CN115639396A - 车辆电池包的高压采样电路、继电器诊断及预充方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆电池包的高压采样电路、继电器诊断方法及预充方法，该高压采样电路包括在该车辆电池包中电池的正极和负极分别通过主正继电器和主负继电器与电池包外部设备相连接，该主负继电器与该负极相连的导线上设有第一参考点，该主负继电器远离该电池一侧的导线上设有第二参考点，该第一参考点和该第二参考点分别接地且相互独立，该主正继电器与该正极相连的导线上设有第一采样点，该第一采样点分别通过采样电阻与该第一参考点和该第二参考点相连接以实现高压采样。

Description

车辆电池包的高压采样电路、继电器诊断及预充方法

技术领域

本发明涉及车辆高压电路领域，尤其涉及一种车辆电池包的高压采样电路、继电器诊断及预充方法。

背景技术

随着新能源车辆的普及，针对新能源车辆安全性能等方面的考量也更加全面细致，而车辆高压电路的故障是引起安全隐患的重要原因。车辆在电池包内的高压线路中通常设有多个高压继电器，例如正继电器，主负继电器，预充继电器，充电正继电器，充电负继电器等。该些高压继电器由电池管理控制器BMS进行控制，在结合使用这些高压继电器前，需要对高压继电器的故障进行诊断，以确保高压电路的使用安全，防止触电或损坏零部件。

在该些高压继电器中，由于车辆高压电路的自身特点导致其中的主负继电器和充电负继电器有着较大的诊断难度。例如，当车辆电池包与整车断开时，就无法进行主负继电器的故障诊断。此外，高压母线外侧和触电继电器外侧的电压也需要进行采样检测。然而，现有技术中少有针对车辆高压线路各处进行全面高压采样及检测的方案。对于车辆高压电路中的各处进行全面的高压采样，可以获取到继电器外侧的电压，有效地防止高压电路有可能产生的各种风险，提升用车安全。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种车辆电池包的高压采样电路、继电器诊断及预充方法，用于对车辆高压电路中的各处进行全面的高压采样及故障检测，最大程度地确保车辆高压用电的安全。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种车辆电池包的高压采样电路，在该车辆电池包中电池的正极和负极分别通过主正继电器和主负继电器与电池包外部设备相连接，该主负继电器与该负极相连的导线上设有第一参考点，该主负继电器远离该电池一侧的导线上设有第二参考点，该第一参考点和该第二参考点分别接地且相互独立，该主正继电器与该正极相连的导线上设有第一采样点，该第一采样点分别通过采样电阻与该第一参考点和该第二参考点相连接以实现高压采样。

在一实施例中，优选地，在该第一采样点与该第一参考点、该第二参考点连接的电路支路上设有开关。

在一实施例中，优选地，在该第一采样点与该第一参考点、该第二参考点连接的电路支路上分别设有开关。

在一实施例中，优选地，在该第一采样点与该第一参考点连接的电路支路上靠近该第一参考点的位置设有第一开关；在该第一采样点与该第二参考点连接的电路支路上靠近该第一采样点的位置还设有第二开关。

在一实施例中，优选地，在该主正继电器两端还并联有由预充继电器和预充电阻串联构成的预充电路支路，在该主正继电器和该预充电路支路远离电池正极的一侧还设有第二采样点，该第二采样点通过采样电阻与该第二参考点相连接。

在一实施例中，优选地，该第二采样点还通过采样电阻与该第一参考点相连接。

在一实施例中，优选地，在该第二采样点与该第二参考点连接的电路支路上靠近该第二采样点的位置设有第三开关，该第三开关用于同时控制该第二采样点与该第一参考点、该第二采样点与该第二参考点连接电路的通断。

在一实施例中，优选地，分别与该电池相连接的两根母线上还分别连接有两条充电母线，该两条充电母线分别通过充电正继电器和充电负继电器与外部充电设备连接，其中，该充电正继电器远离该电池的一侧设有第三采样点，该充电负继电器远离该电池的一侧设有第三参考点，该第三参考点接地且与该第一参考点、该第二参考点均相互独立，该第三采样点分别通过采样电阻与该第一参考点和该第三参考点相连接。

在一实施例中，优选地，在该第三采样点与该第一参考点、该第三参考点连接的电路支路上靠近该第三采样点的位置设有第四开关，该第四开关用于同时控制该第三采样点与该第一参考点、该第三采样点与该第三参考点连接电路的通断。

在一实施例中，优选地，该充电正继电器所在的充电正母线连接于该主正继电器与该第一采样点之间，该充电负继电器所在的充电负母线连接于该主负继电器与该第一参考点之间；该第一采样点还通过另一采样电阻与该第三参考点相连接。

