CN108469566B - 一种电动汽车高压互锁回路及断路检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车高压互锁回路及断路检测方法，高压互锁回路包括输出电压检测电路、输出电压调理电路和电控单元。输出电压检测电路一端与低压电源电连接，另一端接地，输出电压检测电路包括串联的多个检测单元，每个检测单元包括串联连接的桥接器和电阻，桥接器与对应的高压连接器集成在一起，且断开时先于高压连接器断开。输出电压调理电路的一端与相邻的检测单元的连接点电连接，另一端电连接电控单元。断路检测方法为电压检测电路通过输出电压调理电路向电控单元输出电压检测信号；电控单元分析电压检测信号，诊断高压互锁回路的完整性、并判断出出现故障的高压连接器，为电动汽车高压回路的维修和故障排除提供参考。

Description

一种电动汽车高压互锁回路及断路检测方法

技术领域

本发明属于电动汽车高压安全控制技术领域，尤其涉及一种电动汽车高压互锁回路及断路检测方法。

背景技术

高压互锁回路是一种用低压信号监视高压回路完整性的电动汽车安全设计措施，其监测目标是电动汽车中需要人力操作实现电路接通与断开的高压连接器。在车辆上电启动或充电过程，高压互锁回路如果检测到高压回路不完整，则系统无法上电或充电，避免因为虚接等问题造成事故；如果车辆碰撞造成高压连接器松脱或者维修作业人员由于误操作造成高压连接器松脱，通过对高压互锁信号检测，执行系统下电，以降低风险发生的概率。

目前，电动汽车上采用的高压互锁回路仅仅通过检测它的通断性来判断高压回路的完整性。无法准确定位到哪一个高压连接器出现了松脱，不利于电动汽车高压回路的维修和故障排除。

发明内容

旨在解决现有技术中无法准确定位到哪一个高压连接器出现了故障的问题，本发明所解决的第一个技术问题是，提供一种电动汽车高压互锁回路，为电动汽车高压回路的维修和故障排除提供参考。

作为一个总的发明构思，本发明所解决的另一个技术问题是，提供一种电动汽车高压互锁断路检测方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种电动汽车高压互锁回路，所述高压互锁回路包括输出电压检测电路、与所述输出电压检测电路电连接的输出电压调理电路和与所述输出电压调理电路电连接的电控单元；

所述输出电压检测电路一端与低压电源电连接，另一端接地，所述输出电压检测电路包括串联的多个检测单元，每个所述检测单元包括串联连接的桥接器和电阻，所述桥接器与电动汽车高压回路中对应的高压连接器集成在一起，且断开时先于所述高压连接器断开；

所述输出电压调理电路的一端与相邻的所述检测单元的连接点电连接，另一端电连接所述电控单元。

进一步，所述输出电压检测电路包括串联的第一检测单元,第二检测单元,第三检测单元和第四检测单元；

所述第一检测单元包括第一桥接器，与所述第一桥接器串联的第一电阻；所述第二检测单元包括与所述第一电阻串联的第二桥接器，与所述第二桥接器串联的第二电阻；所述第三检测单元包括与所述第二电阻串联的第三桥接器，与所述第三桥接器串联的第三电阻；所述第四检测单元包括与所述第三电阻串联的第四桥接器，与所述第四桥接器串联的第四电阻。

进一步，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻的阻值相同。

进一步，所述输出电压检测电路的所述输出电压，包括第一输出电压、第二输出电压、第三输出电压，所述第一输出电压为所述第一电阻和所述第二桥接器间连接点与接地点之间的电压，所述第二输出电压为所述第二电阻和所述第三桥接器间连接点与所述接地点之间的电压，所述第三输出电压为所述第三电阻和所述第四桥接器间连接点与所述接地点之间的电压；

所述第一输出电压、所述第二输出电压和所述第三输出电压经过所述输出电压调理电路调整后连接到所述电控单元的A/D转换接口。

进一步，所述输出电压调理电路包括分别与所述第一输出电压、所述第二输出电压和所述第三输出电压对应电连接第一输出电压调理电路、第二输出电压调理电路和第三输出电压调理电路；

所述第一输出电压调理电路包括第五电阻、第六电阻和第二电容，所述第五电阻的一端与所述第一电阻和所述第二桥接器间的连接点电连接，所述第五电阻的另一端连接第六电阻，所述第六电阻的另一端接地，所述第二电容与所述第六电阻并联，所述第六电阻的电压为所述电控单元的第一模拟输入信号；

