高压互锁检测电路、电动车辆的制作方法

本公开涉及电动车辆的高压互锁检测领域，具体地，涉及一种高压互锁检测电路、电动车辆。

背景技术：

电动车辆中的高压互锁功能是bms上面的一个重要功能，其他高压控制器上面也会有这个功能，例如vcu等。它的作用是用来检测高压回路中高压连接器的连接状态，识别高压连接器未连接或意外断开的故障。

高压互锁回路(highvoltageinter-lockloop，hvil)通过使用低压信号来检查电动车辆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)。当整个动力系统高圧回路连接断开或者完整性受到破坏的时候，就需要启动安全措施，如报警或断开高压回路等。由于电动车动力系统是由多个子系统组成的，它们两两之间都是靠高压连接器相互连接，同时运行的环境十分恶劣，大多数工况处在振动与冲击条件下，因此高压互锁设计是确保人员安全和车辆设备安全运行的关键。

hvil的实现首先依靠连接器自身的结构。高压连接器在内部集成了hvil接口。高压连接器除了自身的高压大电流接口外，还集成了一个hvil接口。hvil接口可以有两个pin脚，当高压连接器插合后，两个pin成短路状态；当高压连接器断开后，这两个pin脚成开路状态。hvil功能就是通过检测这两个pin脚的通断来实现的。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种实用且可靠的高压互锁检测电路、电动车辆。

为了实现上述目的，本公开提供一种高压互锁检测电路，包括：

n个线束端子，用于与电动车辆的n个高压接插件一一对应地连接，每个线束端子包括第一触点和第二触点，其中，n为大于1的整数；

高压互锁模块，包括与所述n个线束端子一一对应连接的n个高压互锁单元，每个高压互锁单元包括分压电路，其中，所述第一触点和所述第二触点分别连接所述分压电路中的两个分压节点，每个高压互锁单元的输出端与所述第一触点或所述第二触点连接；

检测模块，分别与每个高压互锁单元的输出端连接，用于根据每个高压互锁单元的输出端的电压值确定对应的高压接插件与对应的线束端子之间的连接状态。

可选地，所述分压电路包括依次串联连接的第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻连接电源，所述第三电阻连接地线，所述第一触点和所述第二触点分别连接所述第二电阻的两端。

可选地，所述分压电路还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阴极接所述电源，所述第一二极管的阳极接对应的高压互锁单元的输出端，所述第一二极管的阳极接所述第二二极管的阴极，所述第二二极管的阳极接地线。

可选地，所述分压电路还包括电容，所述电容连接在对应的高压互锁单元的输出端和地线之间。

可选地，所述检测模块包括与n个高压互锁单元一一对应连接的n个检测单元，所述检测单元包括：

第一比较器，所述第一比较器的反相输入端与对应的高压互锁单元的输出端连接，所述第一比较器的同相输入端输入预定的第一电压值，所述第一比较器用于输出所述对应的高压互锁单元的输出端电压值与预定的第一电压值二者的比较结果；

第二比较器，所述第二比较器的同相输入端与对应的高压互锁单元的输出端连接，所述第二比较器的反相输入端输入预定的第二电压值，所述第二比较器用于输出所述对应的高压互锁单元的输出端电压值与预定的第二电压值二者的比较结果。

可选地，所述检测单元还包括：

第一异或门，所述第一异或门的输入端分别连接所述第一比较器和所述第二比较器的输出端，所述第一异或门的输出端为所述检测单元的输出端。

可选地，所述检测单元还包括：

非门，与所述第二比较器的输出端连接；

第二异或门，所述第二异或门的输入端分别连接所述第一比较器和所述非门连接，所述第二异或门的输出端为所述检测单元的输出端。

可选地，每个线束端子还包括第一高压端子和第二高压端子，所述第一高压端子和第二高压端子与对应的高压接插件中的高压端子相匹配。

本公开还提供一种电动车辆，包括本公开提供的上述高压互锁检测电路。

通过上述技术方案，与每个高压接插件都并联一个电阻的现有方案相比，对检测电路中的电阻没有特殊的要求，避免了因为电阻精度差而导致的误报情况的发生，容易实施且可靠性高。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一示例性实施例提供的高压互锁检测电路的结构框图；

