高压负载短路检测系统及方法_2

文档序号:9615313阅读:来源:国知局
的高压负载端的断路状态进行判断,可能引起电池包的瞬间过流的情况,本发明实施例提供了一种高压负载短路检测系统,通过本系统可以检测高压负载是否短路,以保证高压用电的安全性。
[0047]图1是本发明实施例高压负载短路检测系统的一种结构示意图。所述高压负载的两端与电池包连接,所述电池包包含电池管理系统。
[0048]该短路检测系统包括:与电池管理系统连接的控制电路、第一继电器KB1、第二继电器KB2、以及与所述第二继电器KB2输出端连接的第一电阻RJ1 ;其中,所述第一继电器KB1的输出端与所述高压负载一端连接,以控制所述高压负载一端在低压回路中的通断;所述第二继电器KB2的输入端与所述高压负载另一端连接,以控制所述高压负载另一端在低压回路中的通断;所述控制电路分别与所述第一继电器KB1、第二继电器KB2的控制端连接,以控制所述第一继电器KB1、所述第二继电器KB2通断;所述控制电路与所述第二继电器KB2的输出端连接,以检测所述第二继电器KB2输出端的输出状态;所述控制电路与所述第一继电器KB1的输入端连接,为所述低压回路提供基准电源。
[0049]进一步地,所述第一继电器KB1为常开继电器,其中,所述第一继电器KB1的常开触点串联在所述控制电路及所述高压负载一端之间,所述第一继电器KB1的线圈串联在所述控制电路及蓄电池之间。
[0050]需要说明的是,所述第一继电器KB1的线圈可以串联在蓄电池的正极VCC及控制电路之间,第一继电器KB1的线圈也可以串联在搭铁及控制电路之间。当第一继电器KB1的线圈串联在蓄电池的正极VCC及控制电路之间时,控制电路输出给第一继电器的控制信号为低电平;当第一继电器KB1的线圈串联在搭铁及控制电路之间时,控制电路输出给第一继电器的控制信号为高电平。
[0051 ] 进一步地,所述第二继电器KB2为常开继电器,其中,所述第二继电器KB2的常开触点串联在所述控制电路及所述高压负载另一端之间,所述第二继电器KB2的线圈串联在所述控制电路及蓄电池之间。
[0052]需要说明的是,所述第二继电器KB2的线圈可以串联在蓄电池的正极VCC及控制电路之间,第二继电器KB2的线圈也可以串联在搭铁及控制电路之间。当第二继电器KB2的线圈串联在蓄电池的正极VCC及控制电路之间时,控制电路输出给第一继电器的控制信号为低电平;当第二继电器KB2的线圈串联在搭铁及控制电路之间时,控制电路输出给第一继电器的控制信号为高电平。
[0053]进一步地,第一电阻RJ1阻值为100欧姆至150欧姆。
[0054]进一步地,控制电路包括:基准源电路,驱动输出电路,短路检测反馈电路。
[0055]基准源电路分别与第一继电器KB1的输入端、电池管理系统连接,用于获取所述电池管理系统的基准源控制信号,并为所述低压回路提供基准电源。
[0056]具体的,基准源电路如图3所示,基准源的主芯片是UA1,UA1是一款基准电源芯片,实际为工作在反向击穿区的二极管,本电路的控制部分主要是通过QA2(NM0S)和QA1 (PM0S)实现,电池管理系统中的VREF_EN管脚通过在QA2的栅极施加一个高电平,实现NM0S推动PM0S管,从而当QA1管处于导通状态下,RA1电阻连接了 VCC(比如12V)铅酸电池正极和基准电源芯片UA1的1管脚。那么在UA1的1管脚将出现一个基准电压,而该基准电压是没有任何驱动能力的,这里基准电压的标准是5V,0.1%精度。后续经过了一个跟随器UA2,使得前面的一个基准电压经过了跟随器UA2后可形成一个具有5V,0.1%精度,并且还具有驱动能力的一个电源——VREF。
[0057]当然基准源电路还可以通过其他方式实现,如图4所示,是通过控制继电器KT、UA1、UA2得到基准电源VREF的另一个例子。
