CN109655708B - 电动汽车及其高压互锁系统的故障检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电动汽车及其高压互锁系统的故障检测装置和方法，其中，高压互锁系统包括高压接插件，高压接插件的公端具有第一触点和第二触点，高压接插件的母端具有第三触点和第四触点，第一触点与第三触点相配合，第二触点与第四触点相配合，装置包括：分压单元、第一信号采集端和第二信号采集端以及控制单元，控制单元分别采集第一信号采集端和第二信号采集端的电压以生成第一电压值和第二电压值，并根据第一电压值和第二电压值判断高压接插件的连接状态，由此能够实现对高压接插件连接异常故障的有效检测，为后续制定精细化的故障处理措施提供有力的保障，同时还能够提高驾驶员的驾驶感受。

Description

电动汽车及其高压互锁系统的故障检测装置和方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电动汽车及其高压互锁系统的故障检测装置和方法。

背景技术

面对日趋严峻的能源与环境问题，节能与新能源汽车正成为当前各国的研究热点。纯电动汽车作为一种节能与新能源汽车采用全电驱动，其在行驶过程中的唯一能量来源是车载动力电池，为满足车辆的加速性、续航里程等多方面的要求，当前国内外主流的纯电动汽车均采用高电压驱动方案，即正常状态下动力电池输出电压达到400V甚至更高。另外由于纯电动汽车内部汇集了众多高压零部件，如动力电池、驱动电机、电机控制器、电动空调和充电机等，电动汽车在正常工作状态下的工作电流能够达到上百安培，因此，在设计和规划高压动力系统时，不仅要充分满足整车动力驱动的要求，还必须确保车辆的行车安全。在这一背景下，纯电动汽车的高压安全成为各车辆生产厂家及科研机构的研究热点。

相关技术中，通过高压互锁检测电路对高压插件进行检测，以保证对故障进行迅速处理，同时保证故障状态下车辆及人员的安全。但是，相关技术存在的问题在于，仅能够实现高压插件的连接、断开、对电源短路和对地短路等故障，不能够实现车辆低压上电阶段高压互锁接插件的自检，高压接插件虚接检测和接插件精确连接状态的检测。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，以实现对高压接插件连接异常故障的精细化检测。

本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车。

本发明的第三个目的在于提出一种电动汽车中高压互锁系统的故障检测方法。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，所述高压互锁系统包括高压接插件，所述高压接插件的公端具有第一触点和第二触点，所述高压接插件的母端具有第三触点和第四触点，所述第一触点与所述第三触点相配合，所述第二触点与所述第四触点相配合，所述第一触点和所述第二触点相连接，所述装置包括：分压单元，所述分压单元的第一端与预设电源相连，所述分压单元的第二端与第一接地端相连，所述分压单元具有第一分压端和第二分压端，所述第一分压端与所述第三触点相连，所述第二分压端与所述第四触点相连；第一信号采集端和第二信号采集端，所述第一信号采集端与所述第一分压端相连，所述第二信号采集端与所述第二分压端相连；控制单元，所述控制单元与所述第一信号采集端和所述第二信号采集端相连，所述控制单元用于采集所述第一信号采集端的电压以生成第一电压值，采集所述第二信号采集端的电压以生成第二电压值，并根据所述第一电压值和所述第二电压值判断所述高压接插件的连接状态。

根据本发明实施例提出的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，分压单元的第一端与预设电源相连，分压单元的第二端与第一接地端相连，分压单元具有第一分压端和第二分压端，第一分压端与高压互锁系统中的高压接插件的母端的第三触点相连，第二分压端与高压互锁系统中的高压接插件的母端的第四触点相连，同时第一信号采集端与第一分压端相连，第二信号采集端与第二分压端相连，控制单元与第一信号采集端和第二信号采集端相连，控制单元采集第一信号采集端的电压以生成第一电压值，采集第二信号采集端的电压以生成第二电压值，并根据第一电压值和第二电压值判断高压互锁系统中的高压接插件的连接状态。由此，本发明实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置能够实现对高压接插件连接异常故障的精细化检测，为后续制定精细化的故障处理措施提供有力的保障，同时还能够提高驾驶员的驾驶感受。

根据本发明的一个实施例，所述分压单元包括：第一电阻，所述第一电阻的一端作为所述分压单元的第一端与所述预设电源相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连并作为所述分压单元的第一分压端与所述第三触点相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的另一端相连并作为所述分压单元的第二分压端与所述第四触点相连，所述第三电阻的另一端作为所述分压单元的第二端与第一接地端相连。

根据本发明的一个实施例，所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，还包括设置在所述第一分压端和第二分压端与所述第一信号采集端和第二信号采集端之间的输出单元，其中，所述输出单元包括：第四电阻，所述第四电阻连接在所述第一分压端与所述第一信号采集端之间；以及第五电阻，所述第五电阻连接在所述第二分压端与所述第二信号采集端之间。

根据本发明的一个实施例，所述输出单元还包括：第一电容，所述第一电容的一端与所述第一分压端相连，所述第一电容的另一端与所述第二分压端相连；第二电容，所述第二电容的一端与所述第一信号采集端相连，所述第二电容的另一端与所述第一接地端相连；第三电容，所述第三电容的一端与所述第二信号采集端相连，所述第三电容的另一端与所述第一接地端相连。

根据本发明的一个实施例，所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，还包括：故障定位模块，所述故障定位模块的第一端与所述预设电源相连，所述故障定位模块的第二端与所述第一触点和所述第二触点均相连，所述故障定位模块的第三端与控制端相连，所述故障定位模块的第四端与第二接地端相连；其中，所述控制单元与所述控制端相连，所述控制单元通过所述控制端控制所述故障定位模块的导通以确定所述高压接插件的故障位置，所述控制单元还通过所述控制端控制所述故障定位模块的导通以对所述高压接插件进行初始化故障检测。

根据本发明的一个实施例，所述故障定位模块包括：光电耦合器，所述光电耦合器的第一端作为所述故障定位模块的第一端与所述预设电源相连，所述光电耦合器的第四端作为所述故障定位模块的第四端与所述第二接地端相连；第六电阻，所述第六电阻的一端与所述光电耦合器的第二端相连，所述第六电阻的另一端作为所述故障定位模块的第二端与所述第一触点和所述第二触点均相连；第七电阻，所述第七电阻的一端与所述光电耦合器的第三端相连，所述第七电阻的另一端作为所述故障定位模块的第三端与所述控制端相连。

根据本发明的一个实施例，在所述车辆高压上电完成之后，所述控制单元发送第一控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端断开，其中，当所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压均大于等于第一电压阈值且小于等于第二电压阈值时，所述控制单元判断所述高压接插件的连接状态正常，其中，所述第一电压阈值为

所述第二电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，a为第一正常数。

根据本发明的一个实施例，在所述车辆高压上电完成之后，所述控制单元发送第一控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端断开，其中，当所述第一信号采集端的电压大于等于第三电压阈值且小于等于第四电压阈值，同时所述第二信号采集端的电压大于等于第五电压阈值且小于等于第六电压阈值，并持续第一预设时间时，所述控制单元判断所述高压接插件出现双路断开故障；其中，所述第三电压阈值为

