CN107042760A - 一种电动汽车高压互锁系统及其故障定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动汽车高压互锁系统及其故障定位方法，通过整车控制器将预设PWM波形依次输出至电动汽车高压互锁系统的各个节点；再接收各个节点的输出采样信号；然后根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点；进而解决了现有技术中由于不能对高压节点连接故障进行定位而导致电动汽车运行稳定性差的问题。

Description

一种电动汽车高压互锁系统及其故障定位方法

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车高压互锁系统及其故障定位方法。

背景技术

电动汽车高压互锁系统由于节点众多，且各个节点处的接插件容易松动，导致电动汽车高压互锁系统的可靠性较低。

传统高压互锁回路不能对高压节点连接故障进行定位，此类故障发生后，一般直接关断高压直流母线回路主正、主负继电器，降低了电动汽车运行的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电动汽车高压互锁系统及其故障定位方法，以解决现有技术中由于不能对高压节点连接故障进行定位而导致电动汽车运行稳定性差的问题。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，应用于电动汽车高压互锁系统的整车控制器，所述电动汽车高压互锁系统的故障定位方法包括：

将预设PWM波形依次输出至电动汽车高压互锁系统的各个节点；

接收各个节点的输出采样信号；

根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点。

优选的，所述根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点，包括：

判断各个节点的输出采样信号是否存在所述预设PWM波形；

若至少一个节点的输出采样信号不存在所述预设PWM波形，则根据各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，将输出采样信号不存在所述预设PWM波形的节点中，最先接收所述预设PWM波形的节点作为所述故障连接点。

优选的，将预设PWM波形依次输出至电动汽车高压互锁系统的各个节点，包括：

通过屏蔽双绞线将预设PWM波形依次输出至电动汽车高压互锁系统的各个节点。

优选的，在得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点之后，还包括：

根据所述故障连接点连接用电部件的类型，输出控制信号和告警信号。

优选的，所述根据所述故障连接点连接用电部件的类型，输出控制信号和告警信号，包括：

若所述故障连接点连接用电部件不影响整车运行安全，则输出控制信号至相应的继电器，切断连接故障用电部件与直流母线的动力连接；并输出告警信号至相应仪表；

若所述故障连接点连接用电部件影响整车运行安全，则在预设时间内，输出控制信号控制连接故障用电部件降功率运行，并输出告警信号至相应仪表；在所述预设时间之后，切断连接故障用电部件与直流母线的动力连接。

一种电动汽车高压互锁系统，包括：动力电池、电池管理系统、整车控制器、高压电源分配系统、电机控制器、驱动电机、第一DC/AC转换电路、第二DC/AC转换电路、DC/DC转换电路、PTC热敏电阻加热器、电动空调、电动转向泵、电动空压机及多个采样装置；其中：

所述高压电源分配系统的一端与所述动力电池相连，所述高压电源分配系统的另一端包括多个节点，分别与所述整车控制器、所述电机控制器、所述第一DC/AC转换电路、所述第二DC/AC转换电路、所述DC/DC转换电路、所述PTC热敏电阻加热器及所述电动空调相连；

各个所述采样装置分别设置于各个节点的输出端；

所述电机控制器与所述驱动电机相连；

所述第一DC/AC转换电路与所述电动转向泵相连；

所述第二DC/AC转换电路与所述电动空压机相连；

所述整车控制器与所述电池管理系统及所述电机控制器相连；

所述整车控制器用于将预设PWM波形依次输出至所述高压电源分配系统的各个节点；并接收各个所述采样装置输出的各个节点的输出采样信号；根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点。

优选的，所述整车控制器通过屏蔽双绞线依次与所述高压电源分配系统的各个节点相连。

优选的，所述整车控制器用于根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点时，具体用于：

判断各个节点的输出采样信号是否存在所述预设PWM波形；

若至少一个节点的输出采样信号不存在所述预设PWM波形，则根据各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，将输出采样信号不存在所述预设PWM波形的节点中，最先接收所述预设PWM波形的节点作为所述故障连接点。

优选的，所述整车控制器在得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点之后，还用于根据所述故障连接点连接用电部件的类型，输出控制信号和告警信号。

优选的，所述整车控制器用于根据所述故障连接点连接用电部件的类型，输出控制信号和告警信号时，具体用于：

若所述故障连接点连接用电部件不影响整车运行安全，则输出控制信号至相应的继电器，切断连接故障用电部件与直流母线的动力连接；并输出告警信号至相应仪表；

若所述故障连接点连接用电部件影响整车运行安全，则在预设时间内，输出控制信号控制连接故障用电部件降功率运行，并输出告警信号至相应仪表；在所述预设时间之后，切断连接故障用电部件与直流母线的动力连接。

