CN210526306U - 高压互锁检测电路及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池电路领域，其实施方式提供了一种高压互锁检测电路，一种高压互锁检测电路，用于检测N个高压器件上的互锁状态，包括：N个电阻，每个所述电阻对应并联于每个高压器件的两端，将所述N个电阻串联后一端经电阻R0后接至参考电压，串联后的另一端经电阻Rg后接地；以及检测单元，所述检测单元用于检测所述电阻Rg两端的电压；当所述高压器件被正确连接时，对应的电阻通过短接件被短接；所述电路还包括N个电压测量单元，所述电压测量单元与所述电阻一一对应设置，用于测量对应的电阻的所述短接件上的电压。本实用新型的实施方式适用于高压互锁检测场合，准确定位故障。

Description

高压互锁检测电路及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电池电路领域，特别涉及一种高压互锁检测电路以及一种包含高压互锁检测电路的电动汽车。

背景技术

电动汽车使用电力驱动车辆，所使用电压平台较高，一般为几百伏。如果出现高压电泄露，将对驾乘人员和设备产生较大危害。因此，车辆上一般具备监测高压回路导通的装置或系统，当发现高压回路中有断路的故障时，就会及时切断高压输出，从而保护驾乘人员和设备。

一般监测技术为使用低压回路沿高压输电线顺次连接各高压用电器件，通过监测低压回路的导通性来判断高压回路是否正常导通。如果监测到低压回路有断路的情况，将由控制器断开高压回路。

目前的技术中大多采用串联电阻的方式进行检测，通过在检测点检测到的电阻的阻值发生变化，从而准确发现发生断路的高压连接器的具体位置。但是此方法具有以下缺陷，当连接的线束出现断路时，无法判断线束断路的位置，无法在大量的连接线束中准确定位发生断路的连接线束的具体位置，给故障排除和实际维护带来巨大的工作量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种高压互锁检测电路，引入电压测量装置进行监测，以至少解决目前高压互锁检测中的无法定位连接线束断路位置的问题。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供一种高压互锁检测电路，用于检测N个高压器件上的互锁状态，包括：

N个电阻，每个高压器件的接口外部并联有一个所述电阻，所述N个电阻串联后的一端经电阻R0后接至参考电压，串联后的另一端经电阻Rg后接地；

检测单元，所述检测单元用于检测所述电阻Rg两端的电压；其特征在于，所述高压互锁检测电路还包括：

与N个电阻一一对应设置的N个电压测量单元，用于测量对应的电阻的短接件上的电压，其中当所述高压器件的接口被正确连接时，其对应的电阻通过所述短接件被短接。

可选的，所述电压测量单元的测量结果输出端与所述检测单元相连。

可选的，所述N个电压测量单元为同一电压测量装置上的N个接口。

可选的，所述电压测量单元为电压测量芯片。

可选的，所述电压测量芯片的使能端与所述检测单元相连。

可选的，所述N个电阻的阻值均不相同。

可选的，所述检测单元集成于BMS。

可选的，所述检测单元还与显示装置相连；所述显示装置用于显示测量所得的电压。

可选的，所述检测单元还与告警装置相连，所述告警装置至少能够呈现两种告警状态，用于区分高压器件断路和线束断路。

在本实用新型的第二方面，还提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括前述的高压互锁检测电路。

通过本实用新型提供的上述技术方案，不仅能够快速并准确判断出发生断路的高压器件的位置，减少人工排查故障的时间和工作量，还能准确发现连接线束的断路告警，以及准确确定断路线束的具体位置，使监测更加全面，提升维护效率。

本实用新型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

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型一种实施方式提供的高压互锁检测电路的结构示意图；

图2是本实用新型背景技术中的现有技术的高压互锁检测电路示意图；

图3是本实用新型一种实施方式提供的高压互锁检测电路的实施流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

以下结合附图对本实用新型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实用新型，并不用于限制本实用新型。

图1是本实用新型一种实施方式提供的高压互锁检测电路的结构示意图，如图1所示：一种高压互锁检测电路，用于检测N个高压器件上的互锁状态，包括：N个电阻，每个高压器件的接口外部并联有一个所述电阻，所述N个电阻串联后的一端经电阻R0后接至参考电压，串联后的另一端经电阻Rg后接地；检测单元，所述检测单元用于检测所述电阻Rg两端的电压；其特征在于，所述高压互锁检测电路还包括：与N个电阻一一对应设置的N个电压测量单元，用于测量对应的电阻的短接件上的电压，其中当所述高压器件的接口被正确连接时，其对应的电阻通过所述短接件被短接。