所述第四电压阈值为

所述第五电压阈值为

所述第六电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，b为第二正常数，c为第三正常数。

根据本发明的一个实施例，在所述车辆高压上电完成之后，所述控制单元发送第一控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端断开，其中，当所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压均大于第七电压阈值，并持续第一预设时间时，所述控制单元判断所述高压接插件出现对所述预设电源短路故障；其中，所述第七电压阈值根据所述预设电源的电压确定。

根据本发明的一个实施例，在所述车辆高压上电完成之后，所述控制单元发送第一控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端断开，其中，当所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压均小于第八电压阈值，并持续第一预设时间时，所述控制单元判断所述高压接插件出现对地短路故障；其中，所述第八电压阈值根据所述第一接地端的电压确定。

根据本发明的一个实施例，在所述车辆高压上电完成之后，所述控制单元发送第一控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端断开，其中，当所述第一信号采集端的电压大于等于第一电压阈值且小于等于第三电压阈值时，对所述第二信号采集端的电压进行判断，如果所述第二信号采集端的电压大于等于第九电压阈值且小于等于第十电压阈值，所述控制单元则判断所述高压接插件出现虚接故障；其中，所述第一电压阈值为

所述第三电压阈值为

所述第九电压阈值为

所述第十电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，a为第一正常数，b为第二正常数，d为第四正常数，V_IN0为所述第一信号采集端的电压。

根据本发明的一个实施例，在所述车辆执行高压上电操作之前，所述控制单元发送第二控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端导通，其中，当所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压均大于第十一电压阈值或小于第十二电压阈值，并持续第一预设时间时，所述控制单元判断所述高压接插件出现上电初始化故障；其中，所述第十一电压阈值为

所述第十二电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，R6为所述第六电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，e为第五正常数。

根据本发明的一个实施例，所述控制单元还用于，在所述车辆高压上电完成之后，在确定所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压均大于第二电压阈值或小于第一电压阈值时，对所述高压接插件的故障类型进行判断，如果所述高压接插件未出现双路断开故障、且未出现对所述预设电源短路故障、且未出现对地短路故障、且未出现虚接故障，并持续第二预设时间，则发送第二控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端导通，并根据所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压判断所述高压接插件是否发生单路路断开故障并确定所述高压接插件的故障位置；在所述车辆执行高压上电操作之前，如果所述高压接插件未出现上电初始化故障，则根据所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压判断所述高压接插件是否发生单路路断开故障并确定所述高压接插件的故障位置；其中，所述第一电压阈值为

所述第二电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，a为第一正常数。

根据本发明的一个实施例，当所述第一信号采集端的电压大于等于第十三电压阈值且小于等于第十四电压阈值，同时所述第二信号采集端的电压大于等于第十五电压阈值且小于等于第十六电压阈值，并持续第一预设时间时，所述控制单元判断所述高压接插件的第二触点和第四触点断开；其中，所述第十三电压阈值为

所述第十四电压阈值为

所述第十五电压阈值为

所述第十六电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，R6为所述第六电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，f为第六正常数，g为第七正常数。

根据本发明的一个实施例，当所述第一信号采集端的电压大于等于第十七电压阈值且小于等于第十八电压阈值，同时所述第二信号采集端的电压大于等于第十九电压阈值且小于等于第二十电压阈值，并持续第一预设时间时，所述控制单元判断所述高压接插件的第一触点和第三触点断开；其中，所述第十七电压阈值为

所述第十八电压阈值为

所述第十九电压阈值为

所述第二十电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，R6为所述第六电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，h为第八正常数，j为第九正常数。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电动汽车，包括本发明第一方面实施例所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置。

根据本发明实施例提出的电动汽车，通过设置其中的高压互锁系统的故障检测装置能够实现对高压接插件连接异常故障的精细化检测，为后续制定精细化的故障处理措施提供有力的保障，同时还能够提高驾驶员的驾驶感受。

为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电动汽车中高压互锁系统的故障检测方法，所述高压互锁系统包括高压接插件，所述高压接插件的公端具有第一触点和第二触点，所述高压接插件的母端具有第三触点和第四触点，所述第一触点与所述第三触点相配合，所述第二触点与所述第四触点相配合，所述第一触点和所述第二触点相连接，所述方法包括以下步骤：采集第一信号采集端的电压以生成第一电压值，采集第二信号采集端的电压以生成第二电压值，其中，所述第一信号采集端与分压单元的第一分压端相连，所述第二信号采集端与所述分压单元的第二分压端相连，所述分压单元的第一端与预设电源相连，所述分压单元的第二端与第一接地端相连，所述第一分压端与所述第三触点相连，所述第二分压端与所述第四触点相连；根据所述第一电压值和所述第二电压值判断所述高压接插件的连接状态。

根据本发明实施例提出的电动汽车中高压互锁系统的故障检测方法，首先采集第一信号采集端的电压以生成第一电压值，采集第二信号采集端的电压以生成第二电压值，然后根据第一电压值和第二电压值判断高压接插件的连接状态。由此，本发明实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测方法，能够实现对高压接插件连接异常故障的精细化检测，为后续制定精细化的故障处理措施提供有力的保障，同时还能够提高驾驶员的驾驶感受，另外，结构简单、易于实现，具有良好的推广价值。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置的方框示意图；

图2为根据本发明一个实施例的电动汽车中高压互锁系统的中的高压接插件的局部剖面示意图；

图3为根据本发明一个实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置的方框示意图；

图4为根据本发明一个实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置中故障检测电路的原理图；

图5为根据本发明一个实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置中高压接插件连接正常的等效电路图；

图6为根据本发明一个实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置中高压接插件双路断开故障的等效电路图；

图7为根据本发明一个实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置中高压接插件对预设电源故障的等效电路图；

图8为根据本发明一个实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置中高压接插件对地故障的等效电路图；

图9为根据本发明一个实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置中高压接插件虚接故障的等效电路图；

图10为根据本发明一个实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置中高压接插件上电初始化故障的等效电路图；

图11a为根据本发明一个实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置中高压接插件单路断开故障的等效电路图；

图11b为根据本发明另一个实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置中高压接插件单路断开故障的等效电路图；

图12为根据本发明实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的电动汽车及其高压互锁系统的故障检测装置和方法。

图1为本发明实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置的方框示意图。如图1所示，高压互锁系统包括高压接插件10，高压接插件10的公端具有第一触点A和第二触点B，高压接插件10的母端具有第三触点A1和第四触点B1，第一触点A与第三触点A1相配合，第二触点B与第四触点B1相配合，第一触点A和第二触点B相连接。，本发明实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置包括：分压单元20、第一信号采集端IN1、第二信号采集端IN2和控制单元30。

其中，分压单元20的第一端20a与预设电源VCC相连，分压单元20的第二端20b与第一接地端GND1相连，分压单元20具有第一分压端20c和第二分压端20d，第一分压端20c与第三触点A1相连，第二分压端20d与第四触点B1相连；第一信号采集端IN1与第一分压端20c相连，第二信号采集端IN2与第二分压端20d相连；控制单元30与第一信号采集端IN1和第二信号采集端IN2相连，控制单元30用于采集第一信号采集端IN1的电压以生成第一电压值，采集第二信号采集端IN2的电压以生成第二电压值，并根据第一电压值和第二电压值判断高压接插件10的连接状态。

