CN110346682B - 电动汽车dcdc变换器输出连接状态检测电路及方法 - Google Patents

电动汽车dcdc变换器输出连接状态检测电路及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车DCDC变换器输出连接状态检测电路及方法，电路包括DCDC变换器的输出端经正极输出线束与保险丝连接，所述保险丝与12V蓄电池连接，所述检测电路还包括DCDC输出电压检测电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路、蓄电池输出电压检测电路，其输出端分别连接控制电的输入端，所述控制电路根据采集到的电压数据判断DCDC变换器和12V蓄电池之间的连接状态。本发明的优点在于：通过电路采集DCDC变换器与12V蓄电池之间连接的不同位置的电压，根据电压来判断连接状态，简单快速可靠，实现了DCDC变换器对于连接状态故障报警的功能。

Description

电动汽车DCDC变换器输出连接状态检测电路及方法
技术领域
本发明涉及电动汽车DCDC变换器检测领域，特别涉及一种电动汽车DCDC变换器输出连接状态检测电路及方法。
背景技术
随着电动汽车技术发展，DCDC变换器从早期的硬线控制到目前的具备CAN通讯和诊断功能，但是DCDC变换器低压正极输出线束和输出保险丝连接状态基本未进行检测和诊断。
目前DCDC变换器低压输出端子与输出线束连接方式多为航空插件或者端子加螺栓固定，正极线束与12V蓄电池通过保险丝连接。航空插件连接不到位、退针、螺栓固定端子松动、保险丝断开等问题不能及时准确进行检测和上报。现有技术中的电路无法做到对此进行检测并进行故障检测上报。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车DCDC变换器输出连接状态检测电路及方法，用于检测DCDC变换器的输出端与12V蓄电池之间的连接状态。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：电动汽车DCDC变换器输出连接状态检测电路，包括DCDC变换器的输出端经正极输出线束与保险丝连接，所述保险丝与12V蓄电池连接，所述检测电路还包括DCDC输出电压检测电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路、蓄电池输出电压检测电路，所述DCDC电压检测电路用于检测DCDC变换器的输出端电压，其输出端与控制电路连接；所述第一电压检测电路用于检测保险丝与输出线束连接一端的电压，保险丝的另一端电压由第二电压检测电路检测，所述第一电压检测电路、第二电压检测电路的输出端分别与控制电路的输入端连接，所述蓄电池输出电压检测电路用于检测12V蓄电池两端电压，其输出端与控制电路的输入端连接；所述控制电路根据采集到的电压数据判断DCDC变换器和12V蓄电池之间的连接状态。
所述DCDC输出电压检测电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路、蓄电池输出电压检测电路分别通过电阻分压方式获取对应的电压数据送入到控制电路中。
所述控制电路为DCDC变换器内集成的控制芯片。
所述DCDC输出电压检测电路包括电阻R1、电阻R2，电阻R1的一端与DCDC变换器的低压输出端连接，另一端通过电阻R2接地，在电阻R1、R2之间的连线上引出输出端子与控制电路的输入端连接。
所述第一电压检测电路包括电阻R3、R4，正极输出线束一端与DCDC变换器的正极连接，另一端与保险丝连接，在与保险丝连接处引出电压检测点与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端通过电阻R4接地，在电阻R3、R4之间的连线上引出输出端子连接控制电路的输入端。
所述第二电压检测电路包括电阻R5、R6，所述保险丝与蓄电池的正极柱接线端子连接，在连接处引出接线与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端经电阻R6接地，在电阻R5、R6之间引出接线与控制电路的输入端连接。
