CN113866668A - 高压互锁电路及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压互锁电路及其检测方法，涉及电池电力领域。该高压互锁电路包括：第一电阻模块，第一电阻模块的一端分别与第一开关模块的第一连接端、第二电阻模块的一端、第三电阻模块的一端连接；第一开关模块的控制端用于接收第一驱动信号；第二电阻模块，第二电阻模块的另一端与待检测高压部件的一端连接；第五电阻模块，第五电阻模块的一端与待检测高压部件的另一端、第二开关模块的第一连接端连接；第二开关模块的控制端用于接收第二驱动信号；故障检测模块，故障检测模块用于根据第一检测信号确定待检测高压部件的故障。根据本发明实施例提供的高压互锁电路及其检测方法，可以提高故障检测的全面性。

Description

高压互锁电路及其检测方法
技术领域
本发明涉及电池电力领域，尤其涉及高压互锁电路及其检测方法。
背景技术
随着新能源汽车的快速发展，人们对新能源汽车的安全问题越来越重 视。新能源汽车区别与传统汽车最大的不同就是新能源汽车靠高电压和大 电流为车提供动力，故高压安全问题在新能源汽车的设计中不可忽略。常 见的高压回路的安全监控系统是高压互锁电路，主要用来监控电动汽车各 高压部件(例如包括高压连接器，手动维护开关(ManualService Disconnect，MSD)或高压供电设备等)间的通断情况。根据检测的情况 让整车控制器决定是否断开高压回路，让车辆处于安全状态。
现有的检测方案中，在待检测高压部件的一端施加一个电压，在待检 测高压部件的另一端使用电压采集模块采集一个电压，并对所施加的电压 和所采集的电压进行比较，来判断待检测高压部件是否故障。因此，需要 一个能够诊断出更多待检测高压部件故障类型的检测方案。
发明内容
本发明实施例提供的高压互锁电路及其检测方法，可以提高故障检测 的全面性。
一方面，本发明实施例提供了一种高压互锁电路，包括：第一电阻模 块，第一电阻模块的一端分别与第一开关模块的第一连接端、第二电阻模 块的一端、第三电阻模块的一端连接，第一电阻模块的另一端连接第一电 源端；第一开关模块，第一开关模块的第二连接端通过第四电阻模块连接 第一基准电势位，第一开关模块的控制端用于接收第一驱动信号，以使第 一开关模块根据第一驱动信号通断；第二电阻模块，第二电阻模块的另一 端与待检测高压部件的一端连接；第三电阻模块，第三电阻模块的另一端 连接第二基准电势位；第五电阻模块，第五电阻模块的一端与待检测高压 部件的另一端、第二开关模块的第一连接端连接，第五电阻模块的另一端 连接第二电源端；第二开关模块，第二开关模块的第二连接端通过第六电 阻模块连接第三基准电势位，第二开关模块的控制端用于接收第二驱动信 号，以使第二开关模块根据第二驱动信号通断；故障检测模块，故障检测 模块用于根据从第二电阻模块的一端获取的第一检测信号确定待检测高压 部件的故障，待检测高压部件的故障包括：短电源故障、开路故障或短地 故障；其中，第一开关模块的通断状态和第二开关模块的通断状态相反， 在第一开关模块导通的情况下高压互锁电路的电能由第二电源端提供，在 第二开关模块导通的情况下高压互锁电路的电能由第一电源端提供。
另一方面，本发明实施例提供一种高压互锁电路的检测方法，应用于 本发明实施例的第一方面提供的高压互锁电路，包括：故障检测模块从第 二电阻模块的一端获取第一检测信号；故障检测模块根据第一检测信号确 定待检测高压部件的故障；其中，待检测高压部件的故障包括：短电源故 障、开路故障或短地故障。
根据本发明实施例中的高压互锁电路及其检测方法，由于待检测高压 部件处于正常状态、开路故障状态、短电源故障状态、短地故障状态时， 高压互锁电路的第三电阻模块的一端的电压不同。因此，故障检测模块根 据第三电阻模块的一端的电压能够判断出待检测高压部件是否发生开路故 障、短电源故障以及短地故障，相较于现有技术中仅能判断开路故障的方 案，提高了故障检测的全面性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例 中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种高压互锁电路的结构示意图；
图2A是本发明实施例提供的一种示例性的处于正常状态下的待检测 高压部件对应的第一检测信号的波形图；
图2B是本发明实施例提供的一种示例性的出现短电源故障的待检测 高压部件对应的第一检测信号的波形图；
图2C是本发明实施例提供的一种示例性的出现开路故障的待检测高 压部件对应的第一检测信号的波形图；
图2D是本发明实施例提供的一种示例性的出现短地故障的待检测高 压部件对应的第一检测信号的波形图；
图3为本发明实施例提供的另一种高压互锁电路的结构示意图；
图4A是本发明实施例提供的一种示例性的处于正常状态下的待检测 高压部件对应的第一检测信号以及第二检测信号的波形图；
图4B是本发明实施例提供的一种示例性的出现短电源故障的待检测 高压部件对应的第一检测信号以及第二检测信号的波形图；
图4C是本发明实施例提供的一种示例性的出现开路故障的待检测高 压部件对应的第一检测信号以及第二检测信号的波形图；
图4D是本发明实施例提供的一种示例性的出现短地故障的待检测高 压部件对应的第一检测信号以及第二检测信号的波形图；
图5为本发明实施例提供的又一种高压互锁电路的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种示例性的信号处理单元的结构示意图；
图7A是本发明实施例提供的一种示例性的处于正常状态下的待检测 高压部件对应的第三检测信号以及第四检测信号的波形图；
图7B是本发明实施例提供的一种示例性的出现短电源故障的待检测 高压部件对应的第三检测信号以及第四检测信号的波形图；
图7C是本发明实施例提供的一种示例性的出现开路故障的待检测高 压部件对应的第三检测信号以及第四检测信号的波形图；
图7D是本发明实施例提供的一种示例性的出现短地故障的待检测高 压部件对应的第三检测信号以及第四检测信号的波形图；
图8是本发明实施例的一种示例性的高压互锁电路的示意图；
图9是本发明提供的一种高压互锁电路的检测方法。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本 发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置 为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本 发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施 例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用 来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者 暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语 “包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而 使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而 且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物 品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……” 限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在 另外的相同要素。
本发明实施例提供了一种高压互锁电路及其检测方法，适用于对高压 器件进行故障检测的具体场景中。针对待检测高压部件，如果待检测高压 部件无故障，即待检测高压部件处于正常状态。如果待检测高压部件存在 故障，待检测高压部件的故障类型可具体包括短电源故障、短地故障和开 路故障。其中，短电源故障表示待检测高压部件的任意一端或两端短接电 源，短接的电源可能是未知电源。短地故障表示待检测高压部件的任意一端或两端短接地。开路故障表示待检测高压部件内部始终处于断开状态， 也就是说待检测高压部件内部始终处于电气不连通的状态。
图1为本发明实施例提供的一种高压互锁电路的结构示意图。如图1 所示，高压互锁电路包括第一电阻模块R1、第一开关模块K1、第二电阻 模块R2、第三电阻模块R3、第五电阻模块R5、第二开关模块K2和故障 检测模块11。
针对第一电阻模块R1，第一电阻模块R1的一端分别与第一开关模块K1的第一连接端、待检测高压部件G的第一连接端、第二电阻模块R2的 一端连接。第一电阻模块的另一端连接第一电源端VCC1。具体地，第一 电阻模块R1可以包括一个或多个相连接的电阻，或者具有电阻的电连接 线。在一个实施例中，第一电源端VCC1的电压小于等于车辆内低压供电源的电压。可选的，第一电源端VCC1可以是整车的铅酸蓄电池。