所述第二输出电压调理电路包括第七电阻、第八电阻和第三电容，所述第七电阻的一端与所述第二电阻和所述第三桥接器间的连接点电连接，所述第七电阻的另一端连接第八电阻，所述第八电阻的另一端接地，所述第三电容与所述第八电阻并联，所述第八电阻的电压为所述电控单元的第二模拟输入信号；

所述第三输出电压调理电路包括第九电阻、第十电阻和第四电容，所述第九电阻的一端与所述第三电阻和所述第四桥接器间的连接点电连接，所述第九电阻的另一端连接第十电阻，所述第十电阻的另一端接地，所述第四电容与所述第十电阻并联，所述第十电阻的电压为所述电控单元的第三模拟输入信号。

进一步，所述电控单元为电动汽车整车电控单元。

进一步，所述电控单元与电动汽车整车电控单元电连接实现数据共享。

为解决上述第二个技术问题，本发明的所采用的技术方案是：一种电动汽车高压互锁断路检测方法，所述方法包括下述步骤：

(1)所述高压互锁回路中所述输出电压检测电路通过所述输出电压调理电路向所述电控单元输出电压检测信号；

(2)所述电控单元分析所述电压检测信号，诊断所述高压互锁回路的完整性且准确判断出出现故障的所述高压连接器；

(3)所述电控单元根据出现故障的所述高压连接器生成故障信息，向动力电池管理系统BMS发送指令，执行下电操作。

基于上述最佳实施例呈现的高压互锁回路结构的具体断路检测方法，所述方法包括下述步骤：

(1)所述电控单元借助检测的所述第二模拟输入信号，对所述第二输出电压进行判断，判断所述第二输出电压是否等于1/2低压电源；如果所述第二输出电压等于1/2低压电源，则表明所述高压互锁回路具有完整性，电动汽车高压回路良好；如果判断所述第二输出电压不等于1/2低压电源，则表明所述高压互锁回路的完整性受到破坏，电动汽车高压回路有故障，进入步骤(2)；

(2)所述电控单元借助检测的所述第一模拟输入信号，对所述第一输出电压进行判断，判断所述第一输出电压是否等于0；如果所述第一输出电压等于0，则表明所述第一桥接器断开，与所述第一桥接器集成的高压连接器有故障，并进入步骤(5)；如果第一输出电压不等于0，则进入步骤(3)；

(3)所述电控单元借助检测的所述第二模拟输入信号，对所述第二输出电压进行判断，判断所述第二输出电压是否等于0；如果所述第二输出电压等于0，则表明所述第二桥接器断开，与所述第二桥接器集成的高压连接器有故障，并进入步骤(5)；如果所述第二输出电压不等于0，则进入步骤(4)；

(4)所述电控单元借助检测的所述第三模拟输入信号，对所述第三输出电压进行判断，判断所述第三输出电压是否等于0；如果所述第三输出电压等于0，则表明所述第三桥接器断开，与所述第三桥接器集成的高压连接器有故障，并进入步骤(5)；如果所述第三输出电压不等于0，则表明所述第四桥接器断开，与所述第四桥接器集成的高压连接器有故障，进入步骤(5)。

(5)所述电控单元生成互锁断开信息，并向动力电池管理系统BMS发送高压断电指令。

采用上述技术效果后，本发明的有效效果是：

本发明高压互锁电路中的输出电压调理电路首先对输出电压检测电路中标定位置的输出电压值进行调整，并将调整后的电压值输送给电控单元，电控单元借助调整后的电压值对输出电压检测电路中标定位置的输出电压值进行分析，判断出电动汽车高压互锁回路的完整性并准确定位出现连接故障的高压连接器，进而判断出电动汽车高压回路的完整性，为电动汽车高压回路的维修和故障排除提供参考。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的电动汽车高压互锁断路检测方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的电动汽车高压互锁回路的电路原理图；

图3是本发明实施例二提供的具体的高压互锁断路检测方法的流程图；

图中：VCC-低压电源，JP1-第一桥接器，JP2-第二桥接器，JP3-第三桥接器，JP4-第四桥接器，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻，R6-第六电阻，R7-第七电阻，R8-第八电阻，R9-第九电阻，R10-第十电阻，ECU-电控单元，C1-第一电容，C2-第二电容，C3-第三电容，C4-第四电容，Uo1-第一输出电压，Uo2-第二输出电压，Uo3-第三输出电压。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