可理解，在高压接插件10未连接或者断开时，第一触点A与第三触点A1、第二触点B与第四触点B1均处于未接触状态，此时，在预设电源VCC及分压单元20的作用下，第三触点A1和第四触点B1处的电压保持稳定，也就是说第一分压端20c和第二分压端20d处的电压保持稳定，之后控制单元30对第一信号采集端IN1和第二信号采集端IN2的电压进行A/D采集，以获得稳态下第三触点A1和第四触点B1处的电压值，并根据第三触点A1和第四触点B1处的电压值对高压接插件10的连接状态进行逻辑判断，以确定此时高压接插件10处于断开状态，其中，稳态下第一信号采集端IN1和第二信号采集端IN2的电压分别与第三触点A1和第四触点B1处的电压值相同。

在高压接插件10连接完好时，第一触点A与第三触点A1、第二触点B与第四触点B1均处于接触状态，此时，在预设电源VCC及分压单元20的作用下，第三触点A1和第四触点B1处的电压保持稳定，也就是说第一分压端20c和第二分压端20d处的电压保持稳定，之后控制单元30对第一信号采集端IN1和第二信号采集端IN2的电压进行A/D采集，以获得稳态下第三触点A1和第四触点B1处的电压值，并根据第三触点A1和第四触点B1处的电压值对高压接插件10的连接状态进行逻辑判断，以确定此时高压接插件10处于连接状态。

另外，如图2所示，高压接插件10内部包含四根线路，其中包含两条高压互锁低压检测线，对应第一触点A和第三触点A1，以及第二触点B和第四触点B1组成的线路，还包括两条高压供电线路，对应直流高压母线的“+”、“-”极连线。当高压接插件10插紧后，直流高压母线的“+”、“-”极连线导通，同时第一触点A与第三触点A1闭合，第二触点B与第四触点B1闭合。另外由图2可以看出，高压接插件10的公端的第一触点A和第二触点B对应的插针要比直流高压母线的“+”、“-”极对应的插针短，这是为了保证在高压接插件10脱落前，尤其是直流高压母线的“+”、“-”极连线断开前，第一触点A与第三触点A1、第二触点B与第四触点B1要提前断开，以便于能够在高压连线断开前检测出高压互锁故障，进而保证后续处理措施的快速跟进，防止由于高压接插件10在大电流下突然断开而导致的“拉弧”损坏高压线路。

具体地，根据本发明的一个实施例，如图4所示，分压单元20包括：第一电阻R11、第二电阻R22和第三电阻R33，其中，第一电阻R11的一端作为分压单元20的第一端20a与预设电源VCC相连；第二电阻R22的一端与第一电阻R11的另一端相连并作为分压单元20的第一分压端20c与第三触点A1相连；第三电阻R33的一端与第二电阻R22的另一端相连并作为分压单元20的第二分压端20d与第四触点B1相连，第三电阻R33的另一端作为分压单元20的第二端20b与第一接地端GND1相连。

根据本发明的一个实施例，如图3-4所示，电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，还包括设置在第一分压端20c和第二分压端20d与第一信号采集端IN1和第二信号采集端IN2之间的输出单元40，其中，输出单元40包括：第四电阻R44和第五电阻R55，其中，第四电阻R44连接在第一分压端20c与第一信号采集端IN1之间；，第五电阻R55连接在第二分压端20d与第二信号采集端IN2之间。

具体地，根据本发明的一个实施例，如图4所示，输出单元40还包括：第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，其中，第一电容C1的一端与第一分压端20c相连，第一电容C1的另一端与第二分压端20d相连；第二电容C2的一端与第一信号采集端IN1相连，第二电容C2的另一端与第一接地端GND1相连；第三电容C3的一端与第二信号采集端IN2相连，第三电容C3的另一端与第一接地端GND1相连。

其中，第四电阻R44和第五电阻R55用于保护控制单元30的A/D信号采集端口，防止由于电流过大对控制单元30造成的伤害。另外第四电阻R44与第二电容C2组成RC低通滤波电路，用于滤除电路工作过程中所受到的外界高频干扰，保证控制单元30的一路A/D信号采集端口采集到的第一信号采集端IN1的电压信号可靠、有效；同样第五电阻R55与第三电容C3组成RC低通滤波电路，用于保证控制单元30的另外一路A/D信号采集端口采集到的第二信号采集端IN2的电压信号可靠、有效；第一电容C1并联于第三触点A1与第四触点B1的两端，同样用于削弱外部干扰对A/D采样信号的影响。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，还包括：故障定位模块50，故障定位模块50的第一端50a与预设电源VCC相连，故障定位模块50的第二端50b与第一触点A和第二触点B均相连，故障定位模块50的第三端50c与控制端Ctrl相连，故障定位模块50的第四端50d与第二接地端GND2相连；其中，控制单元30与控制端Ctrl相连，控制单元30通过控制端Ctrl控制故障定位模块50的导通以确定高压接插件10的故障位置，控制单元30还通过控制端Ctrl控制故障定位模块50的导通以对高压接插件10进行初始化故障检测。

具体地，根据本发明的一个实施例，如图4所示，故障定位模块50包括：光电耦合器51、第六电阻R66和第七电阻R77，其中，光电耦合器51的第一端作为故障定位模块50的第一端50a与预设电源VCC相连，光电耦合器51的第四端作为故障定位模块50的第四端50d与第二接地端GND2相连；第六电阻R66的一端与光电耦合器51的第二端相连，第六电阻R66的另一端作为故障定位模块50的第二端50b与第一触点A和第二触点B均相连；第七电阻R77的一端与光电耦合器51的第三端相连，第七电阻R77的另一端作为故障定位模块50的第三端50c与控制端Ctrl相连。

需要说明的是，第二接地端GND2与第一接地端GND1为不同的电源地。控制单元30通过控制端Ctrl输出高电平或低电平的控制信号，进而控制光电耦合器51的第一端与第二端的导通与断开，其中，当控制单元30通过控制端Ctrl输出高电平时，光电耦合器51的第一端与第二端导通，当控制单元30通过控制端Ctrl输出低电平时，光电耦合器51的第一端与第二端断开。

应理解，在本发明实施例中，在车辆执行高压上电操作之前，先执行低压上电。在车辆低压上电之后且在车辆执行高压上电操作之前，可实现高压接插件上电初始化故障检测。车辆执行高压上电操作之后，可实现高压接插件连接正常即无故障、双路断开故障、高压接插件对预设电源短路故障、高压接插件对地短路故障、高压接插件虚接故障以及高压接插件单路断开故障的检测。

下面对以上故障的检测方法进行详细介绍。

1)高压接插件上电初始化故障

根据本发明的一个实施例，在车辆执行高压上电操作之前，控制单元30发送第二控制信号到控制端Ctrl以控制光电耦合器51的第一端和第二端导通，其中，当第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均大于第十一电压阈值或小于第十二电压阈值，并持续第一预设时间T1时，控制单元30判断高压接插件10出现上电初始化故障；其中，第十一电压阈值为

