CN113219376B - 高压互锁检测电路及故障检测方法 - Google Patents

高压互锁检测电路及故障检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的高压互锁检测电路及故障检测方法，预先设定开路故障电压阈值及短路故障电压阈值，通过控制控制检测开关电路中可控开关通断，逐级检测，可实时对整个高压回路连接状态检测，能够有效检测出高压部件接触不良的早期互锁故障，避免高压部件在接触不良的情况下带病工作。由于是各个控制检测开关电路和与其连接的高压部件的独立检测，同时还可以有效检测出高压互锁回路故障发生点，避免人为对每段线路和每个高压部件进行排查，进而有效地提高故障排查效率。

Description

高压互锁检测电路及故障检测方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车高压互锁回路检测领域，具体涉及高压互锁检测电路及故障检测方法。
背景技术
新能源汽车和动力混合汽车等具有多个高压部件,随着新能源汽车行业的迅速发展，汽车电池的电压和能量也越来越大，其电压一般在300-800V不等，远高于国标规定的安全电压直流30伏和交流60伏，为了确保人身与设备安全，需要对车辆的高压互锁电路进行检测，判断高压互锁电路的连接是否正常。
高压互锁回路检测是用于判断整个高压系统回路上的接插件是否接触牢靠，以在高压系统回路中某个部件断开或者接触不良时，启动整车高压系统安全措施。
但是，现有高压互锁回路检测技术中，无法诊断高压部件接触不良的早期互锁故障，往往要到某个高压部件真正断开时才能诊断出来；并且高压互锁开路故障发生后，无法精准定位故障位置，需要人工对每个高压部件进行排查，检测效率低下，浪费人力物力。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供高压互锁检测电路，能够检测出高压部件接触不良的早期互锁故障；同时还可以有效检测出高压互锁回路开路故障发生位置。
本发明解决的技术问题是提供故障检测方法，能够检测出高压部件接触不良的早期互锁故障；同时还可以有效检测出高压互锁回路开路故障发生位置。
本发明公开的高压互锁检测电路，包含检测单元；
所述检测单元包括模拟采集电路和总检测开关电路；
所述模拟采集电路包含电压源和上拉电阻；所述模拟采集电路的电压源与上拉电阻上端电连接；
所述总检测开关电路包含总分压电阻和总可控开关；总分压电阻下端与总可控开关上端串联，总可控开关下端接地；
所述模拟采集电路的上拉电阻下端被用于与N个检测开关电路中的第一个检测开关电路的分压电阻上端电连接；所述总检测开关电路的总分压电阻上端被用于与N个检测开关电路中的第N检测开关电路的分压电阻上端电连接；
总可控开关被用于被CAN通信电路控制接通或断开。
进一步地，总分压电阻电阻值与分压电阻电阻值相等。
进一步地，电压源为5v。
高压互锁检测电路的故障检测方法，包括以下步骤：
1)高压互锁回路整体状态检测
检测单元通过CAN通讯电路发送检测开关控制指令ID＝0，控制总检测开关电路中总可控开关闭合，其余所有检测开关电路中可控开关断开；
此时模拟采集电路得到一个电压值UAD；
当UAD>＝UADmax，则判定为高压互锁整体回路开路故障；
当UAD＝<UADmin，则判定整个高压互锁回路对地短路故障；
当UAD电压值介于UADmax和UADmin范围内，则判定整个高压互锁回路正常；
UADmax为设定的开路故障电压阈值，UAdmin为设定的短路故障电压阈值；
2)各高压部件互锁回路状态检测方法
当高压互锁电路整体报开路故障后，
21)用n表示控制检测开关电路标签，初始设置n＝1；
22)检测单元首先通过CAN通讯电路发送检测开关选定指令nID＝n，第nID标注的控制检测开关电路中可控开关闭合，其余所有控制检测开关电路中可控开关断开,总检测开关电路中总可控开关断开；
此时模拟采集电路得到一个电压UAD；
当UAD>＝UADmax时，若n＝1,则判定第一高压部件与检测单元之间高压互锁回路开路故障；或者，若n>＝2,则判定第N高压部件与第N-1高压部件之间高压互锁回路开路故障；结束检测；
反之，若n＝1,判定第一高压部件与检测单元之间高压互锁回路正常；或者，若n>＝2,判定第N高压部件与第N-1高压部件之间高压互锁回路正常；
判断nID值是否等于N；否，设置n值加1，重复步骤22)；是，判断第N高压部件N与检测单元间存在高压互锁开路故障；结束检测。
进一步地，其中UAD max按如下公式获得：
Figure BDA0003046655990000031
其中UAD min按如下公式获得：
Figure BDA0003046655990000032
R开为预设的开路最低接触电阻，R短为预设的短地最低电阻，U电为模拟采集电路的电压源电压值，R3为当分压电阻与总分压电阻阻值相等时的电阻值。
