CN110014837B - 高压互锁检测装置及具有该高压互锁检测装置的电动车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了高压互锁检测装置及具有该高压互锁检测装置的电动车，高压互锁检测装置包括主控制器、与主控制器串接的至少一个检测模块；检测模块包括：互相连接的被测件、高压单元；主控制器发出至少两路第一低压差分信号传输至检测模块，通过被测件传输至高压单元，通过高压单元回传至被测件，并回传一第二低压差分信号至主控制器；主控制器接收第二低压差分信号，判断第一低压差分信号与第二低压差分信号是否一致，以检测被测件与所述高压单元是否断路。本发明的高压互锁检测装置采用差分通信的方式，传输距离远，抗干扰能力强，可以遍布整车各个控制器，不受线束长度影响。

Description

高压互锁检测装置及具有该高压互锁检测装置的电动车
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及高压互锁检测装置及具有该高压互锁检测装置的电动车。
背景技术
近年来，随着社会经济的快速增长，能源与环保问题日益突出，世界各国逐渐将目光投向环保和节能的新能源汽车。时至今日，新能源汽车已成为各大车企争先夺取的高地，中国的新能源汽车保有量也越来越高。随着新能源汽车技术的发展以及新能源汽车保有量的大幅提升，人们对新能源汽车的智能性与安全性也提出了越来越高的要求。
以电动汽车为例，相对于传统汽车而言，电动汽车的一个重要特点就是车内装有能保证足够动力性能的高压系统，包括了充电系统、配电箱、储能系统(动力电池)、动力系统(即驱动电机)等高压部件。由此而存在的高压电伤害隐患完全有别于传统汽车，其高达300V以上的电压以及可能达到数十、甚至数百安培的电流随时考验着车载高压用电器的使用安全。因此，需要设置有相应的高压互锁回路，在异常使用时(例如碰撞、非正常操作断开高压连接器等)，采用高压互锁、高压泄放(主动放电、被动放电)保障使用安全。
高压互锁，也指危险电压互锁回路(HVIL-Hazardous Voltage Interlock Loop)，通过使用电气小信号，来检查整个高压产品、导线、连接器及护盖的电气完整性(连续性)，识别回路异常断开时，及时断开高压电。现有的主流技术方案是电压检测法，通过比对主控制发出与接收的电压值来判断回路的电气完整性。这样的方案一个很大的问题是，过长的回路上的线束会产生较大的压降，影响回读的电压值，从而影响判断。
因此，本发明提供了高压互锁检测装置及具有该高压互锁检测装置的电动车，该技术方案简单可靠，对主控制器的电路要求低；该技术方案的检测线束采用差分通信的方式，传输距离较远，抗干扰能力强，因此可以遍布整车各个控制器，不受线束长度影响；该技术方案可以控制主控器检测报文的发送与停止，降低了检测回路的功耗。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供高压互锁检测装置及具有该高压互锁检测装置的电动车。
本发明的一方面，公开了高压互锁检测装置，所述高压互锁检测装置包括：主控制器、与所述主控制器串接的至少一个检测模块；
所述检测模块包括：互相连接的被测件、高压单元；
所述主控制器发出至少两路第一低压差分信号传输至所述检测模块，通过所述被测件传输至所述高压单元，通过所述高压单元回传至所述被测件，并回传一第二低压差分信号至所述主控制器；
所述主控制器接收所述第二低压差分信号，判断所述第一低压差分信号与所述第二低压差分信号是否一致，以检测所述被测件与所述高压单元是否断路。
优选地，所述主控制器的输出端与输入端分别设置有第一低压接插件、第二低压接插件；
所述被测件的两端分别设置有第三低压接插件、第四低压接插件；
所述第一低压接插件、第二低压接插件分别与所述第三低压接插件、第四低压接插件连接，从而连接所述主控制器及所述检测模块。
优选地，所述被测件上设置有第五低压接插件；
所述第三低压接插件、第四低压接插件分别连接至所述第五低压接插件的输入针脚、输出针脚，从而旁路所述被测件。
优选地，所述高压单元上设置有高压接插件；
所述第五低压接插件的输入针脚、输出针脚分别连接至所述高压接插件的输入针脚、输出针脚，从而连接所述被测件及所述高压单元。
优选地，所述第一低压接插件、所述第二低压接插件、所述第三低压接插件及所述第四低压接插件包括两个针脚；
所述第五低压接插件、所述高压接插件包括四个针脚。
优选地，所述高压接插件的针脚长度大于所述第一低压接插件、所述第二低压接插件、所述第三低压接插件、所述第四低压接插件及所述第五低压接插件的针脚长度。
优选地，所述第一低压接插件、所述第二低压接插件、所述第三低压接插件、所述第四低压接插件及所述第五低压接插件之间通过低压线束互相连接。
优选地，所述低压线束为双线线束。
优选地，所述检测模块为一个或多个。
本发明的另一方面，公开了一种电动车，包括如上所述的高压互锁检测装置。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.本发明提供的高压互锁检测装置及具有该高压互锁检测装置的电动车，技术方案简单可靠，对主控制器的电路要求低；