针对第一开关模块K1，第一开关模块K1包括控制端G1、第一连接端 和第二连接端。可选地，第一开关模块K1可以具体实现为三极管、金属 氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor，MOS)等。具体 地，第一开关模块K1可以具体实现为NPN型三极管或者PNP型三级管， 两种三极管对应的导通电压不同。同样地，第一开关模块K1可以具体实 现为N沟道MOS管或者P沟道MOS管，两种MOS管对应的导通电压不 同。
其中，第一开关模块K1的控制端G1用于接收第一驱动信号，以使第 一开关模块K1根据第一驱动信号通断。第一驱动信号包括第一电平信号 和第二电平信号，当控制端G1施加有第一电平信号时，第一开关模块K1 处于导通状态，此时第一开关模块K1的第一连接端和第二连接端电气导 通。当控制端G1施加有第二电平信号时，第一开关模块K1处于断开状态， 此时第一开关模块K1的第一连接端和第二连接端电气不导通。
其中，第一开关模块K1的第一连接端还与第二电阻模块R2的一端、 待检测高压部件G的第一连接端连接。示例性的，如图1所示，第一开关 模块K1的第一连接端和第二电阻模块R2的一端均连接至第一开关模块R1 与待检测高压部件的第一连接端之间的线路上。
其中，第一开关模块K1的第二连接端通过第三电阻模块R3连接第一 基准电势位。示例性的，如图1所示，第一基准电势位可以是地端GND1。
针对第二电阻模块R2，第二电阻模块R2的另一端与待检测高压部件 G的一端连接。
针对第二电阻模块R2，第二电阻模块R2的另一端连接第二基准电势 位。示例性的，如图1所示，第二基准电势位可以是地端GND2。
针对第四电阻模块R4，第四电阻模块R4的一端与待检测高压部件G 的另一端、第二开关模块K2的第一连接端连接。第四电阻模块R4的另一 端连接第二电源端VCC2连接。其中，第二电源端VCC2的具体内容可参 见对第一电源端VCC1的相关描述，在此不再赘述。第二电源端VCC1和 第一电源端VCC2的电压可以相等也可以不相等，第二电源端VCC1和第 一电源端VCC2可以是同一电源也可以是不同电源，对此不做具体限定。
针对第二开关模块K2，第二开关模块K2包括控制端G2、第一连接端 和第二连接端。第二开关模块K2的具体内容可参见第一开关模块K1的相 关描述，在此不再赘述。
其中，第二开关模块K2的控制端G2用于接收第二驱动信号，以使第 二开关模块根据第二驱动信号通断。
其中，第二开关模块K2的第一连接端还与待检测高压部件G的另一 端连接。示例性的，如图1所示，第二开关模块K2的第一连接端可连接至 第四电阻模块R4的一端与待检测高压组件G的另一端之间的线路上。
其中，第二开关模块K2的第二连接端通过第五电阻模块R5连接第三 基准电势位。示例性的，如图1所示，第三基准电势位可以是地端GND3。
针对故障检测模块11，故障检测模块11用于根据从待检测高压部件G 的第一连接端获取的第一检测信号确定待检测高压部件G的故障。故障检 测模块11可具体实现为故障诊断模块13可以具体实现为整车控制器 (Vehicle control unit，VCU)、电机控制器(Motor Control Unit，MCU) 或者电池管理系统(Battery Management System，BMS)等。可选的，故 障诊断模块13可以输出第一驱动信号和/或第二驱动信号来控制第一开关 模块K1和第二开关模块K2的通断。
此外，在本发明实施例中，在采集第一检测信号的过程中，第一开关 模块K1的通断状态和第二开关模块K2的通断状态相反。也就是说，存在 两种状态：第一种状态，第一开关模块K1导通且第二开关模块K2断开； 第二种状态，第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通。
下面结合第一开关模块K1和第二开关模块K2的通断状态、待检测高 压部件G的状态，对高压互锁电路的电能以及电流所流经的路径进行具体 说明。
一、若待检测高压部件G处于正常状态。
首先，在第一开关模块K1导通且第二开关模块K2断开的情况下，高 压互锁电路的电能由第二电源端VCC2提供。此时，电流流经2条路径。 路径1：第二电源端VCC2→第四电阻模块R4→待检测高压部件G→第一 开关模块K1→第三电阻模块R3→第一基准电势位。路径2：第二电源端 VCC2→第四电阻模块R4→待检测高压部件G→第二电阻模块R2→第二基 准电势位。
此时，若理想状态下待检测高压部件的电阻为0，第一检测信号的电 压VN11满足公式(1)：
VN11＝VCC2×Ra/(Ra+R5+R2) (1)
其中，VCC2表示第二电源端VCC2的电压，Ra表示第三电阻模块R3和 第四电阻模块R4的并联电阻值，R5表示第五电阻模块R5的电阻值，R2表 示第五电阻模块R2的电阻值。
其次，在第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通的情况下，高 压互锁电路的电能由第一电源端VCC1提供。此时，电流流经2条路径。 路径1：第一电源端VCC1→待检测高压部件G→第二开关模块K2→第五 电阻模块R5→第三基准电势位。路径2：第一电源端VCC1→第二电阻模 块R2→第二基准电势位。
此时，若理想状态下待检测高压部件的电阻为0，第一检测信号的电 压VN12满足公式(2)：
VN12＝VCC1×Rb/(Rb+R1) (2)
其中，VCC1表示第一电源端VCC1的电压，Rb表示第二电阻模块R2和 第六电阻模块R6的串联电阻值与第三电阻模块R3的并联电阻值，Rb＝ [R3(R2+R6)]/(R2+R6+R3)，R6表示第五电阻模块R6的电阻值，R3表 示第三电阻模块R3的电阻值，R1表示第一电阻模块R1的电阻值。在一个 实施例中，VN12大于VN11。
作一个示例，图2A是本发明实施例提供的一种示例性的处于正常状 态下的待检测高压部件对应的第一检测信号的波形图。如图2A所示，若 利用第一驱动信号和第二驱动信号为周期性的脉冲信号，第一驱动信号和 第二驱动信号控制第一开关模块K1和第二开关模块K2交替断开产生的第 一检测信号也为周期性的脉冲信号。具体地，每个交替周期包括第一时间 段T1和第二时间段T2。在第一时间段T1内，第一开关模块K1断开且第 二开关模块K2导通，对应图2A示中的第一检测信号的高电平子信号。其 中，该高电平子信号的电压为VN12。在第二时间段T2内，第一开关模块 K1导通且第二开关模块K2断开，对应图2A示中的第一检测信号的低电 平子信号。该低电平子信号的电压为VN11。其中，图2A中的点划线表示电 压为0的一条基准线。
二、若待检测高压部件G发生短电源故障。在待检测高压部件G发生 短电源故障时可认为待检测高压部件G的两端始终为高电压VX。在一些应 用场景中，VX的值可以在8V至24V之间。
首先，在第一开关模块K1导通且第二开关模块K2断开的情况下，虽 然高压互锁电路的电能由第二电源端VCC2提供，但是待检测高压部件G 的一端为高电压VX。示例性地，若电流流经3条路径。路径1：待检测高 压部件G的一端→第二电阻模块R2→第一开关模块K1→第四电阻模块R4 →第一基准电势位。路径2：待检测高压部件G的一端→第二电阻模块R2→第三电阻模块R3→第二基准电势位。路径3：待检测高压部件G的一端 →第二电阻模块R2→第一电阻模块R1→第一电源端VCC1。在一个实施例 中，若此次采集的第一检测信号的电压为VN21，且短接电源的电压大于第 二电源端VCC2的电压，则VN21大于VN11。
此时，若理想状态下待检测高压部件的电阻为0，第一检测信号的电 压VN21满足公式(3)：
VN21＝(VX/R2+VCC1/R1)/(1/R1+1/R2+1/R3+1/R4) (3)
其次，在第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通的情况下，高 压互锁电路的电能由第一电源端VCC1提供。此时，第一检测信号的电压 VN22近似等于短接电源VX的电压。VN22大于VN12，并且VN22大于VN21。
作一个示例，图2B是本发明实施例提供的一种示例性的出现短电源 故障的待检测高压部件对应的第一检测信号的波形图。如图2B所示，在 第一时间段T1内，即第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通时， 对应图2B示中的第一检测信号的高电平子信号。其中，该高电平子信号 的电压为VN22，VN22大于图2A示出的VN12。在第二时间段T2内，即第一 开关模块K1导通且第二开关模块K2断开时，对应图2B示中的第一检测 信号的低电平子信号。该低电平子信号的电压为VN21，VN21大于图2A示出 的VN11。
三、若待检测高压部件G发生开路故障。
首先，在第一开关模块K1导通且第二开关模块K2断开的情况下，高 压互锁电路的电能由第二电源端VCC2提供。此时，由于待检测高压部件 G的开路故障，第二电端VCC2输出的电流无法流入待检测高压部件G的 一端的电路。此时第一检测信号的电压VN31近似等于0。
其次，在第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通的情况下，高 压互锁电路的电能由第一电源端VCC1提供。此时，电流流经1条路径， 即第一电源端VCC1→第三电阻模块R3→第二基准电势位。
此时，若理想状态下待检测高压部件的电阻为0，第一检测信号的电 压VN32满足公式(4)：
VN32＝VCC1×R3/(R3+R1) (4)
在一个实施例中，VN32大于VN31，且VN32大于VN12。