本发明有益技术效果为：预先设定UADmax为开路故障电压阈值，UAdmin为短路故障电压阈值，通过控制控制检测开关电路中可控开关通断，逐级检测，可实时对整个高压回路连接状态进行检测，该技术能够有效检测出高压部件接触不良的早期互锁故障，避免高压部件在接触不良的情况下带病工作。由于是各个控制检测开关电路与与其连接的高压部件的独立检测，同时还可以有效检测出高压互锁回路故障发生点，避免人为对每段线路和每个高压部件进行排查，进而有效地提高故障排查效率。
附图说明
图1是本发明高压互锁检测电路结构图；
图2是本发明高压互锁开路模拟采集等效图；
图3是本发明高压互锁短地模拟采集等效图；
图4是检测单元与各高压部件的检测开关控制流程示意图；
图5是高压互锁整体状态检测流程示意图；
图6是各高压部件间互锁状态检测流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
在高压系统电路中，包含CAN通信电路和N个检测开关电路。
检测开关电路包含分压电阻R3和可控开关；分压电阻R3下端被用于与一个高压部件串联，再与可控开关上端串联，可控开关下端接地；N个检测开关电路的分压电阻R3上端彼此电连接；N个检测开关电路包含第一检测开关电路1、第二检测开关电路2、第三检测开关电路3，一直到第N检测开关电路n；第一检测开关电路1含分压电阻R3和第一可控开关S1,第二检测开关电路2含分压电阻R3和第二可控开关S2，第三检测开关电路3含分压电阻R3和第三可控开关S3，直到第N检测开关电路n含分压电阻R3和第N可控开关Sn；第一检测开关电路1的分压电阻R3下端与第一高压部件1串联；第二检测开关电路2的分压电阻R3下端与第二高压部件2串联；第三检测开关电路3的分压电阻R3下端与第三高压部件3串联；一直到第N检测开关电路n的分压电阻R3下端与第N高压部件N串联。
CAN通信电路控制N个可控开关的接通或断开。
本发明公开的高压互锁检测电路，包含检测单元；
检测单元包括模拟采集电路0和总检测开关电路T；
模拟采集电路0包含电压源和上拉电阻R1；模拟采集电路0的电压源与上拉电阻R1上端电连接；
总检测开关电路T包含总分压电阻R3和总可控开关S0；总分压电阻R3下端与总可控开关上端串联，总可控开关下端接地；
模拟采集电路0的上拉电阻R1下端被用于与第一检测开关电路01的分压电阻R3上端电连接；总检测开关电路T的总分压电阻R03上端被用于与第N检测开关电路0n中的分压电阻R3上端电连接；
总可控开关S0被用于被CAN通信电路控制接通或断开。
总分压电阻R03与分压电阻R3相等，电压源为5v。
本发明还公开了采用高压互锁检测电路的故障检测方法，包括以下步骤：
1)高压互锁回路整体状态检测
检测单元通过CAN通讯电路发送检测开关控制指令ID＝0，控制总检测开关电路T中总可控开关S0闭合，其余所有检测开关电路中可控开关断开；
此时模拟采集电路得到一个电压值UAD；
当UAD>＝UADmax，则判定为高压互锁整体回路开路故障；
当UAD＝<UADmin，则判定整个高压互锁回路对地短路故障；
当UAD电压值介于UADmax和UADmin范围内，则判定整个高压互锁回路正常；
UADmax为设定的开路故障电压阈值，UAdmin为设定的短路故障电压阈值；
其中UAD max按如下公式获得：
Figure BDA0003046655990000051
其中UAD min按如下公式获得：
Figure BDA0003046655990000052
R开为预设的开路最低接触电阻，R短为预设的短地最低电阻，U电为模拟采集电路1的电压源电压值，R3为当分压电阻R3与总分压电阻R03阻值相等时的电阻值。
2)各高压部件互锁回路状态检测方法
当高压互锁电路整体报开路故障后，
21)用n表示控制检测开关电路标签，初始设置n＝1；
22)检测单元首先通过CAN通讯电路发送检测开关选定指令nID＝n，第nID标注的控制检测开关电路中可控开关闭合，其余所有控制检测开关电路中可控开关断开,总检测开关电路T中总可控开关S0断开；
此时模拟采集电路得到一个电压UAD；
当UAD>＝UADmax时，若n＝1,则判定第一高压部件与检测单元之间高压互锁回路开路故障；或者，若n>＝2,则判定第N高压部件与第N-1高压部件之间高压互锁回路开路故障；结束检测；
反之，若n＝1,判定第一高压部件与检测单元之间高压互锁回路正常；或者，若n>＝2,判定第N高压部件与第N-1高压部件之间高压互锁回路正常；
判断nID值是否等于N；否，设置n值加1，重复步骤22)；是，判断第N高压部件N与检测单元间存在高压互锁开路故障；结束检测。
本发明提供一种高压互锁检测电路及其故障检测方法，不仅能够实现整车高压互锁回路精准检测和故障诊断，同时结构简单，成本较目前市场上的高压互锁检测电路降低30％以上。

