CN204452063U - 电动车辆熔断器状态检测电路 - Google Patents

电动车辆熔断器状态检测电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种电动车辆熔断器状态检测电路，其包括动力电池、整车控制器和串联在车辆高压电气系统中的熔断器，检测电路还包括光电耦合器、电压传感器、AD转换器和单片机，耦合器发光器的信号控制端与整车控制器电连接，耦合器受光器的其中一端与熔断器的负极连接、另一端经过限流电阻后与电压传感器的输入端连接；电压传感器的输出端连接有采样电阻，采样电阻的正极端连接有电压跟随器，电压跟随器的输出端与AD转换器的输入端连接，AD转换器的输出端与单片机连接，单片机与整车控制器通过CAN总线通信连接。本实用新型能够准确检测电动车辆高压电路系统中各熔断器的状态且电路结构简单、安全可靠、控制方便。

Description

电动车辆熔断器状态检测电路
技术领域
本实用新型涉及电动汽车高压电气系统领域，具体的说是电动汽车熔断器状态监测电路。
背景技术
混合动力车等电动车辆的高压电气系统包括动力电池和各车载用电设备，动力电池上连接有主正供电线路和主负供电线路,主正供电线路和主负供电线路上分别串联有主正继电器和主负继电器，车载用电设备如电机、电动辅机、车载蓄电池等均通过供电支路连接到主正、主负供电线路上，在各用电设备的供电支路上还安装有控制该供电支路通断的支路继电器，整车控制器统一控制各继电器的通断。同时，在主正和各供电支路上均串联有高压熔断器，熔断器具有通、断两个状态，一旦流经熔断器的电流过大，其即会采取熔断动作，切断电路。高压熔断器是实现电动汽车高压电气系统过流和短路保护的重要部件。目前，对于熔断器故障和状态的监测仅处在原始的手动测量阶段，采用人工操作十分复杂，耗时长且具有危险性。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够准确检测电动车辆高压电路系统中各熔断器的状态且整体电路结构简单、安全可靠、控制方便的电动车辆熔断器状态检测电路。
为解决上述技术问题，本实用新型的电动车辆熔断器状态检测电路包括动力电池、整车控制器和串联在车辆高压电气系统中的熔断器，其结构特点是所述检测电路还包括光电耦合器、电压传感器、AD转换器和单片机，光电耦合器包括输入端的耦合器发光器和输出端的耦合器受光器，耦合器发光器的信号控制端与整车控制器电连接，耦合器受光器的其中一端与熔断器的负极连接、另一端经过限流电阻后与所述电压传感器的输入端连接；电压传感器的输出端连接有采样电阻，采样电阻的正极端连接有电压跟随器，电压跟随器的输出端与AD转换器的输入端连接，AD转换器的输出端与所述单片机连接，单片机与整车控制器通过CAN总线通信连接。
在车辆高压电气系统中，熔断器串联在电流方向的下游位置，本实用新型利用耦合器受光器采集流经熔断器的电流下游端和主负供电线路之间的电压值，利用电压传感器来检测电压信号，经过AD转换器将电压信号转换为数字信号传递给单片机，单片机根据电路中的采样电阻的电压值、采样电阻的阻值和限流电阻的阻值，并利用电压传感器输入电流和输出电流之间的线性关系，得到进入电压传感器的电压值，该进入电压传感器的电压值即为熔断器的负极端与主负供电线路之间的电压值，当线路中继电器闭合时，如果熔断器正常，则进入电压传感器的电压值为大于0的正常值，如果熔断器发生熔断，则该电压值为0，依此来判断熔断器的状态。单片机与整车控制器通过CAN总线交换信号，整车控制器根据熔断器的状态对主供电线路和供电支路上的继电器进行通断控制，保证线路的安全运行。
所述车辆高压电气系统中包括多个熔断器，每个熔断器对应连接一个光电耦合器，各光电耦合器发光器的信号控制端连接至一时序控制器上，该时序控制器与整车控制器连接。当需要测量多个熔断器的状态时，使用多个光电耦合器和一个电压传感器，可以简化电路结构，降低成本。只需添加一个时序控制器来分时控制各个光电耦合器的工作状态，从而对各熔断器的状态进行逐个检测。
所述熔断器包括串联在主正供电线路上的主熔断器、串联在电机控制器供电支路上的电机控制器熔断器、串联在电动辅机供电支路上的电动辅机熔断器和串联在车载蓄电池供电支路上的蓄电池熔断器。
所述电压跟随器为一运算放大器。
综上所述，本实用新型具有如下优点：1）未对高压供电系统做任何改动，通过设计的外接电路实现对多路熔断器状态的准确检测，具有安全性和较高自动化程度，成本低；2）整个检测电路结构简单可靠，易于控制；3）通过光电耦合器和电压传感器的隔离特性，实现低压端与高压端的隔离控制与测量，电路安全性高；4）通过多个光电耦合器形成多路选通电路，与一个电压传感器连接实现多路熔断器状态的检测，在减小电路板面积的同时，降低了成本；5）各路熔断器状态采集结束后由单片机通过CAN总线发送到整车控制器，实现正确的高压电气系统故障诊断，自动化程度高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
图1为本实用新型电路结构示意图。
具体实施方式
参照附图，本实用新型的电动车辆熔断器状态检测电路包括动力电池1、整车控制器2和串联在车辆高压电气系统中的熔断器3，检测电路还包括光电耦合器4、电压传感器5、AD转换器6和单片机7，光电耦合器4包括输入端的耦合器发光器和输出端的耦合器受光器，耦合器发光器的信号控制端与整车控制器2电连接，耦合器受光器的其中一端与熔断器3的负极连接、另一端经过限流电阻9后与电压传感器5的输入端连接；电压传感器5的输出端连接有采样电阻10，采样电阻10的正极端连接有电压跟随器11，其中，电压跟随器11采用运算放大器。电压跟随器11的输出端与AD转换器6的输入端连接，AD转换器6的输出端与单片机7连接，单片机7与整车控制器2通过CAN总线通信连接。
在车辆高压电气系统中，熔断器3串联在电流方向的下游位置，本实用新型利用耦合器受光器采集流经熔断器3的电流下游端和主负供电线路之间的电压值，利用电压传感器5来检测电压信号，经过AD转换器6将电压信号转换为数字信号传递给单片机7，单片机7根据电路中的采样电阻10的电压值、采样电阻10的阻值和限流电阻9的阻值，并利用电压传感器5输入电流和输出电流之间的线性关系，得到进入电压传感器5的电压值，该进入电压传感器5的电压值即为熔断器3的负极端与主负供电线路之间的电压值，当线路中继电器闭合时，如果熔断器3正常，则进入电压传感器5的电压值为大于0的正常值，如果熔断器3发生熔断，则该电压值为0，依此来判断熔断器3的状态。单片机7与整车控制器2通过CAN总线交换信号，整车控制器2根据熔断器3的状态对主供电线路和供电支路上的各继电器进行通断控制，保证线路的安全运行。
参照附图，车辆高压电气系统中包括多个熔断器3，其中，熔断器3包括串联在主正供电线路上的主熔断器、串联在电机控制器供电支路上的电机控制器熔断器、串联在电动辅机供电支路上的电动辅机熔断器和串联在车载蓄电池供电支路上的蓄电池熔断器。每个熔断器3对应连接一个光电耦合器4，各光电耦合器发光器的信号控制端连接至一时序控制器8上，该时序控制器8与整车控制器2连接。
当需要测量多个熔断器3的状态时，本实用新型使用多个光电耦合器4和一个电压传感器5，只需添加一个时序控制器8来分时控制各个光电耦合器4的工作状态，从而对各熔断器3的状态进行逐个检测。时序控制器8的作用是逐个导通各个光电耦合器4，通过测量得到的电压传感器5的电压判断哪一路上的熔断器发生了故障。时序控制器8为现有技术，在此不再赘述。
综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。

