CN108896861A - 一种高压互锁回路的检测电路及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压互锁回路的检测电路及电动汽车，涉及高压系统技术领域，高压互锁回路包括一高压接插件，检测电路包括：电源，包括电压输出端；串联在电源的电压输出端和一接地端之间的第一电阻单元、第二电阻单元和第三电阻单元；滤波单元，一端连接在第一电阻单元和第二电阻单元的连接点上，另一端与一控制器的信号输入端连接；高压接插件的第一低压端子连接在第一电阻单元和第二电阻单元的连接点上，高压接插件的第二低压端子连接在第二电阻单元和第三电阻单元的连接点上；控制器用于根据信号输入端的电压信号确定高压接插件的连接状态，并根据高压接插件的连接状态确定高压互锁回路的工作状态是否异常。本发明的方案简化了检测电路结构。

Description

一种高压互锁回路的检测电路及电动汽车

技术领域

本发明属于高压系统技术领域，尤其是涉及一种高压互锁回路的检测电路及电动汽车。

背景技术

目前，高压互锁回路有多种检测方法，如图1所示，将高压接插件2的第一低压端子21与+12V电源101连接，高压接插件2的第二低压端子22和控制器100之间连接第一分压电路102，然而，这种方式仅能检测到所述高压互锁回路的接触不良及断开故障，不能检测到所述高压互锁回路对电源短路和对地短路的故障；或者，如图2所示，将所述高压接插件2的第一低压端子21与一脉宽调制信号产生电路103连接，所述高压接插件2的第二低压端子22与控制器100之间连接第二分压电路104，然而，这种方式虽然能检测到所述高压互锁回路对电源和对地短路的故障，但是这种检测方式需要单独设置脉宽调制信号生成电路，使得成本增高，也会产生噪声，影响电磁兼容性。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种高压互锁回路的检测电路及电动汽车，从而解决现有技术中不能检测高压互锁回路对地和对电源故障的问题，以及检测成本高的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高压互锁回路的检测电路，其中，高压互锁回路包括一高压接插件，所述检测电路包括：

电源，包括电压输出端；

依次串联在所述电源的电压输出端和一接地端之间的第一电阻单元、第二电阻单元和第三电阻单元；

滤波单元，一端连接在所述第一电阻单元和所述第二电阻单元的连接点上，另一端与一控制器的信号输入端连接；

其中，所述高压接插件的第一低压端子连接在所述第一电阻单元和所述第二电阻单元之间的连接点上，所述高压接插件的第二低压端子连接在所述第二电阻单元和所述第三电阻单元之间的连接点上；

所述控制器用于根据所述信号输入端的电压信号确定所述高压接插件的连接状态，并根据所述高压接插件的连接状态确定所述高压互锁回路的工作状态是否异常。

其中，所述控制器具体用于：

当所述电压信号为第一预设电压值时，确定所述高压接插件处于完全连接状态；

当所述电压信号为第二预设电压值时，确定所述高压接插件处于完全断开状态；

当所述电压信号位于所述第一预设电压值和所述第二预设电压值之间时，确定所述高压接插件处于虚接状态；

当所述电压信号小于第一预设电压值时，确定所述高压接插件处于低压端子对地短路状态；

当所述电压信号大于第二预设电压值时，确定所述高压接插件处于对车载电源短路状态；其中，所述第一预设电压值小于所述第二预设电压值。

其中，所述控制器还具体用于：

当所述电压信号为第三预设电压值时，确定所述高压接插件处于第一低压端子对地短路状态；

当所述电压信号为第四预设电压值时，确定所述高压接插件处于断开状态，且所述第二低压端子对地短路状态；其中，所述第四预设电压值小于所述第一预设电压值，所述第三预设电压值小于所述第四预设电压值。

其中，所述控制器还具体用于：

当所述电压信号为第五预设电压值时，确定所述高压接插件处于第一低压端子对车载电源短路状态；

当所述电压信号为第六预设电压值时，确定所述高压接插件处于断开状态，且所述第二低压端子对车载电源短路状态；其中，所述第六预设电压值大于所述第二预设电压值，所述第五预设电压大于所述第六预设电压值。

其中，所述检测电路还包括与所述高压接插件连接的控制器接插件，所述第一低压端子通过所述控制器接插件的第一接插端口连接在所述第一电阻单元与所述第二电阻单元之间的连接点上，所述第二低压端子通过所述控制器接插件的第二接插端口连接在所述第二电阻单元与所述第三电阻单元之间的连接点上。

