CN110857964A - 高压互锁回路、利用高压互锁回路检测电气连续性故障的方法、计算机存储介质及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高压互锁回路、利用高压互锁回路来检测电气连续性故障的方法、计算机存储介质以及电动汽车。上述高压互锁回路包括多个高压部件、与所述多个高压部件中的每一个高压部件对应的连接器以及用于将所述多个高压部件及所述连接器串联以便形成高压互锁回路的互锁线，其中，所述互锁线在其第一端连接上拉电阻至第一电位，所述互锁线在其第二端连接下拉电阻至第二电位，其中所述第一电位高于所述第二电位，并且在所述互锁线经过的所述多个高压部件中的每一个高压部件内串联有一电阻，使得能够通过检测所述第二端与所述第一端之间的电压比值来确定所述高压互锁回路的电气连续性故障。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，特别地，涉及高压互锁回路和利用高压互锁回路检测电气连续性故障的方法。
背景技术
传统的燃油汽车所需电能全部来自于12V蓄电池。电动汽车与传统汽车的重要区别是电动汽车一般有两套电池***，高压蓄电池***用于驱动，12V低压电池***用于给负载供电以及发动机的冷启动。其中高压蓄电池***的电压一般为300V 以上，远远超过安全电压范围，而高压回路的工作电流一般为几十或者几百安培。因此，出于高压安全性的考虑，必须对电动汽车的高压回路进行监测，高压互锁是电动汽车安全监测的一个重要手段。
高压互锁回路是通过使用低压电气信号来检查整个高压回路（高压设备、高压导线、连接器）的电气连续性，识别回路异常断开，并及时断开高压电。常见的高压回路互锁方案是通过各高压设备连接器相互串联形成一个贯穿于所有高压设备的链路，如图1所示。当高压设备由于振动、碰撞或者人为因素从高压互锁回路中断开，则会引起整个串联回路不连续，控制***通过检测这个串联电路终端的信号识别到高压回路断开，进而控制高压接触器，使其无法上电，进而提高防触电安全性。然而，如图1所示的设计存在一定的风险，当高压互锁回路本身发生短路时，而此时短路对应部位的高压部件脱开，***无法探测到，因为高压互锁回路仍然是连续的。因此，希望获得一种改进的高压互锁回路和利用该回路进行故障检测的方案。
以上公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
鉴于此，根据本发明的一个方面，提供了一种高压互锁回路，所述高压互锁回路包括多个高压部件、与所述多个高压部件中的每一个高压部件对应的连接器以及用于将所述多个高压部件及所述连接器串联以便形成高压互锁回路的互锁线，其中，所述互锁线在其第一端连接上拉电阻至第一电位，所述互锁线在其第二端连接下拉电阻至第二电位，其中所述第一电位高于所述第二电位，并且在所述互锁线经过的所述多个高压部件中的每一个高压部件内串联有一电阻，使得能够通过检测所述第二端与所述第一端之间的电压比值来确定所述高压互锁回路的电气连续性故障。
上述高压互锁回路还可包括：检测器，用于检测所述第二端与所述第一端之间的电压比值；以及确定器，用于根据所述电压比值确定所述高压互锁回路中是否发生电气连续性故障。
在上述高压互锁回路中，所述第一电位为5V，且所述第二电位为0V。
在上述高压互锁回路中，所述连接器与其所对应的高压部件并联。
在上述高压互锁回路中，所述上拉电阻、所述下拉电阻以及所述每一个高压部件内串联的电阻的阻值相同。
在上述高压互锁回路中，用于根据所述电压比值确定所述高压互锁回路中是否发生电气连续性故障的确定器配置成根据所检测的所述第二端与所述第一端之间的电压比值为1/(N+1)来确定所述高压互锁回路无电气连续性故障，其中N表示所串联的多个高压部件的个数。
根据本发明的另一个方面，提供了一种利用高压互锁回路来检测电气连续性故障的方法。
上述方法可包括：根据所检测的第二端与第一端之间的电压比值来确定所述高压互锁回路有无电气连续性故障。
在上述方法中，在检测出的所述电压比值为1/(N+1)，则确定所述高压互锁回路无电气连续性故障，其中N表示所串联的多个高压部件的个数。
在上述方法中，在检测出的所述电压比值和所述第二电位P2与所述第一电位P1的比值P2/P1相等时，确定所述高压互锁回路发生一个或多个高压部件脱开的故障。
在上述方法中，在检测出的所述电压比值为1/N，则确定所述互锁线本身发生短路故障，其中N表示所串联的多个高压部件的个数。
根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机存储介质，所述介质包括指令，所述指令在被执行时，使处理器执行如前所述的方法。
根据本发明的又一个方面，提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括如前所述的高压互锁回路。