所述蓄电池电压检测电路包括电阻R7、R8，12V蓄电池的正极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端经电阻R8接地，电阻R7和R8之间引出接线端与控制电路的输入端连接。
电动汽车DCDC变换器输出连接状态检测电路的检测方法，所述控制电路采集DCDC变换器输出端至12V蓄电池之间检测电的电压数据；其中采集的电压数据包括：DCDC变换器输出端输出电压V_DC、正极输出线束与保险丝连接处电压数据V_SEN1、保险丝与12蓄电池正极柱连接处电压V_SEN2、12V蓄电池的两端实时电压V_KL30；
控制电路根据采集的电压数据判断DCDC变换器输出连接状态：
当V_DC和V_SEN1的压差小于等于预设阈值ΔV2时，DCDC变换器正极输出端子和正极输出线束之间、保险丝与12V蓄电池正极柱之间连接状态良好；
当Vo和V_SEN1的压差大于预设阈值ΔV2时，则DCDC变换器正极输出端子和线束之间、或者保险丝与12V蓄电池连接处的端子连接状态故障；
当V_SEN1和V_SEN2相等时，说明正极输出线束和保险丝的连接处、保险丝与12V蓄电池连接处的端子连接状态良好，且低压输出保险丝是完好的；如果当V_SEN1和V_SEN2不相等时，说明正极输出线束和保险丝的连接处、保险丝与12V蓄电池连接处的端子连接状态有问题，或低压输出保险丝是熔断的；
当V_SEN2和V_KL30相等时，说明保险丝与12V蓄电池连接处的端子连接状态良好；如果V_SEN2和V_KL30不相等时，说明保险丝与12V蓄电池连接处的端子连接状态有问题，或者KL30线束存在问题。
预设阈值ΔV2为在DCDC变换器最大输出电流工况下，从V_KL30到V_SEN1由于正极线束电阻和接触电阻而产生的最大电压差ΔV2。
控制电路根据电压数据判断连接状态后将判断结果上传至整车报警或整车显示。
本发明的优点在于：通过电路采集DCDC变换器与12V蓄电池之间连接的不同位置的电压，根据电压来判断连接状态，简单快速可靠，实现了DCDC变换器对于连接状态故障报警的功能，同时能够做到判断出具体的故障类型、连接状态的故障位置等。同时电路结构简单可靠，成本低，实现方便。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明检测原理示意图；
图2为本发明检测电路的电路图。
图中的附图标记分别为：1、动力电池；2、DCDC变换器；3、12V蓄电池；4、固定点1；5正极输出保险丝；6、固定点2；
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明利用DCDC变换器检测DCDC变换器正极输出线束和保险丝的连接状态并及时准确上报。利用DCDC变换器检测自身输出端、输出线束、输出保险丝及12V蓄电池两两连接处三个电压值，根据采样电压数值、实车测试的正极输出线束电阻和接触电阻值判断正极输出线束和输出保险丝是否可靠连接。
在DCDC变换器的工作为DCDC变换器输入端接动力电池高压，首先经过有电感和电容组成的滤波器进行高压滤波，应用高频率的脉冲宽度调节(PWM)技术将高压直流逆变为交流电压，交流电压输入到高频变压器的原边，变压器副边输出感应电压，经过整流滤波之后输出，输出电压为整车低压***供电，同时为12V蓄电池充电。电压和电流采样路对输出电压和电流采样值，采样电压输出到控制电路，控制电路通过控制算法控制功率电路，实现低压端的稳定输出。DCDC输出正极保险丝额定电流较大，两端基本使用螺栓进行固定。
如图1所示，DCDC变换器的输出正极通过航空插件或接线端子与正极输出线束连接；正极线束另一端连接正极输出保险丝和电压检测1线束，正极线束端子、保险丝端子和电压检测1线束端子使用螺栓固定在一起，形成固定点1；保险丝另一端子和电压检测2线束端子使用螺栓固定在12V蓄电池正极柱接线端子上，形成固定点2。电压检测1和电压检测2两点的电压输入到DCDC中。12V蓄电池通过KL30线为DCDC变换器控制电路供电。