在一实施例中，优选地，在该第一采样点与该第三参考点连接的电路支路上靠近该第一采样点的位置设有第二开关，该第二开关用于同时控制该第一采样点与该第二参考点、该第一采样点与该第三参考点连接电路的通断。

在一实施例中，优选地，在该第一采样点与该第三参考点连接的电路支路上靠近该第三参考点的位置设有第五开关，该第五开关用于同时控制该第三参考点与该第一采样点、该第三参考点与该第三采样点连接电路的通断。

在一实施例中，优选地，在该主正继电器远离电池正极的一侧还设有第二采样点，该第二采样点分别通过采样电阻与该第一参考点、该第二参考点相连接；该充电正继电器所在的充电正母线连接于该主正继电器与第二采样点之间，该充电负继电器所在的充电负母线连接于该第二参考点远离该主负继电器的一侧；该第二采样点还通过另一采样电阻与该第三参考点相连接。

在一实施例中，优选地，在该第二采样点与该第三参考点连接的电路支路上靠近该第二采样点的位置设有第三开关，该第三开关用于同时控制与该第二采样点连接的所有电路支路的通断。

在一实施例中，优选地，在该第二采样点与该第三参考点连接的电路支路上靠近该第三参考点的位置设有第五开关，该第五开关用于同时控制该第三参考点与该第二采样点、该第三参考点与该第三采样点连接电路的通断。

在一实施例中，优选地，该采样电阻的阻值为兆欧姆数量级。

本发明还提供了一种车辆电池包中高压继电器的诊断方法，采用以上所描述的高压采样电路，该诊断方法包括：分别在该主负继电器处于断开状态和闭合状态时，测量该第一采样点相对于该第一参考点和该第二参考点的电压值，比较该两个电压值以诊断该主负继电器的故障情况。

在一实施例中，优选地，在该高压采样电路中，在该主正继电器与该第一采样点之间连接有充电正母线，在该主负继电器与该第一参考点之间连接有充电负母线，该充电正母线和该充电负母线分别通过充电正继电器和充电负继电器与外部充电设备连接，该充电负继电器远离该电池的一侧设有第三参考点，该第三参考点接地且与该第一参考点、该第二参考点均相互独立，该第一采样点通过采样电阻与该第三参考点相连接，该诊断方法还包括：分别在该充电负继电器处于断开状态和闭合状态时，测量该第一采样点相对于该第一参考点和该第三参考点的电压值，比较该两个电压值以诊断该充电负继电器的故障情况。

在一实施例中，优选地，该充电正继电器远离该电池的一侧设有第三采样点，该第三采样点通过采样电阻与该第一参考点相连接，该诊断方法还包括：分别在该充电正继电器处于断开状态和闭合状态时，测量该第一采样点和该第三采样点相对于该第一参考点的电压值，比该两个电压值以诊断该充电正继电器的故障情况。

在一实施例中，优选地，在该高压采样电路中，在该主正继电器远离电池正极的一侧还设有第二采样点，该第二采样点通过采样电阻与该第二参考点相连接；在该主正继电器与第二采样点之间连接有充电正母线，该第二参考点远离该主负继电器的一侧连接有充电负母线，该充电正母线和该充电负母线分别通过充电正继电器和充电负继电器与外部充电设备连接，该充电负继电器远离该电池的一侧设有第三参考点，该第三参考点接地且与该第一参考点、该第二参考点均相互独立，该第三参考点通过采样电阻与该第二采样点相连接，该诊断方法还包括：分别在该充电负继电器处于断开状态和闭合状态时，测量该第二采样点相对于该第二参考点、该第三参考点的电压值，比较该两个电压值以诊断该充电负继电器的故障情况。

在一实施例中，优选地，该第二采样点通过采样电阻与该第一参考点相连接，该充电正继电器远离该电池的一侧设有第三采样点，该第三采样点通过采样电阻与该第一参考点相连接，该诊断方法还包括：分别在该充电正继电器处于断开状态和闭合状态时，测量该第二采样点、该第三采样点相对于该第一参考点的电压值，比该两个电压值以诊断该充电正继电器的故障情况。

在一实施例中，优选地，在该主正继电器远离电池正极的一侧还设有第二采样点，该第二采样点通过采样电阻与该第一参考点相连接，该诊断方法还包括：分别在该主正继电器处于断开状态和闭合状态时，测量该第一采样点、该第二采样点相对于该第一参考点的电压值，比较该两个电压值以诊断该主正继电器的故障情况。

本发明还提供了一种车辆电池包的预充方法，采用上文所描述的高压采样电路，其中，在该主正继电器两端并联有由预充继电器和预充电阻串联构成的预充电路支路，在该主正继电器和该预充电路支路远离电池正极的一侧还设有第二采样点，该第二采样点通过采样电阻与该第二参考点相连接，该预充方法包括：断开该主正继电器，闭合该预充继电器和该主负继电器以进行预充；测量该第一采样点相对于该第一参考点的第一电压值以及该第二采样点相对于该第二参考点的第二电压值；以及响应于该第一电压值与该第二电压值之差小于预设电压阈值，则预充完成。