一种电动汽车高压互锁回路，该高压互锁回路是一条独立于电动汽车高压回路之外的低压电连接回路，该高压互锁回路包括输出电压检测电路、与输出电压检测电路电连接的输出电压调理电路和与输出电压调理电路电连接的电控单元ECU；输出电压检测电路一端与低压电源Vcc电连接，另一端接地，输出电压检测电路包括多对串联连接的桥接器和电阻，桥接器与对应的高压连接器集成在一起且断开时桥接器先于高压连接器断开，可以将桥接器通俗理解为导线，桥接器断开时，与之对应的高压连接器松脱或即将松脱，理解为高压连接器出现故障，高压回路有断路的风险。输出电压调理电路对输出电压检测电路的输出电压进行调整，电控单元对调整后的输出电压进行检测。

图1示出了本发明上述实施例一提供的电动汽车高压互锁回路的高压互锁断路检测方法的流程图，其具体的步骤如下所述：

在步骤S101中，高压互锁回路向电控单元ECU输出高压互锁检测信号；即高压互锁回路中输出电压检测电路通过输出电压调理电路向电控单元ECU输出电压检测信号；

在步骤S102中，电控单元ECU分析电压检测信号，诊断高压互锁回路的完整性且准确判断出出现故障的高压连接器；

在步骤S103中，电控单元ECU根据出现故障的高压连接器生成故障信息，向动力电池管理系统BMS发送指令，执行下电操作。

其中：电动汽车高压互锁回路中的桥接器和电动汽车高压回路中的高压连接器集成在一起，因此可以通过高压互锁回路的完整性来判断电动汽车高压回路的完整性，为电动汽车高压回路的维修和故障排除提供参考。

实施例二：

为了便于说明，结合上述实施例一给出的检测方法，图2给出了本发明实施例二提供的高压互锁回路。

输出电压检测电路包括串联的第一检测单元,第二检测单元,第三检测单元和第四检测单元；第一检测单元包括第一桥接器JP1，与第一桥接器JP1相连的第一电阻R1；第二检测单元包括与第一电阻R1连接的第二桥接器JP2，与第二桥接器JP2相连的第二电阻R2；第三检测单元包括与第二电阻R2连接的第三桥接器JP3，与第三桥接器JP3连接的第三电阻R3；第四检测单元包括与第三电阻R3连接的第四桥接器JP4，与第四桥接器JP4连接的第四电阻R4。第一桥接器JP1剩余端与低压电源Vcc电连接，第四电阻R4剩余端接地。其中第一桥接器JP1、第二桥接器JP2、第三桥接器JP3、第四桥接器JP4、与对应的四个高压连接器集成在一起，断开时桥接器先于高压连接器断开，可以将桥接器通俗理解为导线，桥接器断开时，与之对应的高压连接器松脱或即将松脱，理解为高压连接器出现故障，高压回路有断路的风险。只要有风险存在，就对高压回路实行下电操作，进一步提高了维护力度。第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值相同。

输出电压检测电路的输出电压，包括第一输出电压Uo1、第二输出电压Uo2和第三输出电压Uo3，第一输出电压Uo1为第一电阻R1和第二桥接器JP2间连接点与接地点之间的电压，第二输出电压Uo2为第二电阻R2和第三桥接器JP3间连接点与接地点之间的电压，第三输出电压Uo3为第三电阻R3和第四桥接器JP4间连接点与接地点之间的电压。

输出电压调理电路包括分别与第一输出电压Uo1、第二输出电压Uo2和第三输出电压Uo3对应电连接的第一输出电压调理电路、第二输出电压调理电路和第三输出电压调理电路；第一输出电压Uo1、第二输出电压Uo2、第三输出电压Uo3经过第一输出电压调理电路、第二输出电压调理电路和第三输出电压调理电路调整后连接到电控单元的A/D转换接口。

第一输出电压调理电路包括第五电阻R5、第六电阻R6和第二电容C2，第五电阻R5的一端与第一电阻R1和第二桥接器JP2间的连接点电连接，第五电阻R5的另一端连接第六电阻R6，第六电阻R6的另一端接地，第二电容C2与第六电阻R6并联，第六电阻R6的电压为电控单元ECU的第一模拟输入信号；

第二输出电压调理电路包括第七电阻R7、第八电阻R8和第三电容C3，第七电阻R7的一端与第二电阻R2和第三桥接器JP3间的连接点电连接，第七电阻R7的另一端连接第八电阻R8，第八电阻R8的另一端接地，第三电容C3与第八电阻R8并联，第八电阻R8的电压为电控单元ECU的第二模拟输入信号；