固定点1对应的是检测点1，也就是第一电压检测电路的检测点，电压检测1线束为第一电压检测电路的检测线束，第一电压检测电路包括电阻R3、R4，正极输出线束一端与DCDC变换器的正极连接，另一端与保险丝连接在固定点1，在与保险丝连接处为电压检测点，将检测用线束连接在检测点并与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端通过电阻R4接地，在电阻R3、R4之间的连线上引出输出端子连接控制电路的输入端。
固定点2对应的是检测点2，采用第二电压检测电路来检测该检测点的电压，通过电压检测2线束连接在检测点上通过将检测2线束与第二电压检测电路连接，第二电压检测电路包括电阻R5、R6，所述保险丝与蓄电池的正极柱接线端子连接，在连接处引出接线与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端经电阻R6接地，在电阻R5、R6之间引出接线与控制电路的输入端连接。
检测的电压还包括DCDC输出电压信号，采用DCDC输出电压检测电路来实现，DCDC输出电压检测电路包括电阻R1、电阻R2，电阻R1的一端与DCDC变换器的低压输出端连接，另一端通过电阻R2接地，在电阻R1、R2之间的连线上引出输出端子与控制电路的输入端连接。
检测电压还包括12V蓄电池电压检测电路，蓄电池电压检测电路包括电阻R7、R8，12V蓄电池的正极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端经电阻R8接地，电阻R7和R8之间引出接线端与控制电路的输入端连接。
检测到的所有电压信号输入到控制电路的输入端，控制电路根据采集到的电压数据判断DCDC变换器和12V蓄电池之间的连接状态。控制电路为具有数据处理能力的控制芯片或处理芯片。采用基础的DSP芯片或单片机即可实现，为了节约成本，简化设计，采用DCDC变换器内的控制芯片来实现，由DCDC变换器内的控制芯片来实现分析电压以达到连接状态的判断。
DCDC变换器检测正极输出端子位于壳体内部的电压值V_DC，也就是DCDC输出端电压，做为输出电压的控制信号，V_DC经过R1、R2分压后，输入到控制电路，控制电路采集电压值为V_DC*R2/(R1+R2)，控制芯片通过程序将电压值转换为输出电压V_DC。固定点1电压V_SEN1经过R3、R4分压后，输入到控制电路，控制电路采集电压值为V_SEN1*R4/(R3+R4)，控制芯片通过程序将电压值转换为V_SEN1。固定点2电压V_SEN2经过R5、R6分压后，输入到控制电路，控制电路采集电压值为V_SEN2*R6/(R5+R6)，控制芯片通过程序将电压值转换为V_SEN2。KL30电压V_KL30经过R7、R8分压后，输入到控制电路，控制电路采集电压值为Vo*R8/(R7+R8)，控制芯片通过程序将电压值转换为V_KL30。
DCDC变换器不工作状态下，12V蓄电池的电压为V_BAT，V_DC比V_BAT高ΔV1，以实现为小电池充电的功能。在DCDC最大输出电流工况下，从Vo(蓄电池电压)到V_SEN1因为正极线束电阻和接触电阻而产生的最大电压差为ΔV2。V_SEN1和V_SEN2相等，V_SEN2和V_KL30相等，V_KL30即为12V蓄电池两端实时电压。ΔV1远大于ΔV2。
控制电路根据获取的电压数据来判断连接状态并上传故障信号，在DCDC变换器的控制芯片中集成状态判断方法以实现对于连接状态的判断，其判断方法包括：
当V_DC和V_SEN1的压差小于等于ΔV2，说明DCDC变换器正极输出端子和线束之间、固定点2处的端子连接状态良好。如果Vo和V_SEN1的压差大于ΔV2，则说明DCDC变换器正极输出端子和线束之间、或者固定点2处的端子连接状态有问题。
当V_SEN1和V_SEN2相等时，说明固定点1和固定点2处的端子连接状态良好，且低压输出保险丝是完好的。如果当V_SEN1和V_SEN2不相等时，说明固定点1和固定点2处的端子连接状态有问题，或低压输出保险丝是熔断的。
当V_SEN2和V_KL30相等时，说明固定点2处的端子连接状态良好。如果V_SEN2和V_KL30不相等时，说明固定点2处的端子连接状态有问题，或者KL30线束存在问题。