[0058]驱动输出电路与电池管理系统、第一继电器KB1的控制端、以及第二继电器的控制端连接,用于获取所述电池管理系统的驱动控制信号,并控制所述第一继电器、所述第二继电器通断。
[0059]具体的,继电器KB1、KB2具有一个线圈端、输入端以及输出端。驱动输出电路与第一继电器KB1的线圈端、以及第二继电器KB2的线圈端连接,控制所述第一继电器KB1、所述第二继电器KB2通断。
[0060]进一步的,驱动输出电路如图5所示,VCC是整车铅酸电池的正极,通过二极管DC1的接入,防止有串电的情况出现,QC2为NM0S管,QC1为PM0S管,本电路中,主要通过NM0S推动PM0S管,QC2 (NM0S)和QC1 (PM0S)连接后,分别与DC1和电池管理系统的KZ管脚连接,从而当QC1管处于导通状态下,RC1电阻连接了 VCC(比如12V)铅酸电池正极和第一继电器KB1、第二继电器KB2的线圈端一端,由于图5中继电器KB1、继电器KB2的线圈端的另一端接地,则继电器KB1与继电器KB2的线圈端导通,从而实现第一继电器KB1、第二继电器KB2接通。其中,图5中,FZ1与FZ2分别表示为高压负载端的两端,FK1为短路检测反馈电路检测信号,VREF为基准源电路提供的基准电源。
[0061]当然驱动输出电路还可以通过其他方式实现,如图6所示,VCC是整车铅酸电池的正极,通过二极管DC1的接入,防止有串电的情况出现,后续连接到了 QC3是一个NMOS管,电池管理系统中的KZ管脚通过在QC3的栅极施加一个高电平,使QC3的漏源极导通,进一步使第一继电器KB1、第二 KB2的线圈端有电流流过,从而实现第一继电器KB1、第二继电器KB2接通。
[0062]短路检测反馈电路分别与所述电池管理系统、所述第二继电器KB2的输出端连接,以检测所述第二继电器输出端的输出状态,并将所述第二继电器的输出状态传送给所述电池管理系统。
[0063]具体的,短路检测反馈电路如图7所示,在本电路中,第二继电器KB2的输出端电压(即短路检测反馈电路的检测信号)FK1,通过旁路电容CB1,再经过RB1和RB2分压,最后得到检测信号FK进入电池管理系统,在此电路中,RB1和RB2等值,因此实际的电路是第二继电器KB2的输出端电压在原来的基础上进过了 1/2分压。进一步,在此短路检测反馈电路中,CBUCB2用于滤波,大小分别为100nF,RB1和RB2均为5K欧姆。
[0064]在实际应用中,如图1与图2所示的高压负载短路检测系统,工作流程如下:
[0065]当电池包中高压继电器无粘合故障,并且所述高压继电器处于断开状态时,电池管理系统向控制电路发送控制信号:负载端检测继电器使能信号与基准电源使能信号VREF_EN,使控制电路为第一继电器KB1输入端提供基准电源VREF,使控制电路向第一继电器KB1与第二继电器KB2控制端输出使第一继电器与第二继电器闭合的控制信号;此时,由基准源电路的基准电源VREF、第一继电器KB1、第二继电器KB2、第一电阻RJ1、搭铁,共同形成了一个回路,区别于电池包的高电压,称为低压回路,在此低压回路中,基准电源VREF不受其他因素影响,基准电源VREF将高压负载和第一电阻RJ1进行分压,在第二继电器KB2的输出端得到一个电压值,电池管理系统通过负载端短路检测反馈端管脚FK通过控制电路检测第二继电器KB2的输出端电压信号,电池管理系统根据第二继电器KB2的输出端电压值的高低来评判整车高压负载是否小于设定电压阈值,如果大于设定电压阈值(比如4.975V),则确认高压负载具有短路的问题,电池管理系统通过CAN总线向整车管理器上报高压负载
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