000，如图1所示，包括：电压检测模块100、电能泄放模块200、电容测量模块300和控制器模块400。
[n0039] 其中，电压检测模块100用于对待测量部件2000的电压进行测量。
[n0040] 电能泄放模块200用于对待测量部件2000释放电能。
[n0041] 电容测量模块300用于对释放电能后的待测量部件2000的电容进行测量。
[n0042] 控制器模块400与电压检测模块100、电容测量模块300、电能泄放模块200分别电连接，并用于接收电压检测模块100所测得的电压和电容测量模块300所测得的电容。
[n0043] 由上述结构可知，本实用新型实施例的无源电能测试装置1000，通过电压检测模块100可快速检测出待测量部件2000的电压U，并在待测量部件2000释放电能后快速测得其固有电容，该电容值C是待测量部件2000的固有参数，由元件材料尺寸、电容板面积和宽度等决定，无源电能计算即可按照E＝1/2CU^2计算而成，代入上述测得的待测量部件2000两端测量的有效电压U和固有电容的电容值C则可。
[n0044] 由此可知，本实用新型实施例可精确、自动计算出待测量部件2000的无源电能的大小，确保人体处于安全的环境中，有效排除因断电后高压的待测量部件2000中存在的残余电能对人体的伤害，确保人体处于电安全范围内。
[n0045] 本实用新型的上述无源电能测试装置1000还可用来检测车内部件的设计是否合格。
[n0046] 可以理解的是，本申请的无源电能测试装置1000相比于普通的电压、电流测算电能值，无需待测量部件持续导通，而是在断电状态下测试，避免电容带点状态下不能测量的问题，可用于测试电容等带电部件内的微小残余电能。
[n0047] 在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，控制器模块400还用于在接收到的电压低于第一阈值时，控制电能泄放模块200停止泄放，当待测量部件2000由电能泄放模块200泄能时，待测量部件2000两端的电压会不断降低，而当电压降低到第一阈值时，则控制器模块400可判断待测量部件2000泄放完成，从而防止待测量部件2000携带高电压。在一些具体的示例中，第一阈值可以为0.3～0.5V。
[n0048] 可选地，待测量部件2000的两端分别设有测量接口，电压检测模块100的测量端口分别与两个测量接口连接，从而获得待测量部件2000正、负两端的电压数值。
[n0049] 结合图2和图4所示，待测量部件2000通过泄放电路210与电能泄放模块200连接，从而对待测量部件2000的无源电能进行有效泄放，在一些具体示例中，可在测量完成待测量部件2000的有效电压后，将电压检测模块100与待测量部件2000连接的电路切换为电能泄放模块200与待测量部件2000连接的阻抗电路，从而使得待测量部件2000两端的电能快速泄放。
[n0050] 可选地，如图2所示，控制器模块400与电压检测模块100通过电压检测电路110连接，电压检测电路110将电压检测模块100检测的电压信号传递给控制器模块400，控制器模块400收到电压信号后，控制电能泄放模块200对待测量部件2000释放电能。
[n0051] 如图2所示，控制器模块400与电容测量模块300通过电容检测电路310连接，电能泄放模块200停止泄放时，控制器模块400控制电容测量模块300检测待测量部件2000的电容，电容检测电路310将电容测量模块300测得的电容信号传递给控制器模块400，从而避免了在待测量部件2000带有高电压而无法测量电容的弊端。
[n0052] 可选地，控制器模块400包括控制电路和控制器，控制电路作为控制器模块400电路通断的硬件载体，控制电路的控制来源于控制器，由控制器控制与之相连的控制电路内部开关通断，控制电路与电压检测模块100、电能泄放模块200、电容测量模块300电连接。
[n0053] 在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，无源电能测试装置1000还包括显示模块500，显示模块500与电压检测模块100电连接，显示模块500用于显示电压检测模块100测得的电压值，也就是说，当电压检测模块100测得待测量部件2000的电压时，显示模块500可实时显示实际测得的电压值的大小，从而使待测量部件2000的电压直观、可见，而当电压值显示低于第一阈值时，可通过控制控制器模块400而使电能泄放模块200停止泄放、电容测量模块300开始测量电容。
[n0054] 可选地，如图3所示，显示模块500与控制器模块400电连接，显示模块500还用于显示控制器模块400计算得到的待测量部件2000的无源电能值，从而可直观地获得此时待测量部件2000的无源电能值的大小，并通过判断无源电能值小于等于第二阈值，而获得车内安全的信息。
[n0055] 在一些示例中，如图6所示，当无源电能值小于第二阈值时，通过控制器模块400控制显示模块500显示安全提示信息，例如“车内安全”、“安全”等信息。
[n0056] 而在无源电能值大于第二阈值时，可通过警报装置发出警示信息，警示信息可以为警示声音或警示灯光。
[n0057] 当然也可以不设置警报装置，而是通过显示模块显示警示信息，例如“未达安全状态”等，这里不做具体限制。
[n0058] 在本实用新型的一些实施例中，无源电能测试装置1000还包括壳体，壳体内设有电压检测模块100、电能泄放模块200、电容测量模块300和控制器模块400，通过壳体可将各个模块集合在一处，并对各个模块及相关电路进行封装，有效保护各个模块，使各个模块位于相对固定的位置处并持续稳定工作。
[n0059] 可选地，壳体采用绝缘材质制成，有效防止无源电能测试装置1000带电。
[n0060] 有利地，壳体上还设有多个外部接口，外部接口的功能在于建立设备与待测量部件2000之间的连接通道接口，外部接口数量应至少大于2，应设计为2的倍数，从而方便无源电能测试装置1000与待测量部件2000之间进行连接和测量。
