CN113504490A - 一种高压互锁故障检测系统及检测方法 - Google Patents

一种高压互锁故障检测系统及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新能源汽车故障检测技术领域，提供一种高压互锁故障检测系统及检测方法，所述系统包括：整车控制器，用于连接高压组件及高压故障检测模块，并根据高压组件状态数据和电位差数据来确定高压组件是否存在故障；高压故障检测模块，用于检测高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接是否存在故障；高压故障检测模块包括信号采集单元、电位测量单元、数据处理单元；信号采集单元，用于采集高压组件状态数据；电位测量单元，用于测量连接高压组件的低压互锁线连接端点相对基准电压的电位差；数据处理单元，用于接收高压组件状态数据和电位差数据，并将数据计算处理后发送至整车控制器。本发明能够通过检测信号精确判断并显示故障点位置。

Description

一种高压互锁故障检测系统及检测方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车故障检测技术领域，特别涉及一种高压互锁故障检测系统及检测方法。
背景技术
新能源汽车是目前乘用车领域的热门发展方向之一，新能源汽车与传统燃油车有明显的不同，尤其是新能源汽车不会像燃油车一样能通过明显的抖动、气味、热量等途径感知到其工作情况，判断车辆安全状态。且新能源汽车采用大于人体安全电压(60V)的高压系统为驱动电机、空调压缩机等高压组件供电，为了保证各个用电器高压线束连接到位以防止意外接触到漏电(相当于燃油泄漏)，以及异常状态情况下(例如碰撞损坏、非正常操作断开高压用电器等)的安全，仅仅靠检测、目视检查显得不足。因此，为了提高车辆安全性必须设置高压互锁回路，通过低压信号检测车辆上各高压组件的完整性，防止振动或碰撞等使高压插头脱落或其他情况引起触电风险。
目前的高压互锁故障检测系统只能检测整个互锁回路是否完整，而不能准确判断断路点的位置，一旦出现断路故障，维修人员必须按照电路资料人为检测判断故障点的位置，费时费力，维修难度大。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种高压互锁故障检测系统及检测方法，该高压互锁故障检测系统及检测方法能够通过检测信号精确判断并显示故障点位置，方便维修人员进行故障检修。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种高压互锁故障检测系统，所述高压互锁故障检测系统包括：整车控制器，用于通过CAN总线连接高压组件及高压故障检测模块，并根据高压组件状态数据和电位差数据来确定高压组件是否存在故障；
所述高压组件包括电机控制器、驱动电机、车载充电机、电动空调压缩机、PTC加热器、DC/DC、动力电池中的至少一个；
所述高压故障检测模块，用于检测高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接是否存在故障；
所述高压故障检测模块包括信号采集单元、电位测量单元、数据处理单元；所述信号采集单元，用于采集高压组件状态数据，将高压组件状态数据发送至所述数据处理单元；所述电位测量单元，用于测量连接高压组件的低压互锁线连接端点相对基准电压的电位差，将测量的电位差数据发送至所述数据处理单元；所述数据处理单元，用于接收高压组件状态数据和电位差数据，并将数据计算处理后发送至所述整车控制器。
进一步地，所述数据处理单元，还用于判断连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差是否小于等于阈值；若连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差小于等于阈值，则输出无低压互锁线连接故障信息；若连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差大于阈值，则输出低压互锁线连接故障信息和发生故障的低压互锁线连接端点位置信息。
进一步地，连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差小于等于阈值，则判断通过从所述信号采集单元发送至所述数据处理单元的高压组件状态数据是否异常；当出现异常，则输出高压组件故障信息和对应的高压组件位置和类型信息；当未出现异常，则输出高压组件运行正常信息。
进一步地，所述高压组件的低压互锁线由高压组件插座的互锁针和高压插头的互锁针对插连通形成；所述高压插头上设置有一个插头电阻，高压互锁回路中的插头电阻阻值均相同。
进一步地，当高压互锁回路正常时，所有所述插头电阻平分基准电压。
一种高压互锁故障检测方法，包括以下步骤：
S1，通过信号采集单元采集高压组件状态数据，将高压组件状态数据发送至数据处理单元；通过电位测量单元测量连接高压组件的低压互锁线连接端点相对基准电压的电位差，将测量的电位差数据发送至数据处理单元；
S2，通过数据处理单元对高压组件状态数据和电位差数据进行计算处理，根据电位差数据判断高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接是否存在故障；
S3，若高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接存在故障，则输出低压互锁线连接故障信息和发生故障的低压互锁线连接端点位置信息；
