CN220399592U - 一种继电器回路故障注入装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种继电器回路故障注入装置，包括：高边驱动器HSD，其具有多个输出端口；多个故障注入单元，其包括：短地故障注入单元、开路故障注入单元和对电源短路故障注入单元，所述短地故障注入单元、开路故障注入单元和对电源短路故障注入单元分别对应连接不同的高边驱动器HSD的输出端口；多个I/O控制器，所述I/O控制器与所述故障注入单元一一对应设置，通过所述I/O控制器能够控制所述故障注入单元的通断，所述高边驱动器HSD的输出电流经过不同的故障注入单元时，通过电流的变化向继电器回路注入不同的故障，本实用新型所述的继电器回路故障注入装置具有结构简单、成本低、操作方便的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及继电器技术领域，特别涉及一种继电器回路故障注入装置。
背景技术
随着新能源汽车不断发展，汽车电控策略复杂性和可靠性日益提升，整车厂以及电控系统供应商对新能源电控系统开发需求不断提高，而HIL测试(硬件在环仿真测试)作为电控系统上车前最后一道测试验证环节，是一种半实物仿真测试，可以模拟驾驶员、车辆及其工作环境，在“虚拟车辆”环境中对BMS系统控制器进行大量测试，无需真实车辆和电池模组，是电池管理系统(BMS)的理想实验室工具，其对于提高BMS测试用例覆盖度的重要性不言而喻。其中，高压继电器诊断测试是BMS高压部分最为重要的故障注入测试，继电器诊断的可靠性、安全性和高效性一直是BMS高压系统的重要一环。
现有技术中，主要通过HIL仿真台架及PC上位机模拟继电器的故障注入，其做法通常是将控制器与车辆线束断开，测试时通过对线束的通断，连接等操作以实现信号的开路故障、对地短路，对电源短路及其他故障。如公开(公告)号为CN110456268B的中国专利，公开了一种基于HIL台架的高压继电器诊断测试系统，它包括电池包、主正继电器、主正驱动故障注入继电器、主正常开故障注入继电器和主正粘连故障注入继电器，本发明能模拟仿真实车上所有工况下，高压上电前、上电后等各路高压继电器粘连、常开、驱动故障的故障注入，不会对人员和车辆造成任何伤害，且方便形成全天候的自动化测试，缩短开发周期，节省开发成本。但这种通过HIL仿真台架及PC上位机模拟继电器的故障注入的方式存在操作过程复杂，且集成系统结构复杂，成本高的问题。
有鉴于此，特提出本申请。
实用新型内容
本实用新型设计出一种继电器回路故障注入装置，以克服现有通过HIL仿真台架及PC上位机模拟继电器的故障注入的方式存在的操作过程复杂，且集成系统结构复杂不清晰，成本高的问题。
为解决上述问题，本实用新型公开了一种继电器回路故障注入装置，包括：
高边驱动器HSD，其具有多个输出端口；
多个故障注入单元，其包括：短地故障注入单元、开路故障注入单元和对电源短路故障注入单元，所述短地故障注入单元、开路故障注入单元和对电源短路故障注入单元分别对应连接不同的高边驱动器HSD的输出端口；
多个I/O控制器，所述I/O控制器与所述故障注入单元一一对应设置，通过所述I/O控制器能够控制所述故障注入单元的通断，所述高边驱动器HSD的输出电流经过不同的故障注入单元时，通过电流的变化向继电器回路注入不同的故障。
进一步的，所述开路故障注入单元包括多个并联电阻，所述的多个并联电阻的一端与所述高边驱动器HSD的其中一个输出端口连接，另一端接电源负极。
进一步的，在所述的多个并联电阻和与其对应连接的高边驱动器HSD的输出端口之间串联第一I/O控制器。
进一步的，所述开路故障注入单元包括三个并联的电阻。
