CN109696621A - 一种电动车辆及其高压供电系统和故障检测方法 - Google Patents

一种电动车辆及其高压供电系统和故障检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电动车辆及其高压供电系统和故障检测方法，高压供电系统包括动力电池和故障检测装置，动力电池连接有DC/DC接口和电附件接口；在动力电池连接DC/DC接口和电附件接口的线路上均设置有相应的熔断器和继电器；故障检测装置包括处理器，处理器采集连接有检测各继电器线圈部分两端电压的继电器线圈检测单元，用于检测各继电器触点部分两端电压信号的继电器触点检测单元，以及用于检测各熔断器两端电压的熔断器检测单元。本发明所提供的技术方案，故障检测装置根据各继电器线圈部分和触点部分两端的电压，以及各熔断器两端的电压判断各继电器和熔断器是否出现故障，从而实现对各继电器和熔断器的故障检测。

Description

一种电动车辆及其高压供电系统和故障检测方法
技术领域
本发明属于电动车辆检测技术领域，具体涉及一种电动车辆及其高压供电系统和故障检测方法。
背景技术
节能环保和减少汽车污染是各国政府迫切要解决的重大问题，新能源汽车节能环保的特点，为解决该问题提供了有效方案。新能源汽车采用动力电池作为动力源，通过电机驱动车辆行驶，相比于以传统能源为动力的车俩，不仅能够减少空气污染，还具有噪音小等优点。
电动车辆上设有大量的高压用电设备和低压用电设备，这些设备都是充动力电池取电。为了方便对车辆上的用电设备进行控制和保护，在动力电池连接用电设备的供电线路上都设置有继电器和熔断器，这些器件通常设置在电动车辆上防护性良好的组件当中，如设置在电池包中或高压控制盒中。虽然继电器和熔断器等器件在正常工作时能够为高压供电系统带来积极的防护效果，但是当这些器件出现故障时，不容易检测出是哪些器件出现故障，以及出现什么类型的故障。
发明内容
本发明提供一种电动车辆及其高压供电系统和故障检测方法，用于对电动车辆高压供电线路的继电器和熔断器进行检测。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
高压供电系统方案1：一种设有故障检测的电动车辆高压供电系统，包括动力电池，动力电池连接有DC/DC接口和电附件接口，DC/DC接口用于连接DC/DC变换器，电附件接口用于连接各电附件；在动力电池连接DC/DC接口和电附件接口的线路上均设置有相应的熔断器和继电器；
还包括故障检测装置，故障检测装置包括处理器，处理器采集连接有检测各继电器线圈部分两端电压的继电器线圈检测单元，用于检测各继电器触点部分两端电压信号的继电器触点检测单元，以及用于检测各熔断器两端电压的熔断器检测单元；
处理器根据各熔断器两端的电压判断各熔断器是否熔断，根据各继电器线圈部分两端的电压和触点部分两端的电压，判断各继电器是否出现拒动或者误动。
本发明所提供的技术方案，在车辆高压供电系统中设置故障检测装置，检测各继电器线圈部分两端的电压，触点部分两端的电压，以及各熔断器两端的电压，并根据检测到的电压值判断各继电器和熔断器是否出现故障，从而实现对各继电器和熔断器的故障检测。
高压供电系统方案2：在高压供电系统方案1的基础上，所述电附件接口包括用于连接空调压缩机的空压机接口和用于连接加热电阻的加热电阻接口。
高压供电系统方案3：在高压供电系统方案1或2的基础上，还包括充电接口和/或控制器接口；所述动力电池还连接有充电接口，充电接口用于连接充电装置；所述控制器接口通过相应的熔断器和继电器连接动力电池。
高压供电系统方案4：在高压供电系统方案3的基础上，包括第一线路、第二线路、第三线路和第四线路，且各接口均设置有正极和负极；所述动力电池的正极连接第一线路，负极通过相应的继电器连接第四线路；所述DC/DC接口和充电接口的正极分别通过相应的熔断器连接第一线路，所述第二线路通过相应的继电器连接第一线路；所述第三线路和控制器接口的正极分别通过相应的熔断器连接第一线路；所述用电附件接口的正极分别通过对应的继电器连接第二线路；所述DC/DC接口、充电接口、电附件接口和处理器接口的负极连接第四线路。
高压供电系统方案5：在高压供电系统方案4的基础上，所述熔断器检测单元为电压检测单元，电压检测单元检测连接第一线路，DC/DC接口的正极接口，充电接口的正极，第三线路以及控制接口的正极接口。