图2是另一示例性实施例提供的高压互锁检测电路的结构框图；

图3是又一示例性实施例提供的高压互锁检测电路的结构框图；

图4是相关技术中高压互锁检测电路的结构框图；

图5是又一示例性实施例提供的高压互锁检测电路的结构框图；

图6是一示例性实施例提供的检测单元的结构示意图；

图7是另一示例性实施例提供的检测单元的结构示意图；

图8是又一示例性实施例提供的检测单元的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是一示例性实施例提供的高压互锁检测电路的结构框图。如图1所示，高压互锁检测电路可以包括n个线束端子(第一线束端子～第n线束端子)、高压互锁模块和检测模块。

n个线束端子用于与电动车辆的n个高压接插件(第一高压接插件～第n高压接插件)一一对应地连接，每个线束端子包括第一触点和第二触点。其中，n为大于1的整数。

高压互锁模块包括与n个线束端子一一对应连接的n个高压互锁单元(第一高压互锁单元～第n高压互锁单元)，每个高压互锁单元包括分压电路(图1中未示出)。其中，第一触点和第二触点分别连接分压电路中的两个分压节点，每个高压互锁单元的输出端与第一触点或第二触点连接。

检测模块分别与每个高压互锁单元的输出端连接，用于根据每个高压互锁单元的输出端的电压值确定对应的高压接插件与对应的线束端子之间的连接状态。

本领域技术人员理解的是，在相关技术中，每个高压接插件都并联一个电阻(如图4中的方案)，串联电阻r1～rn的首尾两端为整个高压互锁模块的输出。由于每个电阻的分压对应于一个高压接插件，这就要求每个电阻的阻值都不同，甚至任意多个电阻的阻值之和不能与其他组合的多个电阻的阻值之和相等。这样才不会导致相同的电压输出结果可能对应多个不同的短路结果。

而在本公开的方案中，每个高压接插件通过对应的分压电路都有专用的电压输出，检测模块接收到n个电压输出，各个电压输出之间互不影响。在具体设置中，每个分压电路可以是相同的也可以是不同的。

通过上述技术方案，与每个高压接插件都并联一个电阻的现有方案相比，对检测电路中的电阻没有特殊的要求，避免了因为电阻精度差而导致的误报情况的发生，容易实施且可靠性高。

图2是另一示例性实施例提供的高压互锁检测电路的结构框图。如图2所示，第一高压接插件q1、第二高压接插件q2、……第n高压接插件qn设置在电动车辆的整车高压单元中。每个高压接插件中设置有相互连接的第三触点e和第四触点f。高压互锁检测电路中的第一线束端子s1、第二线束端子s2、……第n线束端子sn中的每个线束端子都设置有第一触点a和第二触点b，用于与第三触点e和第四触点f连接，形成高压互锁回路。

每个线束端子还可以包括第一高压端子a和第二高压端子b，第一高压端子a和第二高压端子b与对应的高压接插件中的高压端子相匹配。当第一触点a和第二触点b分别与第三触点e和第四触点f连接时，对应的线束端子中的第一高压端子a和第二高压端子b也与对应的高压接插件中的高压端子连接。

在图2中，分压电路(图2中以与第一线束端子s1对应的第一分压电路p1为例)可以包括依次串联连接的第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3，第一电阻r1连接电源(vcc)，第三电阻r3连接地线，第一触点a和第二触点b分别连接第二电阻r2的两端，第一触点a接第一电阻r1和第二电阻r2之间的分压节点c，第二触点b接第二电阻r2和第三电阻r3之间的分压节点d。

在图2的实施例中，vcc为低压电压，可以为10v～50v。当第一线束端子s1和第一高压接插件q1的互锁没有连接时，第一分压电路p1输出的电压值为：

此时第一分压电路p1输出的电压值可以为低电压电平信号。当互锁信号将电阻r2短路时，第一分压电路p1输出的电压值为：

互锁连接后输出的电压值增大，为高电压电平信号。由于分压电阻阻值对信号的高低逻辑不产生影响，因此不受电阻参数的限制。

图3是又一示例性实施例提供的高压互锁检测电路的结构框图。在图3的实施例中，与图2的实施例不同的是，图2中的分压电路的输出端也就是第一高压互锁单元的输出端，为第二电阻r2和第三电阻r3之间的分压节点d引出的输出端，图3中的第一高压互锁单元的输出端，为第一电阻r1和第二电阻r2之间的分压节点c引出的输出端。

在图3的实施例中，当第一线束端子s1和第一高压接插件q1的互锁没有连接时，第一分压电路p1输出的电压值为：

此时第一分压电路p1输出的电压值可以为低电压电平信号。当互锁信号将电阻r2短路时，第一分压电路p1输出的电压值为：

互锁连接后输出的电压值增大，为高电压电平信号。由于分压电阻阻值对信号的高低逻辑不产生影响，因此也不受电阻参数的限制。

图4是相关技术中高压互锁检测电路的结构框图。如上所述，在图4的实施例中，每个高压接插件s1～sn都并联一个电阻r1～rn，电阻r1接电源，电阻rn接地线。串联电阻r1～rn的首尾两端为整个高压互锁模块的输出。这样设置的电路中，要求每个电阻的阻值都不同，甚至任意多个电阻的阻值之和不能与其他组合的多个电阻的阻值之和相等。