第十二电压阈值为

R1为第一电阻R11的阻值，R3为第三电阻R33的阻值，R6为第六电阻R66的阻值，Vcc为预设电源VCC的电压，e为第五正常数。

可理解，如图4和10所示，在车辆执行高压上电操作之前，低压上电后，控制单元30发送第二控制信号即高电平到控制端Ctrl，光电耦合器51的第一端和第二端导通，当高压接插件10出现上电初始化故障时，第二电阻R22被短路，等效电路如图10所示，此时，第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压相等，且在理想状态下

其中，V_IN0为第一信号采集端IN1的电压，V_IN2为第二信号采集端IN2的电压，第一电阻R11的阻值为R1，第三电阻R33的阻值为R3，第六电阻R66的阻值为R6，预设电源VCC的电压为Vcc，举例来说，当Vcc＝5V，R1＝3.9KΩ、R3＝3.9KΩ、R6＝4.7KΩ时，通过计算得到理想状态下第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均为3.25V。

考虑到干扰及预设电源VCC精度误差因素的影响，在理想状态下IN1、IN2电压的基础上，加上一定的电压余量e，得到判断范围为

例如，在3.25V的基础上可得到判断范围为[3.1V，3.4V]。进而，当控制单元30采集到的第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均不在[3.1V，3.4V]区间，即第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均大于第十一电压阈值或小于第十二电压阈值，并持续第一预设时间T1例如50ms时，可判断高压接插件10出现上电初始化故障。其中，第十一电压阈值为3.4V，第十二电压阈值为3.1V，第五正常数e＝0.15。

需要说明的是，上电初始化故障的检测可在满足车辆低压上之后且延迟预设时间例如100ms的条件后进行检测，并在车辆高压上电操作前停止该故障的检测，“延迟预设时间”的目的在于等待车辆低压上电后低压电源供电达到稳定状态，同时在高压接插件10连接正常的状态下使图4中的第一电容C1完成充电过程。另外，考虑到车辆低压上电过程中车辆环境的干扰较小，非常适合上电初始化故障的检测，而在车辆高压上电过程中，车辆中的干扰会瞬间增大，此时不再适合继续进行高压接插件10的上电初始化故障的判断，因此，在车辆高压上电操作前停止该故障的检测。由此，通过在车辆高压上电操作之前，对高压接插件10的上电初始化故障进行检测，有利于后续的故障处理策略的快速实施，从而为车辆及人员安全提供有力的保障。

2)高压接插件连接正常，即无故障时的判断方法

根据本发明的一个实施例，在车辆高压上电完成之后，控制单元30发送第一控制信号到控制端Ctrl以控制光电耦合器51的第一端和第二端断开，其中，当第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均大于等于第一电压阈值且小于等于第二电压阈值时，控制单元30判断高压接插件10的连接状态正常，其中，第一电压阈值为

第二电压阈值为

R1为第一电阻R11的阻值，R3为第三电阻R33的阻值，Vcc为预设电源VCC的电压，a为第一正常数。

可理解，第一控制信号为低电平信号，如图4-5所示，当控制单元30发送第一控制信号即低电平到控制端Ctrl时，光电耦合器51的第一端和第二端断开，其中，在高压接插件10连接正常时，第一触点A与第三触点A1闭合，第二触点B与第四触点B1闭合，从而第二电阻R22处于短路状态，等效电路如图5所示，此时，得到第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均为：

其中，V_IN0为第一信号采集端IN1的电压，V_IN2为第二信号采集端IN2的电压，第一电阻R11的阻值为R1，第三电阻R33的阻值为R3，预设电源VCC的电压为Vcc，举例来说，当Vcc＝5V，R1＝3.9KΩ、R3＝3.9KΩ时，通过计算得到理想状态下第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均为2.5V。

考虑到干扰及预设电源VCC精度误差因素的影响，在理想状态下IN1、IN2电压的基础上，加上一定的电压余量a，得到判断范围为

例如，在2.5V的基础上可得到判断范围为[2.4V，2.6V]。

进而，当控制单元30采集到第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均在[2.4V，2.6V]区间，即均大于等于第一电压阈值且小于等于第二电压阈值时，可判断高压接插件10连接正常。其中，第一电压阈值为2.4V，第二电压阈值为2.6V，第一正常数a＝0.1。

3)高压接插件双路断开故障

根据本发明的一个实施例，在车辆高压上电完成之后，控制单元30发送第一控制信号到控制端Ctrl以控制光电耦合器51的第一端和第二端断开，其中，当第一信号采集端IN1的电压大于等于第三电压阈值且小于等于第四电压阈值，同时第二信号采集端IN2的电压大于等于第五电压阈值且小于等于第六电压阈值，并持续第一预设时间T1时，控制单元30判断高压接插件10出现双路断开故障；其中，第三电压阈值为

第四电压阈值为

第五电压阈值为

第六电压阈值为

R1为第一电阻R11的阻值，R2为第二电阻R22的阻值，R3为第三电阻R33的阻值，Vcc为预设电源VCC的电压，b为第二正常数，c为第三正常数。

可理解，如图4和6所示，当控制单元30发送第一控制信号即低电平到控制端Ctrl时，光电耦合器51的第一端和第二端断开，当高压接插件10出现双路断开故障时，第一触点A与第三触点A1断开，第二触点B与第四触点B1断开，等效电路如图6所示。此时，第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压分别为：

其中，V_IN0为第一信号采集端IN1的电压，V_IN2为第二信号采集端IN2的电压，第一电阻R11的阻值为R1，第二电阻R22的阻值为R2，第三电阻R33的阻值为R3，预设电源VCC的电压为Vcc，举例来说，当Vcc＝5V、R1＝R2＝R3＝R1＝3.9KΩ时，通过计算可得到理想状态下第一信号采集端IN1的电压为3.35V，第二信号采集端IN2的电压为1.65V。

考虑到干扰及预设电源VCC精度误差因素的影响，在理想状态下IN1电压的基础上，加上一定的电压余量b，得到IN1电压的判断范围为

例如，在3.35V的基础上可得到IN1电压的判断范围为[3.2V，3.5V]；同样地，在理想状态下IN2电压的基础上，加上一定的电压余量c，得到IN2电压的判断范围为

例如，在1.65V的基础上可得到IN2电压的判断范围为[1.5V，1.8V]。

进而，当控制单元30采集到第一信号采集端IN1的电压在[3.2V，3.5V]区间，第二信号采集端IN2的电压在[1.5V，1.8V]区间，即第一信号采集端IN1的电压大于等于第三电压阈值且小于等于第四电压阈值，同时第二信号采集端IN2的电压大于等于第五电压阈值且小于等于第六电压阈值，并持续第一预设时间T1例如50ms时，可判断高压接插件10出现双路断开故障。其中，第三电压阈值为3.2V，第四电压阈值为3.5V，第二正常数b＝0.15，第五电压阈值为1.5V，第六电压阈值为1.8V，第三正常数c＝0.15。

需要说明的是，双路断开故障的检测可在满足车辆高压上电完成且延迟第二预设时间T2例如200ms的条件后进行检测，其目的在于等待车辆上电后车辆各零部件的初始化完成，且车辆中的干扰由峰值降至为正常状态，从而避免故障误报。

