电动汽车及其高低压互锁检测电路的制作方法_2

文档序号:10187621阅读:来源:国知局
1的电压以输出第一电压检测值,其中,连接器50还包括连接 到电动汽车高压回路的第一高压端子HV1和第二高压端子HV2以及第二低压端子LV2。第 二检测支路20与第二低压端子LV2相连,第二检测支路20用于检测第二低压端子LV2的 电压以输出第二电压检测值。滤波器30连接在第一检测支路10和第二检测支路20之间。 控制器40具有第一检测端P1和第二检测端P2,第一检测端P1与第一检测支路10相连,第 二检测端P2与第二检测支路20相连,控制器40根据第一电压检测值和第二电压检测值识 别连接器50的连接状态。
[0025] 具体而言,电动汽车以高压动力电池为动力源,给高压动力系统(用于驱动电 机)、配电系统、充电系统、空调以及暖风系统等部件供电,实现电动汽车的各项功能。通 常,在电动汽车中,用以驱动整车运行的高压直流电的电压为250-600V,并且负载功率在几 十千瓦至两百千瓦之间,因此,电动汽车的高压回路具有电压高、电流大的特点。
[0026] 当电动汽车启动完毕后,高压动力电池输出高压直流电至高压回路,此时高压回 路上的高压部件将带有250V以上的高压直流电,如果高压部件出现导线暴露,则存在安全 隐患。因此,为了保证人身安全,电动汽车上一般要求高压部件发生暴露时,整车能迅速高 压下电,避免高压触电风险。针对此要求,电动汽车上一般都设置有具备高低压互锁功能的 连接器,其连接器上除了具有高压端子外,还有两个在连接器内部被短接在一起的低压端 子,以通过低压端子来检测连接器是否连接完好。
[0027] 相关技术中,如图1所示,车辆控制器与两个低压端子中的一个低压端子相连,通 过检测低压端子的电压是否为预计的固定电压值来判断连接器是否连接完好,虽然电路结 构比较简单,但是通过该电路仅能识别连接器的完全连接和完全断开两种情况,而当连接 器发生虚接或低压端子发生短路时,该电路无法识别。
[0028] 另外,如图2所示,车辆控制器分别与两个低压端子相连,车辆控制器发送脉冲信 号至其中一个低压端子,同时检测另一个低压端子上的脉冲信号,以通过检测两个低压端 子上的脉冲信号是否一致来判断连接器是否连接完好。该电路虽然能够识别连接器的完 全连接、完全断开以及低压端子是否发生短路,但是无法识别连接器是否虚接,当发生短路 时,将对车辆控制器造成损坏,而且由于脉冲信号容易受到干扰,可能引起错误的识别。
[0029] 基于上述考虑,本实用新型的实施例提出了一种电动汽车的高低压互锁检测电 路,通过第一检测支路10检测第一低压端子LV1的电压以输出第一电压检测值,并通过第 二检测支路20检测第二低压端子LV2的电压以输出第二电压检测值,控制器40根据第一 电压检测值和第二电压检测值识别连接器50的连接状态。
[0030] 具体而言,当连接器50处于不同连接状态时,表现在第一低压端子LV1和第二低 压端子LV2之间的外部阻抗所处的范围是不同的。例如,当连接器50的当前连接状态为 完全连接状态时,外部阻抗的范围是0-10 Ω ;当连接50的当前连接状态为虚接状态时,外 部阻抗的范围是100-1ΚΩ ;当连接50的当前连接状态为断路状态时,外部阻抗的范围是 10ΚΩ以上。因此,控制器40通过两路模拟量输入通道分别采集连接器50的两个低压端 子的电压值,以通过检测的第一电压检测值和第二电压检测值之间的逻辑关系来实现连接 器50的完全连接、完全断开、虚接以及低压端子可能发生的与电源短路或与地短路的清晰 识别。
[0031] 根据本实用新型的一个实施例,连接器50的连接状态包括完全连接状态、虚接状 态、断路状态、与地短路状态和与电源短路状态,其中,当第一电压检测值处于第一预设电 压区间且第二电压检测值处于第二预设电压区间时,控制器40识别连接器50的当前连接 状态为完全连接状态;当第一电压检测值处于第三预设电压区间且第二电压检测值处于第 四预设电压区间时,控制器40识别连接器50的当前连接状态为虚接状态;当第一电压检测 值大于第一电压阈值且第二电压检测值小于第二电压阈值时,控制器40识别连接器50的 当前连接状态为断路状态;当第一电压检测值与第二电压检测值均为〇时,控制器40识别 连接器50的当前连接状态为与地短路状态;当第一电压检测值与第二电压检测值均为电 源电压时,控制器40识别连接器50的当前连接状态为与电源短路状态。
[0032] 简单来说,当连接器50处于不同连接状态时,其第一低压端子LV1和第二低压端 子LV2之间的外部阻抗所处的范围不同,使得控制器40所检测的第一电压检测值和第二 电压检测值的范围也不同,因此控制器40可以根据检测的第一电压检测值和第二电压检 测值所处的电压区间来准确识别连接器50的当前连接状态,包括完全连接、完全断开、虚 接以及与电源短路或与地短路。其中,第一预设电压区间、第二预设电压区间、第三预设电 压区间、第四预设电压区间、第一电压阈值、第二电压阈值和电源电压可以根据具体电路设 定。
[0033] 根据本实用新型的一个实施例,如图4所示,滤波器30为滤波电容C。
[0034] 第一检测支路10具体包括:上拉电阻R1、第一限流电阻RL1、第一防静电电容C1, 其中,上拉电阻R1的一端与电源VCC相连,上拉电阻R1的另一端与滤波电容C的一端相连, 上拉电阻R1的另一端与滤波电容C的一端之间具有第一节点J1,第一节点J1与第一低压 端子LV1相连,第一限流电阻RL1的一端与第一节点J1相连,第一限流电阻RL1的另一端 通过第一防静电二极管组件DZ1与第一检测端P1相连,第一防静电电容C1的一端与第一 限流电阻RL1的另一端相连,第一防静电电容C1的另一端接地GND。
[0035] 第二检测支路20具体包括:下拉电阻R2、第二限流电阻RL2、第二防静电电容C2, 其中,下拉电阻R2的一端与滤波电容C的另一端相连,下拉电阻R2的另一端接地GND,下 拉电阻R2的一端与滤波电容C的另一端之间具有第二节点J2,第二节点J2与第二低压端 子LV2相连,第二限流电阻RL2的一端与第二节点J2相连,第二限流电阻RL2的另一端通 过第二防静电二极管组件DZ2与第二检测端P2相连,第二防静电电容C2的一端与第二限 流电阻RL2的另一端相连,第二防静电电容C2的另一端接地GND。
[0036] 第一防静电二极管组件DZ1和第二防静电二极管组件DZ2均包括串联的第一二 极管和第二二极管,第一二极管的阳极接地GND,第一二极管的阴极与第二二极管的阳极相 连,第二二极管的阴极与电源VCC相连。当连接器50进行插拔时,可以通过第一防静电二 极管组件DZ1和第二防静电二极管组件DZ2来有效泄放连接器50插拔时所产生的高于电 源VCC电压和负向电压脉冲,以保证控制器40的第一检测端P1和第二检测端P2的安全性 和可靠性。
[0037] 具体地,电源VCC的电压可以为5V,由车辆控制器上的稳定5V低压电源输出,地 GND为车辆控制器上的低压系统参考地。在本实用新型的一个实施例中,上拉电阻R1的阻 值与下拉电阻R2的阻值相等
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