由上述方案可知，本发明提供的电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，通过整车控制器将预设PWM波形依次输出至电动汽车高压互锁系统的各个节点；再接收各个节点的输出采样信号；然后根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点；进而解决了现有技术中由于不能对高压节点连接故障进行定位而导致电动汽车运行稳定性差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电动汽车高压互锁系统的故障定位方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的电动汽车高压互锁系统的故障定位方法的另一流程图；

图3为本发明实施例提供的电动汽车高压互锁系统的故障定位方法的另一流程图；

图4为本发明实施例提供的电动汽车高压互锁系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的高压电源分配系统的节点的结构示意图。

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。

本发明提供了一种电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，以解决现有技术中由于不能对高压节点连接故障进行定位而导致电动汽车运行稳定性差的问题。

该电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，应用于电动汽车高压互锁系统的整车控制器，具体的，该电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，参见图1，包括：

S101、将预设PWM波形依次输出至电动汽车高压互锁系统的各个节点；

S102、接收各个节点的输出采样信号；

S103、根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点。

在具体的实际应用中，利用整车控制器产生一定频率的PWM波形，即该预设PWM波形，依次发送到电动汽车高压互锁系统的各个节点，使各个节点串联成高压互锁回路。

PWM波形信号的传输，相对传统高压互锁回路中单一电平的稳定性高、抗干扰能力强，利于应用。

在各个节点均设置采样装置，将各个节点的输出采样信号反馈给整车控制器。采样装置能够监测该节点的高压接插件的连接情况。若某一处高压接插件松动或者断开，整车控制器会监测到该节点PWM波形信号中断，从而判断该节点连接故障，并作出相应故障处理。

本实施例提供的该电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，通过上述过程，能够得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点；可进行高压互锁系统的故障定位，解决了现有技术中由于不能对高压节点连接故障进行定位而导致电动汽车运行稳定性差的问题，有效保证了系统的可靠性，提升了系统的安全性。

优选的，本发明另一实施例提供一种具体的电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，在上述实施例及图1的基础之上，参见图2，包括：

S201、将预设PWM波形依次输出至电动汽车高压互锁系统的各个节点；

S202、接收各个节点的输出采样信号；

S203、判断各个节点的输出采样信号是否存在预设PWM波形；

若至少一个节点的输出采样信号不存在预设PWM波形，则执行步骤S204；

S204、根据各个节点接收预设PWM波形的先后顺序，将输出采样信号不存在预设PWM波形的节点中，最先接收预设PWM波形的节点作为故障连接点。

整车控制器发送一定频率的PWM波形，依次注入到电动汽车高压互锁系统的各个节点，使各个节点串联成高压互锁回路；通过采集装置输出的各个节点的输出采样信号，判断高压互锁回路连接的完好性，并且定位高压连接回路的故障连接点。

具体的，若整车控制器未接受到高压互锁回路末端的反馈波形，可判断电动汽车高压互锁系统连接出现问题；再判断各个节点的输出采样信号是否存在预设PWM波形，具体从高压互锁回路下游往上游依次分析，若某节点上游的采样装置监测到PWM波形，而此节点未检测到PWM波形，则判断该节点出现高压接插件连接故障，即为该电动汽车高压互锁系统的故障连接点。

优选的，上述实施例中，图1中的步骤S101和图2中的步骤S201可以具体为：

通过屏蔽双绞线将预设PWM波形依次输出至电动汽车高压互锁系统的各个节点。

采用屏蔽双绞线进行信号传输，相比传统的高压互锁回路中单一导线，其信号传输可靠性高。

优选的，本发明另一实施例提供一种具体的电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，在上述实施例及图1的基础之上，参见图3，包括：

S301、将预设PWM波形依次输出至电动汽车高压互锁系统的各个节点；

S302、接收各个节点的输出采样信号；

S303、根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点。

S304、根据故障连接点连接用电部件的类型，输出控制信号和告警信号。

整车控制器判断得到高压接插件松动点位置，即该故障连接点，然后通过输出控制信号关断相应的高压回路，防止因为接插件松动，导致接触电阻变大进而引发高压电气系统故障。

值得说明的是，传统高压互锁回路不能对高压节点连接故障进行定位，故障发生后一般只能直接关断高压直流母线回路主正、主负继电器。

而本实施例提供的该电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，通过上述过程得到故障连接点，并且能够通过输出控制信号准确关断故障高压回路，有效保证了该电动汽车高压互锁系统的可靠性，提升了高压电气系统的安全性。