作一个示例，图2C是本发明实施例提供的一种示例性的出现开路故 障的待检测高压部件对应的第一检测信号的波形图。如图2C所示，在第 一时间段T1内，即第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通时，对 应图2C示中的第一检测信号的高电平子信号。其中，该高电平子信号的 电压为VN32，VN32大于图2A示出的VN12。在第二时间段T2内，即第一开关模块K1导通且第二开关模块K2断开时，对应图2C示中的第一检测信 号的低电平子信号。该低电平子信号的电压VN31近似为0，VN31小于图2A 示出的VN11。
四、若待检测高压部件G出现短地状态。相当于待检测高压部件G的 两端接地。
首先，在第一开关模块K1导通且第二开关模块K2断开的情况下，高 压互锁电路的电能由第二电源端VCC2提供。此时，电流无法流至待检测 高压部件G的一端，第一检测信号的电压等于短地电压。由于理想状态下 短地电压为0，则相应地第一检测信号的电压为0。
其次，在第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通的情况下，高 压互锁电路的电能由第一电源端VCC1提供。此时，电流流经2条路径。 路径1：第一电源端VCC1→第二电阻模块R2→待检测高压部件G的一端 (电压为短接地的电压)。路径2：第一电源端VCC1→第三电阻模块R3 →第二基准电势位。
此时，若理想状态下待检测高压部件的电阻为0，第一检测信号的电 压VN42满足公式(5)：
VN42＝VCC1×Rc/(Rc+R1) (5)
其中，Rc表示第二电阻模块R2与第三电阻模块R3的并联电阻值， VN42大于VN41，VN42小于VN11。
作一个示例，图2D是本发明实施例提供的一种示例性的出现短地故 障的待检测高压部件对应的第一检测信号的波形图。如图2D所示，在第 一时间段T1内，即第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通时，对 应图2D示中的第一检测信号的高电平子信号。其中，该高电平子信号的 电压为VN42。在第二时间段T2内，即第一开关模块K1导通且第二开关模 块K2断开时，对应图2D示中的第一检测信号的低电平子信号。该低电平 子信号的电压为VN41。
基于上述分析，在一些实施例中，第一检测信号是脉冲信号，第一检 测信号可以仅包含代表着第一开关模块K1和第二开关模块K2交替闭合1 次所对应的脉冲信号，即包括一个低电平信号和一个高电平信号。也可以 是代表着第一开关模块K1和第二开关模块K2交替闭合N次的周期脉冲信 号，即脉冲信号共包括N个周期，每个周期包括一个低电平信号和一个高 电平信号。
相应地，故障检测模块11可以具体用于：若第一检测信号的高电平电 压等于第一基准短电源电压，和/或，第一检测信号的低电平电压等于第二 基准短电源电压，确定待检测高压部件发生短电源故障。其中，第一基准 短电源电压和第二基准短电源电压可以是基于图1示出的电路示意图计算 得出的，也可以是模拟待检测高压部件出现短电源故障的实验过程中获取 的两个值。
故障检测模块11还可以具体用于：若第一检测信号的高电平电压等于 第一基准开路电压，和/或，第一检测信号的低电平电压等于第二基准开路 电压，确定待检测高压部件发生开路故障。在一个示例中，第一基准开路 电压和第二基准开路电压可以是计算得出的，第一基准开路电压可以是本 发明上述实施例中的VN32，第一基准开路电压VN32的具体计算公式可参见 上述公式(4)。第二基准开路电压可以是本发明上述实施例中的VN31， 在理想状态下为0。在另一个示例中，第一基准开路电压和第二基准开路 电压可以是在模拟待检测高压部件出现开路故障的实验过程中获取的两个 值。具体地，可以是利用模拟软件来进行模拟或者是在实际电路将待检测 高压部件G处断开来模拟出现开路故障。
故障检测模块11还可以具体用于：若第一检测信号的高电平电压等于 第一基准短地电压，和/或，第一检测信号的低电平电压等于第二基准短地 电压，确定待检测高压部件发生短地故障。在一个示例中，第一基准短地 电压和第二基准短地电压可以是计算得出的，第一基准短地电压可以是本 发明上述实施例中的VN42，第一基准短地电压VN42的具体计算公式可参见 上述公式(5)。第二基准开路电压可以是本发明上述实施例中的VN41， 在理想状态下为0。在另一个示例中，第一基准短地电压和第二基准短地 电压可以是在模拟待检测高压部件出现开路故障的实验过程中获取的两个 值。具体地，可以是利用模拟软件来进行模拟或者是在实际电路将待检测 高压部件G处断开来模拟出现开路故障。
根据本发明实施例中的高压互锁电路，由于待检测高压部件G处于正 常状态、开路故障状态、短电源故障状态、短地故障状态时，高压互锁电 路的第三电阻模块R3的一端的电压不同。因此，故障检测模块11根据第 三电阻模块R3的一端的电压能够判断出待检测高压部件G是否发生开路 故障、短电源故障以及短地故障，相较于现有技术中仅能判断开路故障的 方案，提高了故障检测的全面性。
此外，除了判断待检测高压部件G出现故障以及具体的故障类型之后， 故障检测模块11还可以判断出待检测高压部件G处于正常状态。具体地， 故障检测模块11还可以用于：若第一检测信号的高电平电压等于第一基准 正常电压，和/或，第一检测信号的低电平电压等于第二基准正常电压，确 定待检测高压部件处于正常状态。在一个示例中，第一基准正常电压和第 二基准正常电压可以是计算得出的，第一基准正常电压可以是本发明上述 实施例中的VN12，第一基准正常电压VN12的具体计算公式可参见上述公式 (2)。第一基准正常电压VN11的具体计算公式可参见上述公式(1)。在 另一个示例中，第一基准正常电压和第二正常短地电压可以是在模拟待检 测高压部件处于正常状态的实验过程中获取的两个值。具体地，可以是利 用模拟软件来进行模拟或者是在实际电路将待检测高压部件G处断开来模 拟待检测高压部件G无故障。
图3为本发明实施例提供的另一种高压互锁电路的结构示意图。如图 3所示，高压互锁电路与结合图1式出的高压互锁电路的不同之处在于， 高压互锁电路还包括第七电阻模块R7。
第七电阻模块R7的一端分别与待检测高压部件G的另一端、第五电 阻模块R5的一端、第二开关模块K2的一端、故障检测模块11连接。通 过与故障检测模块11连接，故障检测模块11可以从第七电阻模块R7的一 端采集第二检测信号。具体地，第一电阻模块的一端可以连接至待检测高 压部件G的另一端与第五电阻模块R5的一端之间的传输线路上。
第七电阻模块的另一端连接第四基准电势位。示例性的，如图3所示， 第四基准电势位可以是地端GND4。
相应地，故障检测模块11具体用于根据第一检测信号和从第七电阻模 块R7的一端采集第二检测信号确定待检测高压部件G的故障。
下面结合第一开关模块K1和第二开关模块K2的通断状态、待检测高 压部件G的状态，对高压互锁电路的电能以及电流所流经的路径进行具体 说明。
一、若待检测高压部件G处于正常状态。
首先，在第一开关模块K1导通且第二开关模块K2断开的情况下，高 压互锁电路的电能由第二电源端VCC2提供。此时，与结合图1式出的高 压互锁电路的电流流经路径不同之处在于，还包括第3条流经路径。路径 3：第二电源端VCC2→第五电阻模块R5→第七电阻模块R7→第四基准电 势位。
此时，若理想状态下待检测高压部件的电阻为0，第二检测信号的电 压VN51满足公式(6)：
VN51＝VCC2×Rd/(Rd+R5) (6)
其中，Rd表示Ra与第二电阻模块R2的电阻之和与第七电阻模块R7的 并联电阻值。
此时，第一检测信号的电压VN11满足公式(7)：
VN11＝VN51×Ra/(Ra+R2) (7)
其次，在第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通的情况下，高 压互锁电路的电能由第一电源端VCC1提供。此时，此时，与结合图1式 出的高压互锁电路的电流流经路径不同之处在于，还包括第3条流经路径。 路径3：第一电源端VCC1→第二电阻模块R2→待检测高压部件G→第七 电阻模块R7→第四基准电势位。
此时，若理想状态下待检测高压部件的电阻为0，第一检测信号的电 压VN12满足公式(8)：
VN12＝VCC1×Re/(Re+R1) (8)
其中，Re表示Rf与第二电阻模块R2的电阻之和与第三电阻模块R3的 并联电阻值。其中，Rf为第七电阻模块R7与第六电阻模块R6的并联电阻 值。
此时，若理想状态下待检测高压部件的电阻为0，第二检测信号的电 压VN52满足公式(9)：
VN52＝VN12×Rf/(Rf+R1) (9)
其中，VN12为利用公式(8)计算得到的第一检测信号的电压。在一 个实施例中，利用公式(8)计算得到的VN12大于利用公式(7)计算得到 的VN11。利用公式(6)计算得到的VN51大于利用公式(9)计算得到的 VN52。