2.本发明提供的高压互锁检测装置及具有该高压互锁检测装置的电动车，检测线束采用差分通信的方式，传输距离较远，抗干扰能力强，因此可以遍布整车各个控制器，不受线束长度影响；
3.本发明提供的高压互锁检测装置及具有该高压互锁检测装置的电动车，可以控制主控器检测报文的发送与停止，降低了检测回路的功耗。
附图说明
图1为符合本发明一优选实施例的高压互锁检测装置的电路示意图。
附图标记：
100-高压互锁检测装置；
11-主控制器；
12-检测模块；
13-被测件；
14-高压单元；
15-第一低压接插件；
16-第二低压接插件；
17-第三低压接插件；
18-第四低压接插件；
19-第五低压接插件；
20-高压接插件。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
参考图1，本发明的高压互锁检测装置100，包括：主控制器11、与主控制器11串接的至少一个检测模块12；
检测模块12包括：互相连接的被测件13、高压单元14；
主控制器11发出至少两路第一低压差分信号传输至检测模块12，通过被测件13传输至高压单元14，通过高压单元14回传至被测件13，并回传一第二低压差分信号至主控制器11；
主控制器11接收第二低压差分信号，判断第一低压差分信号与第二低压差分信号是否一致，以检测被测件13与所述高压单元14是否断路。
本发明的技术方案是采用低压差分信号监视电动汽车高压回路完整性的一种安全设计方法，通过采用低压差分信号来监视电动汽车上所有与高压母线相连的各分路，包括整个高压产品、导线、连接器及护盖等系统回路的电气连接完整性(连续性)。当整个动力系统高圧回路连接断开或者完整性受到破坏的时候，启动安全措施，如报警或断开高压回路等。由于电动车动力系统是由多个子系统组成的，他们两两之间都是靠高压连接器相互连接，同时运行的环境十分恶劣，大多数工况处在振动与冲击条件下，因此本发明的高压互锁设计是确保人员安全和车辆设备安全运行的关键。
具体地，本发明的低压检测回路通过主控制器11发出至少两路第一低压差分信号，第一低压差分信号传输至检测模块12，第一低压差分信号通过被测件13传输至高压单元14，再通过高压单元14回传至被测件13，并最终回传一第二低压差分信号至主控制器11；主控制器11接收第二低压差分信号，比较并判断第一低压差分信号与第二低压差分信号是否一致，以检测被测件13与所述高压单元14是否断路。
主控制器11，通常是电动汽车电池管理系统的主ECU(Electronic ControlUnit)，负责发送第一低压差分信号，以及接收第二低压差分信号，比较并判断第一低压差分信号与第二低压差分信号是否一致，以检测被测件13与所述高压单元14是否断路。主控制器11的输出端设置有第一低压接插件15，输入端设置有第二低压接插件16，第一低压接插件15、第二低压接插件16用于连接主控制器11与检测模块12之间的低压回路，第一低压接插件15、第二低压接插件16分别与被测件13的第三低压接插件17、第四低压接插件18连接，从而连接主控制器11及检测模块12。第一低压接插件15与第三低压接插件17及第二低压接插件16与第四低压接插件18之间的低压回路采用低压双线线束连接。
检测模块12，与主控制器11串接。低压检测回路中可以包括一个或多个检测模块12，如图1所示，低压检测回路中包括两个检测模块12。检测模块12包括互相连接的被测件13及高压单元14，被测件13及高压单元14可以是高压器件或高压电路或高压端口等，例如，被测件13为一高压器件，高压单元14为一高压端口。
被测件13的两端分别设置有第三低压接插件17、第四低压接插件18，第三低压接插件17、第四低压接插件18用于连接主控制器11与检测模块12之间的低压回路，第三低压接插件17、第四低压接插件18分别与主控制器11的第一低压接插件15、第二低压接插件16连接，从而连接主控制器11及检测模块12。
被测件13上还设置有第五低压接插件19，第五低压接插件19一端连接至高压单元14，另一端与被测件13上的第三低压接插件17、第四低压接插件18连接，从而旁路被测件13。第五低压接插件19包括输入针脚、输出针脚，第三低压接插件17、第四低压接插件18分别连接至第五低压接插件19的输入针脚、输出针脚。第五低压接插件19的输入针脚、输出针脚与第三低压接插件17、第四低压接插件18之间的低压回路采用低压双线线束连接。
高压单元14上设置有高压接插件20，高压接插件20连接至第五低压接插件19。高压接插件20也包括输入针脚、输出针脚，第五低压接插件19的输入针脚、输出针脚分别连接至高压接插件20的输入针脚、输出针脚，从而连接被测件13及所述高压单元14。
