高压互锁检测系统的制作方法

本实用新型涉及机动车电气控制领域，尤其涉及一种高压互锁检测系统。

背景技术：

在机动车的电气设备中，有一部分设备属于高电压设备，尤其对于新能源汽车，其主要依靠电能操控，因此高电压设备相对较多，例如，动力电池1、高压接线盒2、电机控制器3、车载充电机4等，为了保证整车的高电压设备用电安全，在整车制造中多会采用高压互锁回路予以检测、保护，如图1所示的一种现有的高压互锁检测系统，将动力电池1、高压接线盒2、电机控制器3、车载充电机4等高电压设备与整车控制器串联成一条回路，回路监测单元100向该回路供电，其提供的低压电源U一般为12V或24V直流，因而可以认为高压互锁检测系统实际上是一种串接成低压回路的电气保护系统。

具体而言，结合图2以动力电池1为例，其中低压插件L插接在动力电池1上，其是高压互锁回路的进线和出线端口；而高压插件H同样插接在动力电池1上，其一方面提供动力电池的高压线C，同时在高压插件H内还具备一低压跳线J，当高压插件H插接牢靠后，高压互锁回路与该跳线串接导通；再有，高电压设备多设有维修开关S，上述回路与维修开关S中的常开触点串接，当维修开关S打到ON时，该常开触点闭合，使上述回路导通；据上所述，当该动力电池1的维修开关S打到OFF(设备发生故障时，保全人员需要先将维修开关打到OFF才可进行维修、检查)或高压插件H接触不良(高压线C松脱)时，则高压互锁回路在该动力电池1内处于断开状态，回路监测单元100还用于监测上述回路的通断状态，当该回路断开，则对所有该系统中的各高电压设备进行互锁保护措施，例如不允许对高电压设备加载高压、不允许充电、仪表显示故障信息等，以防发生电气笋故。

但该技术在实际应用中，存在着一定的弊端，如果在某个高电压设备处，高压互锁检测系统的导线之间发生短路，那么该回路依然会处于导通状态，而回路监测单元100无法检测到系统自身短路的情况；更甚者，如果此时该设备的高压插件H插接不牢或者维修开关S的触点断开，那么回路监测单元100依然认为高压互锁回路处于通路状态，并没有发生断路现象，因而继续为该高电压设备加载高电压，这就会给设备甚至维修人员带来极大的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种高压互锁回路，通过对现有的高压互锁回路进行改进，以解决无法检测到高压互锁回路自身发生短路的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种高压互锁检测系统，包括：回路监测单元、分压电阻、设置在高电压设备上的维修开关、以及插接在高电压设备上的高压插件；所述回路监测单元内的低压电源与分压电阻的一端连接，分压电阻的另一端与第一个高电压设备上的高压插件中的低压跳线的一端连接，所述低压跳线的另一端与维修开关中的常开触点一端连接，所述常开触点的另一端连接到第二个高电压设备上的高压插件中的低压跳线，按上述连接关系，最后一个高电压设备上的维修开关的常开触点连接到所述回路监测单元的输入端，由此形成高压互锁回路；还包括：串接在高压互锁回路中的短路检测电阻，以及与高压互锁回路连接的短路检测装置；所述短路检测电阻的数量与所述高电压设备的数量相同，并且分别设置在对应的高电压设备内；所述短路检测装置用于检测高压互锁回路中的电流或电压。