作一个示例，图4A是本发明实施例提供的一种示例性的处于正常状 态下的待检测高压部件对应的第一检测信号以及第二检测信号的波形图。 如图4A所示，若利用第一驱动信号和第二驱动信号为周期性的脉冲信号， 第一驱动信号和第二驱动信号控制第一开关模块K1和第二开关模块K2交 替断开产生的第一检测信号和第二检测信号也为周期性的脉冲信号。具体 地，在第一时间段T1内，即第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导 通时，对应图4A示中的第一检测信号的高电平子信号VN12，第二检测信号 为低电平信号VN52。在第一时间段T1内，即第一开关模块K1导通且第二 开关模块K2断开时，对应图4A示中的第一检测信号的低电平子信号VN11， 第二检测信号为高电平信号VN11。也就是说第一待检测信号和第二待检测 信号的周期相同，但是电平高低始终相反。
二、若待检测高压部件G发生短电源故障。在待检测高压部件G发生 短电源故障时可认为待检测高压部件G的两端始终为高电压VX。
首先，在第一开关模块K1导通且第二开关模块K2断开的情况下，虽 然高压互锁电路的电能由第二电源端VCC2提供，但是待检测高压部件G 的一端为高电压VX，此时第一检测模块采集的第一检测信号仍为本发明上 述实施例采集的第一检测信号的电压VN21，且短接电源的电压大于第二电 源端VCC2的电压，则VN21大于利用公式(7)计算得到的VN11。
此时，第二检测信号的电压VN61等于短接电源的电压VX。VN61大于 VN21。
其次，在第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通的情况下，高 压互锁电路的电能由第一电源端VCC1提供。此时，第一检测信号的电压 VN22近似等于短接电源VX的电压。VN22大于VN12，并且VN22大于VN21。
此时，第二检测信号的电压VN62等于短接电源的电压VX。VN62等于 VN61。
作一个示例，图4B是本发明实施例提供的一种示例性的出现短电源 故障的待检测高压部件对应的第一检测信号以及第二检测信号的波形图。 如图4B所示，在第一时间段T1内，即第一开关模块K1断开且第二开关 模块K2导通时，对应图4B示中的第一检测信号的高电平子信号VN22，。 在第二时间段T2内，即第一开关模块K1导通且第二开关模块K2断开时， 对应图4B示中的第一检测信号的低电平子信号VN21。同时，在第一时间段 T1和第二时间段T2内，第二检测信号始终为高电平子信号VN61。
三、若待检测高压部件G发生开路故障。
首先，在第一开关模块K1导通且第二开关模块K2断开的情况下，高 压互锁电路的电能由第二电源端VCC2提供。此时，由于待检测高压部件 G的开路故障，第二电源端VCC2输出的电流无法流入待检测高压部件G 的一端的电路。此时第一检测信号的电压VN31近似等于0。
此时，在待检测高压部件的另一端，包括一条电流流经路径，第二电 源端→第五电阻模块R5→第七电阻模块R7→第四基准电势位。此时，若 理想状态下待检测高压部件的电阻为0，第二检测信号的电压VN71满足公 式(9)：
VN71＝VCC2×R7/(R7+R5) (9)
其次，在第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通的情况下，第 一检测信号的电压VN32可参见上述公式(3)，对此不再赘述。
其次，由于第一电源端VCC1输出的电流无法流入待检测高压部件G 的另一端的电路。此时第二检测信号的电压VN72近似等于0。
作一个示例，图4C是本发明实施例提供的一种示例性的出现开路故 障的待检测高压部件对应的第一检测信号以及第二检测信号的波形图。如 图4C所示，在第一时间段T1内，即第一开关模块K1断开且第二开关模 块K2导通时，对应图2C示中的第一检测信号的高电平子信号VN32，第二 检测信号为低电平子信号VN72。在第二时间段T2内，即第一开关模块K1 导通且第二开关模块K2断开时，对应图4C示中的第一检测信号的低电平 子信号VN31，第二检测信号为高电平子信号VN71。
四、若待检测高压部件G出现短地状态。相当于待检测高压部件G的 两端接地。
首先，在第一开关模块K1导通且第二开关模块K2断开的情况下，高 压互锁电路的电能由第二电源端VCC2提供。此时，电流无法流至待检测 高压部件G的一端，第一检测信号的电压等于短地电压。由于理想状态下 短地电压为0，则相应地第一检测信号的电压为0。
此时，在图3的待检测高压部件G的右侧，电流的流经途径为第二电 源端VCC2→第五电阻模块R5→待检测高压部件G的另一端，第二检测信 号的电压VN81为短接地端的电势。理想状态下，第二检测信号的电压VN81为0。
其次，在第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通的情况下，高 压互锁电路的电能由第一电源端VCC1提供。此时，第一检测信号的电压 VN42可参见公式(4)的相关内容。
此时，电流无法流至待检测高压部件G的另一端，第二检测信号的电 压VN82在理想状态下等于0。
作一个示例，图4D是本发明实施例提供的一种示例性的出现短地故 障的待检测高压部件对应的第一检测信号以及第二检测信号的波形图。如 图4D所示，在第一时间段T1内，即第一开关模块K1断开且第二开关模 块K2导通时，对应图4D示中的第一检测信号的高电平子信号VN42，第二 检测信号的电压VN82等于0。在第二时间段T2内，即第一开关模块K1导通且第二开关模块K2断开时，对应图2示中的第一检测信号的低电平子信 号VN41，第二检测信号的电压VN81等于0。
基于上述分析，在一些实施例中，故障检测模块11可以具体用于：若 满足第一短电源判定条件，确定待检测高压部件发生短电源故障。其中， 第一短电源判定条件包括以下子条件的至少一项：第一检测信号的高电平 电压等于第一基准短电源电压，第一检测信号的低电平电压等于第二基准 短电源电压，第二检测信号的高电平电压等于第三基准短电源电压，第二 检测信号的低电平电压等于第四基准短电源电压。其中，第三基准短电源电压和第四基准短电源电压可以是基于图3式出的电路示意图计算得出的， 也可以是模拟待检测高压部件出现短电源故障的实验过程中获取的两个值。
故障检测模块11还可以具体用于：若满足第一开路判定条件，确定待 检测高压部件发生开路故障。其中，第一开路判定条件包括以下子条件的 至少一项：第一检测信号的高电平电压等于第一基准开路电压，第一检测 信号的低电平电压等于第二基准开路电压，第二检测信号的高电平电压等 于第三基准开路电压，第二检测信号的低电平电压等于第四基准开路电压。
在一个示例中，第三基准开路电压和第四基准开路电压可以是计算得 出的，第三基准开路电压可以是本发明上述实施例中的71， 第三基准开路电压VN71的具体计算公式可参见上述公式(9)。第四基准 开路电压可以是本发明上述实施例中的VN72，在理想状态下为0。在另一 个示例中，第三基准开路电压和第四基准开路电压可以是在模拟待检测高 压部件出现开路故障的实验过程中获取的两个值。具体地，可以是利用模 拟软件来进行模拟或者是在实际电路将待检测高压部件G处断开来模拟出 现开路故障。
故障检测模块11还可以具体用于：若满足第一短地判定条件，确定待 检测高压部件发生短地故障。其中，第一短地判定条件包括以下子条件的 至少一项：第一检测信号的高电平电压等于第一基准短地电压，第一检测 信号的低电平电压等于第二基准短地电压，第二检测信号的高电平电压等 于第三基准短地电压，第二检测信号的低电平电压等于第四基准短地电压。
第三基准短地电压和第四基准短地电压可参见本发明上述实施例结合 图3式出的高压互锁电路的相关内容。在另一个示例中，第三基准短地电 压和第四基准短地电压可以是在模拟待检测高压部件出现开路故障的实验 过程中获取的两个值。具体地，可以是利用模拟软件来进行模拟或者是在 实际电路将待检测高压部件G处断开来模拟出现开路故障。
根据本发明实施例中的高压互锁电路，由于待检测高压部件G处于正 常状态、开路故障状态、短电源故障状态、短地故障状态时，高压互锁电 路的第三电阻模块R3的一端的电压不同。因此，故障检测模块11根据第 三电阻模块R3的一端的电压能够判断出待检测高压部件G是否发生开路 故障、短电源故障以及短地故障，相较于现有技术中仅能判断开路故障的 方案，提高了故障检测的全面性。
此外，除了针对故障之外，故障检测模块11还可以确定待检测高压部 件G处于正常状态。具体地，故障检测模块11还用于：若满足第一正常判 定条件，确定待检测高压部件处于正常状态。其中，第一正常判定条件包 括以下子条件的至少一项：第一检测信号的高电平电压等于第一基准正常 电压VN12，第一检测信号的低电平电压等于第二基准正常电压VN11，第二 检测信号的高电平电压等于第三基准正常电压VN52，第二检测信号的低电 平电压等于第四基准正常电压VN51。
图5为本发明实施例提供的又一种高压互锁电路的结构示意图。如图 5所示，高压互锁电路还包括信号处理模块12。
信号处理模块12跨接于第二电阻模块R1的两端，信号处理模块的输 出端与故障检测模块11连接，信号处理模块用于根据第二电阻模块的两端 的电压生成第三检测信号和第四检测信号，并将第三检测信号和第四检测 信号传输至故障检测模块11。
在一些实施例中，图6是本发明实施例提供的一种示例性的信号处理 单元的结构示意图。如图6所示，信号处理模块12可以包括第一运算单元 111和第二运算单元112。示例性的，第一运算单元121和第二运算单元 122可以实现为差分运算放大器或者电压比较器。