在一优选实施例中，第一低压接插件15、第二低压接插件16、第三低压接插件17及第四低压接插件18包括两个针脚，第五低压接插件19、高压接插件20包括四个针脚，分别为两个输入针脚、两个输出针脚。即，主控制器11的输出端与输入端的第一低压接插件15、第二低压接插件16的各两个针脚分别连接至被测件13的第三低压接插件17、第四低压接插件18的各两个针脚；第三低压接插件17、第四低压接插件18的各两个针脚分别连接至第五低压接插件19的两个输入针脚、两个输出针脚；第五低压接插件19的两个输入针脚、两个输出针脚分别连接至高压接插件20的两个输入针脚、两个输出针脚。
在一优选实施例中，高压接插件20的针脚长达大于低压接插件的针脚长度，即，高压接插件20的针脚长度大于第一低压接插件15、第二低压接插件16、第三低压接插件17、第四低压接插件18及第五低压接插件19的针脚长度。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种低压接插件，但这些低压接插件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的低压接插件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一低压接插件也可以被称为第二低压接插件，类似地，第二低压接插件也可以被称为第一低压接插件。
在一优选实施例中，第一低压接插件15、第二低压接插件16、第三低压接插件17、第四低压接插件18及第五低压接插件19之间通过低压双线线束互相连接。
此外，本发明的低压检测回路的信息传递动作必须领先于高压回路断开的动作。理论上，低压检测回路比高压先接通，后断开，中间保持必要的提前量，时间长短可以根据具体情形确定。高压互锁系统在识别到危险时，整个控制器应根据危险时的行车状态及故障危险程度运用合理的安全策略，这些策略包括以下几点：
1)故障报警。无论电动汽车在何种状态，高压互锁系统在识别到危险时，车辆应该对危险情况做出报警提示，需要仪表或指示器以声或光报警的形式提醒驾驶员，让驾驶员注意车辆的异常情况，以便及时处理，避免发生安全事故。
2)切断高压源。当电动汽车在停止状态时，高压互锁系统在识别严重危险情况时，除了进行故障报警，还应通知系统控制器断开自动断路器，使高压源被彻底切断，避免可能发生的高压危险，确保财产和人身安全。
3)降功率运行。电动汽车在高速行车过程中，高压互锁系统在识别到危险情况时，不能马上切断高压源，应首先通过报警提示驾驶员，然后让控制系统降低电机的运行功率，使车辆速度降下来，以使整车高压系统在负荷较小的情况下运行，尽量降低发生高压危险的可能性，同时也允许驾驶员能够将车辆停到安全地方
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种高压互锁检测装置，其特征在于，
所述高压互锁检测装置包括：主控制器、与所述主控制器串接的至少一个检测模块；
所述检测模块包括：互相连接的被测件、高压单元；
所述主控制器发出至少两路第一低压差分信号传输至所述检测模块，通过所述被测件传输至所述高压单元，通过所述高压单元回传至所述被测件，并回传一第二低压差分信号至所述主控制器；
所述主控制器接收所述第二低压差分信号，判断所述第一低压差分信号与所述第二低压差分信号是否一致，以检测所述被测件与所述高压单元是否断路。
2.如权利要求1所述的高压互锁检测装置，其特征在于，
所述主控制器的输出端与输入端分别设置有第一低压接插件、第二低压接插件；
所述被测件的两端分别设置有第三低压接插件、第四低压接插件；
所述第一低压接插件、第二低压接插件分别与所述第三低压接插件、第四低压接插件连接，从而连接所述主控制器及所述检测模块。
3.如权利要求2所述的高压互锁检测装置，其特征在于，
所述被测件上设置有第五低压接插件；
所述第三低压接插件、第四低压接插件分别连接至所述第五低压接插件的输入针脚、输出针脚，从而旁路所述被测件。
4.如权利要求3所述的高压互锁检测装置，其特征在于，
所述高压单元上设置有高压接插件；
所述第五低压接插件的输入针脚、输出针脚分别连接至所述高压接插件的输入针脚、输出针脚，从而连接所述被测件及所述高压单元。
5.如权利要求4所述的高压互锁检测装置，其特征在于，
所述第一低压接插件、所述第二低压接插件、所述第三低压接插件及所述第四低压接插件包括两个针脚；
所述第五低压接插件、所述高压接插件包括四个针脚。
6.如权利要求4所述的高压互锁检测装置，其特征在于，
所述高压接插件的针脚长度大于所述第一低压接插件、所述第二低压接插件、所述第三低压接插件、所述第四低压接插件及所述第五低压接插件的针脚长度。
7.如权利要求4所述的高压互锁检测装置，其特征在于，
所述第一低压接插件、所述第二低压接插件、所述第三低压接插件、所述第四低压接插件及所述第五低压接插件之间通过低压线束互相连接。
8.如权利要求7所述的高压互锁检测装置，其特征在于，
所述低压线束为双线线束。
9.如权利要求1所述的高压互锁检测装置，其特征在于，
所述检测模块为一个或多个。
10.一种电动车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的高压互锁检测装置。
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