由此，通过在车辆上电完成后，对高压接插件10的双路断开故障进行检测，为后续的故障处理提供保障。

4)高压接插件对预设电源VCC短路故障

根据本发明的一个实施例，在车辆高压上电完成之后，控制单元30发送第一控制信号到控制端Ctrl以控制光电耦合器51的第一端和第二端断开，其中，当第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均大于第七电压阈值，并持续第一预设时间T1时，控制单元30判断高压接插件10出现对预设电源VCC短路故障；其中，第七电压阈值根据预设电源VCC的电压确定。

可理解，如图4和7所示，当控制单元30发送第一控制信号即低电平到控制端Ctrl时，光电耦合器51的第一端和第二端断开，当高压接插件10出现对预设电源VCC短路故障时，第三触点A1与第四触点B1将直接与预设电源VCC连接，等效电路如图7所示。此时，在理想状态下，第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均与预设电源VCC的电压相等，即V_IN0＝V_IN2＝Vcc，其中，V_IN0为第一信号采集端IN1的电压，V_IN2为第二信号采集端IN2的电压，预设电源VCC的电压为Vcc，举例来说，当Vcc＝5V时，可知理想状态下第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均为5V。

考虑到干扰及预设电源VCC精度误差因素的影响，在理想状态下IN1、IN2电压的基础上，加上一定的电压余量k，得到判断范围为(Vcc-k，+∞)，例如，在5V的基础上可得到判断范围为(4.8V，+∞)。

进而，当控制单元30采集到第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均在(4.8V，+∞)区间，即第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均大于第七电压阈值，并持续第一预设时间T1例如50ms时，可判断高压接插件10出现对预设电源VCC短路故障，一般来说造成该故障的原因为图4中的第一电阻R11损坏，即出现短路。其中，第七电压阈值为4.8V，电压余量k＝0.2。

需要说明的是，对预设电源VCC短路故障的检测可在满足车辆高压上电完成且延迟第二预设时间T2例如200ms的条件后进行检测，其目的在于等待车辆上电后车辆各零部件的初始化完成，且车辆中的干扰由峰值降至为正常状态，从而避免故障误报。

由此，通过在车辆上电完成后，在车辆正常工作即高压接插件正常连接的状态下，对高压接插件10的对预设电源VCC短路故障进行检测，为后续的故障处理提供保障。

5)高压接插件对地短路故障

根据本发明的一个实施例，在车辆高压上电完成之后，控制单元30发送第一控制信号到控制端Ctrl以控制光电耦合器51的第一端和第二端断开，其中，当第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均小于第八电压阈值，并持续第一预设时间T1时，控制单元30判断高压接插件10出现对地短路故障；其中，第八电压阈值根据第一接地端GND1的电压确定。

可理解，如图4和8所示，当控制单元30发送第一控制信号即低电平到控制端Ctrl时，光电耦合器51的第一端和第二端断开，当高压接插件10出现对地短路故障时，第三触点A1与第四触点B1将直接与第一接地端GND1连接，等效电路图如图8所示，此时，在理想状态下，第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均与第一接地端GND1的电压V_GND1相等，即V_IN0＝V_IN2＝V_GND1V，其中，V_IN0为第一信号采集端IN1的电压，V_IN2为第二信号采集端IN2的电压，举例来说，当V_GND1＝0V时，第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均为0V。

考虑到干扰因素的影响，在理想状态下IN1、IN2电压的基础上，加上一定的电压余量k，得到判断范围为(-∞，V_GND1+k)，例如，在0V的基础上可得到判断范围为(-∞，0.2V)。

进而，当控制单元30采集到第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均在(-∞，0.2V)区间，即第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均小于第八电压阈值，并持续第一预设时间T1例如50ms时，可判断高压接插件10出现对地短路故障，一般来说造成该故障的原因为图4中的第三电阻R33损坏，即出现短路。其中，第八电压阈值为0.2V，电压余量k＝0.2。

需要说明的是，对地短路故障的检测可在满足车辆高压上电完成且延迟第二预设时间T2例如200ms的条件后进行检测，其目的在于等待车辆上电后车辆各零部件的初始化完成，且车辆中的干扰由峰值降至为正常状态，从而避免故障误报。

由此，通过在车辆上电完成后，在车辆正常工作即高压接插件正常连接的状态下，对高压接插件10的对地短路故障进行检测，为后续的故障处理提供保障。

6)高压接插件虚接故障

根据本发明的一个实施例，在车辆高压上电完成之后，控制单元30发送第一控制信号到控制端Ctrl以控制光电耦合器51的第一端和第二端断开，其中，当第一信号采集端IN1的电压大于等于第一电压阈值且小于等于第三电压阈值时，对第二信号采集端IN2的电压进行判断，如果第二信号采集端IN2的电压大于等于第九电压阈值且小于等于第十电压阈值，控制单元30则判断高压接插件10出现虚接故障；其中，第一电压阈值为

第三电压阈值为

第九电压阈值为

第十电压阈值为

R1为第一电阻R11的阻值，R2为第二电阻R22的阻值，R3为第三电阻R33的阻值，Vcc为预设电源VCC的电压，a为第一正常数，b为第二正常数，d为第四正常数，V_IN0为第一信号采集端IN1的电压。

可理解，如图4和9所示，当控制单元30发送第一控制信号即低电平到控制端Ctrl时，光电耦合器51的第一端和第二端断开，当高压接插件10出现虚接故障即高压接插件10接插不牢时，第一触点A与第二触点B之间的回路可等效为一个电阻Rx，电阻Rx与第二电阻R22并联后还与第一电阻R11和第三电阻R33串联组成分压电路，等效电路图如图9所示，由图9可以看出，并联入电阻Rx后，第三触点A1与第四触点B1之间的电阻变小，此时，与高压接插件10正常连接的情况相比，第三触点A1处的电压将会降低，同时第四触点B1处的电压将会升高，由此通过第三触点A1和第四触点B1处的电压的变化趋势可判断高压接插件10的虚接故障。具体地，首先根据采集到的第一信号采集端IN1的电压反推得到电阻Rx与第二电阻R22并联后的等效电阻，需要注意的是，当采集到的第一信号采集端IN1的电压在[2.4V，3.2V]区间内，即第一信号采集端IN1的电压大于等于第一电压阈值且小于等于第三电压阈值时，可对第二信号采集端IN2的电压进行故障判断，由此，可避免虚接故障的判断区间与高压接插件10连接正常和发生双路断开故障时第一信号采集端IN1的电压区间重合。接下来，由电阻Rx与第二电阻R22并联后的等效电阻可计算得到理想条件下第四触点B1处的电压，即第二信号采集端IN2的电压为：

其中，V_IN0为第一信号采集端IN1的电压，V_IN2为第二信号采集端IN2的电压，第一电阻R11的阻值为R1，第三电阻R33的阻值为R3，预设电源VCC的电压为Vcc。举例来说，当Vcc＝5V,R1＝R3＝3.9KΩ时,通过计算得到理想状态下第二信号采集端IN2的电压为