优选的，步骤S303，包括图2所示的S203和S204。

优选的，步骤S304，包括：

若故障连接点连接用电部件不影响整车运行安全，则输出控制信号至相应的继电器，切断连接故障用电部件与直流母线的动力连接；并输出告警信号至相应仪表；

若故障连接点连接用电部件影响整车运行安全，则在预设时间内，输出控制信号控制连接故障用电部件降功率运行，并输出告警信号至相应仪表；在预设时间之后，切断连接故障用电部件与直流母线的动力连接。

在具体的实际应用中，若整车控制器通过上述判断，确定了高压接插件的故障连接点，则整车控制器根据对应的高压用电部件的类型，做出不同的故障处理方式。

若故障连接点连接用电部件为PTC(Positive Temperature Coefficient)热敏电阻加热器、电动空调等，其关断并不影响车辆驾驶，则整车控制器发送告警信号到相应仪表，以故障信息提醒驾驶员，同时关断用电部件对应高压回路的继电器，切断连接故障用电部件与直流母线的动力连接，防止故障进一步恶化。

若故障连接点连接用电部件为电动转向泵、电动空压机、蓄电池等，会导致转向或制动功能失效、蓄电池馈电等，影响整车运行安全，整车控制器会设置一定时间限值，即该预设时间，发送告警信号到相应仪表，以故障信息提醒驾驶员停车排查故障，同时降低电机输出功率。若超过该预设时间，则整车控制器断开连接故障用电部件与直流母线的动力连接。

若故障连接点连接用电部件为驱动电机，即电机控制器出现连接故障，会影响整车驱动的动力性能，整车控制器控制电机控制器降功率运行，同时告警信号到相应仪表，以故障信息提醒驾驶员停车检查故障，设定一定的降功率运行时间。若超过设定时间限值，则整车控制器断开连接故障用电部件与直流母线的动力连接。

其他工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

本发明另一实施例还提供了一种电动汽车高压互锁系统，参见图4，包括：动力电池101、电池管理系统102、整车控制器103、高压电源分配系统104、电机控制器105、驱动电机106、第一DC/AC转换电路107、第二DC/AC转换电路108、DC/DC转换电路109、PTC热敏电阻加热器110、电动空调111、电动转向泵112、电动空压机113及多个采样装置；其中：

高压电源分配系统104一端与动力电池101相连，另一端包括多个节点，分别整车控制器103、电机控制器105、第一DC/AC转换电路107、第二DC/AC转换电路108、DC/DC转换电路109、PTC热敏电阻加热器110及电动空调111相连；

各个采样装置分别设置于各个节点的输出端；

电机控制器105与驱动电机106相连；

第一DC/AC转换电路107与电动转向泵112相连；

第二DC/AC转换电路108与电动空压机113相连；

整车控制器103与电池管理系统102及电机控制器105相连。

具体的工作原理为：

整车控制器103用于将预设PWM波形依次输出至高压电源分配系统104的各个节点；并接收各个采样装置输出的各个节点的输出采样信号；根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点。

动力电池101为电动汽车提供能量，带动驱动电机106、电动转向泵112、电动空压机113、第一DC/AC转换电路107、第二DC/AC转换电路108、DC/DC转换电路109、PTC热敏电阻加热器110及电动空调111等进行工作。

高压电源分配系统104将动力电池101的能量按照一定的上、下电时序进行合理分配，保证高压电气系统正常工作。

电机控制器105将动力电池101的直流电转化为三相交流电，满足驱动电机106不同的扭矩需求。

驱动电机106一方面驱动电动汽车传动系的行进，另一方面具备制动能量回馈功能，有效提升了动力电池的能量利用效率。

整车控制器103还用于控制动力系统的扭矩分配，高压动力系统上、下电管理，以及智能高压互锁控制。

如图5所示，各个节点有2个短路块，输入和输出4路信号，与节点短路块对接。采样装置搭接在输出信号线。

优选的，整车控制器103通过屏蔽双绞线依次与高压电源分配系统104的各个节点相连。

优选的，整车控制器103用于根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点时，具体用于：

判断各个节点的输出采样信号是否存在预设PWM波形；

若至少一个节点的输出采样信号不存在预设PWM波形，则根据各个节点接收预设PWM波形的先后顺序，将输出采样信号不存在预设PWM波形的节点中，最先接收预设PWM波形的节点作为故障连接点。

优选的，整车控制器103在得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点之后，还用于根据故障连接点连接用电部件的类型，输出控制信号和告警信号。

优选的，整车控制器103用于根据故障连接点连接用电部件的类型，输出控制信号和告警信号时，具体用于：

若故障连接点连接用电部件不影响整车运行安全，则输出控制信号至相应的继电器，切断连接故障用电部件与直流母线的动力连接；并输出告警信号至相应仪表；

若故障连接点连接用电部件影响整车运行安全，则在预设时间内，输出控制信号控制连接故障用电部件降功率运行，并输出告警信号至相应仪表；在预设时间之后，切断连接故障用电部件与直流母线的动力连接。