其中，所述滤波单元包括：

第四电阻单元，一端连接在所述第一电阻单元与所述第二电阻单元之间的连接点上；

电容单元，一端分别与所述第四电阻单元的另一端和所述控制器的信号输入端连接，另一端接地连接。

其中，所述滤波单元还包括：连接在所述电容单元与所述第四电阻单元的连接点与所述控制器的信号输入端之间的运算放大器；

其中，所述运算放大器的同相输入端连接在所述电容单元与所述第四电阻单元之间的连接点上，反相输入端接地连接；且同相输入端和输出端分别与所述控制器的信号输入端连接。

其中，所述控制器为单片机。

其中，所述电源输出的电压为+5V。

本发明还提供了一种电动汽车，包括如上所述的高压互锁回路的检测电路。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明通过将高压互锁回路的检测电路设置为包含三个串联的电阻单元，并将高压互锁回路中的高压接插件的第一低压端子和第二低压端子分别连接在相邻的两个电阻单元之间的连接点上，实现了通过所述电阻单元的分压判断所述高压接插件的连接状态，最终确定所述高压互锁回路的工作状态；这样，简化了检测电路的结构，降低了检测电路的成本，避免了复杂的控制逻辑；通过在所述检测侧电路中设置滤波单元，降低了检测电路的噪声，提高了检测电路的电磁兼容性。

附图说明

图1为现有技术高压互锁回路的检测电路的第一示意图；

图2为现有技术高压互锁回路的检测电路的第二示意图；

图3为本发明实施例的高压互锁回路的检测电路的第一示意图；

图4为本发明实施例的高压互锁回路的检测电路的第二示意图。

附图标记说明：

100-控制器，101-+12V电源，102-第一分压电路，103-脉宽调制信号生成电路，104-第二分压电路，1-控制器，2-高压接插件，3-滤波单元，4-控制器接插件，21-第一低压端子，22-第二低压端子，R1-第一电阻单元，R2-第二电阻单元，R3-第三电阻单元，R4-第四电阻单元，C-电容，Amp-运算放大器，VCC-电源。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例针对现有技术中高压互锁回路的检测电路无法对高压互锁回路对电源短路和对地短路的故障进行检测，以及高压互锁回路的检测电路结构复杂且成本高的问题，提供一种高压互锁回路的检测电路，实现了根据多个电阻单元的分压确定所述高压互锁回路中的高压接插件的连接状态，使得检测电路结构简单且控制策略易于实现。

如图3所示，本发明的一实施例提供了一种高压互锁回路的检测电路，其中，高压互锁回路包括一高压接插件，所述检测电路包括：

电源VCC，包括电压输出端；依次串联在所述电源的电压输出端和一接地端之间的第一电阻单元R1、第二电阻单元R2和第三电阻单元R3；滤波单元3，一端连接在所述第一电阻单元R1和所述第二电阻单元R2之间的连接点上，另一端与一控制器1的信号输入端连接。

其中，所述高压接插件2的第一低压端子21连接在所述第一电阻单元R1和所述第二电阻单元R2之间的连接点上，所述高压接插件2的第二低压端子22连接在所述第二电阻单元R2和所述第三电阻单元R3之间的连接点上。

所述控制器1用于根据所述信号输入端的电压信号确定所述高压接插件2的连接状态，并根据所述高压接插件2的连接状态确定所述高压互锁回路的工作状态是否异常。

本发明实施例的所述检测电路包括一个电源、三个所述电阻单元、一个滤波单元和一个控制器，使得所述检测电路结构简单且成本较低。其中，三个所述电阻单元实现了分压的作用，通过将所述高压接插件2的第一低压端子21和第二低压端子22分别连接在两个相邻的所述电阻单元之间的连接点上，仅通过检测所述第一电阻单元R1和所述第二电阻单元R2之间的连接点上的电压，确定所述高压接插件2的连接状态，并根据所述高压接插件2的连接状态确定所述高压互锁回路的工作状态是否异常使得检测过程中的控制策略简单。

这里，需要说明的是，所述第一电阻单元R1、所述第二电阻单元R2和所述第三电阻单元R3可以均为单个电阻，也可以是多个电阻串联或并联。另外，根据所述高压接插件2的连接状态确定所述高压互锁回路的工作状态是否异常，具体为，当确定所述高压接插件2处于完全连接状态时，确定所述高压互锁回路的工作状态正常，当确定所述高压接插件2处于完全断开状态、虚接状态、对车载电源短路状态或对地短路状态时，确定所述高压互锁回路为异常工作状态。

其中，所述控制器具体用于：

当所述电压信号为第一预设电压值时，确定所述高压接插件2处于完全连接状态；当所述电压信号为第二预设电压值时，确定所述高压接插件2处于完全断开状态；当所述电压信号位于所述第一预设电压值和所述第二预设电压值之间时，确定所述高压接插件2处于虚接状态；当所述电压信号小于第一预设电压值时，确定所述高压接插件2处于低压端子对地短路状态；当所述电压信号大于第二预设电压值时，确定所述高压接插件2处于对车载电源短路状态；其中，所述第一预设电压值小于所述第二预设电压值。