第一运算单元121的正相输入端IN1与第二电阻模块R2的一端P1连 接，其中，第二电阻模块R2的一端P1是与第一电阻模块R1相连的一端。 第一运算单元121的反向输入端IN2与第二电阻模块R2的另一端P2连接。 其中，第二电阻模块R2的另一端P2是与待检测高压部件G相连的一端。 第一运算单元121的输出端OUT1与故障检测模块11连接，用于向故障检测模块11传输第三检测信号。
第二运算单元122的正相输入端IN3与第二电阻模块R2的另一端P2连 接。第二运算单元122的反向输入端IN4与第二电阻模块R2的一端P1连 接。第二运算单元122的输出端OUT2与故障检测模块11连接，用于向故 障检测模块11传输第四检测信号。
在一些实施例中，信号处理模块12可以根据第二电阻模块R2两端的 电压进行对比，并根据对比结果生成第三检测信号和第四检测信号。具体 地，信号处理模块12用于：若第二电阻模块R2的一端P1的电压高于第二 电阻模块R2的另一端P2的电压，将第三检测信号调整为高电平信号并将 第四检测信号调整为低电平信号。
信号处理模块12还具体用于，若第二电阻模块R2的一端P1的电压低 于第二电阻模块R2的另一端P2的电压，将第三检测信号调整为低电平信 号并将第四检测信号调整为高电平信号。
信号处理模块12还具体用于，若第二电阻模块R2两端的电压相等， 将第三检测信号和第四检测信号均调整为低电平信号。
下面结合待检测高压部件G的状态对第三检测信号和第四检测信号做 具体说明。
一、待检测高压部件G处于正常状态。在第一开关模块K1导通且第 二开关模块K2断开时，第二电源端VCC2为高压互锁电路供电，此时， 电流从第二电源端VCC2流向第一开关模块K1，第二电阻模块R2的另一 端的电压高于第二电阻模块R2的一端的电压，此时，将第三检测信号调 整为低电平信号并将第四检测信号调整为高电平信号。
在第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通时，第一电源端 VCC1为高压互锁电路供电，此时，电流从第一电源端VCC1流向第二开 关模块K2，第二电阻模块R2的一端的电压高于第二电阻模块R2的另一 端的电压，此时，将第三检测信号调整为高电平信号并将第四检测信号调 整为低电平信号。
示例性的，图7A是本发明实施例提供的一种示例性的处于正常状态 下的待检测高压部件对应的第三检测信号以及第四检测信号的波形图。如 图7A所示，第三检测信号和第四检测信号都是周期性脉冲信号。在第一 时间段T1内，即第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通时，第三 检测信号为高电平信号，第四检测信号为低电平信号。在第二时间段T2内， 即第一开关模块K1导通且第二开关模块K2断开时，第三检测信号为低电 平信号且第四检测信号为高电平信号。如7所示，第三检测信号和第四检 测信号均包括交替的高电平信号和低电平信号，第三检测信号和第四检测 信号的电平高低相反。
二、待检测高压部件G发生短电源故障。在第一开关模块K1导通且 第二开关模块K2断开时，第一电源端VCC1不为高压互锁电路供电，此 时，电流从待检测高压部件G流向第三电阻模块R3，第二电阻模块R2的 另一端的电压高于第二电阻模块R2的一端的电压，此时，将第三检测信 号调整为低电平信号并将第四检测信号调整为高电平信号。
在第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通时，第一电源端 VCC1为高压互锁电路供电，此时，第二电阻模块R2的另一端的电压高于 第二电阻模块R2的一端的电压，此时，将第三检测信号调整为低电平信 号并将第四检测信号调整为高电平信号。
示例性的，图7B是本发明实施例提供的一种示例性的出现短电源故 障的待检测高压部件对应的第三检测信号以及第四检测信号的波形图。如 图7B所示，在第一开关模块K1和第二开关模块K2的交替闭合过程中， 第三检测信号始终为低电平信号，第四检测信号始终为高电平信号。
三、待检测高压部件G发生开路故障。在第一开关模块K1导通且第 二开关模块K2断开时，第一电源端VCC1不为高压互锁电路供电，此时， 第二电阻模块R2没有电流经过，第二电阻模块R2的两端的电压相等，可 以将第三检测信号和第四检测信号均调整为低电平信号。
在第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通时，第一电源端 VCC1为高压互锁电路供电，此时，第二电阻模块R2没有电流经过，第二 电阻模块R2的两端的电压相等，可以将第三检测信号和第四检测信号均 调整为低电平信号。
示例性的，图7C是本发明实施例提供的一种示例性的出现开路故障 的待检测高压部件对应的第三检测信号以及第四检测信号的波形图。如图 7C所示，在第一开关模块K1和第二开关模块K2的交替闭合过程中，第 三检测信号和第四检测信号均始终为低电平信号。
四、待检测高压部件G发生短地故障。在第一开关模块K1导通且第 二开关模块K2断开时，第一电源端VCC1不为高压互锁电路供电，此时， 第二电阻模块R2没有电流经过，第二电阻模块R2的两端的电压相等，可 以将第三检测信号和第四检测信号均调整为低电平信号。
在第一开关模块K1断开且第二开关模块K2导通时，第一电源端 VCC1为高压互锁电路供电，此时，第一电源端VCC1产生的电流可以通 过第二电阻模块R2流向待检测高压部件G的一端。第二电阻模块R2的一 端的电压高于第二电阻模块R2的另一端的电压，可以将第三检测信号调 整为高电平信号并将第四检测信号调整为低电平信号。
示例性的，图7D是本发明实施例提供的一种示例性的出现短地故障 的待检测高压部件对应的第三检测信号以及第四检测信号的波形图。如图 7D所示，在第一时间段T1内，第一开关模块K1断开且第二开关模块K2 导通，第三检测信号为高电平信号。在第二时间段T2内，第一开关模块 K1导通且第二开关模块K2断开，第三检测信号为低电平信号。在第一开 关模块K1和第二开关模块K2的交替闭合过程中，第四检测信号始终为低 电平信号。
基于上述结合图7A至图7D的分析可知，待检测高压部件G状态不同 时，采集到的第三检测信号和第四检测信号的波形图不同。在一些实施例 中，故障检测模块11可以具体用于若满足第二短电源判定条件，确定待检 测高压部件发生短电源故障。
其中，第二短电源判定条件包括以下子条件的至少一项：第一检测信 号的高电平电压等于第一基准短电源电压，第一检测信号的低电平电压等 于第二基准短电源电压，第三检测信号始终为低电平信号且第四检测信号 始终为高电平信号。具体地，可以根据第三检测信号和第四检测信号的波 形来判断其是否始终为高电平信号/低电平信号，也可以通过计算第三检测 信号和第四检测信号的占空比，若计算得到的占空比等于0则表示始终为低电平信号，若计算得到的占空比等于1则表示始终为高电平信号。
故障检测模块11还可以具体用于：若满足第二开路判定条件，确定待 检测高压部件发生开路故障。
其中，第二开路判定条件包括以下子条件的至少一项：第一检测信号 的高电平电压等于第一基准开路电压，第一检测信号的低电平电压等于第 二基准开路电压，第三检测信号和第四检测信号均始终为低电平信号。
故障检测模块11还可以具体用于：若满足第二短地判定条件，确定待 检测高压部件发生短地故障。
其中，第二短地判定条件包括以下子条件的至少一项：第一检测信号 的高电平电压等于第一基准短地电压，第一检测信号的低电平电压等于第 二基准短地电压，第三检测信号包括高电平信号和低电平信号且第四检测 信号始终为低电平信号。具体地，可以根据第三检测信号和第四检测信号 的波形来判断各自是否包括高电平信号和低电平信号，也可以通过计算第 三检测信号和第四检测信号的占空比，若计算得到的占空比大于0且小于1则表示既包含有高电平信号又包含有低电平信号。
由于通过信号处理模块12获取的第三检测信号和第四检测信号无需利 用具体的电压值，仅通过波形图或计算占空比等方法便可判断出待检测高 压部件的具体故障类型。可以避免线阻等因素对采样电压的影响，保证了 检测的可靠性以及准确性。特别适用于检测信号传输距离较远的具体场景 中，能很好的保持检测的准确性。
此外，除了判断待检测高压部件G出现故障以及具体的故障类型之后， 故障检测模块11还可以判断出待检测高压部件G处于正常状态。具体地， 故障检测模块11还可以用于：若满足第二正常判定条件，确定待检测高压 部件G处于正常状态。
其中，第二正常判定条件包括以下子条件的至少一项：第一检测信号 的高电平电压等于第一基准正常电压，第一检测信号的低电平电压等于第 二基准正常电压，第三检测信号和第四检测信号均包括高电平信号和低电 平信号。具体地，可以根据第三检测信号和第四检测信号的波形来判断各 自是否包括高电平信号和低电平信号，也可以通过计算第三检测信号和第 四检测信号的占空比，若计算得到的占空比大于0且小于1则表示既包含有高电平信号又包含有低电平信号。
需要说明的是，本发明实施例提供的高压互锁电路的可靠性较强，第 一电压端或者第二电源端故障时，或者信号检测模块12故障时，仍可以对 待检测高压部件G的故障进行检测。在一个实施例中，为了进一步提高高 压互锁电路的可靠性，可以在待检测部件G的另一端与第二开关模块K2 之间设置一个第十二电阻模块，并在第十二电阻模块的两端跨接另一个信 号检测模块。其中，在高压互锁电路上，第十二电阻模块与第二电阻模块 R2的位置相对称。