S4，若高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接正常，则输出无低压互锁线连接故障信息；并判断高压组件状态数据是否异常，当出现异常，则输出高压组件故障信息和对应的高压组件位置和类型信息；当未出现异常，则输出高压组件运行正常信息。
进一步地，所述步骤S2中，通过数据处理单元判断连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差是否小于等于阈值；若连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差小于等于阈值，则高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接正常；若连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差大于阈值，则高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接存在故障。
进一步地，在确定高压组件的低压互锁线连接状态和确定高压组件运行状态之后，所述方法还包括：
步骤S5，将确定的高压组件的低压互锁线连接状态信息和高压组件运行状态信息通过CAN总线发送至整车控制器。
进一步地，所述高压组件的低压互锁线包括插头电阻，通过测量所述插头电阻的电压，得到同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差。
进一步地，当高压互锁回路正常时，高压互锁回路中所有所述插头电阻的电压相等且平分基准电压。
相对于现有技术，本发明的高压互锁故障检测系统及检测方法通过高压故障检测模块采集高压组件状态数据和电位差数据，并通过数据处理单元对数据进行计算处理，进而判断高压互锁回路中的故障点位置，方便维修人员进行故障检修。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的高压互锁故障检测系统的一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明中高压互锁故障检测模块的结构示意图；
图3为本发明的高压互锁故障检测系统的另一种实施方式的结构示意图；
图4为本发明的高压互锁故障检测方法的流程图；
图5为本发明的高压互锁故障检测方法的另一种具体流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
为了解决背景技术部分指出的现有技术只能检测整个互锁回路是否完整，而不能准确判断断路点的位置，根据本发明的一个方面，提供一种高压互锁故障检测系统，如图1至图2所示，所述高压互锁故障检测系统包括：整车控制器，用于通过CAN总线连接高压组件及高压故障检测模块，并根据高压组件状态数据和电位差数据来确定高压组件是否存在故障；
所述高压组件包括电机控制器、驱动电机、车载充电机、电动空调压缩机、PTC加热器、DC/DC、动力电池中的至少一个；
所述高压故障检测模块，用于检测高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接是否存在故障；
所述高压故障检测模块包括信号采集单元、电位测量单元、数据处理单元；所述信号采集单元，用于采集高压组件状态数据，将高压组件状态数据发送至所述数据处理单元；所述电位测量单元，用于测量连接高压组件的低压互锁线连接端点相对基准电压的电位差，将测量的电位差数据发送至所述数据处理单元；所述数据处理单元，用于接收高压组件状态数据和电位差数据，并将数据计算处理后发送至所述整车控制器。
该系统能够根据高压故障检测模块中的信号采集单元和电位测量单元分别采集高压组件状态数据和电位差数据，并通过数据处理单元对数据进行计算处理，进而判断高压互锁回路中的故障点位置，缩小故障范围，减小高压互锁故障的诊断与排除难度，方便维修者检修。
为了能够根据电位差数据判断出高压组件的低压互锁线是否存在故障，在本发明优选的情况下，所述数据处理单元，还用于判断连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差是否小于等于阈值；若连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差小于等于阈值，则输出无低压互锁线连接故障信息；若连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差大于阈值，则输出低压互锁线连接故障信息和发生故障的低压互锁线连接端点位置信息。这样使得数据处理单元能够根据电位差是否小于等于阈值更加快速地判断出低压互锁线的连接是否存在故障，还能明确低压互锁线连接故障位置信息，有效地缩小了高压互锁回路中的故障范围，减小了故障诊断与排除难度。
在低压互锁线连接正常的情况下，为了能够判断高压互锁回路中是否还存在其他异常情况，在本发明优选的情况下，连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差小于等于阈值，则判断通过从所述信号采集单元发送至所述数据处理单元的高压组件状态数据是否异常；当出现异常，则输出高压组件故障信息和对应的高压组件位置和类型信息；当未出现异常，则输出高压组件运行正常信息。
为了更加方便对高压互锁回路中的故障点进行检测，在本发明优选的情况下，所述高压组件的低压互锁线由高压组件插座的互锁针和高压插头的互锁针对插连通形成；所述高压插头上设置有一个插头电阻，高压互锁回路中的插头电阻阻值均相同。当高压互锁回路正常时，所有所述插头电阻平分基准电压。这样能够通过测量高压互锁回路中的所有插头电阻的电压来判断高压互锁回路是否存在故障。