如此，本实用新型提供的实施方式不仅能够快速并准确判断出发生断路的高压器件的位置，减少人工排查故障的时间和工作量，还能准确发现连接线束的断路告警，以及准确确定断路线束的具体位置，使监测更加全面，提升维护效率。

具体的，图2是本实用新型背景技术中的现有技术的高压互锁检测电路示意图，如图2所示：现有的技术中大多采用本实用新型实施方式前序部分的技术方案，即通过在高压互锁检测回路中并联电阻，并测量该多个并联电阻的串联阻值来检测高压互锁状态。通过检测多个电阻的串联后阻值的变化，能够检测到高压互锁，其原理参见现有技术，不在此重复。但是该方式存在以下缺陷，当检测到采样电阻(相当于本实用新型中的电阻Rg)的电压为0时，只能判断出整个电路存在断路故障，却无法获知发生故障的具体位置信息，给故障排除和维护工作带来不便。而现有技术中的高压互锁检测均很少提到采样电阻的电压为0的情况下，该如何排除电路中的断路故障。而本实用新型提供的实施例，通过增加电压测量装置采样每个短接件上的电压值，能够当出现线束断路时获取每个短接件上的电压，以此能够准确判断线束断路的位置，使监测更加全面，提升维护效率。

在本实用新型提供的一种实施方式中，所述电压测量单元的测量结果输出端与所述检测单元相连。在实际的应用场合，高压器件的数量较多，采集到的电压值的数量也相应地增加，无法采用人工进行查看。通过将电压测量单元的测量结果输出端与所述检测单元相连，将测量结果输入至检测单元进行统一处理，不仅能够利用检测单元的逻辑处理功能进行自动处理，以提升处理的效率。此处的检测单元仅判断测量值是否为0，即可判断出断路状态和具体的位置。

在本实用新型提供的一种实施方式中，所述N个电压测量单元为同一电压测量装置上的N个接口。在目前的电压测量装置中，各种测量装置已相当成熟。而多路电压采集装置，以其集成性好，处理速度快，得到了广泛的应用，目前市面上已有24路全隔离电压采集器。因此在N不是太大的情况下，采用一个集成度高的多路电压采集装置，基本能够完成电压采集和测量。采用本实施方式具有硬件成本低和集成性好的优点。

在本实用新型提供的一种实施方式中，所述电压测量单元为电压测量芯片。采用电压测量芯片进行实时，具有集成度高，占用空间小，稳定可靠的优点。市面上具有多类型的电压测量芯片进行选择，比较主流品牌有LT、美信和TI等，本领域技术人员根据需要进行选用。

在本实用新型提供的一种实施方式中，所述电压测量芯片的使能端与所述检测单元相连。为了进一步的提升检测效率和降低检测能耗，将所述电压测量芯片的使能端与所述检测单元相连。具体的，当所述检测单元能够检测到电压时，表示该电阻串联电路不存在断路，即无需检测线束的断路状态，也不需要采用电压测量芯片测量每个测量点的电压值，因此不使能该电压测量芯片。仅有当所述检测单元检测不到电压时，即表示该电阻串联电路存在断路，此时需要检测每个短接件上的电压状态，进而使能电压测量芯片进行电压采集。当检测到某一个短接件上的电压为0时，则表明该短接件处于断路状态，通过排查电压为0值和非0值的交界处，得到线束发生断路的具体位置。

在本实用新型提供的一种实施方式中，所述N个电阻的阻值均不相同。现有技术中已经公开了将N个电阻的阻值预设成一定的比例关系，以便能够通过定量的分析更快地确定出故障的位置。而实际上在一个电阻串联电路中，如果只有一个电阻的短接发生异常，那么通过Rg上电压变化值能够对应到串联后等效电阻值的变化，进而计算出何处的电阻发生了短接异常。而若存在电阻值相同的情况，则无法判断出故障的具体位置，为故障定位和故障排除增加工作量，因此通过设置所述N个电阻的阻值均不相同，有利于快速地定位故障。

在本实用新型提供的一种实施方式中，所述检测单元集成于BMS(电池管理系统)。此处的检测单元需要具有控制器的功能，也能够通过AD检测端读取电压值，而将该检测单元集成于BMS之中,利用BMS自身具备的电池动态监测功能和逻辑处理功能，不仅能够精简电路结构，还有利于降低硬件成本。

