一种电机控制器高压互锁检测电路的制作方法

本实用新型属于电机控制技术领域,尤其涉及一种电机控制器高压互锁检测电路。

背景技术：

随着国家不断完善电动汽车行业的政策法规，电动汽车行业越来越成熟。为了普及和推广电动汽车进入平民百姓家，降低成本和提高整车安全便变得尤为迫切，而高压互锁检测系统作为电动汽车整车安全的重要组成部分，其检测的效果和反应的速度直接对纯电动汽车以及乘车人员的安全有重大的影响。

高压互锁指通过使用低压信号来检查电动汽车上所有与高压母线相连的各分路，包括整个电池系统、导线、连接器、dcdc、电机控制器、高压盒及保护盖等系统回路的电气连接完整性(连续性)。目前常用的高压互锁检测电路结构复杂，成本较高。此外，目前市场上的纯电动汽车的高压互锁检测执行机构一般是bms(电池管理系统)或者vcu(整车控制器)，在高压互锁回路不完整时，首先bms或者vcu通过can通信通知mcu(电机控制器)停止驱动系统的运行，然后再断开电池的连接，达到保护整车安全的目的。在这个过程中，从故障发生到驱动系统停止的时间包含can通信时间+mcu执行时间，时间延迟较长，反应速度慢，如不能及时的断开高压，很有可能造成mcu的失效或者整车安全事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于解决现有技术的问题，提供一种电机控制器高压互锁检测电路，以解决目前高压互锁检测反应慢，电路复杂，成本高等技术问题。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种电机控制器高压互锁检测电路，包括由电阻r1、r2组成的分压电路，由555定时器及其外围电路组成的施密特触发器，光电耦合器及上拉电阻r5，所述555定时器的输入端通过分压电路与被测元件连接，其输出端与光电耦合器的输入端连接，所述光电耦合器的输出端通过上拉电阻r5与电机控制器的主控芯片连接。

进一步优选地，所述电阻r2的一端与外部稳压电源连接，另一端与被测元件的检测正极连接，所述电阻r1的一端分别与被测元件的检测负极和555定时器的输入端连接，另一端接地。

进一步优选地，所述555定时器的输出端通过一电阻r3连接至光电耦合器的输入端。

进一步优选地，所述光电耦合器的型号为acpl-m61l，acpl-m61l光电耦合器包括an、cath、vdd、vo端口，所述555定时器的输出端通过与电阻r3连接后分成两条支路，一条支路直接与acpl-m61l光电耦合器的an端口连接，另一条支路通过电容c3连接至acpl-m61l光电耦合器的cath端口。

进一步优选地，acpl-m61l光电耦合器的vdd端口连接至上拉电阻r5的一端，acpl-m61l光电耦合器的vo端口连接至上拉电阻r5的另一端，acpl-m61l光电耦合器的vo端口的另一条支路通过电阻r6连接至电机控制器的主控芯片的通用i/o口。

本发明的原理为：通过555定时器组成的施密特触发器与光电耦合器连接，光电耦合器的vo端口输出信号到主控芯片的通用i/o口上，主控芯片根据io采集的高低电平来判断整车的高压互锁回路是否正常。而增加隔离光耦的目的，可以减小整车高压互锁回路干扰对主控芯片的影响，提高电机控制器的整体抗干扰能力。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型为针对目前高压互锁检测反应慢的不足，在电机控制器内部增加高压互锁检测电路，该高压互锁检测电路结构简单，成本低；通过电机控制器承担高压互锁检测的任务，节省了can通信时间，反应速度更快，一旦检测到电动汽车任一节点的高压互锁回路不完整，可以立即停止驱动系统运行，同时上报故障给vcu，由vcu进行控制其他的高压下电动作，这样能够大大降低故障时mcu的失效率，提高整车的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的电机控制器高压互锁检测电路的电路结构原理图；

图2是正常时的整车待测部件与高压互锁检测电路连接示意图；

图3是异常时的整车待测部件与高压互锁检测电路连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对

本技术：
作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如附图2和3所示，其中整车其他部件处包括高压盒、电池系统、dcdc、车载充电机、空调等高压部件的高压互锁线，这些为现有技术。

本实施例提供了一种电机控制器高压互锁检测电路，如图1所示，包括由电阻r1、r2组成的分压电路，由555定时器及其外围电路组成的施密特触发器，光电耦合器及上拉电阻r5，其中：