进一步的，所述短地故障注入单元包括电子负载，所述电子负载的一端与所述高边驱动器HSD的其中一个输出端口连接，另一端接电源负极。
进一步的，在所述电子负载和与其对应连接的高边驱动器HSD的输出端口之间串联第二I/O控制器。
进一步的，所述电子负载为电阻型负载。
进一步的，所述高边驱动器HSD的其中一个输出端口接电源正极后形成所述对电源短路故障注入单元。
进一步的，在所述电源正极和与其对应连接的高边驱动器HSD的输出端口之间串联第三I/O控制器。
进一步的，所述的继电器回路故障注入装置还包括：控制模块，所述的多个I/O控制器与控制模块连接，所述控制模块能够控制所述的多个I/O控制器的通断。
进一步的，所述控制模块控制第一I/O控制器闭合，第二I/O控制器和第三I/O控制器断开，所述的继电器回路故障注入装置对继电器回路注入开路故障；
所述控制模块控制第一I/O控制器和第二I/O控制器闭合，第三I/O控制器断开，所述的继电器回路故障注入装置对继电器回路注入短地故障；
所述控制模块控制第一I/O控制器和第二I/O控制器断开，第三I/O控制器闭合，所述的继电器回路故障注入装置对继电器回路注入对电源短路故障。
本申请所述的继电器回路故障注入装置具有如下优点：
通过在不同的高边驱动器HSD的输出端口上分别连接短地故障注入单元、开路故障注入单元和对电源短路故障注入单元，并使得所述高边驱动器HSD的输出电流经过不同的故障注入单元时，通过电流的变化向继电器回路注入不同的故障，实现了对继电器回路故障注入，相比于现有技术中通过HIL仿真台架及PC上位机模拟继电器的故障注入的方式，本实用新型所述的继电器回路故障注入装置具有线路结构简单、清晰，成本低，易于实现、操作方便的优点。
附图说明
图1为本实用新型所述继电器回路故障注入装置的电路结构图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
如图1所示，一种继电器回路故障注入装置，包括：
高边驱动器HSD，其具有多个输出端口；
多个故障注入单元，其包括：开路故障注入单元、短地故障注入单元和对电源短路故障注入单元，所述开路故障注入单元、短地故障注入单元和对电源短路故障注入单元分别对应连接不同的高边驱动器HSD的输出端口；
多个I/O控制器，所述I/O控制器与所述故障注入单元一一对应设置，通过所述I/O控制器能够控制所述故障注入单元的通断，所述高边驱动器HSD的输出电流经过不同的故障注入单元时，通过电流的变化向继电器回路注入不同的故障。
在本实用新型中，I/O控制器就是一个拥有多路继电器开关的继电器盒子，通过将不同的高边驱动器HSD的输出端口连接到不同I/O控制器的不同继电器开关上，使得高边驱动器HSD的输出端经过不同的电子元器件或设备，从而置出不同继电器的不同故障。
本申请所述的继电器回路故障注入装置通过在高边驱动器HSD的输出端口并联多个故障注入单元，之后通过调节各个故障注入单元组成的回路中的电流大小，并通过电流大小向继电器回路注入不同的故障，实现了对继电器回路故障注入，相较于现有通过HIL仿真台架及PC上位机模拟继电器的故障注入的方式，本实用新型所述的继电器回路故障注入装置具有线路结构简单、清晰，成本低，易于实现、操作方便的优点。
进一步的，所述继电器回路故障注入装置通过软件控制读取继电器状态、模拟继电器故障注入，并通过电流检测实施精准控制。
作为本申请的一些实施例，在所述开路故障注入单元中，通过多个并联电阻来调节回路中的电流大小，实现对继电器回路开路故障的注入。
具体的，所述开路故障注入单元包括多个并联电阻，所述的多个并联电阻的一端与所述高边驱动器HSD的其中一个输出端口连接，另一端接电源负极。作为本申请的一些实施例，所述电源的电压可以为24V，此时开路故障注入单元的另一端接电源24V-，在本申请其他可能的实施方式中，所述电源的电压可以根据需求进行设置，并不限于24V。