设置少量的检测点，即可检测出各熔断器两端的电压信号，根据各熔断器两端的电压信号能够判断出各熔断器是否熔断。
高压供电系统方案6：在高压供电系统方案4或5的基础上，所述线圈检测单元为继电器线圈电压检测单元，用于检测各继电器线圈部分两端的电压；所述继电器触点检测单元为继电器触点电压检测单元，检测连接第二线路，用电附件接口正接口和第四线路。
设置少量的检测点即可检测出各继电器触点部分和线圈部分两端的电压信号，从而判断出各继电器是否产生误动或拒动。
车辆技术方案1：一种电动车辆，包括高压供电系统，高压供电系统包括动力电池，动力电池连接有DC/DC变换器和各电附件；在动力电池连接DC/DC变换器和电附件的线路上均设置有相应的熔断器和继电器；
还包括故障检测装置，故障检测装置包括处理器，处理器采集连接有检测各继电器线圈部分两端电压的继电器线圈检测单元，用于检测各继电器触点部分两端电压信号的继电器触点检测单元，以及用于检测各熔断器两端电压的熔断器检测单元；
处理器根据各熔断器两端的电压判断各熔断器是否熔断，根据各继电器线圈部分两端的电压和触点部分两端的电压，判断各继电器是否出现拒动或者误动。
车辆技术方案2：在车辆技术方案1的基础上，所述电附件包括空调压缩机和加热电阻。
车辆技术方案3：在车辆技术方案1或2的基础上，还包括充电接口和/或控制器；所述动力电池连接充电接口，充电接口用于连接充电装置；所述控制器通过相应的熔断器和继电器连接动力电池。
车辆技术方案4：在车辆技术方案3的基础上，包括第一线路、第二线路、第三线路和第四线路，且各连接动力电池的装置均设置有相应的正极和负极；所述动力电池的正极连接第一线路，负极通过相应的继电器连接第四线路；所述DC/DC变换器和充电接口的正极分别通过相应的熔断器连接第一线路，所述第二线路通过相应的继电器连接第一线路；所述第三线路和控制器的正极分别通过相应的熔断器连接第一线路；所述用电附件的正极分别通过对应的继电器连接第二线路；所述DC/DC变换器、充电接口、电附件和控制器的负极连接第四线路。
车辆技术方案5：在车辆技术方案4的基础上，所述熔断器检测单元为电压检测单元，电压检测单元检测连接第一线路，DC/DC变换器的正极接口，充电接口的正极，第三线路以及控制器的正极接口。
车辆技术方案6：在车辆技术方案4或5的基础上，所述线圈检测单元为继电器线圈电压检测单元，用于检测各继电器线圈部分两端的电压；所述继电器触点检测单元为继电器触点电压检测单元，检测连接第二线路，用电附件接口正极和第四线路。
一种电动车辆高压供电系统的故障检测方法，包括如下步骤：
(1)采集高压供电系统中各继电器触点部分两端的电压信号，线圈部分两端的电压信号，以及熔断器两端的电压信号；
(2)当继电器线圈部分两端的电压信号不一致时：如果继电器触点部分两端的电压信号不一致，则判断为继电器出现故障；
当继电器线圈部分两端的电压信号一致时：如果继电器触点部分两端的电压信号一致，则判断为继电器出现故障；
如果熔断器两端的电压信号不一致，则判断为熔断器被熔断。
附图说明
图1为车辆实施例中高压供电系统的电路图；
图2为车辆实施例中高压供电系统故障检测装置的结构示意图；
图3为车辆实施例中高压供电系统故障检测装置的故障判断逻辑图。
具体实施方式
本发明提供一种电动车辆及其高压供电系统和故障检测方法，用于对电动车辆高压供电线路的继电器和熔断器进行检测。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种设有故障检测的电动车辆高压供电系统，包括动力电池，动力电池连接有DC/DC接口和电附件接口，DC/DC接口用于连接DC/DC变换器，电附件接口用于连接各电附件；在动力电池连接DC/DC接口和电附件接口的线路上均设置有相应的熔断器和继电器；
还包括故障检测装置，故障检测装置包括处理器，处理器采集连接有检测各继电器线圈部分两端电压的继电器线圈检测单元，用于检测各继电器触点部分两端电压信号的继电器触点检测单元，以及用于检测各熔断器两端电压的熔断器检测单元；
处理器根据各熔断器两端的电压判断各熔断器是否熔断，根据各继电器线圈部分两端的电压和触点部分两端的电压，判断各继电器是否出现拒动或者误动。
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
车辆实施例：