所述电阻r2的一端与外部稳压电源连接，另一端与被测元件的检测正极连接，所述电阻r1的一端分别于被测元件的检测负极和555定时器的输入端连接，另一端接地。

所述555定时器的输出端通过一电阻r3连接至光电耦合器的输入端；

所述光电耦合器的型号为acpl-m61l，acpl-m61l光电耦合器包括an、cath、vdd、vo端口，所述555定时器的输出端与电阻r3连接后分成两条支路，一条支路直接与acpl-m61l光电耦合器的an端口连接，另一条支路通过电容c3连接至acpl-m61l光电耦合器的cath端口；所述acpl-m61l光电耦合器的vdd端口连接至上拉电阻r5的一端，acpl-m61l光电耦合器的vo端口连接至上拉电阻r5的另一端，acpl-m61l光电耦合器的vo端口的另一条支路通过一电阻r6连接至电机控制器的主控芯片的通用i/o口。

具体工作过程如图2、3所示：

当整车高压互锁系统正常时，如图2所示，r1和r2组成分压电路，输入到的555的2脚和6脚的电压是4.16v，大于(2/3)*5v＝3.33v，此时，555的3脚输出为低电平，使得隔离光耦的发光二极管处于off状态，隔离光耦不工作，那么，由于隔离光耦的输出端有上拉电阻r5，所以，隔离光耦的输出为高电平；

当整车高压互锁系统异常时，如图3所示，即整车高压互锁串联回路在某一点断开或连接器的接触电阻增大，电机控制器的高压互锁检测电路都能够检测出来。整车高压互锁系统在某一点断开时，输入到555的2脚和6脚的值为0v，低于(1/3)*5v＝1.67v，那么，555的3脚的输出为高电平，使得隔离光耦的发光二极管处于on状态，隔离光耦正常工作，所以，隔离光耦的输出为低电平。

根据以上工作原理，很容易就能检测出整车系统的高压互锁回路状态。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种电机控制器高压互锁检测电路，其特征在于，包括由电阻r1、r2组成的分压电路，由555定时器及其外围电路组成的施密特触发器，光电耦合器及上拉电阻r5，所述555定时器的输入端通过分压电路与被测元件连接，其输出端与光电耦合器的输入端连接，所述光电耦合器的输出端通过上拉电阻r5与电机控制器的主控芯片连接。

2.根据权利要求1所述的一种电机控制器高压互锁检测电路，其特征在于，所述电阻r2的一端与外部稳压电源连接，另一端与被测元件的检测正极连接，所述电阻r1的一端分别与被测元件的检测负极和555定时器的输入端连接，另一端接地。

3.根据权利要求1所述的一种电机控制器高压互锁检测电路，其特征在于，所述555定时器的输出端通过一电阻r3连接至光电耦合器的输入端。

4.根据权利要求3所述的一种电机控制器高压互锁检测电路，其特征在于，所述光电耦合器的型号为acpl-m61l，acpl-m61l光电耦合器包括an、cath、vdd、vo端口，所述555定时器的输出端与电阻r3连接后分成两条支路，一条支路直接与acpl-m61l光电耦合器的an端口连接，另一条支路通过电容c3连接至acpl-m61l光电耦合器的cath端口。

5.根据权利要求4所述的一种电机控制器高压互锁检测电路，其特征在于，acpl-m61l光电耦合器的vdd端口连接至上拉电阻r5的一端，acpl-m61l光电耦合器的vo端口连接至上拉电阻r5的另一端，acpl-m61l光电耦合器的vo端口的另一条支路通过电阻r6连接至电机控制器的主控芯片的通用i/o口。

技术总结
本实用新型涉及一种电机控制器高压互锁检测电路，属于电机控制技术领域，包括施密特触发器和光电耦合器，施密特触发器的输入端与被测元件连接，其输出端与光电耦合器的输入端连接，所述光电耦合器的输出端通过一上拉电阻R5与电机控制器的主控芯片连接。本实用新型为针对目前高压互锁检测反应慢的不足，在电机控制器内部增加高压互锁检测电路，与现有技术相比，该高压互锁检测电路结构简单，成本低；通过电机控制器承担高压互锁检测的任务，节省了CAN通信时间，反应速度更快，且能够大大降低故障时MCU的失效率，提高整车的安全性。

技术研发人员：尚海宪;陈为国
受保护的技术使用者：合肥德电新能源汽车股份有限公司
技术研发日：2019.09.05
技术公布日：2020.08.25