进一步的，在所述的多个并联电阻和与其对应连接的高边驱动器HSD的输出端口之间串联第一I/O控制器，通过所述第一I/O控制器控制所述高边驱动器HSD的输出端口和所述的多个并联电阻之间的通断。
进一步的，所述开路故障注入单元包括并联的三个电阻。
在所述开路故障注入单元中，所述的多个并联电阻的一端与所述高边驱动器HSD的其中一个输出端口连接，另一端接电源负极，所述开路故障注入单元与待测试的继电器回路之间串联在一起，因此，通过检测高边驱动器HSD的高边输出电流，当高边驱动器HSD的高边输出电流较小时，即可模拟继电器的开路故障注入。
进一步的，所述短地故障注入单元包括电子负载，所述电子负载的一端与所述高边驱动器HSD的其中一个输出端口连接，另一端接电源负极，使得所述高边驱动器HSD的输出电流经过电子负载后接负极。作为本申请的一些实施例，所述电源的电压可以为24V，此时短地故障注入单元的另一端接电源24V-，在本申请其他可能的实施方式中，所述电源的电压可以根据需求进行设置，并不限于24V。
进一步的，在所述电子负载和与其对应连接的高边驱动器HSD的输出端口之间串联第二I/O控制器。
进一步的，所述电子负载为电阻型负载。
进一步的，所述高边驱动器HSD的其中一个输出端口接电源正极后形成所述对电源短路故障注入单元。作为本申请的一些实施例，所述电源的电压可以为24V，此时对电源短路故障注入单元的另一端接电源24V+，在本申请其他可能的实施方式中，所述电源的电压可以根据需求进行设置，并不限于24V，如此，可通过所述对电源短路故障注入单元使得所述高边驱动器HSD的输出电流接电源24V+。
进一步的，在所述高边驱动器HSD的输出端口和电源正极之间串联第三I/O控制器，当电源电压为24V时，所述第三I/O控制器的一端与所述高边驱动器HSD的其中一个输出端口连接；另一端接24V+。
进一步的，所述的继电器回路故障注入装置还包括：控制模块，所述的多个I/O控制器与控制模块连接，所述控制模块能够控制所述的多个I/O控制器的通断。
作为本申请的一些实施例，所述控制模块与所述的多个I/O控制器通过硬线连接。
本申请所述的继电器回路故障注入装置的工作原理如下：
在所述开路故障注入单元中，通过所述第一I/O控制器闭合、连接外接电阻，使得所述高边驱动器HSD端检测电流变小、构成高边驱动器HSD开路故障；
在所述短地故障注入单元中，通过第一I/O控制器闭合、连接外接电阻，同时所述第二I/O控制器闭合、连接外接电子负载，此时，所述第二I/O控制器外接电子负载接入电源负极，使得所述高边驱动器HSD端检测电流功率过大，构成高边驱动器HSD短地故障；
在所述对电源短路故障注入单元中，通过所述第三I/O控制器闭合、连接外接电源正极构成高边驱动器HSD对电源短路故障。
在本实用新型中，I/O控制器就是一个拥有多路开关的继电器盒子，通过将不同的高边驱动器HSD的输出端口连接到不同I/O控制器的不同继电器开关上，使得高边驱动器HSD的输出端经过不同的电子元器件或设备从而置出继电器故障。具体的，在进行故障注入时，可通过控制模块调控I/O控制器的通断状态，调控各回路的通断，从而调控回路中电流的大小，经过不同回路置出继电器故障，具体的：
通过所述控制模块控制第一I/O控制器闭合，第二I/O控制器和第三I/O控制器断开，使得所述高边驱动器HSD的输出电流经过并联电阻缩小电流功率后接电源负极，实现对继电器回路开路故障的注入；