Claims (4)

1.高压互锁检测电路，其特征在于：包含检测单元；
所述检测单元包括模拟采集电路(0)和总检测开关电路(T)；
所述模拟采集电路(0)包含电压源和上拉电阻(R1)；所述模拟采集电路(0)的电压源与上拉电阻(R1)上端电连接；
所述总检测开关电路(T)包含总分压电阻(R03)和总可控开关(S0)；总分压电阻(R03)下端与总可控开关上端串联，总可控开关下端接地；
所述模拟采集电路(0)的上拉电阻(R1)下端被用于与N个检测开关电路中的第一个检测开关电路(01)的分压电阻(R3)上端电连接；所述总检测开关电路(T)的总分压电阻(R03)上端被用于与N个检测开关电路中的第N检测开关电路(0n)的分压电阻(R3)上端电连接；所述分压电阻(R3)下端电连接可控开关，所述可控开关另一端接地；
总可控开关(S0)被用于被CAN通信电路控制接通或断开；
检测包括：
1)高压互锁回路整体状态检测
检测单元通过CAN通讯电路发送检测开关控制指令ID＝0，控制总检测开关电路(T)中总可控开关(S0)闭合，其余所有检测开关电路中可控开关断开；
此时模拟采集电路得到一个电压值UAD；
当UAD≥UADmax，则判定为高压互锁整体回路开路故障；
当UAD≤UADmin，则判定整个高压互锁回路对地短路故障；
当UAD电压值介于UADmax和UADmin范围内，则判定整个高压互锁回路正常；
UADmax为设定的开路故障电压阈值，UAdmin为设定的短路故障电压阈值；
2)各高压部件互锁回路状态检测
当高压互锁电路整体报开路故障后，
21)用n表示控制检测开关电路标签，初始设置n＝1；
22)检测单元首先通过CAN通讯电路发送检测开关选定指令nID＝n，第nID标注的控制检测开关电路中可控开关闭合，其余所有控制检测开关电路中可控开关断开,总检测开关电路(T)中总可控开关(S0)断开；
此时模拟采集电路得到一个电压UAD；
当UAD≥UADmax时，若n＝1,则判定第一高压部件与检测单元之间高压互锁回路开路故障；或者，若n≥2,则判定第N高压部件与第N-1高压部件之间高压互锁回路开路故障；结束检测；
反之，若n＝1,判定第一高压部件与检测单元之间高压互锁回路正常；或者，若n≥2,判定第N高压部件与第N-1高压部件之间高压互锁回路正常；
判断nID值是否等于N；否，设置n值加1，重复步骤22)；是，判断第N高压部件与检测单元间存在高压互锁开路故障；结束检测。
2.如权利要求1所述的高压互锁检测电路，其特征在于：总分压电阻(R03)电阻值与分压电阻(R3)电阻值相等。
3.如权利要求2所述的高压互锁检测电路，其特征在于：电压源为5v。
4.如权利要求1所述的高压互锁检测电路，其特征在于：其中UADmax按如下公式获得：
Figure FDA0004029238400000031
其中UADmin按如下公式获得：
Figure FDA0004029238400000032
R开为预设的开路最低接触电阻，R短为预设的短地最低电阻，U电为模拟采集电路(0)的电压源电压值，R3为当分压电阻(R3)与总分压电阻(R03)阻值相等时的电阻值。
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