一种电动汽车的高压保护方法与流程

本发明涉及高压互锁检测电路，特别涉及一种电动汽车的高压保护方法。

背景技术：

为避免高压电对人体的伤害，保证汽车的运行安全，通常会在汽车上设计相应的检测逻辑或检测电路对高压互锁状态进行检测。

目前的检测方式主要分为两种：一种是将各个检测单元串联，只要其中一个互锁断开就上报互锁故障，但这种方式不能确认具体的出现互锁故障的高压件；另一种是基于每一个高压件单独进行互锁检测，从而能够具体确定故障位置，但是这种方式不容易布局，并且策略复杂，同时设计成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种能确保汽车的运行安全的车辆的高压互锁检测电路。

本发明的一种电动汽车的高压保护方法，包括以下步骤：

步骤一、将n个高压插件互锁装置分别与对应设置的电动汽车中的高压组件连接：

每一个所述的高压插件互锁装置包括：高压插头通过第一插头接口、第二插头接口分别插入高压插件底座上的第一底座接口和第二底座接口，第一接线接口通过一根导线与第一底座接口连接，第二接线接口通过一根导线与第二底座接口连接，内部导线两端分别与第一插头接口和第二插头接口连接，在高压插件底座的第一底座接口和第二底座接口之间通过导线连接一个电阻值为(2n-1)kω的高压插件底座电阻；

步骤二、连接回路：

第一并联开关、第二并联开关与第三并联开关的信号输入端直接和整车控制器的信号输出端连接，由整车控制器直接控制第一并联开关、第二并联开关与第三并联开关的开闭；

n个高压插件彼此串联连接，第n0个高压插件的第二接线接口与第n0+1个高压插件中的第一接线接口连接，1≤n0＜n；

所述的第一并联开关、第二并联开关与第三并联开关的信号输出端共同与第一高压插件的第一接线接口连接，第n个高压插件的第二接线接口通过导线连接接地电阻信号输入端，所述的接地电阻信号输出端连接地，所述的接地电阻的电阻值为(2n-1)kω；

从并联开关侧至接地电阻侧，高压插件互锁装置中的高压插件底座电阻的电阻值依次增加，其中位于并联开关侧的第一高压插件互锁装置中的第一高压插件底座电阻为1kω、位于接地电阻侧的第n个高压插件底座电阻为(2n-1)kω；

位于第n个高压插件的第二接线接口和接地电阻之间的导线通过一根信号采集线与整车控制器的信号采集输入端连接；

步骤三、控制保护：

第一步，当所述第一并联开关闭合后，第二并联开关和第三并联开关都断开，此时处于状态一，整车控制器输出pwm信号给第一回路并检测信号采集输入端的pwm信号，所述的第一回路由顺次接通的整车控制器输出端、第一并联开关、串联连接的n个高压插件、接地电阻以及地组成；

第二步，整车控制器将检测到的pwm信号占空比和频率的检测值与整车控制器发出的标准值进行比较，若不相等则第一回路为断路，整车控制器向电池管理系统输出控制信号切断车辆的总正继电器和总负继电器不允许车辆行驶；若相等，则继续进行第二并联开关和第三并联开关的检测；

第三步，进行第二并联开关和第三并联开关的检测，过程如下：

当所述第二并联开关闭合后，第一并联开关和第三并联开关都断开，此时处于状态二，整车控制器向第二回路输出高电平电压并检测信号采集输入端的检测电压，计算出当前未完全连接插件的电阻值；所述的第二回路由顺次接通的整车控制器输出端、第二并联开关、串联连接的n个高压插件、接地电阻以及地组成；

未完全连接高压插件的电阻值的计算公式如下：

通过计算阻值定位互锁故障插件，未完全连接高压插件序号

当所述第三并联开关闭合后，第一并联开关和第二并联开关都断开，此时处于状态三，首先，整车控制器自动检测第三回路中的阻值；所述的第三回路由顺次接通的整车控制器输出端、第三并联开关、串联连接的n个高压插件以及信号采集输入端组成；

然后，整车控制器对所述第三回路检测出的阻值与所述第二回路中计算阻值进行校验,若两回路中阻值皆为0，整车正常行驶，不进行处理；

若两回路中阻值一致但是不为0，根据高压插件对应的高压组件判断是否影响整车的驱动行驶能力，若影响整车的驱动行驶能力，则整车控制器向电机控制器输出控制信号对整车进行限功率或者向电池管理系统输出控制信号切断车辆的总正继电器和总负继电器禁止车辆行驶，并向车辆仪表上报限功率故障或禁止车辆行驶故障；