第三输出电压调理电路包括第九电阻R9、第十电阻R10和第四电容C4，第九电阻R9的一端与第三电阻R3和第四桥接器JP4间的连接点电连接，第九电阻R9的另一端连接第十电阻R10，第十电阻R10的另一端接地，第四电容C4与第十电阻R10并联，第十电阻R10的电压为电控单元ECU的第三模拟输入信号。

其中第一电容C1的一端也与第三电阻R3和第四桥接器JP4间的连接点电连接，第一电容C1的另一端接地，简言之，第四桥接器JP4和第四电阻R4串联后的支路与第一电容C1与并联，实现滤波稳压。

图3给出了与图2高压互锁回路结构相对应的具体高压互锁断路检测方法的流程图，其具体的步骤如下所述：

在步骤S201中，电控单元ECU借助检测的第二模拟输入信号，对第二输出电压Uo2进行判断，判断第二输出电压Uo2是否等于1/2低压电源Vcc；如果第二输出电压Uo2等于1/2低压电源Vcc，则表明高压互锁回路具有完整性，电动汽车高压回路良好；如果判断所述第二输出电压Uo2不等于1/2低压电源Vcc，则表明高压互锁回路的完整性受到破坏，电动汽车高压回路有故障，进入步骤S202；

在步骤S202中，电控单元ECU借助检测的第一模拟输入信号，对第一输出电压Uo1进行判断，判断第一输出电压Uo1是否等于0；如果第一输出电压Uo1等于0，则表明第一桥接器JP1断开，与第一桥接器JP1集成的高压连接器有故障，并进入步骤S205；如果第一输出电压Uo1不等于0，则进入步骤S203；

在步骤S203中，电控单元ECU借助检测的第二模拟输入信号，对第二输出电压Uo2进行判断，判断第二输出电压Uo2是否等于0；如果第二输出电压Uo2等于0，则表明第二桥接器JP2断开，与第二桥接器JP2集成的高压连接器有故障，并进入步骤S205；如果第二输出电压Uo2不等于0，则进入步骤S204；

在步骤S204中，电控单元ECU借助检测的第三模拟输入信号，对第三输出电压Uo3进行判断，判断第三输出电压Uo3是否等于0；如果第三输出电压Uo3等于0，则表明第三桥接器JP3断开，与第三桥接器JP3集成的高压连接器有故障，并进入步骤S205；如果第三输出电压Uo3不等于0，则表明第四桥接器JP4断开，与第四桥接器JP4集成的高压连接器有故障，进入步骤S205。

在步骤S205中，电控单元ECU生成互锁断开信息，并向动力电池管理系统BMS发送高压断电指令。

其中，所提到的电控单元ECU为电动汽车整车电控单元，也可以是单独的一个电控单元ECU，但该电控单元ECU需与电动汽车整车电控单元电连接实现数据共享。

本发明提到的输出电压检测电路不仅仅局限在包括四对串联连接的桥接器和电阻，在实际应用中，可以根据高压连接器的实际数量数设定桥接器和电阻的对数，与此同时，输出电压检测电路的输出电压、输出电压调理电路、电控单元ECU的模拟输入信号的数量也不局限于三个，需要根据桥接器和电阻设定的对数进行增减，数量变化后，在上述步骤S202中用到的参考电压值-—1/2低压电源Vcc也需要改变。参考电压值的计算方法，和串联电阻上的电压分配方法一致，在此不做赘述。

同理，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值也可以不相同，不相同时在上述步骤S202中用到的参考电压值-—1/2低压电源Vcc也发生改变。参考电压值的计算方法，和串联电阻上的电压分配方法同样一致，在此不做赘述。

上面仅结合附图对本发明的两个实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种电动汽车高压互锁回路，其特征在于，所述高压互锁回路包括输出电压检测电路、与所述输出电压检测电路电连接的输出电压调理电路和与所述输出电压调理电路电连接的电控单元；

所述输出电压检测电路一端与低压电源电连接，另一端接地，所述输出电压检测电路包括串联的多个检测单元，每个所述检测单元包括串联连接的桥接器和电阻，所述桥接器与电动汽车高压回路中对应的高压连接器集成在一起,且断开时先于所述高压连接器断开；