在一实施例中，该预设电压阈值的取值范围为45V～55V。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是根据本发明的一实施例绘示的车辆电池包的高压采样电路的电路结构示意图；

图2是根据本发明的另一实施例绘示的车辆电池包的高压采样电路的电路结构示意图；

图3是根据本发明的又一实施例绘示的车辆电池包的高压采样电路的电路结构示意图；以及

图4是根据本发明的另一方面的一实施例绘示的车辆电池包的预充方法的方法流程示意图。

为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明：

101 主正继电器

102 主负继电器

103 采样电阻

104 预充继电器

105 预充电阻

106 充电正继电器

107 充电负继电器

A 第一采样点

B 第二采样点

C 第三采样点

R1 第一参考点

R2 第二参考点

R3 第三参考点

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种车辆电池包的高压采样电路、继电器诊断及预充方法，用于对车辆高压电路中的各处进行全面的高压采样及故障检测，最大程度地确保车辆高压用电的安全。

图1是根据本发明的一实施例绘示的车辆电池包的高压采样电路的电路结构示意图。

请参照图1，本发明提供的车辆高压采样电路中，在车辆电池包内的电路中电池的正极和负极分别通过主正继电器101和主负继电器102与电池包外部设备相连接。如图1所示，电池包内部的高压母线上设有接口HV+和接口HV-，电池包外部的用电设备可以通过该两个接口与电池包内的高压线路相连接。

本发明提供的车辆高压采样电路中，主负继电器102与电池负极相连的导线上设有第一参考点R1，该主负继电器102远离该电池一侧的导线上设有第二参考点R2，特别地，该第一参考点R1和该第二参考点R2分别接地且相互独立。该主正继电器101与该正极相连的导线上设有第一采样点A，该第一采样点A分别通过采样电阻103与该第一参考点R1和该第二参考点R2相连接以分别实现第一采样点A对第一参考点R1、第二参考点R2的高压采样。

其中，该第一参考点R1和该第二参考点R2分别接地且相互独立，可以有效避免接地参考点之间产生相互串扰，进而到影响高压采样与相应的故障判断，进一步增强高压采样与故障检测的准确性以及高压采样电路的安全可靠性能。

本领域技术人员可以理解地，在车辆的高压电路中，主正继电器由于直接与电池正极相连，其闭合和断开时两端的电势差异明显，易于判断其故障情况。而对于主负继电器，其连接的是低电势的电池负极，在其断开和闭合时两端的电势差异难以显著区分，因而主负继电器的检测较为困难。例如，现有技术中对于主负继电器102的诊断需要先闭合预充继电器104，否则主负继电器102的诊断工作无法展开。

在本发明提供的高压采样电路中，通过采样点和参考点的设置及电路连接，可以分别执行第一采样点A对第一参考点R1和第二参考点R2的高压采样，并将该两个采样电压值加以比较，就可以准确地检测出主负继电器102的故障情况，解决了主负继电器102由于电路自身结构特点难于检测的问题，进一步保障了车辆高压用电的安全性。

优选地，本发明提供的高压采样电路中，各处的采样电阻103的阻值均为兆欧姆数量级。为采样电阻103设置较大的阻值，可以起到防止高压电通过采样线路输出至负极母线以造成安全隐患的作用效果。

在一实施例中，优选地，本发明提供的高压采样电路中，在该第一采样点A与该第一参考点R1、该第二参考点R2连接的电路支路上设有开关。本领域技术人员可以理解地，由于高压采样线路连接到了车辆电池正极和负极的母线之间，会形成一定的高压电流，且在下电后该电流仍然存在，从而造成安全隐患。在采样电路支路上设置开关就可以有效避免该种安全隐患的发生，提升高压线路的可靠性。

进一步，更优地，本发明提供的高压采样电路中，在该第一采样点A与该第一参考点R1、该第二参考点R2连接的电路支路上分别设有开关，以实现该两条采样电路的分别控制。在每条采样电路上分别设置开关可以实现采样电路的灵活控制，需要进行高压采样时闭合开关以执行高压采样，而高压电路正常工作时断开该开关以避免高压电的额外输出并确保用电安全。

请继续参考图1，在图1所示的实施例中，在该第一采样点A与该第一参考点R1连接的电路支路上靠近该第一参考点R1的位置设有第一开关S1；在该第一采样点A与该第二参考点R2连接的电路支路上靠近该第一采样点A的位置还设有第二开关S2。其中，第一开关S1可以有效防止下电时高压电通过该采样支路产生电流消耗，而第二开关S2由于与外接电路接口HV-直接连接，其可以有效防止电池包内的高压电通过采样电路输出到电池包外的母线或设备上。