在本发明的一种具体实施方式中，以高压互锁回路中包括4个所述高压组件为例，如图3所示，整车控制器通过CAN总线连接高压组件及高压故障检测模块，所述高压组件的低压互锁线由高压组件插座的互锁针和高压插头的互锁针对插连通形成；所述高压插头上设置有一个插头电阻，高压互锁回路中的插头电阻阻值均相同。在开始进行高压互锁回路故障检测时，假设基准电压为12V，所述高压故障检测模块的所述信号采集单元采集高压组件状态数据，所述电位测量单元测量检测点1、2、3、4、5、6、7、8的电位值，得到同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差U12、U34、U56、U78，并将高压组件状态数据和电位差数据发送至所述数据处理单元。在本发明的一种较为优选的具体实施方式中，将同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差阈值设为3.5V，通过数据处理单元判断U12、U34、U56、U78是否小于3.5V。若U12小于等于阈值，则判定其对应的高压组件的低压互锁线连接正常，并输出低压互锁线连接正常信息，若U12大于阈值，则判定其对应的高压组件的低压互锁线连接存在故障，并输出低压互锁线连接故障信息和发生故障的低压互锁线连接端点位置信息；以此依次检测U34、U56和U78，从而检测高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接是否存在故障。若高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接均正常，则通过从所述信号采集单元发送至所述数据处理单元的高压组件1-4的状态数据是否异常；当出现异常，则输出高压组件故障信息和对应的高压组件位置和类型信息；当未出现异常，则输出高压组件运行正常信息。
上述中，如果是导线无电阻无压降的情况下，若高压互锁回路中的所述插头电阻两端的电位差若均为3V，则可以判定高压互锁回路正常。
为了更加方便理解对高压互锁回路的故障点的判断，根据本发明的另一个方面，提供一种高压互锁故障检测方法，如图4至图5所示，所述高压互锁故障检测方法，包括以下步骤：
S1，通过信号采集单元采集高压组件状态数据，将高压组件状态数据发送至数据处理单元；通过电位测量单元测量连接高压组件的低压互锁线连接端点相对基准电压的电位差，将测量的电位差数据发送至数据处理单元；
S2，通过数据处理单元对高压组件状态数据和电位差数据进行计算处理，根据电位差数据判断高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接是否存在故障；
S3，若高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接存在故障，则输出低压互锁线连接故障信息和发生故障的低压互锁线连接端点位置信息；
S4，若高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接正常，则输出无低压互锁线连接故障信息；并判断高压组件状态数据是否异常，当出现异常，则输出高压组件故障信息和对应的高压组件位置和类型信息；当未出现异常，则输出高压组件运行正常信息。
通过步骤S1-S4，能够先通过数据处理单元根据电位差数据判断对应的高压组件的低压互锁线是否存在故障，在高压组件的低压互锁线正常情况下，再根据高压组件状态数据来判断高压组件是否存在故障，通过故障排除法层层排除，且能够明确发生故障的位置信息，大大缩小故障范围，减小高压互锁故障的诊断与排除难度，更加方便维修者检修。
为了更加明确数据处理单元如何根据电位差来判断低压互锁线连接是否存在故障，在本发明优选的情况下，所述步骤S2中，通过数据处理单元判断连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差是否小于等于阈值；若连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差小于等于阈值，则高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接正常；若连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差大于阈值，则高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接存在故障。
为了使得高压互锁故障检测方法更加完整，在本发明优选的情况下，在确定高压组件的低压互锁线连接状态和确定高压组件运行状态之后，所述方法还包括：
步骤S5，将确定的高压组件的低压互锁线连接状态信息和高压组件运行状态信息通过CAN总线发送至整车控制器。
为了能够更加方便有效测量高压组件的低压互锁线连接端点相对基准电压的电位差，在本发明优选的情况下，所述高压组件的低压互锁线包括插头电阻，通过测量所述插头电阻的电压，得到同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差。为了更加快速判断高压互锁回路是否正常，在本发明优选的情况下，当高压互锁回路正常时，高压互锁回路中所有所述插头电阻的电压相等且平分基准电压。
