一种高压互锁电路、故障检测方法及装置与流程

本申请涉及汽车
技术领域：
，尤其涉及一种高压互锁电路、故障检测方法及装置。
背景技术：
：高压互锁(highvoltageinter-lock，hvil)，是一种用低压信号监视高压接口回路完整性的安全设计方法。目前，在对高压接口回路完整性进行检测时，通常是利用微控制单元(microcontrollerunit，mcu)输出脉宽调制(pulse-widthmodulation，pwm)波进行检出。现有的一种高压互锁回路中，mcu向高压接口的一端输出pwm波，当高压接插件正常连接在高压接口处时，mcu可以在高压接口的另一端接收到返回的pwm波，高压接口回路完整。一旦，mcu未接收到返回的pwm波，则可确定高压接口回路故障，从而实现了对高压接口回路完整性的检测。但是，现有的技术方案仅仅可以确定出高压接口回路导通或断开，无法确定高压接口回路出现的具体故障形式，不利于后续对高压接口回路故障的排查和处理。技术实现要素：为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种高压互锁电路、故障检测方法及装置，能够识别出高压接口回路的具体故障问题，区分高压接口回路短路、对地短接还是对电源短接，提高故障排除的效率。本申请实施例提供的一种高压互锁电路，包括：检测支路、第一电阻网络、第二电阻网络和恒流源；所述检测支路包括串联连接的第三电阻网络和高压接口；所述检测支路与所述第一电阻网络并联后，与所述第二电阻网络串联在所述恒流源的正输出端和负输出端之间，以使第一检测模块根据所述恒流源正输出端的电压判断高压接口回路的故障。可选的，所述第二电阻网络包括串联连接第一电阻和第二电阻，以使第二检测模块根据所述第一电阻和所述第二电阻之间节点的电压，判断所述恒流源的工作状态。可选的，所述第一电阻网络，包括：第三电阻；所述第三电阻网络，包括：第四电阻；所述第三电阻的第一端连接所述恒流源的正输出端，所述第三电阻的第二端连接所述第一电阻的第一端；所述第一电阻的第二端连接第二检测模块，并经所述第二电阻连接所述恒流源的负输出端，以使所述第二检测模块根据所述第一电阻和所述第二电阻之间节点的电压判断所述恒流源的工作状态；所述第四电阻的第一端经所述高压接口连接所述恒流源的正输出端，所述第四电阻的第二端连接所述第一电阻的第一端。可选的，所述恒流源的正输出端输出电流为大于10毫安，所述恒流源的负输出端接地；所述第一电阻和所述第二电阻的阻值均为100欧姆，所述第三电阻和所述第四电阻的阻值均为330欧姆。可选的，还包括：分压支路；所述分压支路，用于对所述恒流源正输出端的电压进行分压，得到检测电压，以使所述第一检测模块根据所述检测电压判断所述高压接口回路的故障。可选的，所述分压电路，具体包括：第五电阻和第六电阻；所述第五电阻的第一端连接所述恒流源的正输出端；所述第五电阻的第二端连接所述第一检测模块，并经所述第六电阻连接所述恒流源的负输出端。可选的，所述检测电压的电压值不超过5v。可选的，还包括：二极管和/或电容；所述二极管的阳极连接所述恒流源的正输出端，所述二极管的阴极连接所述检测支路；所述电容的第一端连接在所述高压接口和所述第三电阻之间，所述电容的第二端连接所述恒流源的负输出端。本申请实施例提供的一种故障检测方法，应用于如上述实施例提供的高压互锁电路中的任意一种；所述方法，包括：获得所述恒流源正输出端的电压，得到采样电压；确定预先得到的配置表中所述采样电压所述的电压区间；所述配置表中包括多个电压区间与高压接口回路的连接状态的一一对应关系，每个所述电压区间不重叠；根据确定出的电压区间所对应的高压接口回路的连接状态，判断高压接口回路的故障。本申请实施例提供的一种故障检测装置，应用于如上述实施例提供的高压互锁电路中的任意一种；所述装置，包括：数据获取单元、区间查找单元和故障判断单元；所述数据获取单元，用于获得所述恒流源正输出端的电压，得到采样电压；所述区间查找单元，用于确定预先得到的配置表中所述采样电压所述的电压区间；所述配置表中包括多个电压区间与高压接口回路的连接状态的一一对应关系，每个所述电压区间不重叠；所述故障判断单元，用于根据确定出的电压区间所对应的高压接口回路的连接状态，判断高压接口回路的故障。