在一实施例中，如图1所示，本发明提供的高压采样电路中，在该主正继电器101两端还并联有由预充继电器104和预充电阻105串联构成的预充电路支路。预充继电器104和预充电阻105用于执行车辆电池的预充工作。

与此同时，在该主正继电器101和该预充电路支路远离电池正极的一侧还设有第二采样点B，该第二采样点B通过采样电阻103与该第二参考点R2相连接。

本领域技术人员可以理解地，第二采样点B与外接电路接口HV+直接连接，也就直接连接了电池包外部的高压母线与用电设备。通过第二采样点B的设置以及获取该第二采样点B对第二参考点R2的高压采样，可以准确获取到电池包外部母线的高压情况，进而就可以进行相应的继电器的故障判断和预充判断，具体的将在下文的方法阐述部分予以展开。

在一实施例中，优选地，请继续参考图1，该第二采样点B还通过采样电阻103与该第一参考点R1相连接，以实现第二采样点B对第一参考点R1的高压采样。本领域技术人员容易理解地，分别执行第二采样点B对第一参考点R1和第二参考点R2的高压采样，并比较该两个采样电压值，可以判断主正继电器101及预充继电器104的故障情况，具体方法此处不予赘述。

进一步，更优地，如图1所示，在该第二采样点B与该第二参考点R2连接的电路支路上靠近该第二采样点B的位置设有第三开关S3。该第三开关S3可以用于同时控制该第二采样点B与该第一参考点R1、该第二采样点B与该第二参考点R2连接电路的通断，该第三开关S3进而也可以起到防止电池包内的高压电通过采样线路输出到电池包外母线或设备上的作用效果，进一步确保高压电路的使用安全。

图2是根据本发明的另一实施例绘示的车辆电池包的高压采样电路的电路结构示意图。

请参考图2，在另一实施例中，优选地，本发明提供的车辆电池包的高压采样电路中，分别与该电池相连接的两根母线上还分别连接有两条充电母线，该两条充电母线分别通过充电正继电器106和充电负继电器107与外部充电设备连接，该两条充电线路可以用于利用车辆外部的高压电源为车辆电池进行充电。

在图2所示的实施例中，该充电正继电器106所在的充电正母线连接于该主正继电器101与该第一采样点A之间，该充电负继电器107所在的充电负母线连接于该主负继电器102与该第一参考点R1之间。需要说明的是，充电母线在高压电路中的连接不限于该一种实施方式，下文第三实施例将对采用另一种充电母线的连接方式展开说明。

与此同时，在图2所示的实施例中，该充电正继电器106远离该电池的一侧设有第三采样点C，该充电负继电器107远离该电池的一侧设有第三参考点R3。与第一参考点R1和第二参考点R2相类似的，该第三参考点R3接地且与该第一参考点R1、该第二参考点R2均相互独立，进而有效避免了多个参考点之间相互串扰带来的故障隐患。

除此以外，该第三采样点C分别通过采样电阻103与该第一参考点R1和该第三参考点R3相连接。第三采样点C与第三参考点R3的连接可以准确获取到充电继电器后端采样点之间的电压情况，继而可以进行针对性的故障判断。类似地，第三采样点C与第一参考点R1之间的连接可以获取到该第三采样点C相对于第一参考点R1的高压采样电压值，将该采样电压值与第一采样点A相对于第一参考点R1的电压值相比较，就可以准确判断出充电正继电器106的故障情况，具体判断方法此处不予赘述。

在一实施例中，优选地，可以继续参考图2，在该第三采样点C与该第一参考点R1、该第三参考点R3连接的电路支路上靠近该第三采样点C的位置设有第四开关S4。该第四开关S4可以用于同时控制该第三采样点C与该第一参考点R1、该第三采样点C与该第三参考点R3连接电路的通断。进一步地，如图2所示，在车辆未插枪充电时，该第四开关S4的设置就可以有效防止将电池包内部的高压电输出到充电正继电器106后端的充电正母线上，从而有效避免了充电时高压电路带来的安全隐患，确保用户的使用安全。

进一步，更优地，如图2所示，该第一采样点A还通过另一采样电阻103与该第三参考点R3相连接，以实现第一采样点A对第三参考点R3的高压采样。本领域技术人员容易理解地，对于充电负继电器107，存在着与主负继电器102相似的检测困难。通过设置第三参考点R3，并分别获取该第一采样点A对于该第一参考点R1和该第三参考点R3的采样电压，可以有效判断出充电负继电器107的故障情况，具体判断方法将在下文方法部分予以展开。

与上述采样支路相类似，在一实施例中，优选地，在该第一采样点A与该第三参考点R3连接的电路支路上靠近该第一采样点A的位置设有第二开关S2，该第二开关S2用于同时控制该第一采样点A与该第二参考点R2、该第一采样点A与该第三参考点R3连接电路的通断，也就是起到防止电池包内的高压点通过采样线路输出到电池包外母线上的作用效果。