本发明的高压互锁回路技术方案利用一根高压互锁线串联电动汽车所有高压设备形成高压互锁回路。通过测量下拉电阻处的电压值V2与上拉电阻处的电压值V1的比值，确定高压互锁回路的电气连续性。即，在电气连续性完整的情况下，V2与V1的比值应为某一恒定值，而当发生电气连续性故障时，如某处高压设备连接器意外断开了，V2与V1的比值会发生变化。因此，本发明根据V2与V1的比值，作为检验高压互锁回路电气连续性的依据，当其偏离正常范围时，控制高压电源线上的接触器断开，防止触电。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中当高压互锁回路本身发生短路时***无法探测到的问题，取得了良好的技术效果。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1是现有的高压互锁回路示意图；以及
图2至4表示本发明的实施例的高压互锁回路示意图。
具体实施方式
以下说明描述了本发明的特定实施方式以教导本领域技术人员如何制造和使用本发明的最佳模式。为了教导发明原理，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型将落在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式接合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述特定实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
在本发明的上下文中，高压和低压相对于电动汽车的两套电池***而言。用于驱动的蓄电池***称为高压电池***，而用于给负载供电以及发动机的冷启动的12V电池***称为低压电池***。在电动汽车中，高压（蓄）电池***的电压一般为300V 以上，远远超过安全电压范围，而高压回路的工作电流一般为几十或者几百安培。
根据本发明的一个方面，提供了一种高压互锁回路，所述高压互锁回路包括多个高压部件、与所述多个高压部件中的每一个高压部件对应的连接器以及用于将所述多个高压部件及所述连接器串联以便形成高压互锁回路的互锁线，其中，所述互锁线在其第一端连接上拉电阻至第一电位，所述互锁线在其第二端连接下拉电阻至第二电位，其中所述第一电位高于所述第二电位，并且在所述互锁线经过的所述多个高压部件中的每一个高压部件内串联有一电阻，使得能够通过检测所述第二端与所述第一端之间的电压比值来确定所述高压互锁回路的电气连续性故障。
图2示出了本发明的一个实施例的高压互锁回路示意图。如图2所示，与图1不同，在互锁线经过的多个高压部件中的每一个高压部件内串联有一电阻。继续参考图2，在上述高压互锁回路中，第一电位为5V（即接5V直流电源），且第二电位为0V（即接地）。而且，在一个实施例中，连接器与其所对应的高压部件并联，上拉电阻、下拉电阻以及每一个高压部件内串联的电阻的阻值相同。
在一个实施例中，尽管未示出，高压互锁回路还可包括：检测器，用于检测所述第二端与所述第一端之间的电压比值；以及确定器，用于根据所述电压比值确定所述高压互锁回路中是否发生电气连续性故障。
在一个实施例中，确定器配置成根据所检测的所述第二端与所述第一端之间的电压比值来确定高压互锁回路有无电气连续性故障。例如，当电压比值为1/(N+1)，则可确定高压互锁回路无电气连续性故障，其中N表示所串联的多个高压部件的个数。又例如，当电压比值为比值和所述第二电位P2与所述第一电位P1的比值P2/P1相等时，则可确定高压互锁回路发生一个或多个高压部件脱开的故障。再例如，当检测出的所述电压比值为1/N，则确定所述互锁线本身发生短路故障，其中N表示所串联的多个高压部件的个数。
本发明根据V2与V1比值的变化可以分别判断出两种回路故障：① 高压连接器发生脱开时的故障;② 高压互锁线本身发生短路时的故障。
以图2所示的高压互锁回路示意图为例，当高压互锁回路串联两个高压部件时，回路电阻包括上拉电阻1、下拉电阻2、高压部件1中串联的电阻3、高压部件2中串联的电阻4，各电阻阻值均为R。
在高压互锁回路电气连续性完整时，根据串联电路分压原理得到：
此时的电压比
即为高压互锁回路无故障的依据。
图3示出了高压部件脱开的情形。在高压回路的某处连接器发生脱开故障时，如图3中连接器1的高压电源线意外脱开时，根据串联电路分压原理得到：
此时的电压比 V2/V1=0 即为高压互锁回路连接器发生脱开故障的依据。
图4示出了互锁线发生短路的情形。在高压互锁线本身发生短路故障时，如图4中高压互锁线A处与B处之间发生短路故障时，根据串联电路分压原理得到：
此时的电压比 V2/V1=1/2 即为高压互锁线本身发生短路故障的依据。
在一个实施例中，当***检测到高压回路脱开，或者高压互锁线本身发生短路故障时，***会阻止高压电上电，同时会提醒驾驶员维修车辆。
综上所述，本发明的高压互锁回路根据串联电路分压原理，不仅能有利于即时检测出最为常见的高压互锁回路中不同部件间连接处发生脱开的故障，也能即时检测出高压互锁线本身发生短路的故障，以避免由于高压互锁线路本身短路导致***无法检测出高压部件脱开故障的情况发生。