本实施例提供一种电动车辆，包括高压供电系统，如图1所示，该高压供电系统设置有故障检测装置。
本实施例所提供的高压供电系统包括动力电池，第一供电线路，第二供电线路，第三供电线路和第四供电线路。动力电池的正极连接第一供电线路，第一供电线路通过第一继电器J1连接第二供电线路，第二供电线路通过第一熔断器L1连接第三供电线路，第四供电线路通过第二继电器J2连接动力电池的负极。
高压供电系统还包括用于连接DC/DC变换器高压侧的DC/DC接口，用于连接车辆动力电池充电装置的OBC接口，用于连接车辆电附件的电附件接口和用于连接控制单元MCU的控制接口，其中电附件接口包括用于空调压缩机接口和热电阻接口。上述各接口都包括相应的正极接口和负极接口。
DC/DC接口的正极接口通过第二熔断器L2连接第一供电线路，OBC接口的正极通过第三熔断器L3连接第一供电线路；空调压缩机接口的正极接口通过第三继电器J3连接第三供电线路，热电阻接口的正极接口通过第四继电器J4连接第三供电线路；控制接口的正极接口通过第四熔断器L4连接第二供电线路。DC/DC接口、OBC接口、空调压缩机接口、热电阻接口和控制接口的负极接口均连接第四供电线路。
在第一供电线路上设有电压检测点1，第二供电线路上设有电压检测点2，第一继电器J1线圈部分的供电线路上设有电压检测点3，第四熔断器L4连接控制接口正极接口线路上设置有检测点4，第三供电线路上设有电压检测点5，第三熔断器L3连接OBC接口正极接口线路上设有电压检测点6，第二熔断器L2连接DC/DC接口正极接口线路上设有电压检测点7，第四继电器J4线圈部分的供电线路上设有电压检测点8，第三继电器J3线圈部分的供电线路上设置有电压检测点9，第三继电器J3连接空调压缩机接口正极接口的线路上设置有电压检测点10，第四继电器J4连接连接热电阻接口正极接口的线路上设置有电压检测点11，第二继电器J2线圈部分的供电线路上设置有电压检测点12，第四供电线路上设置有电压检测点13，第二继电器J2连接动力电池负极的线路上设置有电压检测点14。
故障检测装置如图2所示，包括处理器，处理器采集连接有电压检测装置，电压检测装置检测连接上述各电压检测点，根据各电压检测点的电压信号，判断各继电器是否出现拒动或误动，以及各熔断器是否出现熔断故障，判断的流程如图3所示。
例如对于第一继电器J1，故障检测装置通过检测电压检测点2和电压检测点3的电压，判断其是否出现故障，判断方法为：以电压检测点14为参考点，如果检测到电压检测点2的电压为高电平，则将电压检测点的电位置1，反之置0；电压检测点3为继电器控制检测，以车身地作为参考点，检测到电压检测点3的电平为高电平，则将该点的电位置1，反之置0；将电压检测点2和电压检测点3的电位信号进行异或运算，根据计算结果判断第一继电器J1是否出现故障，故障分析的表格如表1所示。
表1
按照此判断方法，通过检测电压检测点9和电压检测点10的电压对第三继电器J3进行故障分析，通过检测电压检测点8和电压检测点11的电压对第四继电器J4进行故障分析；
根据电压检测点1、电压检测点12和电压检测点13的电压信号，对第二继电器J2进行故障分析，分析的方法为：以电压检测点13作为参考点，如果电压检测点1的电压为高电平，则将电压检测点13的电位置1，反之置0；电压检测点12以车身地作为参考点，如果电压检测点12的电位为高电平，则将电压检测点12的电位置1，反之置0；将电压检测点12和电压检测点13的电位信号进行异或运算，根据计算结果判断第二继电器J2是否出现故障，故障分析的表格如表2所示。
表2
对于熔断器，根据各熔断器两端的电压信号，判断各熔断器是否被熔断：如果某个熔断器的前端有电压而后端没电压，则判定为熔断器熔断；
如对于第一熔断器L1，如果检测到电压检测点2相对于电压检测点14为高电平，则将电压检测点2的电位置1，否则置0；如果检测到电压检测点5相对于电压检测点14为高电平，则将电压检测点5的电位置1，否则置0；将电压检测点2和电压检测点5的电位信号进行与非运算，根据计算结果判断第一熔断器L1是否出现故障，故障分析的表格如表3所示。
表3
按照上述判断方法对各继电器和熔断器进行故障分析，得到整车的高压系统故障列表，如表4所示。
表4
本实施例所提供的电动车辆，其高压供电系统设有用于连接DC/DC变换器的DC/DC接口和用于连接充电装置的OBC接口，电附件接口包括空调压缩机接口和PTC接口；作为其他实施方式，电附件接口还可以设置其他接口，如用于连接冷凝器的接口等。