Claims (4)

1.一种电动车辆熔断器状态检测电路，包括动力电池（1）、整车控制器（2）和串联在车辆高压电气系统中的熔断器（3），其特征是所述检测电路还包括光电耦合器（4）、电压传感器（5）、AD转换器（6）和单片机（7），光电耦合器（4）包括输入端的耦合器发光器和输出端的耦合器受光器，耦合器发光器的信号控制端与整车控制器（2）电连接，耦合器受光器的其中一端与熔断器（3）的负极连接、另一端经过限流电阻（9）后与所述电压传感器（5）的输入端连接；电压传感器（5）的输出端连接有采样电阻（10），采样电阻（10）的正极端连接有电压跟随器（11），电压跟随器（11）的输出端与所述AD转换器（6）的输入端连接，AD转换器（6）的输出端与所述单片机（7）连接，单片机（7）与整车控制器（2）通过CAN总线通信连接。
2.如权利要求1所述的电动车辆熔断器状态检测电路，其特征是所述车辆高压电气系统中包括多个熔断器（3），每个熔断器（3）对应连接一个光电耦合器（4），各光电耦合器发光器的信号控制端连接至一时序控制器（8）上，该时序控制器（8）与整车控制器（2）连接。
3.如权利要求2所述的电动车辆熔断器状态检测电路，其特征是所述熔断器（3）包括串联在主正供电线路上的主熔断器、串联在电机控制器供电支路上的电机控制器熔断器、串联在电动辅机供电支路上的电动辅机熔断器和串联在车载蓄电池供电支路上的蓄电池熔断器。
4.如权利要求1所述的电动车辆熔断器状态检测电路，其特征是所述电压跟随器（11）为一运算放大器。
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