若两回路中阻值不一致，整车控制器向电机控制器输出控制信号对整车进行限功率或者向电池管理系统输出控制信号切断车辆的总正继电器和总负继电器禁止车辆行驶，整车控制器向车辆仪表上报整车数据采集误差故障。

本发明的有益效果是：采用串联的方式将各个高压插件互锁装置串联到一个回路中，整车控制器可以通过第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关输出不同的状态，通过检测点检测波形、电压、电阻，便能推断出具体出现故障的高压件互锁装置，从而能根据不同插件对应的高压系统进行不同的策略处理；减少维修时间和成本；并且能确保汽车的运行安全，简单，有效地降低了成本。

附图说明

图1为本发明的车辆的高压互锁检测电路的原理图；

图2为本发明的高压插件的插头和底座结构示意图。

具体实施方式

以下参照附图1并通过具体实施例对本发明作进一步的说明：

如图1所示，本发明的一种电动汽车的高压保护方法，包括以下步骤：

步骤一、将n个高压插件互锁装置分别与对应设置的电动汽车中的高压组件连接：

每个所述的高压插件互锁装置与高压组件的连接结构为现有电动汽车中高压插件的连接结构。

如图2所示，本发明的高压插件互锁装置是在现有上的改进，现有的每一个高压插件互锁装置包括：高压插头1通过第一插头接口3、第二插头接口10分别插入高压插件底座5上的第一底座接口4和第二底座接口9，第一接线接口6通过一根导线与第一底座接口4连接，第二接线接口8通过一根导线与第二底座接口9连接，第一接线接口6和第二接线接口8可以与其他元器件进行连接，高压插头1结构不变，内部导线2两端分别与第一插头接口3和第二插头接口10连接，本发明的改进在于：在高压插件底座5的第一底座接口4和第二底座接口9之间通过导线连接一个电阻值为(2n-1)kω的高压插件底座电阻7，当高压插头1与高压插件底座5完全连接后，第一底座接口4和第一插头接口3连接，第二高压底座接口9和第二插头接口10连接，使第一底座接口4和第二底座接口9通过高压插头1内部导线2连通，当电流从第一接线接口6进入后，因为高压插件底座电阻7的阻值大于内部导线2，所以电流会经过第一底座接口4、第一插头接口3、内部导线2、第二插头接口10、第二底座接口9，然后从第二接线接口8流出，所以在高压插件底座5中第一接线接口6与第二接线接口8之间的电阻为0ω。而当高压插头1与高压插件底座5未完全连接时，第一插头接口3和第一底座接口4或第二插头接口10和第二底座接口9不会连接，当电流从第一接线接口6进入后，电流会经过高压插件底座电阻7，然后从第二接线接口8流出，所以在高压插件底座5中第一接线接口6与第二接线接口8之间的底座电阻的电阻值为(2n-1)kω。

步骤二、连接回路：

第一并联开关11、第二并联开关12与第三并联开关13的信号输入端直接和整车控制器的信号输出端连接，由整车控制器直接控制第一并联开关、第二并联开关与第三并联开关的开闭。

n个高压插件彼此串联连接，第n0个高压插件的第二接线接口8与第n0+1个高压插件中的第一接线接口6连接，1≤n0＜n，(n＝2，3，4...与电动汽车中高压器件数量一致)；

所述的第一并联开关11、第二并联开关12与第三并联开关13的信号输出端共同与第一高压插件的第一接线接口6连接，第n个高压插件的第二接线接口8通过导线连接接地电阻信号输入端，所述的接地电阻信号输出端连接地，所述的接地电阻的电阻值为(2n-1)kω；所述的第一并联开关11、第二并联开关12与第三并联开关13可以采用现有的可控开关，如电流型全控开关、电压型全控开关等即可。

从并联开关侧至接地电阻侧，高压插件互锁装置中的高压插件底座电阻的电阻值依次增加，其中位于并联开关侧的第一高压插件互锁装置中的第一高压插件底座电阻7为1kω、位于接地电阻侧的第n个高压插件底座电阻7为(2n-1)kω。具体的第一个高压插件底座电阻7为1kω、第二个高压插件底座电阻7为3kω…第n个高压插件底座电阻7为(2n-1)kω。