与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：在本申请实施例中，高压接口与第三电阻网络串联得到检测支路与第一电阻网络并联后，与第二电阻网络一并串联在恒流源的正输出端和负输出端之间，由于随着高压接口连接状态的变化，如正常连接、断路、对地断路和对外部电源短路等，恒流源的正输出端处的电压也会随之变换，从而可以根据正输出端的电压判断出高压接口回路的故障，实现对高压接口回路完整性的检出。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请实施例提供的一种高压互锁电路的结构示意图；图2为本申请具体实施例提供的一种高压互锁电路的电路拓扑；图3为本申请具体实施例提供的另一种高压互锁电路的电路拓扑图4a-图4e为本申请具体实施例提供的一种高压互锁电路在高压接口不同连接状态下的示意图；图5为本申请具体实施例提供的又一种高压互锁电路的电路拓扑；图6为本申请实施例提供的一种故障检测方法的流程示意图；图7为本申请实施例提供的一种故障检测装置的结构示意图。具体实施方式为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。需要说明的是，本申请实施例提供的高压互锁电路及其故障检测方法及装置，不仅可以用于对混合动力汽车、电动车等通过动力电池提供动力的交通工具中高压接口处连接状态(即高压接口回路完整性)的检测，还可以用于其它设备高压接口回路中高压接口处连接状态的检测，本申请对此不进行限定，下面均以电动汽车这一具体的场景为例进行说明，其它场景的实现方式类似，这里不再一一赘述。为了检出高压接口的连接状态、识别高压接口回路的故障，本申请实施例提供的高压互锁电路通过特定的电阻网络连接状态，以使在高压接口的连接状态不同时恒流源正输出端的电压范围不同，从而可以根据检出的恒流源正输出端的电压实现对高压接口的正常连接、断路、对地短路、对外部电源短路等状态的检出。基于上述思想，为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。参见图1，该图为本申请实施例提供的一种高压互锁电路的结构示意图。本申请实施例提供的高压互锁电路，包括：检测支路100、第一电阻网络200、第二电阻网络300和恒流源400；检测支路100包括串联连接的第三电阻网络500和高压接口600；检测支路100与第一电阻网络200并联后，与第二电阻网络300串联在恒流源400的正输出端和负输出端之间，以使第一检测模块701根据恒流源400正输出端的电压判断高压接口回路的连接状态。可以理解的是，恒流源400的正输出端是正电压或正向电流的输出端，负输出端可以是负电压或反向电流的输出端或地。在本申请实施例中，高压接口600用于连接高压接插件，高压接插件通过导线与用电设备连接，构成高压接口回路，实现对用电设备的供电。在使用过程中，受外界或设备本身因素的影响，高压接口600处可出现正常连接、断路、对地短路和对电源短路等连接状态，导致高压接口600的电阻和/或电压发生变化，在恒流源400的正输出端检出的电压也会随之变化，从而可以判断出高压接口回路的故障。具体而言，当高压接口回路正常时，高压接口600的电阻等于高压接插件连接回路的等效电阻，检测支路100的阻值为第三电阻网络500的阻值以及高压接口回路的等效电阻之和。当高压接口回路处于断路状态时，高压接口600处的连接断开，检测支路100的阻值无限大。当高压接口回路对地短路时，高压接口600相当于接地、电阻为零，检测支路100的电阻等于第三电阻网络500的阻值且连接关系发生变化，检测支路100与第二电阻网络300并联，和第一电阻网络200串联在恒流源400的正输出端和负输出端之间。当高压接口回路对外部电源(如外部蓄电池)短路时，高压接口600接外部电源正极，相当于在恒流源400的正输出端增加恒压源。检测支路100上连接有外接电源、阻值为第三电阻网络500的阻值以及高压接口回路的等效电阻之和，恒流源400正输出端处的电压约等于外部电源的电压。因此，通过检测支路100在不同连接状态下电阻和/或电压的变化，可以使得恒流源400正输出端的电压在高压接口回路的不同状态下处于不同的电压区间，从而可以使第一检测模块701根据恒流源400正输出端的电压对高压接口回路的故障做出判断，保证电动汽车的正常工作和运行。下面将结合具体实施例进行详细说明，这里先不赘述。实际应用中，第一检测模块701可以是电动汽车的mcu。在本申请实施例中，高压接口与第三电阻网络串联得到检测支路与第一电阻网络并联后，与第二电阻网络一并串联在恒流源的正输出端和负输出端之间，由于随着高压接口连接状态的变化，如正常连接、断路、对地断路和对外部电源短路等，恒流源的正输出端处的电压也会随之变换，从而可以根据正输出端的电压判断出高压接口回路的故障，实现对高压接口回路完整性的检出。下面将以一个具体的例子，对本申请实施例提供的高压互锁电路及其工作原理进行详细说明。参见图2，该图为本申请具体实施例提供的高压互锁电路的电路拓扑。在本申请实施例一些可能的实现方式中，第一电阻网络200，具体可以包括：第三电阻r3；第二电阻网络300，具体可以包括：第七电阻r7；第三电阻网络500，具体可以包括：第四电阻r4；第三电阻r3的第一端连接恒流源400的正输出端，第三电阻r3的第二端经第七电阻r7接地；第四电阻r4的第一端经高压接口600连接恒流源400的正输出端，第四电阻r4的第二端连接第三电阻r3的第二端。在本申请实施例提供一些可能的实现方式中，如图3所示，第二电阻网络300还可以包括串联连接第一电阻r1和第二电阻r2，以使第二检测模块702可以根据第一电阻r1和第二电阻r2之间节点的电压，判断恒流源400的工作状态。作为一个示例，第一电阻r1和第二电阻r2的阻值均可以为100欧姆。可以理解的是，由于第一电阻r1和第二电阻r2之间节点的电压不受到高压接口回路的连接状态的影响，随着恒流源400输出的电流变化，流经第一电阻r1和第二电阻r2所在支路的电流也会随之变化，从而可以根据第一电阻r1和第二电阻r2之间节点的电压对恒流源400输出电流情况进行检测，判断恒流源400是否正常工作，也就可以保证对高压接口回路故障判断的准确性。在一些可能的设计中，为了保护器件安全，本申请实施例提供的高压互锁电路还可以包括：二极管d和/或电容c；二极管d的阳极连接恒流源400的正输出端，阴极经高压接口600连接第四电阻r4的第一端；电容c连接在第四电阻r4的第一端和恒流源400的负输出端之间。下面以图2示出的电路拓扑为例，对本申请实施例提供的高压互锁电路的工作原理进行说明。当高压接口回路处于正常连接状态时，如图4a所示，电路正常连接，高压接口600处相当于连接有高压接口回路的等效电阻r8，检测支路100包括串联的等效电阻r8和第四电阻r4。恒流源400输出的一部分电流将流过串联等效电阻r8和第四电阻r4后，与第三电阻r3形成并联关系，最后通过第七电阻r7流入地。当高压接口回路处于断路状态时，如图4b所示，高压接口600连接断开，检测支路100的阻值无限大，恒流源400输出的电流直接经第三电阻r3和第七电阻r7流入地。当高压接口回路处于对地短路时，如图4c所示，高压接口600接地，恒流源400输出的电流经第三电阻r3后，一部分电流经第四电阻r4流入地，另一部分电流经第七电阻r7流入地。当高压接口回路处于对外部电源短路时，高压接口600接外部电源正极，相当于在检测支路100上连接有外接电源，恒流源400正输出端处的电压约等于外部电源的电压。而根据连接情况的不同，外部电源的输出经串联的第四电阻r4和第七电阻r7流入地，如图4d所示；或者，外部电源的输出经串联的等效电阻r8、第四电阻r4和第七电阻r7流入地，如图4e所示。而恒流源400输出的电流直接经第三电阻r3和第七电阻r7流入地。通过上述分析可知，在高压接口回路处于不同的连接状态时，恒流源400的正输出端和负输出端之间的电阻值不同。由于恒流源400输出的电流恒定，随着恒流源400的正输出端和负输出端之间电阻值的变化，恒流源400正输出端的电压值也随之变化，从而也就可以区分出高压接口回路正常连接、连接断开、对地短路和对电源短路等不同的连接状态。这里还需要说明的是，由于在实际应用中，高压接口回路的等效电阻受到导线氧化等使用情况的影响，其阻值最大可达到1000ω。为了保证可以根据检测出的电压区分出高压接口600的连接状态，在一个例子中，恒流源400的输出电流可以大于10毫安(ma)，如12.5ma、15ma等，第七电阻r7的阻值可以为200欧姆，第三电阻r3和第四电阻r4的阻值均可以为330欧姆。在本申请实施例提供一些可能的实现方式中，如图5所示，为了防止恒流源400正输出端检出的电压造成第一检测模块701损坏，该高压互锁电路还可以包括：分压支路800；分压支路800，用于对恒流源400正输出端的电压进行分压，得到检测电压，以使第一检测模块701根据检测电压判断高压接口600的连接状态。在实际应用中，可以将得到的检测电压的电压值限制为不超过5v，以避免第一检测模块701损坏。作为一个示例，分压电路800，具体可以包括：第五电阻r5和第六电阻r6；第五电阻r5的第一端连接恒流源400的正输出端；第五电阻r5的第二端连接第一检测模块701，并经第六电阻r6连接恒流源400的负输出端。在实际应用中，第五电阻r5的阻值可以为180千欧姆，第六电阻r6的阻值可以为100千欧姆。需要说明的是，以上仅为示例性说明，不应视作对本申请实现方式的限制，实际应用中，可以根据具体应用场景以及高压接口回路的不同，对恒压源输出的电流大小以及各个电阻的阻值进行具体设定，这里不再一一列举。基于上述实施例提供的高压互锁电路，本申请实施例还提供了一种故障检测方法。本申请实施例提供的故障检测方法，应用于上述实施例提供的高压互锁电路中的任意一种，具体可以由电动汽车的mcu或其他控制器执行，这里不进行限定。参见图6，该图为本申请实施例提供的一种故障检测方法的流程示意图。本申请实施例提供的故障检测方法，包括：s601：获得恒流源正输出端的电压，得到采样电压；s602：确定预先得到的配置表中采样电压的电压区间；配置表中包括多个电压区间与高压接口的连接状态的一一对应关系，每个电压区间不重叠；以图5示出的电路拓扑为例进行说明，其中，第三电阻r3和第四电阻r4的阻值均为300欧姆，第七电阻r7为200欧姆，第五电阻r5的阻值为180千欧姆，第六电阻r6的阻值为100千欧姆，预先得到的配置表可以如下表所示：高压接口回路的连接状态电压区间正常连接(-∞，1.85v)连接断开[1.85v，2.7v)对地短路[2.7v，3v)对外部电源短路[3v，4.7v)s603：根据确定出的电压区间所对应的高压接口回路的连接状态，判断高压接口回路的故障。基于上述实施例提供的高压互锁电路和故障检测方法，本申请实施例还提供了一种故障检测装置。本申请实施例提供的故障检测装置，应用于上述实施例提供的高压互锁电路中的任意一种，具体可以配置在电动汽车的mcu或其他控制器执行，这里不进行限定。参见图7，该图为本申请实施例提供的一种故障检测装置的结构示意图。本申请实施例提供的故障检测装置，包括：数据获取单元10、区间查找单元20和故障判断单元30；数据获取单元10，用于获得恒流源正输出端的电压，得到采样电压；区间查找单元20，用于确定预先得到的配置表中采样电压的电压区间；配置表中包括多个电压区间与高压接口回路的连接状态的一一对应关系，每个电压区间不重叠；故障判断单元30，用于根据确定出的电压区间所对应的高压接口回路的连接状态，判断高压接口回路的故障。需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或
技术领域：
内所公知的任意其它形式的存储介质中。以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。当前第1页12