图5是又一示例性实施例提供的高压互锁检测电路的结构框图。如图5所示，每个分压电路还可以包括第一二极管d1和第二二极管d2，第一二极管d1的阴极接电源，第一二极管d1的阳极接对应的高压互锁单元的输出端，第一二极管d1的阳极接第二二极管d2的阴极，第二二极管d2的阳极接地线。其中，第一二极管d1的阳极接第二二极管d2起到了箝位的作用，使得输出的分压信号更加可靠。

此外，每个分压电路还可以包括电容c，电容c连接在对应的高压互锁单元的输出端和地线之间，与第二二极管d2并联连接。其中，电容c起到了滤波的作用，使得输出的分压信号更加可靠。

每个分压电路可以是相同的，也可以是不同的，不同的分压电路可以包括第一二极管d1的阳极接第二二极管d2，也可以包括电容c，或者二者都不包括。

检测模块对输出的电压信号进行处理。电路对模拟信号的干扰较大，可以不采用模拟信号，可以处理为数字信号的ad值转换端口方式。先把模拟信号做逻辑判断进而转换成高低电平对应的数字信号。

在又一实施例中，检测模块可以包括与n个高压互锁单元一一对应连接的n个检测单元。图6是一示例性实施例提供的检测单元的结构示意图。如图6所示，检测单元可以包括第一比较器10和第二比较器20。

第一比较器10的反相输入端与对应的高压互锁单元的输出端连接，第一比较器的同相输入端输入预定的第一电压值。第一比较器用于输出对应的高压互锁单元的输出端电压值与预定的第一电压值ref1二者的比较结果。

第二比较器20的同相输入端与对应的高压互锁单元的输出端连接，第二比较器的反相输入端输入预定的第二电压值。第二比较器用于输出对应的高压互锁单元的输出端电压值与预定的第二电压值ref2二者的比较结果。

其中，第一比较器的同相输入端和第二比较器的反相输入端可以分别连接一个分压电路，使得第一比较器的同相输入端输入的第一电压值和第二比较器的反相输入端输入的第二电压值可以为对应的分压电路输出的电压值。

在图6中，第一比较器10比较第一电压值ref1和分压电路输出的电压值，输出逻辑比较信号，当分压电路输出的电压高于第一电压值ref1，则第一比较器10输出为高电平数字信号1。反之，则输出低电压数字信号0。

第二比较器20比较第二电压值ref2和分压电路输出的电压值，输出逻辑比较信号，当分压电路输出的电压高于第二电压值ref2，则第二比较器20输出为高电平数字信号1。反之，则输出低电压数字信号0。

例如，可以取第一电压值ref1和第二电压值ref2分别为：

其中，v短路表示互锁短路时，分压电路输出的高电压，v断路表示互锁断路时，分压电路输出的低电压。纯电动车辆或呼和动力车辆中，低压先上电，高压后上电。

互锁未短路电阻r2时的电压经比较后，第一比较器10的输出可以为0，第二比较器20的输出可以为1。互锁短路电阻r2时的电压经比较后，第一比较器10的输出可以为1，第二比较器20的输出可以为1。

第二电压值ref2在图2的实施例中为：

第二电压值ref2在图3的实施例中为：

第一电压值ref1在图2的实施例中为：

第一电压值ref1在图3的实施例中为：

在该实施例中，通过两个比较器输出的比较结果，以两路数字信号的形式输出检测结果，可靠性较高。

图7是另一示例性实施例提供的检测单元的结构示意图。如图7所示，在图6的基础上，检测单元还可以包括第一异或门30。

第一异或门30的输入端分别连接第一比较器10和第二比较器20的输出端，第一异或门30的输出端为检测单元的输出端。

当互锁信号断开时，第一异或门30的输出为1。当互锁信号短路时，第一异或门30的输出为0。在该实施例中，将两个比较器输出的比较结果，以异或的方式处理后，输出一路数字信号，可靠性较高。

图8是又一示例性实施例提供的检测单元的结构示意图。如图8所示，在图6的基础上，检测单元还可以包括非门40和第二异或门50。

非门40与第二比较器20的输出端连接。

第二异或门50的输入端分别连接第一比较器10的输出端和非门40的输出端，第二异或门50的输出端为检测单元的输出端。

图8与图7的实施例的区别在于，第二比较器20后接反相器，当互锁信号断开时，第二异或门50的输出为0。当互锁信号短路时，第二异或门50的输出为1。在该实施例中，将一个比较器输出的比较结果经过反相后，与另一个比较器输出的比较结果以异或的方式处理，最终输出一路数字信号，可靠性较高。

由于模拟信号连接距离长，信号易受干扰。本方案中将模拟信号转换为数字信号，抗干扰能力强，容错性较好。

本公开还提供一种电动车辆，包括本公开提供的上述高压互锁检测电路。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。