即

其中，V_IN0取值范围为[2.4V，3.2V]，通过分析可知，V_IN2是V_IN0的单调递减函数，因此，可知在V_IN0的取值范围为[2.4V，3.2V]时，V_IN2的取值范围为[0.8V，1.3V]。

考虑到干扰及预设电源VCC精度误差因素的影响，在理想状态下IN2电压的基础上，加上一定的电压余量d，得到判断范围为

例如，在[0.8V，1.3V]区间的基础上可得到判断范围为[0.7V，1.4V]。

进而，当控制单元30采集到第二信号采集端IN2的电压在[0.7V，1.4V]区间，即第二信号采集端IN2的电压大于等于第九电压阈值且小于等于第十电压阈值，并持续第一预设时间T1例如50ms时，可判断高压接插件10出现虚接故障，其中，第九电压阈值为0.7V，第十电压阈值为1.4V，第四正常数d＝0.1。

需要说明的是，虚接故障的检测可在满足车辆高压上电完成且延迟第二预设时间T2例如200ms的条件后进行检测，其目的在于等待车辆上电后车辆各零部件的初始化完成，且车辆中的干扰由峰值降至为正常状态，从而避免故障误报。

由此，通过在车辆上电完成后，在车辆正常工作即高压接插件正常连接的状态下，对高压接插件10的虚接故障例如高压接插件接插不牢进行检测，为后续的故障处理提供保障。

7)高压接插件单路断开故障

根据本发明的一个实施例，控制单元30还用于，在车辆高压上电完成之后，在确定第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均大于第二电压阈值或小于第一电压阈值时，对高压接插件10的故障类型进行判断，如果高压接插件10未出现双路断开故障、且未出现对预设电源VCC短路故障、且未出现对地短路故障、且未出现虚接故障，并持续第二预设时间T2，则发送第二控制信号到控制端Ctrl以控制光电耦合器51的第一端和第二端导通，并根据第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压判断高压接插件是否发生单路路断开故障并确定高压接插件10的故障位置；在车辆执行高压上电操作之前，如果高压接插件10未出现上电初始化故障，则根据第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压判断高压接插件是否发生单路路断开故障并确定高压接插件10的故障位置；其中，第一电压阈值为

第二电压阈值为

R1为第一电阻R11的阻值，R3为第三电阻R33的阻值，Vcc为预设电源VCC的电压，a为第一正常数。

可理解，高压接插件10的故障位置即单路断开故障的故障位置可为第一触点A与第三触点A1的连接位置处，也就是说，第一触点A与第三触点A1断开，第二触点B与第四触点B1闭合，或者第二触点B与第四触点B1的连接位置处，也就是说，第二触点B与第四触点B1断开，第一触点A与第三触点A1闭合。其中，单路断开故障可在车辆高压上电之前或者高压上电之后进行判断。具体地，为了避免由于控制单元30输入控制端Ctrl的控制信号的变化给检测电路带来的影响例如电压波动，以及故障逻辑的混乱，可在车辆高压上电完成之后，且确定高压接插件10连接异常，即确定第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均大于第二电压阈值2.6V或小于第一电压阈值2.4V时，对高压接插件10的故障类型进行判断，如果高压接插件10未出现双路断开故障、且未出现对预设电源VCC短路故障、且未出现对地短路故障、且未出现虚接故障，并持续第二预设时间T2例如200ms时，对高压接插件10的单路断开故障进行判断，即发送第二控制信号即高电平到控制端Ctrl以控制光电耦合器51的第一端和第二端导通，并根据第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压判断高压接插件是否发生单路路断开故障并确定高压接插件10的故障位置；或者，可在车辆执行高压上电操作之前，对高压接插件10的单路断开故障进行判断，即如果高压接插件10未出现上电初始化故障，则根据第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压判断高压接插件是否发生单路路断开故障并确定高压接插件10的故障位置。

具体地，根据本发明的一个实施例，当第一信号采集端IN1的电压大于等于第十三电压阈值且小于等于第十四电压阈值，同时第二信号采集端IN2的电压大于等于第十五电压阈值且小于等于第十六电压阈值，并持续第一预设时间T1时，控制单元30判断高压接插件10的第二触点B和第四触点B1断开；其中，第十三电压阈值为

第十四电压阈值为

第十五电压阈值为

第十六电压阈值为

R1为第一电阻R11的阻值，R2为第二电阻R22的阻值，R3为第三电阻R33的阻值，R6为第六电阻R66的阻值，Vcc为预设电源VCC的电压，f为第六正常数，g为第七正常数。

可理解，如图4和11a所示，当第二触点B和第四触点B1断开，第一触点A和第三触点A1闭合时，第六电阻R66和第一电阻R11并联，然后与第二电阻R22和第三电阻R33串联组成分压电路，等效电路如图11a所示，此时，在理想状态下第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压为一组固定值，即

其中，V_IN0为第一信号采集端IN1的电压，V_IN2为第二信号采集端IN2的电压，第一电阻R11的阻值为R1，第二电阻R22的阻值为R2，第三电阻R33的阻值为R3，第六电阻R66的阻值为R6，预设电源VCC的电压为Vcc，举例来说，当Vcc＝5V,R1＝R2＝R3＝3.9KΩ，R6＝4.7KΩ时，通过计算得到理想状态下第一信号采集端IN1的电压为3V，第二信号采集端IN2的电压为1.95V。

考虑到干扰及预设电源VCC精度误差因素的影响，在理想状态下IN1电压的基础上，加上一定的电压余量f，得到IN1电压的判断范围为

例如，在3V的基础上可得到IN1电压的判断范围为[2.9V，3.1V]；同样地，在理想状态下IN2电压的基础上，加上一定的电压余量g，得到IN2电压的判断范围为

例如，在1.95V的基础上可得到IN2电压的判断范围为[1.85V，2.1V V]。

进而，当控制单元30采集到第一信号采集端IN1的电压在[2.9V，3.1V]区间，第二信号采集端IN2的电压在[1.85V，2.1V]区间，即第一信号采集端IN1的电压大于等于第十三电压阈值且小于等于第十四电压阈值，同时第二信号采集端IN2的电压大于等于第十五电压阈值且小于等于第十六电压阈值，并持续第一预设时间T1例如50ms时，可判断高压接插件10的第二触点B和第四触点B1断开。其中，第十三电压阈值为2.9V，第十四电压阈值为3.1V，第六正常数e＝0.1，第十五电压阈值为1.85V，第十六电压阈值为2.1V，第七正常数f＝0.1。

进一步地，根据本发明的一个实施例，当第一信号采集端IN1的电压大于等于第十七电压阈值且小于等于第十八电压阈值，同时第二信号采集端IN2的电压大于等于第十九电压阈值且小于等于第二十电压阈值，并持续第一预设时间T1时，控制单元30判断高压接插件10的第一触点A和第三触点A1断开；其中，第十七电压阈值为

第十八电压阈值为

第十九电压阈值为

第二十电压阈值为

R1为第一电阻R11的阻值，R2为第二电阻R22的阻值，R3为第三电阻R33的阻值，R6为第六电阻R66的阻值，Vcc为预设电源VCC的电压，h为第八正常数，j为第九正常数。

