HIL测试设备用扩展式高压采集板的制作方法

hil测试设备用扩展式高压采集板
技术领域
1.本实用新型涉及一种电池包测试设备，尤其涉及一种hil（hardware in the loop，意为硬件在环，以下简称hil）测试设备用可扩展高压采集板。


背景技术：

2.现有技术的移动充电桩一般有acdc模块、dcdc模块和储能电池包等部分组成。每个模块的输出都需要有继电器进行控制，每个继电器都需要有高压采样点进行诊断控制，如高压继电器的常开和粘连的故障诊断、电池是否反接、保险丝是否故障等都需要用到高压采样点来做诊断。且随着移动充电桩技术的不断发展，其功能模块的扩展，所需的高压采样点会越来越多。因此在采用现有技术的hil测试设备（即整车硬件在环测试设备）对移动充电桩控制器做测试验证时，需要hil测试设备有足够的高压采样资源用于对这些高压采样点进行检测，需要占用hil测试设备上大量的高压资源，造成硬件成本的大幅上升。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种hil测试设备用扩展式高压采集板，在对移动充电桩控制器做测试验证时，能减少对hil测试设备高压采样资源的需求，从而节省硬件成本。
4.本实用新型是这样实现的：
5.一种hil测试设备用扩展式高压采集板，包括高压采集板卡及设置在高压采集板卡上的高压接口、状态模拟接口和驱动接口；高压采集板卡通过高压接口与hil测试设备的高压接口连接，高压采集板卡通过状态模拟接口与移动充电桩控制器的采样接口连接，高压采集板卡通过驱动接口与移动充电桩控制器的继电器驱动接口连接。
6.所述的高压接口包括第一高压接口和第二高压接口，第一高压接口和第二高压接口的高压正端口分别连接至hil测试设备的高压正端口，第一高压接口和第二高压接口的高压负端口分别连接至hil测试设备的高压负端口。
7.所述的状态模拟接口包括主负继电器状态模拟接口，主负继电器状态模拟接口串接在高压接口的第一高压接口和第二高压接口的高压负端口之间；所述的驱动接口包括第一光mos继电器，第一光mos继电器的输出端连接至主负继电器状态模拟接口，第一光mos继电器的输入端连接至继电器驱动接口的第一继电器驱动接口和第二继电器驱动接口。
8.所述的状态模拟接口包括主正继电器状态模拟接口，主正继电器状态模拟接口串接在高压接口的第一高压接口和第二高压接口的高压正端口之间；所述的驱动接口包括第三光mos继电器，第三光mos继电器的输出端连接至主正继电器状态模拟接口，第三光mos继电器的输入端连接至继电器驱动接口的第三继电器驱动接口和第四继电器驱动接口。
9.所述的状态模拟接口包括主负继电器触点状态模拟接口，所述的驱动接口包括第二光mos继电器；第二光mos继电器的输出端连接至主负继电器触点状态模拟接口，第二光mos继电器的输入端连接至继电器驱动接口的第一继电器驱动接口和第二继电器驱动接
口。
10.所述的状态模拟接口包括主正继电器触点状态模拟接口，所述的驱动接口包括第四光mos继电器；第四光mos继电器的输出端连接至主正继电器触点状态模拟接口，第四光mos继电器的输入端连接至继电器驱动接口的第三继电器驱动接口和第四继电器驱动接口。
11.所述的状态模拟接口包括保险丝状态模拟接口，保险丝状态模拟接口与状态模拟接口的主正继电器状态模拟接口串接在高压接口的第一高压接口与第二高压接口的高压正端口之间。
12.本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：
13.1、本实用新型能检测保险丝的正常和熔断状态、继电器的常开和粘连状态、继电器的控制功能，满足移动充电桩控制器的测试要求，通过引入板卡的方式扩展hil测试设备高压采样资源，从而降低对hil测试设备的硬件要求。
14.2、本实用新型具有可扩展性，能快捷的连接在hil测试设备与移动充电桩控制器之间，板卡各端口的组合更加灵活，能够模拟各种继电器故障情况，从而更好的适应于不同的项目要求。
15.本实用新型通过在hil测试设备与移动充电桩控制器之间引入高压采集板卡，在对移动充电桩控制器做测试验证时，减少了对hil测试设备高压采样资源的需求，从而节省硬件成本，且能更方便的模拟各种故障场景。
附图说明
16.图1是本实用新型hil测试设备用扩展式高压采集板的系统框图；
17.图2是本实用新型hil测试设备用扩展式高压采集板的电路原理图。
18.图中，1高压采集板卡，2高压接口，3状态模拟接口，4驱动接口，5 hil测试设备，6移动充电桩控制器，61采样接口，62继电器驱动接口，j1第一高压接口，j2第二高压接口，j3主负继电器状态模拟接口，j4主正继电器状态模拟接口，j5主负继电器触点状态模拟接口，j6主正继电器触点状态模拟接口，j7保险丝状态模拟接口，hv+高压正端口，hv