本发明的技术方案能够通过高压故障检测模块中的信号采集单元和电位测量单元分别采集高压组件状态数据和电位差数据，并通过数据处理单元对数据进行计算处理，进而判断高压互锁回路中的故障点位置，方便维修人员进行故障检修。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压互锁故障检测系统，其特征在于，所述高压互锁故障检测系统包括：整车控制器，用于通过CAN总线连接高压组件及高压故障检测模块，并根据高压组件状态数据和电位差数据来确定高压组件是否存在故障；
所述高压组件包括电机控制器、驱动电机、车载充电机、电动空调压缩机、PTC加热器、DC/DC、动力电池中的至少一个；
所述高压故障检测模块，用于检测高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接是否存在故障；
所述高压故障检测模块包括信号采集单元、电位测量单元、数据处理单元；所述信号采集单元，用于采集高压组件状态数据，将高压组件状态数据发送至所述数据处理单元；所述电位测量单元，用于测量连接高压组件的低压互锁线连接端点相对基准电压的电位差，将测量的电位差数据发送至所述数据处理单元；所述数据处理单元，用于接收高压组件状态数据和电位差数据，并将数据计算处理后发送至所述整车控制器。
2.根据权利要求1所述的高压互锁故障检测系统，其特征在于，所述数据处理单元，还用于判断连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差是否小于等于阈值；若连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差小于等于阈值，则输出无低压互锁线连接故障信息；若连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差大于阈值，则输出低压互锁线连接故障信息和发生故障的低压互锁线连接端点位置信息。
3.根据权利要求2所述的高压互锁故障检测系统，其特征在于，连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差小于等于阈值，则判断通过从所述信号采集单元发送至所述数据处理单元的高压组件状态数据是否异常；当出现异常，则输出高压组件故障信息和对应的高压组件位置和类型信息；当未出现异常，则输出高压组件运行正常信息。
4.根据权利要求1所述的高压互锁故障检测系统，其特征在于，所述高压组件的低压互锁线由高压组件插座的互锁针和高压插头的互锁针对插连通形成；所述高压插头上设置有一个插头电阻，高压互锁回路中的插头电阻阻值均相同。
5.根据权利要求4所述的高压互锁故障检测系统，其特征在于，当高压互锁回路正常时，所有所述插头电阻平分基准电压。
6.一种高压互锁故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，通过信号采集单元采集高压组件状态数据，将高压组件状态数据发送至数据处理单元；通过电位测量单元测量连接高压组件的低压互锁线连接端点相对基准电压的电位差，将测量的电位差数据发送至数据处理单元；
S2，通过数据处理单元对高压组件状态数据和电位差数据进行计算处理，根据电位差数据判断高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接是否存在故障；
S3，若高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接存在故障，则输出低压互锁线连接故障信息和发生故障的低压互锁线连接端点位置信息；
S4，若高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接正常，则输出无低压互锁线连接故障信息；并判断高压组件状态数据是否异常，当出现异常，则输出高压组件故障信息和对应的高压组件位置和类型信息；当未出现异常，则输出高压组件运行正常信息。
7.根据权利要求6所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过数据处理单元判断连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差是否小于等于阈值；若连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差小于等于阈值，则高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接正常；若连接同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差大于阈值，则高压互锁回路中连接高压组件的低压互锁线连接存在故障。
8.根据权利要求6所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，在确定高压组件的低压互锁线连接状态和确定高压组件运行状态之后，所述方法还包括：
步骤S5，将确定的高压组件的低压互锁线连接状态信息和高压组件运行状态信息通过CAN总线发送至整车控制器。
9.根据权利要求6所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，所述高压组件的低压互锁线包括插头电阻，通过测量所述插头电阻的电压，得到同一高压组件的低压互锁线两连接端点相对基准电压的电位差。
10.根据权利要求9所述的高压互锁故障检测方法，其特征在于，当高压互锁回路正常时，高压互锁回路中所有所述插头电阻的电压相等且平分基准电压。
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