可理解，如图4和11b所示，当第一触点A和第三触点A1断开，第二触点B和第四触点B1闭合时，第六电阻R66和第一电阻R11以及第二电阻R22并联，然后与第三电阻R33串联组成分压电路，等效电路如图11b所示，此时，在理想状态下第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压为一组固定值，即

其中，V_IN0为第一信号采集端IN1的电压，V_IN2为第二信号采集端IN2的电压，第一电阻R11的阻值为R1，第二电阻R22的阻值为R2，第三电阻R33的阻值为R3，第六电阻R66的阻值为R6，预设电源VCC的电压为Vcc，举例来说，当Vcc＝5V,R1＝R2＝R3＝3.9KΩ，R6＝4.7KΩ时，通过计算得到理想状态下第一信号采集端IN1的电压为3.9V，第二信号采集端IN2的电压均为2.85V。

考虑到干扰及预设电源VCC精度误差因素的影响，在理想状态下IN1电压的基础上，加上一定的电压余量h，得到IN1电压的判断范围为

例如，在3.9V的基础上可得到IN1电压的判断范围为[3.8V，4.0V]；同样地，在理想状态下IN2电压的基础上，加上一定的电压余量j，得到IN2电压的判断范围为

例如，在2.85V的基础上可得到IN2电压的判断范围为[2.75V，2.95V]。

进而，当控制单元30采集到第一信号采集端IN1的电压在[3.8V，4.0V]区间，第二信号采集端IN2的电压在[2.75V，2.95V]区间，即第一信号采集端IN1的电压大于等于第十七电压阈值且小于等于第十八电压阈值，同时第二信号采集端IN2的电压大于等于第十九电压阈值且小于等于第二十电压阈值，并持续第一预设时间T1例如50ms时，可判断高压接插件10的第一触点A和第三触点A1断开。其中，第十七电压阈值为3.8V，第十八电压阈值为4.0V，第八正常数h＝0.1，第十九电压阈值为2.75V，第二十电压阈值为2.95V，第九正常数j＝0.1。

由此，通过对第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压进行判断，不仅能够判断出高压接插件10是否发生单路断开故障，同时还能够精确定位故障点，即确定是第一触点A和第三触点A1断开，还是第二触点B和第四触点B1断开。

8)高压互锁故障检测电路故障

需要说明的是，当高压接插件10连接异常，即在确定第一信号采集端IN1的电压和第二信号采集端IN2的电压均大于第二电压阈值或小于第一电压阈值，且未检测到高压接插件10发生上电初始化故障、双路断开故障、对预设电源VCC短路故障、对地短路故障以及单路断开故障时，可判断发生其他高压互锁故障检测电路故障。

综上，根据本发明实施例提出的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，分压单元的第一端与预设电源相连，分压单元的第二端与第一接地端相连，分压单元具有第一分压端和第二分压端，第一分压端与高压互锁系统中的高压接插件的母端的第三触点相连，第二分压端与高压互锁系统中的高压接插件的母端的第四触点相连，同时第一信号采集端与第一分压端相连，第二信号采集端与第二分压端相连，控制单元与第一信号采集端和第二信号采集端相连，控制单元采集第一信号采集端的电压以生成第一电压值，采集第二信号采集端的电压以生成第二电压值，并根据第一电压值和第二电压值判断高压互锁系统中的高压接插件的连接状态。由此，本发明实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置能够实现对高压接插件连接异常故障的精细化检测，为后续制定精细化的故障处理措施提供有力的保障，同时还能够提高驾驶员的驾驶感受。

基于上述实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，本发明实施例还提出一种电动汽车，包括前述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置。

根据本发明实施例提出的电动汽车，通过设置其中的高压互锁系统的故障检测装置能够实现对高压接插件连接异常故障的精细化检测，为后续制定精细化的故障处理措施提供有力的保障，同时还能够提高驾驶员的驾驶感受。

基于上述实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，本发明实施例还提出一种电动汽车中高压互锁系统的故障检测方法。图12为根据本发明实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测方法的流程示意图，高压互锁系统包括高压接插件，高压接插件的公端具有第一触点和第二触点，高压接插件的母端具有第三触点和第四触点，第一触点与第三触点相配合，第二触点与第四触点相配合，第一触点和第二触点相连接，如图12所示，本发明实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测方法包括以下步骤：

S1，采集第一信号采集端的电压以生成第一电压值，采集第二信号采集端的电压以生成第二电压值，其中，第一信号采集端与分压单元的第一分压端相连，第二信号采集端与分压单元的第二分压端相连，分压单元的第一端与预设电源相连，分压单元的第二端与第一接地端相连，第一分压端与第三触点相连，第二分压端与第四触点相连；

S2，根据第一电压值和第二电压值判断高压接插件的连接状态。

需要说明的是，前述对电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置实施例的解释说明也适用于该实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测方法，此处不再赘述。

综上，根据本发明实施例提出的电动汽车中高压互锁系统的故障检测方法，首先采集第一信号采集端的电压以生成第一电压值，采集第二信号采集端的电压以生成第二电压值，然后根据第一电压值和第二电压值判断高压接插件的连接状态。由此，本发明实施例的电动汽车中高压互锁系统的故障检测方法，能够实现对高压接插件连接异常故障的精细化检测，为后续制定精细化的故障处理措施提供有力的保障，同时还能够提高驾驶员的驾驶感受，另外，结构简单、易于实现，具有良好的推广价值。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，其特征在于，所述高压互锁系统包括高压接插件，所述高压接插件的公端具有第一触点和第二触点，所述高压接插件的母端具有第三触点和第四触点，所述第一触点与所述第三触点相配合，所述第二触点与所述第四触点相配合，所述第一触点和所述第二触点相连接，所述装置包括：

分压单元，所述分压单元的第一端与预设电源相连，所述分压单元的第二端与第一接地端相连，所述分压单元具有第一分压端和第二分压端，所述第一分压端与所述第三触点相连，所述第二分压端与所述第四触点相连；

第一信号采集端和第二信号采集端，所述第一信号采集端与所述第一分压端相连，所述第二信号采集端与所述第二分压端相连；

控制单元，所述控制单元与所述第一信号采集端和所述第二信号采集端相连，所述控制单元用于采集所述第一信号采集端的电压以生成第一电压值，采集所述第二信号采集端的电压以生成第二电压值，并根据所述第一电压值和所述第二电压值判断所述高压接插件的连接状态；

所述分压单元包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端作为所述分压单元的第一端与所述预设电源相连；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连并作为所述分压单元的第一分压端与所述第三触点相连；

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的另一端相连并作为所述分压单元的第二分压端与所述第四触点相连，所述第三电阻的另一端作为所述分压单元的第二端与第一接地端相连；

所述高压互锁系统的故障检测装置，其特征在于，还包括：

故障定位模块，所述故障定位模块的第一端与所述预设电源相连，所述故障定位模块的第二端与所述第一触点和所述第二触点均相连，所述故障定位模块的第三端与控制端相连，所述故障定位模块的第四端与第二接地端相连；

其中，所述控制单元与所述控制端相连，所述控制单元通过所述控制端控制所述故障定位模块的导通以确定所述高压接插件的故障位置，所述控制单元还通过所述控制端控制所述故障定位模块的导通以对所述高压接插件进行初始化故障检测；