图8是本发明实施例的一种示例性的高压互锁电路的示意图。如图8 所示，故障检测模块11可具体实现为MCU。MCU除了可以诊断待检测高 压部件G的故障之外，还可以向第一开关模块K1和第二开关模块K2分别 输出第一驱动信号和第二驱动信号。
第一开关模块K1可以具体实施为MOS管，第一开关模块K1的栅极 作为控制端，第一开关模块K1的源极和漏极的一者作为第一连接端，第 一开关模块K1的源极和漏极的另一者作为第二连接端。在一个实施例中， 为了防止第一驱动信号过大时损坏第一开关模块K1，高压互锁电路还包括 第九电阻模块R9，第九电阻模块R9与第一开关模块K1的控制端G1连 接。示例性的，如图8所示，MCU通过第九电阻模块R9与第一开关模块 K1的栅极相连。
第二开关模块K2也可以具体实施为MOS管，第二开关模块K2的栅 极作为控制端，第二开关模块K2的源极和漏极的一者作为第一连接端， 第二开关模块K2的源极和漏极的另一者作为第二连接端。在一个实施例 中，为了防止第二驱动信号过大时损坏第二开关模块K2，高压互锁电路还 包括第十电阻模块R10，第十电阻模块R10与第二开关模块K2的控制端 G2连接。示例性的，如图8所示，MCU通过第十电阻模块R10与第二开 关模块K2的栅极相连。
可选的，继续参见图8，高压互锁电路还包括第八电阻模块R8，第八 电阻模块R8设置于第一开关模块K1的第一连接端与第三电阻模块R3的 一端之间。具体地，第三电阻模块R3可以与第八电阻模块R8构成一个分 压检测支路，第八电阻模块R8的一端与第三电阻模块R3的一端连接，第 八电阻模块R8的另一端可以连接至第二电阻模块R2与第一电阻模块R1 之间的输电线路上。利用由第三电阻模块R3和第八电阻模块R8构成的分 压检测支路采集的第一检测信号的电压小于直接从第二电阻模块R2一端 直接采集的电压，降低了对MCU的损坏的可能性。
可选的，继续参见图8，高压互锁电路还包括第十一电阻模块R11， 第十一电阻模块R11设置于第一开关模块K2的第一连接端与第七电阻模 块R7的一端之间。具体地，第七电阻模块R7可以与第十一电阻模块R11 构成一个分压检测支路，第十一电阻模块R11的一端与第七电阻模块R7的 一端连接，第十一电阻模块R11的另一端可以连接至待检测高压部件G与 第五电阻模块R5之间的输电线路上。利用由第七电阻模块R7和第十一电 阻模块R11构成的分压检测支路采集的第二检测信号的电压小于直接从待 检测高压部件G的另一端直接采集的电压，降低了对MCU的损坏的可能 性。
在一些实施例中，为了提高防止因高压互锁电路的电流反向流入第一 电源端VCC1而导致的第一电源端VCC1损坏，高压互锁电路还包括：第 一防反模块。具体地，第一防反模块设置于第一电源端VCC1与第一电阻 模块R1之间。其中，第一防反模块的输入端通过第一电阻模块R1与第一 电源端VCC1连接，第一防反模块的输出端分别与第一开关模块K1的第 一连接端、第二电阻模块R2的一端、第三电阻模块R3的一端连接。示例 性的，继续参见图8，第一防反模块可以具体实现为二极管D1。其中，二 极管D1的阳极为第一防反模块的输入端，二极管D1的阴极为第一防反模 块的输出端。
在一些实施例中，为了提高防止因高压互锁电路的电流反向流入第一 电源端VCC2而导致的第二电源端VCC2损坏，高压互锁电路还包括：第 二防反模块。具体地，第二防反模块设置于第二电源端VCC2与待检测高 压部件G之间。其中，第二防反模块的输入端通过第五电阻模块R5与第 二电源端VCC2连接，第二防反模块的输出端分别与第二开关模块K2的 第一连接端、待检测高压部件G的另一端连接。其中，若高压互锁电路还 包括第七电阻模块R7，则第二防反模块的输出端还可以直接与第七电阻模 块R7连接，或者通过第十一电阻模块R11与第七电阻模块R7连接。示例 性的，继续参见图8，第二防反模块可以具体实现为二极管D2。其中，二 极管D2的阳极为第二防反模块的输入端，二极管D2的阴极为第二防反模 块的输出端。
在一些实施例中，为了提高第一检测信号的信号质量，高压互锁电路 还可以包括第一滤波模块。继续参见图8，第一滤波模块可包括第一电阻 单元R12和第一电容单元C1，第一电阻单元R12的一端与第三电阻模块 R3的一端连接，第一电阻单元R12的另一端分别与故障检测模块11、第 一电容单元C1的一端连接。第一电容单元C1的另一端连接第五基准电势 位。具体地，第一电阻单元R12的一端可连接至第三电阻模块R3和第八 电阻模块R8之间的连接线上。
通过设置第一滤波模块，能过滤掉第一检测信号中的噪声成分和高频 成分，保证了第一检测信号的信号质量。
在一些实施例中，为了提高第二检测信号的信号质量，高压互锁电路 还可以包括第二滤波模块。示例性的，继续参见图8，第二滤波模块包括 第二电阻单元R13和第二电容单元C2。其中，第二电阻单元R13的一端与 第七电阻模块R7的一端连接。第二电阻单元R13的另一端分别与故障检 测模块11、第二电容单元C2的一端连接。第二电容单元C2的另一端连接 第六基准电势位。具体地，第二电阻单元R13的一端可连接至第七电阻模 块和第十一电阻模块之间的连接线上。
通过设置第二滤波模块，能过滤掉第二检测信号中的噪声成分和高频 成分，保证了第二检测信号的信号质量。
基于相同的发明构思，本发明实施例提供了一种高压互锁电路的检测 方法，应用于本发明上述实施例结合图1至8示出的高压互锁电路。图9 是本发明提供的一种高压互锁电路的检测方法，如图9所示，高压互锁电 路的检测方法900包括：
S910，故障检测模块11从第二电阻模块R2的一端获取第一检测信号。
S920，故障检测模块11根据第一检测信号确定待检测高压部件G的 故障。其中，待检测高压部件的故障包括：短电源故障、开路故障或短地 故障。
根据本发明实施例中的高压互锁电路的检测方法，由于待检测高压部 件处于正常状态、开路故障状态、短电源故障状态、短地故障状态时，高 压互锁电路的第三电阻模块的一端的电压不同。因此，故障检测模块根据 第三电阻模块的一端的电压能够判断出待检测高压部件是否发生开路故障、 短电源故障以及短地故障，相较于现有技术中仅能判断开路故障的方案， 提高了故障检测的全面性。
在一些实施例中，S920具体包括：若第一检测信号的高电平电压等于 第一基准短电源电压，和/或，第一检测信号的低电平电压等于第二基准短 电源电压，故障检测模块确定待检测高压部件发生短电源故障。
或者，若第一检测信号的高电平电压等于第一基准开路电压，和/或， 第一检测信号的低电平电压等于第二基准开路电压，故障检测模块11确定 待检测高压部件G发生开路故障。
或者，若第一检测信号的高电平电压等于第一基准短地电压，和/或， 第一检测信号的低电平电压等于第二基准短地电压，故障检测模块11确定 待检测高压部件G发生短地故障。
在一些实施例中，高压互锁电路还包括：第七电阻模块R7，第七电阻 模块R7的一端分别与待检测高压部件G的另一端、第五电阻模块R5的一 端、第二开关模块K2的第一连接端、故障检测模块11连接，第七电阻模 块R7的另一端连接第四基准电势位。
相应地，S920具体包括：若满足第一短电源判定条件，故障检测模块 11确定待检测高压部件G发生短电源故障。其中，第一短电源判定条件包 括以下子条件的至少一项：第一检测信号的高电平电压等于第一基准短电 源电压，第一检测信号的低电平电压等于第二基准短电源电压，第二检测 信号的高电平电压等于第三基准短电源电压，第二检测信号的低电平电压 等于第四基准短电源电压。
或者，若满足第一开路判定条件，故障检测模块11确定待检测高压部 件G发生开路故障。其中，第一开路判定条件包括以下子条件的至少一项： 第一检测信号的高电平电压等于第一基准开路电压，第一检测信号的低电 平电压等于第二基准开路电压，第二检测信号的高电平电压等于第三基准 开路电压，第二检测信号的低电平电压等于第四基准开路电压。
或者，若满足第一短地判定条件，故障检测模块11确定待检测高压部 件G发生短地故障。其中，第一短地判定条件包括以下子条件的至少一项： 第一检测信号的高电平电压等于第一基准短地电压，第一检测信号的低电 平电压等于第二基准短地电压，第二检测信号的高电平电压等于第三基准 短地电压，第二检测信号的低电平电压等于第四基准短地电压。
在一些实施例中，高压互锁电路还包括如结合图5示出的信号处理模 块12，信号处理模块12跨接于第二电阻模块R2的两端，信号处理模块的 输出端与故障检测模块11连接。
高压互锁电路的检测方法900还包括：信号处理模块根据第二电阻模 块的两端的电压生成第三检测信号和第四检测信号，并将第三检测信号和 第四检测信号传输至故障检测模块。
在一些实施例中，信号处理模块12根据第二电阻模块R2的两端的电 压生成第三检测信号和第四检测信号，并将第三检测信号和第四检测信号 传输至故障检测模块，具体包括如下内容。
若第二电阻模块的一端的电压高于第二电阻模块的另一端的电压，信 号处理模块将第三检测信号调整为高电平信号并将第四检测信号调整为低 电平信号。
若第二电阻模块的一端的电压低于第二电阻模块的另一端的电压，信 号处理模块将第三检测信号调整为低电平信号并将第四检测信号调整为高 电平信号。
若第二电阻模块的两端的电压相等，信号处理模块将第三检测信号和 第四检测信号均调整为低电平信号。
在一些实施例中，第一驱动信号和第二驱动信号均为脉冲信号，S920 具体包括：若满足第二短电源判定条件，故障检测模块11确定待检测高压 部件G发生短电源故障。其中，第二短电源判定条件包括以下子条件的至 少一项：第一检测信号的高电平电压等于第一基准短电源电压，第一检测 信号的低电平电压等于第二基准短电源电压，第三检测信号始终为低电平 信号且第四检测信号始终为高电平信号。
或者，若满足第二开路判定条件，故障检测模块11确定待检测高压部 件G发生开路故障。其中，第二开路判定条件包括以下子条件的至少一项： 第一检测信号的高电平电压等于第一基准开路电压，第一检测信号的低电 平电压等于第二基准开路电压，第三检测信号和第四检测信号均始终为低 电平信号。
或者，若满足第二短地判定条件，故障检测模块11确定待检测高压部 件G发生短地故障。其中，第二短地判定条件包括以下子条件的至少一项： 第一检测信号的高电平电压等于第一基准短地电压，第一检测信号的低电 平电压等于第二基准短地电压，第三检测信号包括高电平信号和低电平信 号且第四检测信号始终为低电平信号。
需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各 个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都 是与其他实施例的不同之处。其中方法实施例描述得比较简单，相关之处 请参见系统实施例的说明部分。本发明并不局限于上文所描述并在图中示 出的特定步骤和结构。本领域的技术人员可以在领会本发明的精神之后， 作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。
上述实施例中的功能模块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组 合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路 (ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发 明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以 存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者 通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何 介质。

Claims (18)

1.一种高压互锁电路，其特征在于，所述电路包括：
第一电阻模块，所述第一电阻模块的一端分别与第一开关模块的第一连接端、待检测高压部件的第一连接端、所述第二电阻模块的一端连接，所述第一电阻模块的另一端连接第一电源端；
第一开关模块，所述第一开关模块的第二连接端通过第三电阻模块连接第一基准电势位，所述第一开关模块的控制端用于接收第一驱动信号，以使所述第一开关模块根据所述第一驱动信号通断；
所述第二电阻模块，所述第二电阻模块的另一端连接第二基准电势位；
所述第四电阻模块，所述第四电阻模块的一端与所述待检测高压部件的另一端、所述第二开关模块的第一连接端连接，所述第四电阻模块的另一端连接第二电源端；
第二开关模块，所述第二开关模块的第二连接端通过第五电阻模块连接第三基准电势位，所述第二开关模块的控制端用于接收第二驱动信号，以使所述第二开关模块根据所述第二驱动信号通断；
故障检测模块，所述故障检测模块用于根据从所述待检测高压部件的第一连接端获取的第一检测信号确定所述待检测高压部件的故障，所述待检测高压部件的故障包括：短电源故障、开路故障或短地故障；
其中，所述第一开关模块的通断状态和所述第二开关模块的通断状态相反，在所述第一开关模块导通的情况下所述高压互锁电路的电能由所述第二电源端提供，在所述第二开关模块导通的情况下所述高压互锁电路的电能由所述第一电源端提供。
2.根据权利要求1所述的高压互锁电路，其特征在于，所述第一驱动信号和所述第二驱动信号均为脉冲信号，所述故障检测模块具体用于：
若所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准短电源电压，和/或，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准短电源电压，确定所述待检测高压部件发生短电源故障；
若所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准开路电压，和/或，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准开路电压，确定所述待检测高压部件发生开路故障；
若所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准短地电压，和/或，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准短地电压，确定所述待检测高压部件发生短地故障。
3.根据权利要求1所述的高压互锁电路，其特征在于，所述电路还包括：
第七电阻模块，所述第七电阻模块的一端分别与所述待检测高压部件的另一端、所述第五电阻模块的一端、所述第二开关模块的第一连接端、所述故障检测模块连接，所述第七电阻模块的另一端连接第四基准电势位；
所述故障检测模块具体用于根据所述第一检测信号和从所述第七电阻模块的一端采集第二检测信号确定所述待检测高压部件的故障。
4.根据权利要求3所述的高压互锁电路，其特征在于，所述第一驱动信号和所述第二驱动信号均为脉冲信号，所述故障检测模块具体用于：
若满足第一短电源判定条件，确定所述待检测高压部件发生短电源故障；
若满足第一开路判定条件，确定所述待检测高压部件发生开路故障；
若满足第一短地判定条件，确定所述待检测高压部件发生短地故障；
其中，所述第一短电源判定条件包括以下子条件的至少一项：所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准短电源电压，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准短电源电压，所述第二检测信号的高电平电压等于第三基准短电源电压，所述第二检测信号的低电平电压等于第四基准短电源电压；
其中，所述第一开路判定条件包括以下子条件的至少一项：所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准开路电压，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准开路电压，所述第二检测信号的高电平电压等于第三基准开路电压，所述第二检测信号的低电平电压等于第四基准开路电压；
其中，所述第一短地判定条件包括以下子条件的至少一项：所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准短地电压，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准短地电压，所述第二检测信号的高电平电压等于第三基准短地电压，所述第二检测信号的低电平电压等于第四基准短地电压。
5.根据权利要求1或3所述的高压互锁电路，其特征在于，所述电路还包括：
信号处理模块，所述信号处理模块跨接于所述第二电阻模块的两端，所述信号处理模块的输出端与所述故障检测模块连接，所述信号处理模块用于根据所述第二电阻模块的两端的电压生成第三检测信号和第四检测信号，并将所述第三检测信号和所述第四检测信号传输至所述故障检测模块。
6.根据权利要求5所述的高压互锁电路，其特征在于，所述信号处理模块具体用于：
若所述第二电阻模块的一端的电压高于所述第二电阻模块的另一端的电压，将所述第三检测信号调整为高电平信号并将所述第四检测信号调整为低电平信号；
若所述第二电阻模块的一端的电压低于所述第二电阻模块的另一端的电压，将所述第三检测信号调整为低电平信号并将所述第四检测信号调整为高电平信号；
若所述第二电阻模块的两端的电压相等，将所述第三检测信号和所述第四检测信号均调整为低电平信号。
7.根据权利要求6所述的高压互锁电路，其特征在于，所述信号处理模块包括：
第一运算单元，所述第一运算单元的正相输入端与所述第一电阻模块的一端连接，所述第一运算单元的反向输入端与所述第一电阻模块的另一端连接，所述第一运算单元的输出端与所述故障检测模块连接，用于向所述故障检测模块传输所述第三检测信号；
第二运算单元，所述第二运算单元的正相输入端与所述第一电阻模块的另一端连接，所述第二运算单元的反向输入端与所述第一电阻模块的一端连接，所述第二运算单元的输出端与所述故障检测模块连接，用于向所述故障检测模块传输所述第四检测信号。
8.根据权利要求6所述的高压互锁电路，其特征在于，所述第一驱动信号和所述第二驱动信号均为脉冲信号，所述故障检测模块具体用于：
若满足第二短电源判定条件，确定所述待检测高压部件发生短电源故障；
若满足第二开路判定条件，确定所述待检测高压部件发生开路故障；
若满足第二短地判定条件，确定所述待检测高压部件发生短地故障；
其中，所述第二短电源判定条件包括以下子条件的至少一项：所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准短电源电压，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准短电源电压，所述第三检测信号始终为低电平信号且所述第四检测信号始终为高电平信号；