通过所述控制模块控制第一I/O控制器和第二I/O控制器闭合，第三I/O控制器断开，使得所述高边驱动器HSD的输出电流经过电阻及电子负载后接24V-放大功率，实现对继电器回路短地故障的注入；
通过所述控制模块控制第一I/O控制器和第二I/O控制器断开，第三I/O控制器闭合，使得所述高边驱动器HSD的输出电流接电源正极，实现对继电器回路对电源短路故障的注入。
本申请所述的继电器回路故障注入装置具有如下优点：
通过在不同的高边驱动器HSD的输出端口上分别连接短地故障注入单元、开路故障注入单元和对电源短路故障注入单元，并使得所述高边驱动器HSD的输出电流经过不同的故障注入单元时，通过电流的变化向继电器回路注入不同的故障，实现了对继电器回路故障注入，相比于现有技术中通过HIL仿真台架及PC上位机模拟继电器的故障注入的方式，本实用新型所述的继电器回路故障注入装置具有线路结构简单、清晰，成本低，易于实现、操作方便的优点。
虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种继电器回路故障注入装置，其特征在于，包括：
高边驱动器HSD，其具有多个输出端口；
多个故障注入单元，其包括：开路故障注入单元、短地故障注入单元和对电源短路故障注入单元，所述开路故障注入单元、短地故障注入单元和对电源短路故障注入单元分别对应连接不同的高边驱动器HSD的输出端口；
多个I/O控制器，所述I/O控制器与所述故障注入单元一一对应设置，通过所述I/O控制器能够控制所述故障注入单元的通断，所述高边驱动器HSD的输出电流经过不同的故障注入单元时，通过电流的变化向继电器回路注入不同的故障。
2.根据权利要求1所述的继电器回路故障注入装置，其特征在于，所述开路故障注入单元包括多个并联电阻，所述的多个并联电阻的一端与所述高边驱动器HSD的其中一个输出端口连接，另一端接电源负极。
3.根据权利要求2所述的继电器回路故障注入装置，其特征在于，在所述的多个并联电阻和与其对应连接的高边驱动器HSD的输出端口之间串联第一I/O控制器。
4.根据权利要求3所述的继电器回路故障注入装置，其特征在于，所述短地故障注入单元包括电子负载，所述电子负载的一端与所述高边驱动器HSD的其中一个输出端口连接，另一端接电源负极。
5.根据权利要求4所述的继电器回路故障注入装置，其特征在于，在所述电子负载和与其对应连接的高边驱动器HSD的输出端口之间串联第二I/O控制器。
6.根据权利要求5所述的继电器回路故障注入装置，其特征在于，所述电子负载为电阻型负载。
7.根据权利要求5所述的继电器回路故障注入装置，其特征在于，所述高边驱动器HSD的其中一个输出端口接电源正极后形成所述对电源短路故障注入单元。
8.根据权利要求7所述的继电器回路故障注入装置，其特征在于，在所述电源正极和与其对应连接的高边驱动器HSD的输出端口之间串联第三I/O控制器。
9.根据权利要求8所述的继电器回路故障注入装置，其特征在于，所述的继电器回路故障注入装置还包括：控制模块，所述的多个I/O控制器与控制模块连接，所述控制模块能够控制所述的多个I/O控制器的通断。
10.根据权利要求9所述的继电器回路故障注入装置，其特征在于，
所述控制模块控制第一I/O控制器闭合，第二I/O控制器和第三I/O控制器断开，所述的继电器回路故障注入装置对继电器回路注入开路故障；
所述控制模块控制第一I/O控制器和第二I/O控制器闭合，第三I/O控制器断开，所述的继电器回路故障注入装置对继电器回路注入短地故障；
所述控制模块控制第一I/O控制器和第二I/O控制器断开，第三I/O控制器闭合，所述的继电器回路故障注入装置对继电器回路注入对电源短路故障。
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