根据本发明的另一个方面，提供了一种利用高压互锁回路来检测电气连续性故障的方法。在一个实施例中，上述方法可包括：根据所检测的第二端与第一端之间的电压比值来确定所述高压互锁回路有无电气连续性故障。当检测出的所述电压比值为1/(N+1)时，可确定所述高压互锁回路无电气连续性故障，其中N表示所串联的多个高压部件的个数。当检测出的所述电压比值和所述第二电位P2与所述第一电位P1的比值P2/P1相等时，可确定所述高压互锁回路发生一个或多个高压部件脱开的故障。此外，当检测出的所述电压比值为1/N，则确定所述互锁线本身发生短路故障，其中N表示所串联的多个高压部件的个数。
本领域内的技术人员应明白，本发明的各个实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件、软件、或软硬件结合的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。例如，可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编辑处理设备的处理器，使得产生执行指定操作的指令序列。
综上，本发明的高压互锁回路技术方案利用一根高压互锁线串联电动汽车所有高压设备形成高压互锁回路。通过测量下拉电阻处的电压值V2与上拉电阻处的电压值V1的比值，确定高压互锁回路的电气连续性。即，在电气连续性完整的情况下，V2与V1的比值应为某一恒定值，而当发生电气连续性故障时，如某处高压设备连接器意外断开了，V2与V1的比值会发生变化。因此，本发明根据V2与V1的比值，作为检验高压互锁回路电气连续性的依据，当其偏离正常范围时，控制高压电源线上的接触器断开，防止触电。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中当高压互锁回路本身发生短路时***无法探测到的问题，取得了良好的技术效果。
以上例子主要说明了本发明的高压互锁回路、利用高压互锁回路检测电气连续性故障的方法、计算机存储介质及电动汽车 。尽管只对其中一些本发明的具体实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。
Claims (13)
1.一种高压互锁回路，所述高压互锁回路包括多个高压部件、与所述多个高压部件中的每一个高压部件对应的连接器以及用于将所述多个高压部件及所述连接器串联以便形成高压互锁回路的互锁线，其特征在于，所述互锁线在其第一端连接上拉电阻至第一电位，所述互锁线在其第二端连接下拉电阻至第二电位，其中所述第一电位高于所述第二电位，并且在所述互锁线经过的所述多个高压部件中的每一个高压部件内串联有一电阻，使得能够通过检测所述第二端与所述第一端之间的电压比值来确定所述高压互锁回路的电气连续性故障。
2.如权利要求1所述的高压互锁回路，还包括：
检测器，用于检测所述第二端与所述第一端之间的电压比值；以及
确定器，用于根据所述电压比值确定所述高压互锁回路中是否发生电气连续性故障。
3.如权利要求1所述的高压互锁回路，其中，所述第一电位P1为5V，且所述第二电位P2为0V。
4.如权利要求1所述的高压互锁回路，其中，所述连接器与其所对应的高压部件并联。
5.如权利要求1至4中任一项所述的高压互锁回路，其中，所述上拉电阻、所述下拉电阻以及所述每一个高压部件内串联的电阻的阻值相同。
6.如权利要求5所述的高压互锁回路，其中，用于根据所述电压比值确定所述高压互锁回路中是否发生电气连续性故障的确定器配置成根据所检测的所述第二端与所述第一端之间的电压比值为1/(N+1)来确定所述高压互锁回路无电气连续性故障，其中N表示所串联的多个高压部件的个数。
7.一种利用权利要求1至6中任一项所述的高压互锁回路来检测电气连续性故障的方法。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述方法包括：
根据所检测的第二端与第一端之间的电压比值来确定所述高压互锁回路有无电气连续性故障。
9.如权利要求8所述的方法，其中，在检测出的所述电压比值为1/(N+1)，则确定所述高压互锁回路无电气连续性故障，其中N表示所串联的多个高压部件的个数。
10.如权利要求8所述的方法，其中，在检测出的所述电压比值和所述第二电位P2与所述第一电位P1的比值P2/P1相等时，确定所述高压互锁回路发生一个或多个高压部件脱开的故障。
11.如权利要求8所述的方法，其中，在检测出的所述电压比值为1/N，则确定所述互锁线本身发生短路故障，其中N表示所串联的多个高压部件的个数。
12.一种计算机存储介质，所述介质包括指令，所述指令在被执行时，使处理器执行如权利要求7至11中任一项所述的方法。
13.一种电动汽车，包括如权利要求1至6中任一项所述的高压互锁回路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200303 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |