一种车载故障检测仪和电动汽车的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种车载故障检测仪，包括IO输入接口电路、控制器、IO输出接口电路、24V/5V电源转换电路和硬件看门狗电路。24V/5V电源转换电路将外部输入的24V电源转换为稳定的5V电源供控制器使用，IO输入接口电路接收外部设备的实时信息并转化为数字信号传输至控制器，控制器接收该数字信号并进行判断，确定故障信号并将该故障信号对应的BCD码通过IO输出状态表示，IO输出接口电路接收来自控制器的故障信号并转换为电信号输出至继电器线圈，通过继电器的常开/常闭点实现输出。其可实时将高压盘内各设备的运行及故障状态反馈给控制器，减少了输送到控制器的信号线。本发明还公开了设置有车载故障检测仪的电动汽车。
【专利说明】
一种车载故障检测仪和电动汽车
技术领域
[0001]本发明涉及新能源电动汽车领域，具体涉及一种应用于电动汽车高压盘产品的车载故障检测仪和电动汽车。
【背景技术】
[0002]中国电动汽车重大科技项目的研发开始于2001年，经过三个五年计划的科技攻关以及奥运、世博、“十城千辆”示范平台的应用拉动，中国电动汽车从无到有，技术处于持续进步状态，建立起了具有自主知识产权的电动汽车全产业链技术体系。
[0003]经过十年一剑的历程，中国的电动汽车已经开始从研究开发的阶段进入了产业化的阶段，冉冉升起的中国电动汽车产业正在呈现出蓬勃的生机。
[0004]未来10年是中国新能源汽车发展的战略机遇期，中国高度重视电动汽车的发展，在2011年3月出台的“十二五”规划纲要中，中国把新能源汽车列为战略性新兴产业之一，提出要重点发展插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车技术，开展插电式混合动力汽车、纯电动汽车研发及大规模商业化示范工程，推进产业化应用。未来中国电动汽车将迎来新一轮的高速发展。
[0005]新能源电动汽车高压盘(盒/箱)是纯电动汽车的高压大电流分配单元rou。采用集中配电方案，结构设计紧凑，接线布局方便，检修方便快捷。根据不同客户的系统架构需求，高压配电盒还要集成部分电池管理系统智能控制管理单元，从而更进一步简化整车系统架构配电的复杂度。
[0006]高压盘主要由快速熔断器、接触器、隔离开关等组成，用于电动汽车电容充放电回路控制及极端情况下高压回路的保护功能。因此，对于高压盘的实时检测变得尤为重要。
【发明内容】
[0007]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种车载故障检测仪和电动汽车，可实时将高压盘内电机控制器、助力栗、动力电池、DC/DC、空调等的运行及故障状态反馈给整车控制器，以便作保护用，大大减少送到电动汽车总控制器的信号线，在电动汽车高压盘产品里得到了广泛的应用。
[0008]为此，本发明公开了一种车载故障检测仪，包括1输入接口电路、控制器、1输出接口电路、24V/5V电源转换电路和硬件看门狗电路。
[0009]1输入接口电路设于外部设备与控制器之间，其一端与外部设备连接，另一端连接至控制器，用于接收外部设备的实时信息，并将该实时信息转化为数字信号传输至控制器。
[0010]控制器，接收来自1输入接口电路传输的数字信号并进行判断，确定故障信号，并将该故障信号对应的BCD码通过1输出状态表示。
[0011 ] 1输出接口电路，连接于控制器的输出端，接收来自控制器的故障信号，并将数字信号转换为电信号输出至继电器线圈，通过继电器的常开/常闭点实现输出。
[0012]24V/5V电源转换电路，连接至所述控制器，用于将外部输入的24V电源转换为稳定的5V电源供控制器使用。
[0013]硬件看门狗电路，与控制器双向信号连接，当控制器正常工作时，看门狗内的定时器不溢出；当控制器出现故障时，看门狗内定时器不断累加而溢出，从而触发一个复位信号对控制器进行复位，使控制器重新工作。
[0014]进一步地，所述控制器包括单片机芯片、晶振电路、5V电源滤波电路，其中:
[0015]单片机芯片，用于完成1输入、1输出和故障信号的分析工作；
[0016]晶振电路，与所述单片机芯片连接，用于控制所述单片机芯片运算速率；
[0017]5V电源滤波电路，与所述单片机芯片的VCC端相连，为单片机芯片提供稳定的5V电源。
[0018]优选地，所述单片机芯片采用44脚、PLCC封装的AT89C52;所述晶振电路由晶振芯片SOl和两个1P电容(C8、C9)组成，两个1P电容(C8、C9)分别连接于晶振芯片SOl的两端后接地;所述5V电源滤波电路由一个330uF/10V极性电容E6和一个104电容C14并联组成。
[0019]进一步地，所述24V/5V电源转换电路包括EMS测试电路、EMI滤波电路、电源转换模块、滤波电路和电源指示灯电路，其中:
[0020]EMS测试电路，与外部电源连接，用于将外部输入的24V电源做电磁兼容性处理；
[0021]EMI滤波电路，设于EMS测试电路与电源转换模块之间，用于对24V电源进行滤波并传输至电源转换模块；
[0022]电源转换模块，用于将输入的24V直流电源转换为稳定的5V直流电源；
[0023]滤波电路，用于对5V直流电源进行滤波供控制器使用；
[0024]电源指示灯电路，由一个1.5K电阻R38和一个发光二极管LlO组成，用于显示电源状态。
[0025]进一步地，所述EMS测试电路由压敏电阻Ml、绕线贴片电感器LC2和TVS 二极管Tl组成，绕线贴片电感器LC2和TVS 二极管Tl串联后与所述压敏电阻Ml并联设于外部24V电源的正负端之间；所述EMI滤波电路由共模滤波器LC1、两个102/2KV电容(C2、C6)、一个105/50V电容C5、两个330uF/50V极性电容(E4、E5)组成；所述电源转换模块由电源模块Pl和两个102/21^((:1工7)电容组成;所述滤波电路由三个1001^/16￥极性电容化^243)、一个105电容C3、一个104电容C4、一个LL4007 二极管D42和一个102/2KV电容C15组成。
[0026]进一步地，所述硬件看门狗电路包括MAX813芯片U5、一个1K电阻Rl和一个330PF电容C13，其中:
[0027]所述MAX813芯片U5的MR引脚和WDO引脚相连，RESET引脚与所述单片机的BRESET弓I脚相连，WDI引脚连接所述单片机的BTO引脚；
[0028]1K电阻Rl和330PF电容C13并联连接在所述MAX813芯片的RESET引脚和接地端之间。
[0029]进一步地，所述1输入接口电路由TLP281芯片U6、一个1.5K电阻R6、一个1K电阻R2、一个LL4751稳压二极管D8和一个LL4007 二极管D4组成。
[0030]进一步地，所述1输出接口电路由DS75451芯片U2、一个104电容C10、一个继电器Kl和一个LL4007 二极管Dl组成。
[0031]进一步地，外部设备至少为高压盘内电机控制器、助力栗、动力电池、DC/DC、空调中的一种。
[0032]进一步地，一种电动汽车，包括车体，其中，所述车体上设置有上述的车载故障检测仪。
[0033]与现有技术相比，本发明提供的所述车载故障检测仪可实时将高压盘内各设备的运行及故障状态反馈给控制器以保障安全，大大减少了送到电动汽车总控制器的信号线。
【附图说明】
[0034]图1为本发明的结构框图；
[0035]图2为本发明中电源指示灯电路的结构示意图；
[0036]图3为本发明中EMS测试电路的结构示意图；
[0037]图4为本发明中ΕΜΓ滤波电路的结构示意图；
[0038]图5为本发明中电源转换模块的结构示意图；
[0039]图6本发明中滤波电路的结构示意图；
[0040]图7为本发明中晶振电路的结构不意图；
[0041 ]图8为本发明中5V电源滤波电路的结构示意图；
[0042]图9为本发明中硬件看门狗电路的结构示意图；
[0043]图10为本发明中1输入接口电路的结构示意图；
[0044]图11为本发明中1输出接口电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图对本发明的实施例进行详述。
[0046]请参阅图1，本发明提供一种车载故障检测仪，包括1输入接口电路、控制器、1输出接口电路、24V/5V电源转换电路和硬件看门狗电路。
[0047]所述1输入接口电路设于外部设备与控制器之间，其一端与外部设备连接，另一端连接至控制器，用于接收外部设备的实时信息，并将该实时信息转化为数字信号传输至控制器。
[0048]所述控制器接收来自1输入接口电路传输的数字信号并进行判断，确定故障信号，并将该故障信号对应的BCD码通过1输出状态表示。
[0049]所述1输出接口电路连接于控制器的输出端，接收来自控制器的故障信号，并将数字信号转换为电信号输出至继电器线圈，通过继电器的常开/常闭点实现输出。
[0050]所述24V/5V电源转换电路连接至所述控制器，用于将外部输入的24V电源转换为稳定的5V电源供控制器使用。
[0051]所述硬件看门狗电路与控制器双向信号连接，当控制器正常工作时，看门狗内的定时器不溢出；当控制器出现故障时，看门狗内定时器不断累加而溢出，从而触发一个复位信号对控制器进行复位，使控制器重新工作。
[0052]所述控制器包括单片机芯片、晶振电路、5V电源滤波电路，其中:
[0053]单片机芯片，用于完成1输入、1输出和故障信号的分析工作；
[0054]晶振电路，与所述单片机芯片连接，用于控制所述单片机芯片运算速率；
[0055]5V电源滤波电路，与所述单片机芯片的VCC端相连，为单片机芯片提供稳定的5V电源。
[0056]请参照图7至图8，所述单片机芯片采用44脚、PLCC封装的AT89C52;所述晶振电路由晶振芯片SOl和两个1P电容(C8、C9)组成，两个1P电容(C8、C9)分别连接于晶振芯片SOl的两端后接地;所述5V电源滤波电路由一个330uF/10V极性电容E6和一个104电容C14并联组成。
[0057]请参照图2至图6，所述24V/5V电源转换电路包括EMS测试电路、EMI滤波电路、电源转换模块、滤波电路和电源指示灯电路。
[0058]EMS测试电路与外部电源连接，用于将外部输入的24V电源做电磁兼容性处理；
[0059]EMI滤波电路设于EMS测试电路与电源转换模块之间，用于对24V电源进行滤波并传输至电源转换模块；
[0060]电源转换模块用于将输入的24V直流电源转换为稳定的5V直流电源；
[0061 ]滤波电路用于对5V直流电源进行滤波供控制器使用；
[0062]请参照图2，电源指示灯电路由一个1.5K电阻R38和一个发光二极管LlO组成，用于显示电源状态。
[0063]请参照图3，所述EMS测试电路由压敏电阻Ml、绕线贴片电感器LC2和TVS 二极管Tl组成，绕线贴片电感器LC2和TVS 二极管Tl串联后与所述压敏电阻Ml并联设于外部24V电源的正负端之间。
[0064]请参照图4，所述EMI滤波电路由共模滤波器LC1、两个102/2KV电容(C2、C6)、一个105/50V电容C5、两个330uF/50V极性电容(E4、E5)组成。
[0065]请参照图5，所述电源转换模块由电源模块Pl和两个102/2KV(C1、C7)电容组成。
[0066]请参照图6，所述滤波电路由三个100必/16￥极性电容^14243)、一个105电容C3、一个104电容C4、一个LL4007 二极管D42和一个102/2KV电容C15组成。
[0067]请参照图9，所述硬件看门狗电路包括MAX813芯片U5、一个1K电阻Rl和一个330PF电容C13。
[0068]所述MAX813芯片U5的MR引脚和WDO引脚相连，RESET引脚与所述单片机的BRESET弓I脚相连，WDI引脚连接所述单片机的BTO引脚；
[0069]1K电阻Rl和330PF电容C13并联连接在所述MAX813芯片的RESET引脚和接地端之间。
[0070]请参照图10，所述1输入接口电路由TLP281芯片U6、一个1.5K电阻R6、一个1K电阻R2、一个LL4751稳压二极管D8和一个LL4007 二极管D4组成。
[0071]请参照图11，所述1输出接口电路由DS75451芯片U2、一个104电容C10、一个继电器Kl和一个LL4007 二极管Dl组成。
[0072]外部设备至少为高压盘内电机控制器、助力栗、动力电池、DC/DC、空调中的一种。
[0073]工作时，24V/5V电源转换电路将外部输入的24V电源转换为稳定的5V电源供控制器使用，1输入接口电路接收外部设备的实时信息，并将该实时信息转化为数字信号传输至控制器，控制器接收来自1输入接口电路传输的数字信号并进行判断，确定故障信号，并将该故障信号对应的BCD码通过1输出状态表示，1输出接口电路接收来自控制器的故障信号，并将数字信号转换为电信号输出至继电器线圈，通过继电器的常开/常闭点实现故障信号的输出。
[0074]当控制器正常工作时，看门狗内的定时器不溢出；当控制器出现故障时，看门狗内定时器不断累加而溢出，从而触发一个复位信号对控制器进行复位，使控制器重新工作。
[0075]—种电动汽车，包括车体，其中，所述车体上设置有上述的车载故障检测仪。
[0076]综上，本发明提供的所述车载故障检测仪和电动汽车，可实时将高压盘内各设备的运行及故障状态反馈给控制器以保障安全，大大减少了送到电动汽车总控制器的信号线。
[0077]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种车载故障检测仪，其特征在于，包括1输入接口电路、控制器、1输出接口电路、24V/5V电源转换电路和硬件看门狗电路，其中: 1输入接口电路设于外部设备与控制器之间，其一端与外部设备连接，另一端连接至控制器，用于接收外部设备的实时信息，并将该实时信息转化为数字信号传输至控制器；控制器，接收来自1输入接口电路传输的数字信号并进行判断，确定故障信号，并将该故障信号对应的BCD码通过1输出状态表示； 1输出接口电路，连接于控制器的输出端，接收来自控制器的故障信号，并将数字信号转换为电信号输出至继电器线圈，通过继电器的常开/常闭点实现输出； 24V/5V电源转换电路，连接至所述控制器，用于将外部输入的24V电源转换为稳定的5V电源，供控制器使用； 硬件看门狗电路，与控制器双向信号连接，当控制器正常工作时，看门狗内的定时器不溢出；当控制器出现故障时，看门狗内定时器不断累加而溢出，从而触发一个复位信号对控制器进行复位，使控制器重新工作。2.根据权利要求1所述的一种车载故障检测仪，其特征在于，所述控制器包括单片机芯片、晶振电路、5 V电源滤波电路，其中: 单片机芯片，用于完成1输入、1输出和故障信号的分析工作； 晶振电路，与所述单片机芯片连接，用于控制所述单片机芯片运算速率； 5V电源滤波电路，与所述单片机芯片的VCC端相连，为单片机芯片提供稳定的5V电源。3.根据权利要求2所述的一种车载故障检测仪，其特征在于，所述单片机芯片采用44脚、PLCC封装的AT89C5 2 ；所述晶振电路由晶振芯片SOI和两个1P电容(C8、C9)组成，两个1P电容(C8、C9)分别连接于晶振芯片SOI的两端后接地；所述5V电源滤波电路由一个330uF/10V极性电容E6和一个104电容C14并联组成。4.根据权利要求1所述的一种车载故障检测仪，其特征在于，所述24V/5V电源转换电路包括EMS测试电路、ΗΜΓ滤波电路、电源转换模块、滤波电路和电源指示灯电路，其中: EMS测试电路，与外部电源连接，用于将外部输入的24V电源做电磁兼容性处理； EMI滤波电路，设于EMS测试电路与电源转换模块之间，用于对24V电源进行滤波并传输至电源转换模块； 电源转换模块，用于将输入的24V直流电源转换为稳定的5V直流电源； 滤波电路，用于对5V直流电源进行滤波供控制器使用； 电源指示灯电路，由一个1.5K电阻R38和一个发光二极管LlO组成，用于显示电源状态。5.根据权利要求4所述的一种车载故障检测仪，其特征在于，所述EMS测试电路由压敏电阻Ml、绕线贴片电感器LC2和TVS 二极管Tl组成，绕线贴片电感器LC2和TVS 二极管Tl串联后与所述压敏电阻Ml并联设于外部24V电源的正负端之间；所述EMI滤波电路由共模滤波器LC1、两个 102/2KV 电容(C2、C6)、一个 105/50V 电容 C5、两个 330uF/50V 极性电容(E4、E5)组成;所述电源转换模块由电源模块PI和两个102/2KV (C1、C7)电容组成;所述滤波电路由三个100沾/16￥极性电容“13243)、一个105电容03、一个104电容04、一个1^4007二极管042和一个102/2KV电容C15组成。6.根据权利要求1所述的一种车载故障检测仪，其特征在于，所述硬件看门狗电路包括MAX813芯片U5、一个1K电阻Rl和一个330PF电容C13，其中: 所述MAX813芯片U5的MR引脚和WDO引脚相连，RESET引脚与所述单片机的BRESET引脚相连，WDI引脚连接所述单片机的BTO引脚； 1K电阻Rl和330PF电容C13并联连接在所述MAX813芯片的RESET引脚和接地端之间。7.根据权利要求1所述的一种车载故障检测仪，其特征在于，所述1输入接口电路由TLP281芯片U6、一个1.5K电阻R6、一个1K电阻R2、一个LL4751稳压二极管D8和一个LL4007二极管D4组成。8.根据权利要求1所述的一种车载故障检测仪，其特征在于，所述1输出接口电路由DS75451芯片U2、一个104电容C10、一个继电器Kl和一个LL4007 二极管Dl组成。9.根据权利要求1所述的一种车载故障检测仪，其特征在于，外部设备为高压盘内电机控制器、助力栗、动力电池、DC/DC、空调中的至少一种。10.一种电动汽车，包括车体，其特征在于:所述车体上设置有权利要求1至9中任一项所述的车载故障检测仪。
【文档编号】G05B23/02GK106020173SQ201610555476
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月14日
【发明人】梁丁, 周鹏, 黄华, 廖亚平, 周夫宇
【申请人】湖南纽帕科技有限公司