控制电路根据判断的故障状态将数据上传至整车控制器或车身控制器，然后由整车控制器发出报警信号或控制车载显示器显示故障。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.电动汽车DCDC变换器输出连接状态检测电路的检测方法，所述电路包括DCDC变换器的输出端经正极输出线束与保险丝连接，所述保险丝与12V蓄电池连接，其特征在于：所述检测电路还包括DCDC输出电压检测电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路、蓄电池输出电压检测电路，所述DCDC电压检测电路用于检测DCDC变换器的输出端电压，其输出端与控制电路连接；所述第一电压检测电路用于检测保险丝与输出线束连接一端的电压，保险丝的另一端电压由第二电压检测电路检测，所述第一电压检测电路、第二电压检测电路的输出端分别与控制电路的输入端连接，所述蓄电池输出电压检测电路用于检测12V蓄电池两端电压，其输出端与控制电路的输入端连接；所述控制电路根据采集到的电压数据判断DCDC变换器和12V蓄电池之间的连接状态；所述DCDC输出电压检测电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路、蓄电池输出电压检测电路分别通过电阻分压方式获取对应的电压数据送入到控制电路中；所述控制电路为DCDC变换器内集成的控制芯片；所述DCDC输出电压检测电路包括电阻R1、电阻R2，电阻R1的一端与DCDC变换器的低压输出端连接，另一端通过电阻R2接地，在电阻R1、R2之间的连线上引出输出端子与控制电路的输入端连接；所述第一电压检测电路包括电阻R3、R4，正极输出线束一端与DCDC变换器的正极连接，另一端与保险丝连接，在与保险丝连接处引出电压检测点与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端通过电阻R4接地，在电阻R3、R4之间的连线上引出输出端子连接控制电路的输入端；所述第二电压检测电路包括电阻R5、R6，所述保险丝与蓄电池的正极柱接线端子连接，在连接处引出接线与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端经电阻R6接地，在电阻R5、R6之间引出接线与控制电路的输入端连接；所述蓄电池电压检测电路包括电阻R7、R8，12V蓄电池的正极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端经电阻R8接地，电阻R7和R8之间引出接线端与控制电路的输入端连接；
所述方法为：所述控制电路采集DCDC变换器输出端至12V蓄电池之间检测电的电压数据；其中采集的电压数据包括：DCDC变换器输出端输出电压V_DC、正极输出线束与保险丝连接处电压数据V_SEN1、保险丝与12蓄电池正极柱连接处电压V_SEN2、12V蓄电池的两端实时电压V_KL30；
控制电路根据采集的电压数据判断DCDC变换器输出连接状态：
当V_DC和V_SEN1的压差小于等于预设阈值ΔV2时，DCDC变换器正极输出端子和正极输出线束之间、保险丝与12V蓄电池正极柱之间连接状态良好；
当V_DC和V_SEN1的压差大于预设阈值ΔV2时，则DCDC变换器正极输出端子和线束之间、或者保险丝与12V蓄电池连接处的端子连接状态故障；
当V_SEN1和V_SEN2相等时，说明正极输出线束和保险丝的连接处、保险丝与12V蓄电池连接处的端子连接状态良好，且低压输出保险丝是完好的；如果当V_SEN1和V_SEN2不相等时，说明正极输出线束和保险丝的连接处、保险丝与12V蓄电池连接处的端子连接状态有问题，或低压输出保险丝是熔断的；
当V_SEN2和V_KL30相等时，说明保险丝与12V蓄电池连接处的端子连接状态良好；如果V_SEN2和V_KL30不相等时，说明保险丝与12V蓄电池连接处的端子连接状态有问题，或者KL30线束存在问题。
2.如权利要求1所述的电动汽车DCDC变换器输出连接状态检测电路的检测方法，其特征在于：预设阈值ΔV2为在DCDC变换器最大输出电流工况下，从V_KL30到V_SEN1由于正极线束电阻和接触电阻而产生的最大电压差ΔV2。
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