除此以外，在一实施例中，在该第一采样点A与该第三参考点R3连接的电路支路上靠近该第三参考点R3的位置设有第五开关S5，该第五开关S5用于同时控制该第三参考点R3与该第一采样点A、该第三参考点R3与该第三采样点C连接电路的通断，进而可以在车辆未插枪充电时，有效防止电池包内的母线高压输出到充电负继电器107后端的充电负母线上，确保车辆的充电安全。

图3是根据本发明的第三实施例绘示的车辆电池包的高压采样电路的电路结构示意图。

与图1所示的实施例相类似的，在图3所示的实施例中，在该主正继电器101远离电池正极的一侧还设有第二采样点B，该第二采样点B分别通过采样电阻103与该第一参考点R1、该第二参考点R2相连接。

除此以外，如图3所示，在该第三实施例中，与图2实施例相似的，在充电正继电器106和充电负继电器107远离电池的一端也分别设有第三采样点C和第三参考点R3，而与图2所示实施例的不同之处在于，该第三实施例的该充电正继电器106所在的充电正母线连接于该主正继电器101与第二采样点B之间，该充电负继电器107所在的充电负母线连接于该第二参考点R2远离该主负继电器102的一侧；且该第二采样点B还通过另一采样电阻103与该第三参考点R3相连接。

本领域技术人员容易理解地，在图3所示的高压采样电路中，通过比较第二采样点B分别对于第二参考点R2与第三参考点R3的采样电压值，可以准确有效地判断出充电负继电器107的故障情况，而通过分别比较第二采样点B与第三采样点C相对于第一参考点R1的采样电压值，可以准确判断出充电正继电器106的故障情况，进而实现了高压电路中各处全面的高压采样与故障判断，同样提升了车辆高压线路的安全性能。

进一步，更优地，在该实施例中，如图3所示，在该第二采样点B与该第三参考点C连接的电路支路上靠近该第二采样点B的位置设有第三开关S3，该第三开关S3用于同时控制与该第二采样点B连接的所有电路支路的通断，以防止电池包内的高压电从电池包内与第二采样点B相连接的采样线路输出到电池包外母线上而造成安全隐患。

与此同时，优选地，在该第二采样点B与该第三参考点R3连接的电路支路上靠近该第三参考点R3的位置设有第五开关S5，该第五开关S5可以用于同时控制该第三参考点R3与该第二采样点B、该第三参考点R3与该第三采样点C连接电路的通断，从而能够有效地防止在车辆未插枪充电时，电池包内的高压电通过与第三参考点R3相连接的采样支路输出到充电负继电器107后端的充电负母线上所带来的充电时的安全隐患。

第四开关S4和第五开关S5还能够在车辆不处于充电状态时防止充电口输出高压电造成安全风险，例如，可以在拔掉充电枪后，断开开关S4、S5，由于此时充电正继电器106和充电负107已经断开，由于S4、S5也断开了，高压母线上对充电继电器外侧无连接，也就确保无高压电输出，提示了安全可靠性。

需要特别说明的是，本发提供的车辆电池包的高压采样电路中，在各个采样线路的相应位置设置了开关。可以参考图1～图3，容易理解地，由于高压采样线路连接到主正继电器101和主负继电器102远离电池的一端，也就是与电池包外部的高压相连接。若未在采样支路上设置开关，一方面会导致即使没有闭合主正继电器101或主负继电器102，高压电也能够通过采样线路输出到主正继电器101或主负继电器102远离电池的一端，造成安全隐患；另一方面，该些采样线路也会将电池包外高压线路的绝缘特性引入电池包内，进而影响到电池包内绝缘检测的准确性。

而在采样线路上设置开关S2～S5就可以有效地避免以上问题，且在本发明实施例中提供的开关设置方案，在最大限度的确保高压电路安全性、检测可靠性的同时，尽可能高效地复用各路开关，在确保性能的同时一定程度上也起到了节省零件成本的作用。

本发明提供的高压采样电路，通过采样点和参考点的设置以及采样电路的连接，实现了车辆高压电路中各处关键点的全方位高压采样与故障诊断，在相应的采样支路上增设开关实现灵活控制的同时又进一步提升了高压电路的安全性能，同时考虑到预充及充电的特殊场景，能够满足不同电池包系统对于各种工况配置的使用需求，并最大限度地确保了用户的使用安全。下面对如何使用该高压采样电路的具体方法展开说明。

本发明的另一方面还提供了一种车辆电池包中高压继电器的诊断方法，采用如图1所示的高压采样电路。请结合图1，该诊断方法包括：闭合开关S1、S2，分别在该主负继电器102处于断开状态和闭合状态时，测量该第一采样点A相对于该第一参考点R1和该第二参考点R2的电压值，比较该两个电压值以诊断该主负继电器102的故障情况，诊断完成后再将开关S1、S2断开以防止电流消耗及高压电通过采样线路额外输出。