优选地，不同高电压设备内的短路检测电阻的阻值互不相同。

优选地，在有两个以上所述短路检测电阻时，任一短路检测电阻的阻值不等于其他短路检测电阻阻值之和。

优选地，所述短路检测电阻连接在所述高压插件与维修开关之间。

优选地，所述短路检测装置与所述回路监测单元集于一体。

优选地，所述短路检测装置串联在所述高压互锁回路中，用于检测高压互锁回路中的电流；或者所述短路检测装置并联在所述分压电阻的两端，用于检测分压电阻两端的电压。

优选地，所述短路检测电阻的精度等于或高于5％。

优选地，所述高电压设备包括以下任一种或者多种：动力电池、高压接线盒、电机控制器、车载充电机、空调压缩机、空调PTC、水加热器、DCDC转换器、直流充电插座。

相较于现有技术，本实用新型通过对现有的高压互锁回路进行改进，即在高压互锁回路中串接短路检测电阻，以及在高压互锁回路中加入短路检测装置，从而当高压互锁回路发生自身短路时，例如导线之间短路，则可以通过短路检测装置检测的高压互锁回路中的电流或电压，监测到该短路事件，进而能够避免继续对高电压设备加载高电压，因此，本实用新型能够有效地消除由回路短路给设备以及维修人员带来的安全隐患；此外，在本实用新型的优选方案中，本系统不仅能够检测到短路，还能定位到该短路发生的位置。

附图说明

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步描述，其中：

图1为现有的高压互锁回路的示意图；

图2为现有的高压互锁回路的局部示意图；

图3为本实用新型提供的高压互锁检测系统的实施例的示意图；

图4为图3的局部示意图。

附图标记说明：

100回路监测单元 1动力电池 2高压接线盒 3电机控制器

4车载充电机 R’分压电阻 U低压电源 E输入端 S维修开关

L低压插件 H高压插件 C高压线 J低压跳线 T短路检测装置

R1～R4短路检测电阻 LBC电池控制器

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本实用新型提供了一种高压互锁检测系统，包括：回路监测单元100、分压电阻R′、设置在高电压设备上的维修开关S、以及插接在高电压设备上的高压插件H；回路监测单元100内的低压电源U与分压电阻R′的一端连接，分压电阻R′的另一端与第一个高电压设备上的高压插件H中的低压跳线J的一端连接，低压跳线J的另一端与维修开关S中的常开触点一端连接，所述常开触点S的另一端连接到第二个高电压设备上的高压插件H中的低压跳线J，按上述连接关系，最后一个高电压设备上的维修开关S的常开触点连接到回路监测单元100的输入端E，由此形成高压互锁回路；本系统还包括：串接在高压互锁回路中的短路检测电阻，以及与高压互锁回路连接的短路检测装置；短路检测电阻的数量与高电压设备的数量相同，并且分别设置在对应的高电压设备内；短路检测装置用于检测高压互锁回路中的电流或电压。

通过上述系统，能够在高压互锁回路发生自身短路时，由短路检测装置检测的高压互锁回路中的电流或电压，发现该短路事件，例如，当某一高电压设备内的高压互锁回路的导线之间发生短路，那么整个高压互锁回路中的电阻值会发生变化，也即是短路检测装置检测到的电压或电流值就会与常态时不同，因此，能够有效地避免整车系统后续对高电压设备继续加载高电压或其他带电操作，从而有效地消除了高压互锁回路短路给设备以及维修人员带来的安全隐患。

这里需要说明的是，上述高电压设备可以是动力电池、高压接线盒、电机控制器、车载充电机、空调压缩机、空调PTC、水加热器、DCDC转换器、直流充电插座等任一种或者多种，具体的数量由车型种类决定；再有所述回路监测单元，一般常用的是整车控制器，当然本实用新型不排除使用其他方式作为整车控制器的替代，以实现高压互锁回路监测的作用；另外，上文提到的低压电源U，即是为整条高压互锁回路提供电压，通常是12v或24v的直流低压，并且可以考虑的是低压电源与回路监测单元的一个输出端集于一体，高压互锁回路接到该输出端并经由外部高电压设备最终回到回路监测单元的一个输入端E；关于该输入端E，可以将其与回路监测单元中的控制模块相连接，从而能够直接获得输入点E的电平状态，或者将该输入点E与低压电源U的负极或共地点连接，使其形成电流回路，此时检测的应是输出端的状态；此外，短路检测装置若串联在所述高压互锁回路中，则其检测的是高压互锁回路中的电流，此时串接的位置可以是回路中的任一点，或者如果短路检测装置检测的是电压，则较佳的方案是将短路检测装置并联在分压电阻的两端，检测该分压电阻的电压，当然，本实用新型不限定读取短路检测装置上的数值的方式，但如果考虑为后续操作带来便利以及控制自动化，在一较佳实施例中可以考虑将短路检测装置与回路监测单元连接或集于一体，由回路监测单元直接获取该短路检测装置的数值，并根据该数值与常态时的数值进行比较，得出短路与否的结论，如果是短路状态，回路监测单元可以对相关其他设备下达指令，例如断开接触器、点亮故障灯、报出故障信息等，本实用新型对此不作限定。