如图1所示，当所述高压接插件2处于完全连接状态时，所述第一低压端子21和所述第二低压端子22呈短路状态，此时所述第二电阻单元R2被所述第一低压端子21和所述第二低压端子22短路。当所述高压接插件2处于虚接状态时，所述第一低压端子21和所述第二低压端子22之间具有较大的阻抗，即所述第二电阻单元R2两端并联有一个较大阻值的电阻。

这里，假设所述第一电阻单元R1的阻值为r1，所述第二电阻单元R2的阻值为r2，所述第三电阻单元R3的阻值为r3，所述电源VCC的输出电压为v1，根据欧姆定律可以确定，所述第一预设电压值为所述第二预设电压值为

更具体的，所述控制器1还用于：

当所述电压信号为第三预设电压值时，确定所述高压接插件2处于第一低压端子21对地短路状态；当所述电压信号为第四预设电压值时，确定所述高压接插件2处于断开状态，且所述第二低压端子21对地短路状态；其中，所述第四预设电压值小于所述第一预设电压值，所述第三预设电压值小于所述第四预设电压值。

这里需要说明的是，所述高压接插件2处于第一低压端子21对地短路状态包括：所述高压接插件2处于连接状态(即：所述第一低压端子21和所述第二低压端子22短路)，且所述第一低压端子21对地短路的状态，以及，所述高压接插件2处于断开状态，且所述第一低压端子21对地短路的状态；其中，所述第三预设电压值为0V。

当所述高压接插件2处于断开状态，且所述第二低压端子22对地短路时，所述第三电阻单元R3两端均接地，因此，所述第四预设电压值为

同样，所述控制器1还具体用于：

当所述电压信号为第五预设电压值时，确定所述高压接插件处于第一低压端子对车载电源短路状态；当所述电压信号为第六预设电压值时，确定所述高压接插件处于断开状态，且所述第二低压端子对车载电源短路状态；其中，所述第六预设电压值大于所述第二预设电压值，所述第五预设电压大于所述第六预设电压值。

这里需要说明的是，所述高压接插件2处于第一低压端子21对车载电源短路状态包括：所述高压接插件2处于连接状态(即：所述第一低压端子21和所述第二低压端子22短路)，且所述第一低压端子21对车载电源短路的状态，以及，所述高压接插件2处于断开状态，且所述第一低压端子21对车载电源短路的状态；其中，所述第五预设电压值为所述车载电源输出的电压值，优选的，所述车载电源输出的电压值为12V。

当所述高压接插件2处于断开状态，且所述第二低压端子22对车载电源短路时，所述第二电阻单元R2和所述第三电阻单元R3之间的连接点的电压为12V，因此，所述第六预设电压值为：两端均接地，因此，所述第四预设电压值为

本发明实施例根据所述第一电阻单元R1和所述第二电阻单元R2之间的连接点的电压的变化，确定所述高压接插件2的连接状态，从而最终确定所述高压互锁回路的工作状态是否异常，实现了采用结构简单的分压电路，以及简易的控制策略实现对所述高压互锁回路的工作状态的异常与否进行检测，节约了成本和空间。

进一步的，为了便于所述高压接插件2与所述检测电路的可拆卸连接，从而在所述高压接插件2或所述检测电路出现异常时，单独更换异常部件，避免完好部件的浪费或反复拆卸，本发明实施例中，所述检测电路还包括：与所述高压接插件连接的控制器接插件4，所述第一低压端子21通过所述控制器接插件4的第一接插端口连接在所述第一电阻单元R1与所述第二电阻单元R2之间的连接点上，所述第二低压端子22通过所述控制器接插件4的第二接插端口连接在所述第二电阻单元R2与所述第三电阻单元R3之间的连接点上。

具体的，为了提高所述检测电路的电磁兼容性，避免噪声干扰导致检测结果不准确，本发明实施例中的所述滤波单元3包括一RC铝箔电路，具体包括：第四电阻单元R4，一端连接在所述第一电阻单元R1与所述第二电阻单元R2之间的连接点上；电容单元C，一端分别与所述第四电阻单元R4的另一端和所述控制器1的信号输入端连接，另一端接地连接。

更具体的，为了进一步加强所述检测电路的抗干扰能力，提高所述检测电路的采样精度，本发明实施例还包括一运算放大器Amp，其中，所述运算放大器Amp形成为电压跟随器，实现所述控制器1与三个所述电阻单元构成的分压电路的隔离。具体的，所述运算放大器Amp连接在所述电容单元C与所述第四电阻单元R4之间的连接点与所述控制器1的信号输入端之间；其中，所述运算放大器Amp的同相输入端连接在所述电容单元C与所述第四电阻单元R4之间的连接点上，反相输入端接地连接；且同相输入端和输出端分别与所述控制器1的信号输入端连接。