位于第n个高压插件的第二接线接口8和接地电阻之间的导线通过一根信号采集线与整车控制器的信号采集输入端(图中的采集点)连接。

步骤三、控制保护：

第一步，当所述第一并联开关闭合后，第二并联开关和第三并联开关都断开，此时处于状态一，整车控制器输出pwm信号给第一回路并检测信号采集输入端的pwm信号，所述的第一回路由顺次接通的整车控制器输出端、第一并联开关、串联连接的n个高压插件、接地电阻以及地组成，即当所述第一并联开关闭合后，顺次接通的整车控制器输出端、第一并联开关输入端、第一并联开关输出端、第一高压插件底座的第一接线接口6、第一高压插件底座的第二接线接口8、第二高压插件底座的第一接线接口6、第二高压插件底座的第二接线接口8、第三高压插件底座的第一接线接口6、第三高压插件底座的第二接线接口8...第n高压插件底座的第一接线接口6、第n高压插件底座的第二接线接口8、接地电阻、地组成一个完整回路；

第二步，整车控制器将检测到的pwm信号占空比和频率的检测值与整车控制器发出的标准值进行比较，若不相等则第一回路为断路，整车控制器向电池管理系统输出控制信号切断车辆的总正继电器和总负继电器不允许车辆行驶；若相等，则继续进行第二并联开关和第三并联开关的检测；

第三步，进行第二并联开关和第三并联开关的检测，过程如下：

当所述第二并联开关闭合后，第一并联开关和第三并联开关都断开，此时处于状态二，整车控制器向第二回路输出高电平电压并检测信号采集输入端的检测电压，计算出当前未完全连接插件的电阻值。所述的第二回路由顺次接通的整车控制器输出端、第二并联开关、串联连接的n个高压插件、接地电阻以及地组成，即顺次接通的整车控制器输出端、第二并联开关输入端、第二并联开关输出端、第一高压插件底座的第一接线接口6、第一高压插件底座的第二接线接口8、第二高压插件底座的第一接线接口6、第二高压插件底座的第二接线接口8、第三高压插件底座的第一接线接口6、第三高压插件底座的第二接线接口8...第n高压插件底座的第一接线接口6、第n高压插件底座的第二接线接口8、接地电阻、地组成一个完整回路；

未完全连接高压插件的电阻值的计算公式如下：

由：

得：

通过计算阻值可以定位互锁故障插件，未完全连接高压插件序号

当所述第三并联开关闭合后，第一并联开关和第二并联开关都断开，此时处于状态三，首先，整车控制器自动检测第三回路中的阻值。所述的第三回路由顺次接通的整车控制器输出端、第三并联开关、串联连接的n个高压插件以及信号采集输入端组成，即顺次接通的整车控制器输出端、第三并联开关输入端、第三并联开关输出端、第一高压插件底座的第一接线接口6、第一高压插件底座的第二接线接口8、第二高压插件底座的第一接线接口6、第二高压插件底座的第二接线接口8、第三高压插件底座的第一接线接口6、第三高压插件底座的第二接线接口8...第n高压插件底座的第一接线接口6、第n高压插件底座的第二接线接口8、信号采集输入端组成一个完整回路。

然后，整车控制器对所述第三回路检测出的阻值与所述第二回路中计算阻值进行校验,若两回路中阻值皆为0，整车正常行驶，不进行处理；

若两回路中阻值一致但是不为0，根据高压插件对应的高压组件(现有的车辆中每一个高压插件对应一个高压组件)，判断是否影响整车的驱动行驶能力，若影响整车的驱动行驶能力，则整车控制器向电机控制器输出控制信号对整车进行限功率或者向电池管理系统输出控制信号切断车辆的总正继电器和总负继电器禁止车辆行驶(如：若计算出未完全连接高压插件对应的是电池包组件，则禁止车辆行驶处理，若计算出未完全连接高压插件对应的是空调组件，则对整车进行限功率，禁止空调开启)，并向车辆仪表上报限功率故障或禁止车辆行驶故障；

若两回路中阻值不一致，整车控制器向电机控制器输出控制信号对整车进行限功率或者向电池管理系统输出控制信号切断车辆的总正继电器和总负继电器禁止车辆行驶，整车控制器向车辆仪表上报整车数据采集误差故障。

回路二和回路三阻值校验可减少单一采集误差的可能性。

最后应说明的是：上述具体实施方式用来说明本发明，而不是对发明进行限制，在本发明的构思下，未经实质变化的技术方案仍在其保护范围内。