‑
高压负端口，mos1第一光mos继电器，m0s2第二光mos继电器，mos3第三光mos继电器，mos4第四光mos继电器，drive1第一继电器驱动接口，drive2第二继电器驱动接口，drive3第三继电器驱动接口，drive4第四继电器驱动接口，hv1保险丝前端高压采样点，hv2保险丝后端高压采样点，hv3继电器后端高压采样点，hvn反接测试正高压采样点，hvp反接测试负高压采样点。
具体实施方式
19.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
20.请参见附图1，一种hil测试设备用扩展式高压采集板，包括高压采集板卡1及设置在高压采集板卡1上的高压接口2、状态模拟接口3和驱动接口4；高压采集板卡1通过高压接口2与hil测试设备5的高压接口连接，高压采集板卡1通过状态模拟接口3与移动充电桩控制器6的采样接口61连接，高压采集板卡1通过驱动接口4与移动充电桩控制器6的继电器驱动接口62连接。
21.请参见附图2，所述的高压接口2包括第一高压接口j1和第二高压接口j2，第一高
压接口j1和第二高压接口j2的高压正端口hv+分别连接至hil测试设备5的高压正端口hv+，第一高压接口j1和第二高压接口j2的高压负端口hv
‑
分别连接至hil测试设备5的高压负端口hv
‑
。
22.所述的状态模拟接口3包括主负继电器状态模拟接口j3，主负继电器状态模拟接口j3串接在高压接口2的第一高压接口j1和第二高压接口j2的高压负端口hv
‑
之间；所述的驱动接口4包括第一光mos继电器mos1，第一光mos继电器mos1的输出端连接至主负继电器状态模拟接口j3，第一光mos继电器mos1的输入端连接至继电器驱动接口62的第一继电器驱动接口drive1和第二继电器驱动接口drive2。
23.所述的状态模拟接口3包括主正继电器状态模拟接口j4，主正继电器状态模拟接口j4串接在高压接口2的第一高压接口j1和第二高压接口j2的高压正端口hv+之间；所述的驱动接口4包括第三光mos继电器mos3，第三光mos继电器mos3的输出端连接至主正继电器状态模拟接口j4，第三光mos继电器mos3的输入端连接至继电器驱动接口62的第三继电器驱动接口drive3和第四继电器驱动接口drive4。
24.所述的状态模拟接口3包括主负继电器触点状态模拟接口j5，所述的驱动接口4包括第二光mos继电器mos2；第二光mos继电器mos2的输出端连接至主负继电器触点状态模拟接口j5，第二光mos继电器mos2的输入端连接至继电器驱动接口62的第一继电器驱动接口drive1和第二继电器驱动接口drive2。
25.所述的状态模拟接口3包括主正继电器触点状态模拟接口j6，所述的驱动接口4包括第四光mos继电器mos4；第四光mos继电器mos4的输出端连接至主正继电器触点状态模拟接口j6，第四光mos继电器mos4的输入端连接至继电器驱动接口62的第三继电器驱动接口drive3和第四继电器驱动接口drive4。
26.所述的状态模拟接口3包括保险丝状态模拟接口j7，保险丝状态模拟接口j7与状态模拟接口3的主正继电器状态模拟接口j4串接在高压接口2的第一高压接口j1与第二高压接口j2的高压正端口hv+之间。
27.本实用新型的工作原理是：
28.hil测试设备5的can端口通过can线束与移动充电桩控制器6的can端口连接，hil测试设备5的12v电源端通过电源线与移动充电桩控制器6的12v电源端连接，移动充电桩控制器6的模拟输出接口与hil测试设备5的模拟输入接口对应连接，移动充电桩控制器6的数字输出接口与hil测试设备5的数字输入接口对应连接。
29.高压接口2的第一高压接口j1和第二高压接口j2作为高压输入输出端子，第一高压接口j1和第二高压接口j2的高压正端口hv+和高压负端口hv
‑
分别通过高压线束连接hil测试设备5的高压正端口hv+和高压负端口hv
‑
。
30.在保险丝状态模拟接口j7的前端，即保险丝状态模拟接口j7与第一高压接口j1的高压正端口hv+之间设置保险丝前端高压采样点hv1，在保险丝状态模拟接口j7的后端，即保险丝状态模拟接口j7与主正继电器状态模拟接口j4之间设置保险丝后端高压采样点hv2，在主正继电器状态模拟接口j4与第二高压接口j2的高压正端口hv+之间依次设置继电器后端高压采样点hv3和反接测试正高压采样点hvp，在主负继电器状态模拟接口j3与第二高压接口j2的高压负端口hv
‑
之间设置反接测试负高压采样点hvn。
31.1、通过保险丝前端高压采样点hv1和保险丝后端高压采样点hv2检测保险丝状态
模拟接口j7的两端电压，用于检测保险丝是否出现故障。