在本实用新型提供的一种实施方式中，所述检测单元还与显示装置相连；所述显示装置用于显示测量所得的电压。设置显示装置能够当前检测到的高压互锁检测电路中的各项信息，使用户看到测量结果，及时获取到电路的当前状态。

在本实用新型提供的一种实施方式中，所述检测单元还与告警装置相连，所述告警装置至少能够呈现两种告警状态，用于区分高压器件断路和线束断路。本实用新型能够准确确定线束断路的位置，通过设置直观的告警装置，能够使用户方便地看到电路的告警状态。此处的告警装置可以是声音装置和\或发光装置和\或显示装置，以上装置主要用于直观地展示告警。用户可以根据现场的实际情况，选择一种或多种装置进行使用或者组合使用。

在本实用新型提供的一种实施方式中，还提供一种电动汽车，所述电动汽车包括前述的高压互锁检测电路。本实用新型的实施方式提供的高压互锁检测电路适用于电动汽车，具有很好的安全性和可维护性。

图3是本实用新型一种实施方式提供的高压互锁检测电路的实施流程示意图，以下结合图3，对该实施方式所提供的高压互锁检测电路的工作流程进行说明。该附图仅为了便于更好地理解本实用新型中的实施例，并不属于本实用新型的技术方案。

在本实施例中，以N＝3为例，电阻的取值如下：R0＝Rg＝500ohm；R1＝10K；R2＝20K；R3＝30K；并可知：Rg上(采样点0处)的电压为Rg/(R0+Rn+Rg)*参考电压，

当高压回路正常闭合时，即电阻R1、R2、R3均被短路，此时Rn＝0，采样点0处电压应为Rg/(R0+Rg)*参考电压，即等于1/2参考电压。

如某高压器件为异常连接，采样点0处电压会出现偏移。比如高压器件n未连接，那么对应的Rn未被短接，此时采样点0的电压为Rg/(R0+Rn+Rg)*参考电压。由于监测电阻各不相同，可以从采样值直接判定是高压器件之间未正常连接，并通过电阻值的变化得到一个电阻值，进而对应到Rn，以达到检测故障和快速定位故障的目的。

如某线束存在断路，那么采样点0处电压为0。此时可以通过读取各高压器件控制器中读取的采样点电压，来判断是何处的线束出现了断路。比如高压器件1与高压器件2中间的线束部分出现断路，通过读取采样点1(R1上)，采样点2(R2上)，采样点3(R3上)的电压值，可以获得如下信息：采样点1的电压为参考电压，采样点2和采样点3的电压为0，因此可以判定，断路故障出现在高压器件1与高压器件2之间。其它部分的线束断路同样可以检出，此处不再赘述。

通过以上实施方式，能够在检测到线束断路时，准确确定故障位置，提升故障排除效率和维护效率。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种高压互锁检测电路，用于检测N个高压器件上的互锁状态，包括：

N个电阻，每个高压器件的接口外部并联有一个所述电阻，所述N个电阻串联后的一端经电阻R0后接至参考电压，串联后的另一端经电阻Rg后接地；

检测单元，所述检测单元用于检测所述电阻Rg两端的电压；其特征在于，所述高压互锁检测电路还包括：

与N个电阻一一对应设置的N个电压测量单元，用于测量对应的电阻的短接件上的电压，其中当所述高压器件的接口被正确连接时，其对应的电阻通过所述短接件被短接。

2.根据权利要求1所述的高压互锁检测电路，其特征在于，所述电压测量单元的测量结果输出端与所述检测单元相连。

3.根据权利要求1所述的高压互锁检测电路，其特征在于，所述N个电压测量单元为同一电压测量装置上的N个接口。

4.根据权利要求1所述的高压互锁检测电路，其特征在于，所述电压测量单元为电压测量芯片。

5.根据权利要求4所述的高压互锁检测电路，其特征在于，所述电压测量芯片的使能端与所述检测单元相连。

6.根据权利要求1所述的高压互锁检测电路，其特征在于，所述N个电阻的阻值均不相同。

7.根据权利要求1所述的高压互锁检测电路，其特征在于，所述检测单元集成于BMS。

8.根据权利要求2所述的高压互锁检测电路，其特征在于，所述检测单元还与显示装置相连；所述显示装置用于显示测量所得的电压。

9.根据权利要求2所述的高压互锁检测电路，其特征在于，所述检测单元还与告警装置相连，所述告警装置至少能够呈现两种告警状态，用于区分高压器件断路和线束断路。

10.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括权利要求1至9中任一项权利要求所述的高压互锁检测电路。

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