高压供电系统实施例：
本实施例提供一种电动车辆的高压供电系统，与上述电动车辆实施例中的高压供电系统相同，在车辆实施例中已经做了详细介绍，这里不多做说明。
方法实施例：
本实施例提供一种电动车辆高压供电系统的故障检测方法，与上述电动车辆实施例中高压供电系统的故障检测方法相同，在车辆实施例中已经做了详细介绍，这里不多做说明。

Claims (10)

1.一种电动车辆高压供电系统，包括动力电池，动力电池连接有DC/DC接口和电附件接口，DC/DC接口用于连接DC/DC变换器，电附件接口用于连接各电附件；在动力电池连接DC/DC接口和电附件接口的线路上均设置有相应的熔断器和继电器；
其特征在于，还包括故障检测装置，故障检测装置包括处理器，处理器采集连接有检测各继电器线圈部分两端电压的继电器线圈检测单元，用于检测各继电器触点部分两端电压信号的继电器触点检测单元，以及用于检测各熔断器两端电压的熔断器检测单元；
处理器根据各熔断器两端的电压判断各熔断器是否熔断，根据各继电器线圈部分两端的电压和触点部分两端的电压，判断各继电器是否出现拒动或者误动。
2.根据权利要求1所述的一种电动车辆高压供电系统，其特征在于，所述电附件接口包括用于连接空调压缩机的空压机接口和用于连接加热电阻的加热电阻接口。
3.根据权利要求1或2所述的一种电动车辆高压供电系统，其特征在于，还包括充电接口和/或控制器接口；所述动力电池还连接充电接口，充电接口用于连接充电装置；所述控制器接口通过相应的熔断器和继电器连接动力电池。
4.根据权利要求3所述的一种电动车辆高压供电系统，其特征在于，包括第一线路、第二线路、第三线路和第四线路，且各接口均设置有正极和负极；所述动力电池的正极连接第一线路，负极通过相应的继电器连接第四线路；所述DC/DC接口和充电接口的正极分别通过相应的熔断器连接第一线路，所述第二线路通过相应的继电器连接第一线路；所述第三线路和控制器接口的正极分别通过相应的熔断器连接第一线路；所述用电附件接口的正极分别通过对应的继电器连接第二线路；所述DC/DC接口、充电接口、电附件接口和控制器接口的负极连接第四线路。
5.根据权利要求4所述的一种电动车辆高压供电系统，其特征在于，所述熔断器检测单元为电压检测单元，电压检测单元检测连接第一线路，DC/DC接口的正极接口，充电接口的正极，第三线路以及控制接口的正极接口。
6.根据权利要求4或5所述的一种电动车辆高压供电系统，其特征在于，所述线圈检测单元为继电器线圈电压检测单元，用于检测各继电器线圈部分两端的电压；所述继电器触点检测单元为继电器触点电压检测单元，检测连接第二线路，用电附件接口正极接口和第四线路。
7.一种电动车辆，包括高压供电系统，高压供电系统包括动力电池，动力电池连接有DC/DC变换器和各电附件；在动力电池连接DC/DC变换器和电附件的线路上均设置有相应的熔断器和继电器；
其特征在于，还包括故障检测装置，故障检测装置包括处理器，处理器采集连接有检测各继电器线圈部分两端电压的继电器线圈检测单元，用于检测各继电器触点部分两端电压信号的继电器触点检测单元，以及用于检测各熔断器两端电压的熔断器检测单元；
处理器根据各熔断器两端的电压判断各熔断器是否熔断，根据各继电器线圈部分两端的电压和触点部分两端的电压，判断各继电器是否出现拒动或者误动。
8.根据权利要求7所述的一种电动车辆，其特征在于，所述电附件包括空调压缩机和加热电阻。
9.根据权利要求7或8所述的一种电动车辆，其特征在于，还包括充电接口和/或控制器；所述动力电池连接充电接口，充电接口用于连接充电装置；所述控制器通过相应的熔断器和继电器连接动力电池。
10.一种电动车辆高压供电系统的故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采集高压供电系统中各继电器触点部分两端的电压信号，线圈部分两端的电压信号，以及熔断器两端的电压信号；
(2)当继电器线圈部分两端的电压信号不一致时：如果继电器触点部分两端的电压信号不一致，则判断为继电器出现故障；
当继电器线圈部分两端的电压信号一致时：如果继电器触点部分两端的电压信号一致，则判断为继电器出现故障；
如果熔断器两端的电压信号不一致，则判断为熔断器被熔断。
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