所述输出电压调理电路的一端与相邻的所述检测单元的连接点电连接，另一端电连接所述电控单元；

所述输出电压检测电路包括串联的第一检测单元,第二检测单元,第三检测单元和第四检测单元；所述第一检测单元包括第一桥接器，与所述第一桥接器串联的第一电阻；所述第二检测单元包括与所述第一电阻串联的第二桥接器，与所述第二桥接器串联的第二电阻；所述第三检测单元包括与所述第二电阻串联的第三桥接器，与所述第三桥接器串联的第三电阻；所述第四检测单元包括与所述第三电阻串联的第四桥接器，与所述第四桥接器串联的第四电阻；

所述输出电压检测电路的所述输出电压，包括第一输出电压、第二输出电压、第三输出电压，所述第一输出电压为所述第一电阻和所述第二桥接器间连接点与接地点之间的电压，所述第二输出电压为所述第二电阻和所述第三桥接器间连接点与所述接地点之间的电压，所述第三输出电压为所述第三电阻和所述第四桥接器间连接点与所述接地点之间的电压；所述第一输出电压、所述第二输出电压和所述第三输出电压经过所述输出电压调理电路调整后连接到所述电控单元的A/D转换接口；

所述输出电压调理电路包括分别与所述第一输出电压、所述第二输出电压和所述第三输出电压对应电连接的第一输出电压调理电路、第二输出电压调理电路和第三输出电压调理电路；

所述第一输出电压调理电路包括第五电阻、第六电阻和第二电容，所述第五电阻的一端与所述第一电阻和所述第二桥接器间的连接点电连接，所述第五电阻的另一端连接第六电阻，所述第六电阻的另一端接地，所述第二电容与所述第六电阻并联，所述第六电阻的电压为所述电控单元的第一模拟输入信号；

所述第二输出电压调理电路包括第七电阻、第八电阻和第三电容，所述第七电阻的一端与所述第二电阻和所述第三桥接器间的连接点电连接，所述第七电阻的另一端连接第八电阻，所述第八电阻的另一端接地，所述第三电容与所述第八电阻并联，所述第八电阻的电压为所述电控单元的第二模拟输入信号；

所述第三输出电压调理电路包括第九电阻、第十电阻和第四电容，所述第九电阻的一端与所述第三电阻和所述第四桥接器间的连接点电连接，所述第九电阻的另一端连接第十电阻，所述第十电阻的另一端接地，所述第四电容与所述第十电阻并联，所述第十电阻的电压为所述电控单元的第三模拟输入信号。

2.根据权利要求1所述的电动汽车高压互锁回路，其特征在于，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻的阻值相同。

3.根据权利要求1所述的电动汽车高压互锁回路，其特征在于，所述电控单元为电动汽车整车电控单元。

4.根据权利要求1所述的电动汽车高压互锁回路，其特征在于，所述电控单元与电动汽车整车电控单元电连接实现数据共享。

5.一种基于权利要求2所述的电动汽车高压互锁回路的高压互锁断路检测方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

(1)所述电控单元借助检测的所述第二模拟输入信号，对所述第二输出电压进行判断，判断所述第二输出电压是否等于1/2低压电源；如果所述第二输出电压等于1/2低压电源，则表明所述高压互锁回路具有完整性，电动汽车高压回路良好；如果判断所述第二输出电压不等于1/2低压电源，则表明所述高压互锁回路的完整性受到破坏，电动汽车高压回路有故障，进入步骤(2)；

(2)所述电控单元借助检测的所述第一模拟输入信号，对所述第一输出电压进行判断，判断所述第一输出电压是否等于0；如果所述第一输出电压等于0，则表明所述第一桥接器断开，与所述第一桥接器集成的高压连接器有故障，并进入步骤(5)；如果第一输出电压不等于0，则进入步骤(3)；

(3)所述电控单元借助检测的所述第二模拟输入信号，对所述第二输出电压进行判断，判断所述第二输出电压是否等于0；如果所述第二输出电压等于0，则表明所述第二桥接器断开，与所述第二桥接器集成的高压连接器有故障，并进入步骤(5)；如果所述第二输出电压不等于0，则进入步骤(4)；

(4)所述电控单元借助检测的所述第三模拟输入信号，对所述第三输出电压进行判断，判断所述第三输出电压是否等于0；如果所述第三输出电压等于0，则表明所述第三桥接器断开，与所述第三桥接器集成的高压连接器有故障，并进入步骤(5)；如果所述第三输出电压不等于0，则表明所述第四桥接器断开，与所述第四桥接器集成的高压连接器有故障，进入步骤(5);

(5)所述电控单元生成互锁断开信息，并向动力电池管理系统BMS发送高压断电指令。

Images