具体而言，请参见图3和图4所示的本实用新型的一个实施例，在该实施例中，以四种高电压设备为例，其分别是动力电池1、高压接线盒2、电机控制器3和车载充电机4，并且短路检测装置T选为并联在分压电组R′，也就是在该实施例中，通过电压值来判断短路与否，同时，在本实施例中考虑的是将短路检测装置T集成于回路监测单元100内。出于对本系统的更进一步地拓展，在本实施例的基础上，可以考虑不同的高电压设备内的短路检测电阻的阻值互不相同，并且在有两个以上所述短路检测电阻时，任一短路检测电阻的阻值不等于其他短路检测电阻阻值之和，其作用是不仅本系统能够检测到短路，还可以定位到是在哪个高电压设备内发生的短路。举例来说，低压电源在本实施例中为12v直流，分压电阻R′及短路检测电阻R1～R4选用精度等于或高于5％，且阻值分别为9KΩ、1KΩ、3KΩ、5KΩ、7KΩ的电阻，根据电阻分压原理，在常态时，即高压互锁回路未发生短路时，短路检测装置T检测到的电压值为12/(1+3+5+7+9)*9＝4.32v；如果当某一个节点短路时，例如动力电池1的互锁回路短路时，短路检测装置T检测到的电压值则变为12/(3+5+7+9)*9＝4.5v，回路监测单元100便可以根据电压值的变化判断出是在动力电池1处发生了短路，因此，该优选方案能够准确定位高压互锁回路发生短路的节点。当然，对于不同高电压设备上的短路检测电阻的阻值和精度等可以根据实际情况进行调整。

关于短路检测电阻设置的数量和位置，本实用新型考虑的是因为在高压互锁回路中，导线之间发生短路一般多在导线间距较近的位置，在实际操作中，通常是在高压互锁回路进入到高电压设备内，因此，本实用新型的短路检测电阻的数量与高电压设备数量相同，并且将其设置在高电压设备内，当然，本领域技术人员可以从本实用新型获得启发调整短路检测电阻的数量与设置位置；接续上文，具体而言，在一较佳实施例中，短路检测电阻可以连接在高压插件与维修开关之间，如图4所示，高压互锁回路的电流流向通过低压插件L将流入至动力电池1，在动力电池内部，首先通过高压插件H的低压跳线J，然后通过短路检测电阻R1，再经过维修开关S的常开触点，最后经低压插件L流出。一般来说，高压插件H和低压插件L位于动力电池1的前部，维修开关S则位于动力电池1的中部，而短路检测电阻置于动力电池1内部，优选的是将其布置在电池控制器(LBC)的内部。

综上所述，本实用新型通过对现有的高压互锁回路进行改进，能够实现当高压互锁回路发生自身短路时，可以通过短路检测装置检测的高压互锁回路中的电流或电压，监测到该短路事件，进而能够避免继续对高电压设备加载高电压或其他带有风险的操作，因此，本实用新型能够有效地消除由高压互锁回路短路给设备以及维修人员带来的安全隐患；此外，在本实用新型的优选方案中，本系统不仅能够检测到短路，还能定位到该短路发生的位置，是本实用新型提供的另一实用、可靠的技术方案。当然，上述全部实施例及优选方案不局限于车辆领域，同样也可以为其他包括互锁回路的用电系统提供相关技术启示。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。