例如，在车辆电池的控制器上低压电后，首先闭合开关S1、S2，断开主负继电器102，测量该第一采样点A相对于该第一参考点R1和该第二参考点R2的电压值，将该两个电压值之差与预设阈值比较，若二者之差大于该阈值，说明该主负继电器102不存在短路故障。

接着闭合该主负继电器102，若上述两个电压值之差小于预设阈值，说明该主负继电器102不存在断路故障。最后再将开关S1、S2断开。由此就解决了现有技术中，由于车辆电池包内高压电路自身结构特点导致的主负继电器难于诊断的缺陷，准确有效地实现了主负继电器的诊断工作，提升了车辆高压线路的安全性能。

类似的，在不设置预充支路的时候，可以闭合开关S1、S3，再分别在该主正继电器101处于断开状态和闭合状态时，测量该第一采样点A、该第二采样点B相对于该第一参考点R1的电压值，比较该两个电压值以诊断该主正继电器101的故障情况，诊断完成后在断开S1、S3。而在设有预充支路的时候，由于预充继电器104的存在，可以采用类似方法将预充继电器104与主正继电器101一起进行综合诊断，具体诊断方法不再赘述。

在一实施例中，优选地，本发明提供的车辆高压采样电路中的继电器诊断方法也可以采用如图2所示的高压采样电路。请参考图2，在该实施例中，充电正继电器106所在的充电正母线连接在主正继电器101和第一采样点A之间，充电负继电器107所在的充电负母线连接在第一参考点R1和主负继电器102之间。

相应地，该诊断方法可以包括：闭合开关S1、S2，再分别在该充电负继电器107处于断开状态和闭合状态时，测量该第一采样点A相对于该第一参考点R1和该第三参考点R3的电压值，比较该两个电压值以诊断该充电负继电器107的故障情况，诊断完成后再断开开关S1、S2。由此就解决了现有技术中，由于车辆电池包内高压电路自身结构特点导致的充电负继电器难于诊断的缺陷，准确有效地实现了充电负继电器的诊断工作，保障了车辆充电过程的用电安全。

而对于充电正继电器106的诊断，请继续参考图2，诊断方法可以包括：闭合开关S1，再分别在该充电正继电器106处于断开状态和闭合状态时，测量该第一采样点A和该第三采样点C相对于该第一参考点R1的电压值，比该两个电压值以诊断该充电正继电器106的故障情况，诊断完成后再断开开关S1以防止电流消耗。

类似地，本发明提供的车辆高压采样电路中的继电器诊断方法也可以采用如图3所示的高压采样电路。请参考图3，在该实施例中，充电正继电器106所在的充电正母线连接在该主正继电器101与第二采样点B之间，充电负继电器107所在的充电负母线连接在第二参考点R2远离该主负继电器102的一侧，相应地诊断方法可以包括：闭合S3、S5，再分别在该充电负继电器处于断开状态和闭合状态时，测量该第二采样点B相对于该第二参考点R2、该第三参考点R3的电压值，比较该两个电压值以诊断该充电负继电器107的故障情况，诊断完成后再断开S3、S5。

同理，在图3所示的高压采样电路中，对于充电正继电器106的诊断方法可以包括：闭合S1、S3、S4，再分别在该充电正继电器106处于断开状态和闭合状态时，测量该第二采样点B、该第三采样点C相对于该第一参考点R1的电压值，比该两个电压值以诊断该充电正继电器106的故障情况，诊断完成后断开采样线路上的开关。

本发明还提供了一种车辆电池包的预充方法，采用图1或图2或图3所示的高压采样电路。参考图1～图3可以发现，在该些实施例的车辆高压采样电路中，在该主正继电器101的两端都并联有由预充继电器104和预充电阻105串联构成的预充电路支路，且第二采样点B都设置在该主正继电器101和该预充电路支路远离电池正极的一侧，该第二采样点B都通过采样电阻103与该第二参考点R2相连接，下面结合图4阐述本发明提供的车辆电池包预充方法的步骤。

图4是根据本发明的另一方面的一实施例绘示的车辆电池包的预充方法的方法流程示意图。

请结合参考图4和图1～3，该预充方法400可以包括：

步骤401：断开该主正继电器101，闭合该预充继电器104和该主负继电器102以进行预充，电池包预充开始。

步骤402：测量该第一采样点A相对于该第一参考点R1的第一电压值以及该第二采样点B相对于该第二参考点R2的第二电压值。

本领域技术人员容易理解地，可以结合图1～3的电路结构，该第一采样点A相对于该第一参考点R1的第一电压值即为车辆电池包的总包电压，而该第二采样点B相对于该第二参考点R2的第二电压值可以视作电池包外部高压母线之间的电压值，获取该第一电压值与第二电压值的电压差，就可以根据该电压差判断预充是否完成。

步骤403：响应于该第一电压值与该第二电压值之差小于预设电压阈值，则预充完成。例如，该预设电压阈值的取值范围可以为45V～55V。

本发明提供的车辆电池包的预充方法，利用车辆电池包内的高压采样电路可以准确判断出预充是否完成，确保安全性能的同时也为用户带来了使用便利，提升了用车体验。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (24)

1.一种车辆电池包的高压采样电路，在所述车辆电池包中电池的正极和负极分别通过主正继电器和主负继电器与电池包外部设备相连接，所述主负继电器与所述负极相连的导线上设有第一参考点，所述主负继电器远离所述电池一侧的导线上设有第二参考点，所述第一参考点和所述第二参考点分别接地且相互独立，所述主正继电器与所述正极相连的导线上设有第一采样点，所述第一采样点分别通过采样电阻与所述第一参考点和所述第二参考点相连接以实现高压采样。

2.如权利要求1所述的高压采样电路，其特征在于，在所述第一采样点与所述第一参考点、所述第二参考点连接的电路支路上设有开关。

3.如权利要求2所述的高压采样电路，其特征在于，在所述第一采样点与所述第一参考点、所述第二参考点连接的电路支路上分别设有开关。

4.如权利要求3所述的高压采样电路，其特征在于，在所述第一采样点与所述第一参考点连接的电路支路上靠近所述第一参考点的位置设有第一开关；在所述第一采样点与所述第二参考点连接的电路支路上靠近所述第一采样点的位置还设有第二开关。

5.如权利要求1所述的高压采样电路，其特征在于，在所述主正继电器两端还并联有由预充继电器和预充电阻串联构成的预充电路支路，在所述主正继电器和所述预充电路支路远离电池正极的一侧还设有第二采样点，所述第二采样点通过采样电阻与所述第二参考点相连接。

6.如权利要求5所述的高压采样电路，其特征在于，所述第二采样点还通过采样电阻与所述第一参考点相连接。

7.如权利要求6所述的高压采样电路，其特征在于，在所述第二采样点与所述第二参考点连接的电路支路上靠近所述第二采样点的位置设有第三开关，所述第三开关用于同时控制所述第二采样点与所述第一参考点、所述第二采样点与所述第二参考点连接电路的通断。

8.如权利要求1所述的高压采样电路，其特征在于，分别与所述电池相连接的两根母线上还分别连接有两条充电母线，所述两条充电母线分别通过充电正继电器和充电负继电器与外部充电设备连接，其中，

所述充电正继电器远离所述电池的一侧设有第三采样点，所述充电负继电器远离所述电池的一侧设有第三参考点，所述第三参考点接地且与所述第一参考点、所述第二参考点均相互独立，所述第三采样点分别通过采样电阻与所述第一参考点和所述第三参考点相连接。

9.如权利要求8所述的高压采样电路，其特征在于，在所述第三采样点与所述第一参考点、所述第三参考点连接的电路支路上靠近所述第三采样点的位置设有第四开关，所述第四开关用于同时控制所述第三采样点与所述第一参考点、所述第三采样点与所述第三参考点连接电路的通断。

10.如权利要求9所述的高压采样电路，其特征在于，所述充电正继电器所在的充电正母线连接于所述主正继电器与所述第一采样点之间，所述充电负继电器所在的充电负母线连接于所述主负继电器与所述第一参考点之间；

所述第一采样点还通过另一采样电阻与所述第三参考点相连接。

11.如权利要求10所述的高压采样电路，其特征在于，在所述第一采样点与所述第三参考点连接的电路支路上靠近所述第一采样点的位置设有第二开关，所述第二开关用于同时控制所述第一采样点与所述第二参考点、所述第一采样点与所述第三参考点连接电路的通断。

12.如权利要求10所述的高压采样电路，其特征在于，在所述第一采样点与所述第三参考点连接的电路支路上靠近所述第三参考点的位置设有第五开关，所述第五开关用于同时控制所述第三参考点与所述第一采样点、所述第三参考点与所述第三采样点连接电路的通断。

13.如权利要求8所述的高压采样电路，其特征在于，在所述主正继电器远离电池正极的一侧还设有第二采样点，所述第二采样点分别通过采样电阻与所述第一参考点、所述第二参考点相连接；

所述充电正继电器所在的充电正母线连接于所述主正继电器与第二采样点之间，所述充电负继电器所在的充电负母线连接于所述第二参考点远离所述主负继电器的一侧；

所述第二采样点还通过另一采样电阻与所述第三参考点相连接。

14.如权利要求13所述的高压采样电路，其特征在于，在所述第二采样点与所述第三参考点连接的电路支路上靠近所述第二采样点的位置设有第三开关，所述第三开关用于同时控制与所述第二采样点连接的所有电路支路的通断。

15.如权利要求13所述的高压采样电路，其特征在于，在所述第二采样点与所述第三参考点连接的电路支路上靠近所述第三参考点的位置设有第五开关，所述第五开关用于同时控制所述第三参考点与所述第二采样点、所述第三参考点与所述第三采样点连接电路的通断。

16.如权利要求1、5、6、8、10、13中任一项所述的高压采样电路，其特征在于，所述采样电阻的阻值为兆欧姆数量级。

17.一种车辆电池包中高压继电器的诊断方法，采用如权利要求1所述的高压采样电路，所述诊断方法包括：

分别在所述主负继电器处于断开状态和闭合状态时，测量所述第一采样点相对于所述第一参考点和所述第二参考点的电压值，比较该两个电压值以诊断所述主负继电器的故障情况。

18.如权利要求17所述的诊断方法，其特征在于，在所述高压采样电路中，在所述主正继电器与所述第一采样点之间连接有充电正母线，在所述主负继电器与所述第一参考点之间连接有充电负母线，所述充电正母线和所述充电负母线分别通过充电正继电器和充电负继电器与外部充电设备连接，所述充电负继电器远离所述电池的一侧设有第三参考点，所述第三参考点接地且与所述第一参考点、所述第二参考点均相互独立，所述第一采样点通过采样电阻与所述第三参考点相连接，所述诊断方法还包括：

分别在所述充电负继电器处于断开状态和闭合状态时，测量所述第一采样点相对于所述第一参考点和所述第三参考点的电压值，比较该两个电压值以诊断所述充电负继电器的故障情况。

19.如权利要求18所述的诊断方法，其特征在于，所述充电正继电器远离所述电池的一侧设有第三采样点，所述第三采样点通过采样电阻与所述第一参考点相连接，所述诊断方法还包括：

分别在所述充电正继电器处于断开状态和闭合状态时，测量所述第一采样点和所述第三采样点相对于所述第一参考点的电压值，比该两个电压值以诊断所述充电正继电器的故障情况。

20.如权利要求17所述的诊断方法，其特征在于，在所述高压采样电路中，在所述主正继电器远离电池正极的一侧还设有第二采样点，所述第二采样点通过采样电阻与所述第二参考点相连接；

在所述主正继电器与第二采样点之间连接有充电正母线，所述第二参考点远离所述主负继电器的一侧连接有充电负母线，所述充电正母线和所述充电负母线分别通过充电正继电器和充电负继电器与外部充电设备连接，所述充电负继电器远离所述电池的一侧设有第三参考点，所述第三参考点接地且与所述第一参考点、所述第二参考点均相互独立，所述第三参考点通过采样电阻与所述第二采样点相连接，所述诊断方法还包括：

分别在所述充电负继电器处于断开状态和闭合状态时，测量所述第二采样点相对于所述第二参考点、所述第三参考点的电压值，比较该两个电压值以诊断所述充电负继电器的故障情况。

21.如权利要求20所述的诊断方法，其特征在于，所述第二采样点通过采样电阻与所述第一参考点相连接，所述充电正继电器远离所述电池的一侧设有第三采样点，所述第三采样点通过采样电阻与所述第一参考点相连接，所述诊断方法还包括：

分别在所述充电正继电器处于断开状态和闭合状态时，测量所述第二采样点、所述第三采样点相对于所述第一参考点的电压值，比该两个电压值以诊断所述充电正继电器的故障情况。

22.如权利要求17所述的诊断方法，其特征在于，在所述主正继电器远离电池正极的一侧还设有第二采样点，所述第二采样点通过采样电阻与所述第一参考点相连接，所述诊断方法还包括：

分别在所述主正继电器处于断开状态和闭合状态时，测量所述第一采样点、所述第二采样点相对于所述第一参考点的电压值，比较该两个电压值以诊断所述主正继电器的故障情况。

23.一种车辆电池包的预充方法，采用如权利要求1所述的高压采样电路，其中，在所述主正继电器两端并联有由预充继电器和预充电阻串联构成的预充电路支路，在所述主正继电器和所述预充电路支路远离电池正极的一侧还设有第二采样点，所述第二采样点通过采样电阻与所述第二参考点相连接，所述预充方法包括：

断开所述主正继电器，闭合所述预充继电器和所述主负继电器以进行预充；

测量所述第一采样点相对于所述第一参考点的第一电压值以及所述第二采样点相对于所述第二参考点的第二电压值；以及

响应于所述第一电压值与所述第二电压值之差小于预设电压阈值，则预充完成。

24.如权利要求23所述的预充方法，其特征在于，所述预设电压阈值的取值范围为45V～55V。

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