所述故障定位模块包括：

光电耦合器，所述光电耦合器的第一端作为所述故障定位模块的第一端与所述预设电源相连，所述光电耦合器的第四端作为所述故障定位模块的第四端与所述第二接地端相连；

第六电阻，所述第六电阻的一端与所述光电耦合器的第二端相连，所述第六电阻的另一端作为所述故障定位模块的第二端与所述第一触点和所述第二触点均相连；

第七电阻，所述第七电阻的一端与所述光电耦合器的第三端相连，所述第七电阻的另一端作为所述故障定位模块的第三端与所述控制端相连；

在所述电动汽车执行高压上电操作之前，所述控制单元发送第二控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端导通，其中，

当所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压均大于第十一电压阈值或小于第十二电压阈值，并持续第一预设时间时，所述控制单元判断所述高压接插件出现上电初始化故障；

其中，所述第十一电压阈值为

所述第十二电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，R6为所述第六电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，e为第五正常数。

2.根据权利要求1所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，其特征在于，还包括设置在所述第一分压端和第二分压端与所述第一信号采集端和第二信号采集端之间的输出单元，其中，所述输出单元包括：

第四电阻，所述第四电阻连接在所述第一分压端与所述第一信号采集端之间；以及

第五电阻，所述第五电阻连接在所述第二分压端与所述第二信号采集端之间。

3.根据权利要求2所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，其特征在于，所述输出单元还包括：

第一电容，所述第一电容的一端与所述第一分压端相连，所述第一电容的另一端与所述第二分压端相连；

第二电容，所述第二电容的一端与所述第一信号采集端相连，所述第二电容的另一端与所述第一接地端相连；

第三电容，所述第三电容的一端与所述第二信号采集端相连，所述第三电容的另一端与所述第一接地端相连。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，其特征在于，在所述电动汽车高压上电完成之后，所述控制单元发送第一控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端断开，其中，

当所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压均大于等于第一电压阈值且小于等于第二电压阈值时，所述控制单元判断所述高压接插件的连接状态正常，其中，所述第一电压阈值为

所述第二电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，a为第一正常数。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，其特征在于，在所述电动汽车高压上电完成之后，所述控制单元发送第一控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端断开，其中，

当所述第一信号采集端的电压大于等于第三电压阈值且小于等于第四电压阈值，同时所述第二信号采集端的电压大于等于第五电压阈值且小于等于第六电压阈值，并持续第一预设时间时，所述控制单元判断所述高压接插件出现双路断开故障；

其中，所述第三电压阈值为

所述第四电压阈值为

所述第五电压阈值为

所述第六电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，b为第二正常数，c为第三正常数。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，其特征在于，在所述电动汽车高压上电完成之后，所述控制单元发送第一控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端断开，其中，

当所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压均大于第七电压阈值，并持续第一预设时间时，所述控制单元判断所述高压接插件出现对所述预设电源短路故障；

其中，所述第七电压阈值根据所述预设电源的电压确定。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，其特征在于，在所述电动汽车高压上电完成之后，所述控制单元发送第一控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端断开，其中，

当所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压均小于第八电压阈值，并持续第一预设时间时，所述控制单元判断所述高压接插件出现对地短路故障；

其中，所述第八电压阈值根据所述第一接地端的电压确定。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，其特征在于，在所述电动汽车高压上电完成之后，所述控制单元发送第一控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端断开，其中，

当所述第一信号采集端的电压大于等于第一电压阈值且小于等于第三电压阈值时，对所述第二信号采集端的电压进行判断，如果所述第二信号采集端的电压大于等于第九电压阈值且小于等于第十电压阈值，所述控制单元则判断所述高压接插件出现虚接故障；

其中，所述第一电压阈值为

所述第三电压阈值为

所述第九电压阈值为

所述第十电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，a为第一正常数，b为第二正常数，d为第四正常数，V_IN0为所述第一信号采集端的电压。

9.根据权利要求2所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，其特征在于，所述控制单元还用于，

在所述电动汽车高压上电完成之后，在确定所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压均大于第二电压阈值或小于第一电压阈值时，对所述高压接插件的故障类型进行判断，如果所述高压接插件未出现双路断开故障、且未出现对所述预设电源短路故障、且未出现对地短路故障、且未出现虚接故障，并持续第二预设时间，则发送第二控制信号到所述控制端以控制所述光电耦合器的第一端和第二端导通，并根据所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压判断所述高压接插件是否发生单路断开故障并确定所述高压接插件的故障位置；

在所述电动汽车执行高压上电操作之前，如果所述高压接插件未出现上电初始化故障，则根据所述第一信号采集端的电压和所述第二信号采集端的电压判断所述高压接插件是否发生单路断开故障并确定所述高压接插件的故障位置；

其中，所述第一电压阈值为

所述第二电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，a为第一正常数。

10.根据权利要求9所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，其特征在于，

当所述第一信号采集端的电压大于等于第十三电压阈值且小于等于第十四电压阈值，同时所述第二信号采集端的电压大于等于第十五电压阈值且小于等于第十六电压阈值，并持续第一预设时间时，所述控制单元判断所述高压接插件的第二触点和第四触点断开；

其中，所述第十三电压阈值为

所述第十四电压阈值为

所述第十五电压阈值为

所述第十六电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，R6为所述第六电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，f为第六正常数，g为第七正常数。

11.根据权利要求9所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置，其特征在于，

当所述第一信号采集端的电压大于等于第十七电压阈值且小于等于第十八电压阈值，同时所述第二信号采集端的电压大于等于第十九电压阈值且小于等于第二十电压阈值，并持续第一预设时间时，所述控制单元判断所述高压接插件的第一触点和第三触点断开；

其中，所述第十七电压阈值为

所述第十八电压阈值为

所述第十九电压阈值为

所述第二十电压阈值为

R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，R6为所述第六电阻的阻值，Vcc为所述预设电源的电压，h为第八正常数，j为第九正常数。

12.一种电动汽车，其特征在于，包括根据权利要求1-11中任一项所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置。

13.一种电动汽车中高压互锁系统的故障检测方法，其特征在于，所述高压互锁系统包括高压接插件，所述高压接插件的公端具有第一触点和第二触点，所述高压接插件的母端具有第三触点和第四触点，所述第一触点与所述第三触点相配合，所述第二触点与所述第四触点相配合，所述第一触点和所述第二触点相连接，所述方法包括以下步骤：

采集第一信号采集端的电压以生成第一电压值，采集第二信号采集端的电压以生成第二电压值，其中，所述第一信号采集端与分压单元的第一分压端相连，所述第二信号采集端与所述分压单元的第二分压端相连，所述分压单元的第一端与预设电源相连，所述分压单元的第二端与第一接地端相连，所述第一分压端与所述第三触点相连，所述第二分压端与所述第四触点相连；

根据所述第一电压值和所述第二电压值判断所述高压接插件的连接状态；

其中，所述电动汽车中高压互锁系统的故障检测方法应用于如权利要求1-11中任一项所述的电动汽车中高压互锁系统的故障检测装置。

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