[n0061] 在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[n0062] 下面描述本实用新型实施例的车辆。
[n0063] 根据本实用新型实施例的车辆，包括：待测量部件2000和无源电能测试装置1000。
[n0064] 其中，待测量部件2000为高压部件或带电容部件。
[n0065] 当待测量部件2000为多个时，多个待测量部件2000并联。
[n0066] 无源电能测试装置1000为前述的无源电能测试装置1000，无源电能测试装置1000的结构在此不做赘述，无源电能测试装置1000可测得待测量部件2000的无源电能值。
[n0067] 由上述结构可知，本实用新型实施例的车辆，在待测量部件2000断电后，可快速、自动获得待测量部件2000的无源电能值，并确保车辆处于人体电安全范围中，有效避免人体触电。
[n0068] 下面描述本实用新型具体示例中无源电能测试装置1000对待测量部件2000的无源电能的测试步骤，可参见图5：
[n0069] S1、电压检测模块100检测待测量部件2000的电压，电压值记为U。
[n0070] S2、电能泄放模块200对待测量部件2000释放电能。
[n0071] S3、判断测得的电压值U是否小于第一阈值0.5V；
[n0072] 若U小于0.5V，执行步骤S4；
[n0073] 若U不小于0.5V，则执行步骤S2。
[n0074] S4、电容测量模块300测量待测量部件2000的电容，固有电容值记为C。
[n0075] S5、控制器模块400通过获得的电压值U和电容值C，得到待测量部件2000的电能，电能值记为E。
[n0076] 在另一些示例中，步骤S5之后还包括步骤S6，可参见图6所示：
[n0077] S6、控制器模块400通过比较获得的电能值E是否小于第二阈值；
[n0078] 若E小于第二阈值，则执行步骤S7；
[n0079] 若E不小于第二阈值，则执行步骤S8。
[n0080] S7、显示模块500显示“车内安全”。
[n0081] S8、显示模块500显示“未达安全状态”。
[n0082] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[n0083] 根据本实用新型实施例的无源电能测试装置1000及具有其的车辆的其他构成例如电能释放所需要的阻抗电路对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
[n0084] 在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[n0085] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种无源电能测试装置，其特征在于，包括：
电压检测模块，用于对待测量部件的电压进行测量；
电能泄放模块，用于对所述待测量部件释放电能；
电容测量模块，用于对释放电能后的所述待测量部件的电容进行测量；
控制器模块，所述控制器模块与所述电压检测模块、电容测量模块、电能泄放模块分别电连接，并用于接收所述电压检测模块所测得的电压和所述电容测量模块所测得的电容。
[0002] 2.根据权利要求1所述的无源电能测试装置，其特征在于，所述控制器模块还用于在接收到的所述电压低于第一阈值时，控制所述电能泄放模块停止泄放。
[0003] 3.根据权利要求2所述的无源电能测试装置，其特征在于，所述控制器模块与所述电容测量模块通过电容检测电路连接，所述电能泄放模块停止泄放时，所述控制器模块控制所述电容测量模块检测所述待测量部件的电容，所述电容检测电路将所述电容测量模块测得的电容信号传递给所述控制器模块。
[0004] 4.根据权利要求1所述的无源电能测试装置，其特征在于，所述待测量部件的两端分别设有测量接口，所述电压检测模块的测量端口分别与两个所述测量接口连接；
所述待测量部件通过泄放电路与所述电能泄放模块连接。
[0005] 5.根据权利要求4所述的无源电能测试装置，其特征在于，所述控制器模块与所述电压检测模块通过电压检测电路连接，所述电压检测电路将所述电压检测模块检测的电压信号传递给所述控制器模块，所述控制器模块收到所述电压信号后控制所述电能泄放模块对所述待测量部件释放电能。
[0006] 6.根据权利要求1所述的无源电能测试装置，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块与所述电压检测模块电连接，所述显示模块用于显示所述电压检测模块测得的电压值。
[0007] 7.根据权利要求6所述的无源电能测试装置，其特征在于，所述显示模块与所述控制器模块电连接，所述显示模块还用于显示所述控制器模块计算得到的待测量部件的无源电能值。
[0008] 8.根据权利要求7所述的无源电能测试装置，其特征在于，所述无源电能值小于等于第二阈值时，所述控制器模块控制所述显示模块显示安全提示信息。
[0009] 9.根据权利要求1-8中任一项所述的无源电能测试装置，其特征在于，还包括壳体，所述壳体内设有所述电压检测模块、所述电能泄放模块、所述电容测量模块和所述控制器模块。
[0010] 10.一种车辆，其特征在于，包括：
待测量部件，所述待测量部件为高压部件或带电容部件；当所述待测量部件为多个时，多个所述待测量部件并联；
无源电能测试装置，所述无源电能测试装置为根据权利要求1-9中任一项所述的无源电能测试装置，所述无源电能测试装置可测得所述待测量部件的无源电能值。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202022731818.4U|CN214335059U|2020-11-20|2020-11-20|无源电能测试装置及具有其的车辆|CN202022731818.4U| CN214335059U|2020-11-20|2020-11-20|无源电能测试装置及具有其的车辆|