其他具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，其特征在于，应用于电动汽车高压互锁系统的整车控制器，所述电动汽车高压互锁系统的故障定位方法包括：

将预设PWM波形依次输出至电动汽车高压互锁系统的各个节点；

接收各个节点的输出采样信号；

根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点。

2.根据权利要求1所述的电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，其特征在于，所述根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点，包括：

判断各个节点的输出采样信号是否存在所述预设PWM波形；

若至少一个节点的输出采样信号不存在所述预设PWM波形，则根据各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，将输出采样信号不存在所述预设PWM波形的节点中，最先接收所述预设PWM波形的节点作为所述故障连接点。

3.根据权利要求1所述的电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，其特征在于，将预设PWM波形依次输出至电动汽车高压互锁系统的各个节点，包括：

通过屏蔽双绞线将预设PWM波形依次输出至电动汽车高压互锁系统的各个节点。

4.根据权利要求1至3任一所述的电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，其特征在于，在得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点之后，还包括：

根据所述故障连接点连接用电部件的类型，输出控制信号和告警信号。

5.根据权利要求4所述的电动汽车高压互锁系统的故障定位方法，其特征在于，所述根据所述故障连接点连接用电部件的类型，输出控制信号和告警信号，包括：

若所述故障连接点连接用电部件不影响整车运行安全，则输出控制信号至相应的继电器，切断连接故障用电部件与直流母线的动力连接；并输出告警信号至相应仪表；

若所述故障连接点连接用电部件影响整车运行安全，则在预设时间内，输出控制信号控制连接故障用电部件降功率运行，并输出告警信号至相应仪表；在所述预设时间之后，切断连接故障用电部件与直流母线的动力连接。

6.一种电动汽车高压互锁系统，其特征在于，包括：动力电池、电池管理系统、整车控制器、高压电源分配系统、电机控制器、驱动电机、第一DC/AC转换电路、第二DC/AC转换电路、DC/DC转换电路、PTC热敏电阻加热器、电动空调、电动转向泵、电动空压机及多个采样装置；其中：

所述高压电源分配系统的一端与所述动力电池相连，所述高压电源分配系统的另一端包括多个节点，分别与所述整车控制器、所述电机控制器、所述第一DC/AC转换电路、所述第二DC/AC转换电路、所述DC/DC转换电路、所述PTC热敏电阻加热器及所述电动空调相连；

各个所述采样装置分别设置于各个节点的输出端；

所述电机控制器与所述驱动电机相连；

所述第一DC/AC转换电路与所述电动转向泵相连；

所述第二DC/AC转换电路与所述电动空压机相连；

所述整车控制器与所述电池管理系统及所述电机控制器相连；

所述整车控制器用于将预设PWM波形依次输出至所述高压电源分配系统的各个节点；并接收各个所述采样装置输出的各个节点的输出采样信号；根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点。

7.根据权利要求6所述的电动汽车高压互锁系统，其特征在于，所述整车控制器通过屏蔽双绞线依次与所述高压电源分配系统的各个节点相连。

8.根据权利要求6所述的电动汽车高压互锁系统，其特征在于，其特征在于，所述整车控制器用于根据各个节点的输出采样信号及各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点时，具体用于：

判断各个节点的输出采样信号是否存在所述预设PWM波形；

若至少一个节点的输出采样信号不存在所述预设PWM波形，则根据各个节点接收所述预设PWM波形的先后顺序，将输出采样信号不存在所述预设PWM波形的节点中，最先接收所述预设PWM波形的节点作为所述故障连接点。

9.根据权利要求6至8任一所述的电动汽车高压互锁系统，其特征在于，所述整车控制器在得到电动汽车高压互锁系统的故障连接点之后，还用于根据所述故障连接点连接用电部件的类型，输出控制信号和告警信号。

10.根据权利要求9所述的电动汽车高压互锁系统，其特征在于，所述整车控制器用于根据所述故障连接点连接用电部件的类型，输出控制信号和告警信号时，具体用于：

若所述故障连接点连接用电部件不影响整车运行安全，则输出控制信号至相应的继电器，切断连接故障用电部件与直流母线的动力连接；并输出告警信号至相应仪表；

若所述故障连接点连接用电部件影响整车运行安全，则在预设时间内，输出控制信号控制连接故障用电部件降功率运行，并输出告警信号至相应仪表；在所述预设时间之后，切断连接故障用电部件与直流母线的动力连接。