为了进一步减少所述检测电路的成本，优选的，本实施例中，所述控制器1为单片机，所述电源VCC输出的电压为+5V，从而使得所述电源VCC在为三个所述电阻单元提供电压的同时，也为所述控制器1提供电压。

另外，需要说明的是，所述控制器1的输出端还通过整车控制器或直接与仪表控制器连接，用于将检测结果发送至所述仪表控制器，使得所述仪表控制器根据接收到的高压互锁回路工作状态异常的信号，控制仪表盘上的故障灯点亮、闪烁或使蜂鸣器激活等，从而提醒驾驶员。

本发明实施例的所述高压互锁回路的检测电路，实现了采用低成本、结构简单的电路对所述高压互锁回路的工作状态进行检测，解决了现有技术中的检测电路成本高或无法检测对地短路和对电源短路的故障的问题。

本发明的另一实施例提供了一种电动汽车，包括如上所述的高压互锁回路的检测电路。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高压互锁回路的检测电路，其中，高压互锁回路包括一高压接插件，其特征在于，所述检测电路包括：

电源，包括电压输出端；

依次串联在所述电源的电压输出端和一接地端之间的第一电阻单元、第二电阻单元和第三电阻单元；

滤波单元，一端连接在所述第一电阻单元和所述第二电阻单元之间的连接点上，另一端与一控制器的信号输入端连接；

其中，所述高压接插件的第一低压端子连接在所述第一电阻单元和所述第二电阻单元之间的连接点上，所述高压接插件的第二低压端子连接在所述第二电阻单元和所述第三电阻单元之间的连接点上；

所述控制器用于根据所述信号输入端的电压信号确定所述高压接插件的连接状态，并根据所述高压接插件的连接状态确定所述高压互锁回路的工作状态是否异常。

2.根据权利要求1所述的高压互锁回路的检测电路，其特征在于，所述控制器具体用于：

当所述电压信号为第一预设电压值时，确定所述高压接插件处于完全连接状态；

当所述电压信号为第二预设电压值时，确定所述高压接插件处于完全断开状态；

当所述电压信号位于所述第一预设电压值和所述第二预设电压值之间时，确定所述高压接插件处于虚接状态；

当所述电压信号小于第一预设电压值时，确定所述高压接插件处于低压端子对地短路状态；

当所述电压信号大于第二预设电压值时，确定所述高压接插件处于对车载电源短路状态；其中，所述第一预设电压值小于所述第二预设电压值。

3.根据权利要求2所述的高压互锁回路的检测电路，其特征在于，所述控制器还具体用于：

当所述电压信号为第三预设电压值时，确定所述高压接插件处于第一低压端子对地短路状态；

当所述电压信号为第四预设电压值时，确定所述高压接插件处于断开状态，且所述第二低压端子对地短路状态；其中，所述第四预设电压值小于所述第一预设电压值，所述第三预设电压值小于所述第四预设电压值。

4.根据权利要求2所述的高压互锁回路的检测电路，其特征在于，所述控制器还具体用于：

当所述电压信号为第五预设电压值时，确定所述高压接插件处于第一低压端子对车载电源短路状态；

当所述电压信号为第六预设电压值时，确定所述高压接插件处于断开状态，且所述第二低压端子对车载电源短路状态；其中，所述第六预设电压值大于所述第二预设电压值，所述第五预设电压大于所述第六预设电压值。

5.根据权利要求1所述的高压互锁回路的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括与所述高压接插件连接的控制器接插件，所述第一低压端子通过所述控制器接插件的第一接插端口连接在所述第一电阻单元与所述第二电阻单元之间的连接点上，所述第二低压端子通过所述控制器接插件的第二接插端口连接在所述第二电阻单元与所述第三电阻单元之间的连接点上。

6.根据权利要求1所述的高压互锁回路的检测电路，其特征在于，所述滤波单元包括：

第四电阻单元，一端连接在所述第一电阻单元与所述第二电阻单元之间的连接点上；

电容单元，一端分别与所述第四电阻单元的另一端和所述控制器的信号输入端连接，另一端接地连接。

7.根据权利要求6所述的高压互锁回路的检测电路，其特征在于，所述滤波单元还包括：连接在所述电容单元与所述第四电阻单元的连接点与所述控制器的信号输入端之间的运算放大器；

其中，所述运算放大器的同相输入端连接在所述电容单元与所述第四电阻单元之间的连接点上，反相输入端接地连接；且同相输入端和输出端分别与所述控制器的信号输入端连接。

8.根据权利要求1所述的高压互锁回路的检测电路，其特征在于，所述控制器为单片机。

9.根据权利要求1所述的高压互锁回路的检测电路，其特征在于，所述电源输出的电压为+5V。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的高压互锁回路的检测电路。