其中，所述第二开路判定条件包括以下子条件的至少一项：所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准开路电压，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准开路电压，所述第三检测信号和所述第四检测信号均始终为低电平信号；
其中，所述第二短地判定条件包括以下子条件的至少一项：所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准短地电压，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准短地电压，所述第三检测信号包括高电平信号和低电平信号且所述第四检测信号始终为低电平信号。
9.根据权利要求1所述的高压互锁电路，其特征在于，所述电路还包括以下电阻模块的至少一者：
第八电阻模块，所述第八电阻模块设置于所述第一开关模块的第一连接端与所述第三电阻模块的一端之间；
第九电阻模块，所述第九电阻模块与所述第一开关模块的控制端连接；
第十电阻模块，所述第十电阻模块与所述第二开关模块的控制端连接。
10.根据权利要求3所述的高压互锁电路，其特征在于，所述电路还包括：
第十一电阻模块，所述第十一电阻模块设置于所述第二开关模块的第一连接端与所述第七电阻模块的一端之间。
11.根据权利要求1、权利要求3或权利要求5所述的高压互锁电路，其特征在于，所述电路还包括：
第一防反模块，所述第一防反模块设置于所述第一电源端与所述第一电阻模块之间，其中，所述第一防反模块的输入端通过所述第一电阻模块与所述第一电源端连接，所述第一防反模块的输出端分别与所述第一开关模块的第一连接端、所述第二电阻模块的一端、所述第三电阻模块的一端连接；
和/或，
第二防反模块，所述第二防反模块设置于所述第二电源端与所述待检测高压部件之间，其中，所述第二防反模块的输入端通过所述第五电阻模块与所述第二电源端连接，所述第二防反模块的输出端分别与所述第二开关模块的第一连接端、所述待检测高压部件的另一端连接。
12.根据权利要求1、权利要求3或权利要求5所述的高压互锁电路，其特征在于，所述电路还包括：
第一滤波模块，所述第一滤波模块包括第一电阻单元和第一电容单元，所述第一电阻单元的一端与所述第三电阻模块的一端连接，所述第一电阻单元的另一端分别与所述故障检测模块、所述第一电容单元的一端连接，所述第一电容单元的另一端连接第五基准电势位；
和/或，
第二滤波模块，所述第二滤波模块包括第二电阻单元和第二电容单元，所述第二电阻单元的一端与所述第七电阻模块的一端连接，所述第二电阻单元的另一端分别与所述故障检测模块、所述第二电容单元的一端连接，所述第二电容单元的另一端连接第六基准电势位。
13.一种高压互锁电路的检测方法，应用于如权利要求1所述的高压互锁电路，其特征在于，所述方法包括：
所述故障检测模块从所述第二电阻模块的一端获取第一检测信号；
所述故障检测模块根据所述第一检测信号确定所述待检测高压部件的故障；
其中，所述待检测高压部件的故障包括：短电源故障、开路故障或短地故障。
14.根据权利要求13所述的高压互锁电路的检测方法，其特征在于，所述故障检测模块根据所述第一检测信号确定所述待检测高压部件的故障，包括：
若所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准短电源电压，和/或，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准短电源电压，所述故障检测模块确定所述待检测高压部件发生短电源故障；
若所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准开路电压，和/或，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准开路电压，所述故障检测模块确定所述待检测高压部件发生开路故障；
若所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准短地电压，和/或，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准短地电压，所述故障检测模块确定所述待检测高压部件发生短地故障。
15.根据权利要求13所述的高压互锁电路的检测方法，其特征在于，
所述电路还包括：第七电阻模块，所述第七电阻模块的一端分别与所述待检测高压部件的另一端、所述第五电阻模块的一端、所述第二开关模块的第一连接端、所述故障检测模块连接，所述第七电阻模块的另一端连接第四基准电势位；
所述故障检测模块根据所述第一检测信号确定所述待检测高压部件的故障，包括：
若满足第一短电源判定条件，所述故障检测模块确定所述待检测高压部件发生短电源故障；
若满足第一开路判定条件，所述故障检测模块确定所述待检测高压部件发生开路故障；
若满足第一短地判定条件，所述故障检测模块确定所述待检测高压部件发生短地故障；
其中，所述第一短电源判定条件包括以下子条件的至少一项：所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准短电源电压，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准短电源电压，所述第二检测信号的高电平电压等于第三基准短电源电压，所述第二检测信号的低电平电压等于第四基准短电源电压；
其中，所述第一开路判定条件包括以下子条件的至少一项：所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准开路电压，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准开路电压，所述第二检测信号的高电平电压等于第三基准开路电压，所述第二检测信号的低电平电压等于第四基准开路电压；
其中，所述第一短地判定条件包括以下子条件的至少一项：所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准短地电压，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准短地电压，所述第二检测信号的高电平电压等于第三基准短地电压，所述第二检测信号的低电平电压等于第四基准短地电压。
16.根据权利要求13所述的高压互锁电路的检测方法，其特征在于，所述高压互锁电路还包括信号处理模块，所述信号处理模块跨接于所述第二电阻模块的两端，所述信号处理模块的输出端与所述故障检测模块连接；
所述方法还包括：所述信号处理模块根据所述第二电阻模块的两端的电压生成第三检测信号和第四检测信号，并将所述第三检测信号和所述第四检测信号传输至所述故障检测模块。
17.根据权利要求16所述的高压互锁电路的检测方法，其特征在于，
所述信号处理模块根据所述第二电阻模块的两端的电压生成第三检测信号和第四检测信号，并将所述第三检测信号和所述第四检测信号传输至所述故障检测模块，包括：
若所述第二电阻模块的一端的电压高于所述第二电阻模块的另一端的电压，所述信号处理模块将所述第三检测信号调整为高电平信号并将所述第四检测信号调整为低电平信号；
若所述第二电阻模块的一端的电压低于所述第二电阻模块的另一端的电压，所述信号处理模块将所述第三检测信号调整为低电平信号并将所述第四检测信号调整为高电平信号；
若所述第二电阻模块的两端的电压相等，所述信号处理模块将所述第三检测信号和所述第四检测信号均调整为低电平信号。
18.根据权利要求17所述的高压互锁电路的检测方法，其特征在于，所述第一驱动信号和所述第二驱动信号均为脉冲信号，所述故障检测模块根据所述第一检测信号确定所述待检测高压部件的故障，包括：
若满足第二短电源判定条件，所述故障检测模块确定所述待检测高压部件发生短电源故障；
若满足第二开路判定条件，所述故障检测模块确定所述待检测高压部件发生开路故障；
若满足第二短地判定条件，所述故障检测模块确定所述待检测高压部件发生短地故障；
其中，所述第二短电源判定条件包括以下子条件的至少一项：所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准短电源电压，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准短电源电压，所述第三检测信号始终为低电平信号且所述第四检测信号始终为高电平信号；
其中，所述第二开路判定条件包括以下子条件的至少一项：所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准开路电压，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准开路电压，所述第三检测信号和所述第四检测信号均始终为低电平信号；
其中，所述第二短地判定条件包括以下子条件的至少一项：所述第一检测信号的高电平电压等于第一基准短地电压，所述第一检测信号的低电平电压等于第二基准短地电压，所述第三检测信号包括高电平信号和低电平信号且所述第四检测信号始终为低电平信号。
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