32.当保险丝状态模拟接口j7插入跳线帽时，模拟保险丝正常，此时，主负继电器状态模拟接口j3、主正继电器状态模拟接口j4处于闭合状态，保险丝前端高压采样点hv1 和保险丝后端高压采样点hv2电压值均为1000v，移除跳线帽后可模拟保险丝熔断故障，此时，主负继电器状态模拟接口j3、主正继电器状态模拟接口j4处于闭合状态，保险丝前端高压采样点hv1 的电压值为1000v，保险丝后端高压采样点hv2电压值为0v。
33.2、主正继电器状态模拟接口j4用于检测移动充电桩主正继电器处于常开或粘连状态。
34.当主正继电器状态模拟接口j4接收到移动充电桩控制器6的闭合指令，且主正继电器状态模拟接口j4无跳线帽短接，则主正继电器状态模拟接口j4模拟为主正继电器处于常开状态，此时，保险丝状态模拟接口j7和主负继电器状态模拟接口j3处于短接状态。
35.当主正继电器状态模拟接口j4接收到移动充电桩控制器6的断开指令，且主正继电器状态模拟接口j4无跳线帽短接，则主正继电器状态模拟接口j4模拟为主正继电器处于粘连状态，此时，保险丝状态模拟接口j7和主负继电器状态模拟接口j3处于短接状态。
36.3、主负继电器状态模拟接口j3用于检测移动充电桩主负继电器处于常开或粘连状态。
37.当主负继电器状态模拟接口j3接收到移动充电桩控制器6的闭合指令，且主负继电器状态模拟接口j3无跳线帽短接，则主负继电器状态模拟接口j3模拟为主负继电器处于常开状态，此时，保险丝状态模拟接口j7和主正继电器状态模拟接口j4处于短接状态。
38.当主负继电器状态模拟接口j3接收到移动充电桩控制器6的断开指令，且主负继电器状态模拟接口j3无跳线帽短接，则主负继电器状态模拟接口j3模拟为主负继电器处于粘连状态，此时，保险丝状态模拟接口j7和主正继电器状态模拟接口j4处于短接状态。
39.4、第一光mos继电器mos1和第三光mos继电器mos3用于模拟主正继电器和主负继电器，第一继电器驱动接口drive1、第二继电器驱动接口drive2、第三继电器驱动接口drive3和第四继电器驱动接口drive4为移动充电桩继电器的驱动接口，用于检测充电桩继电器的控制信号。第一光mos继电器mos1、第二光mos继电器mos2、第三光mos继电器mos3、第四光mos继电器mos4与第一继电器驱动接口drive1、第二继电器驱动接口drive2、第三继电器驱动接口drive3和第四继电器驱动接口drive4之间的连接通过pcba走线来实现。
40.第三光mos继电器mos3配合第三继电器驱动接口drive3和第四继电器驱动接口drive4进行主正继电器控制功能的检测，例如：检测主正继电器是否能够根据控制信号正确的执行闭合和断开指令，主负继电器状态模拟接口j3闭合，移动充电桩控制器6通过第三继电器驱动接口drive3和第四三继电器驱动接口drive4来控制主正继电器闭合，当移动充电桩控制器6控制主正继电器闭合时，测量保险丝后端高压采样点hv2和继电器后端高压采样点hv3的电压，如保险丝后端高压采样点hv2和继电器后端高压采样点hv3的电压一致则认为控制闭合功能有效，且当移动充电桩控制器6控制主正继电器断开时，测量保险丝后端高压采样点hv2和继电器后端高压采样点hv3的电压，如保险丝后端高压采样点hv2和继电器后端高压采样点hv3电压相差很大，则认为控制断开功能有效，否则认为控制功能异常。
41.第一光mos继电器mos1配合第一继电器驱动接口drive1和第二继电器驱动接口drive2进行主负继电器控制功能的检测，例如：检测主负继电器的控制信号是否有效，主正
继电器状态模拟接口j4处于闭合状态，移动充电桩控制器6通过第一继电器驱动接口drive1和第二继电器驱动接口drive2 控制主负继电器，当发送闭合指令时，当移动充电桩控制器6控制主负继电器闭合时，测量保险丝后端高压采样点hv2和继电器后端高压采样点hv3的电压，如保险丝后端高压采样点hv2和继电器后端高压采样点hv3电压一致则认为控制闭合功能有效，且当移动充电桩控制器6控制主负继电器断开时，测量测量保险丝后端高压采样点hv2和继电器后端高压采样点hv3的电压，如测量保险丝后端高压采样点hv2和继电器后端高压采样点hv3电压相差很大，则认为控制断开功能有效，否则认为控制功能异常。
42.5、第二光mos继电器mos2和第四光mos继电器mos4用于模拟主正继电器和主负继电器的辅助触点，用于检测其辅助触点对继电器常开或粘连故障检测的功能是否正常：将移动充电桩控制器6的触点反馈接口和主正继电器触点状态模拟接口j6对接，移动充电桩控制器6通过第三继电器驱动接口drive3和第四继电器驱动接口drive4控制主正继电器，当发送闭合指令时，主正继电器触点状态模拟接口j6处于断开状态，移动充电桩控制器6反馈触点采样到为高电平，则认为主正继电器处于常开状态，当发生断开指令时，主正继电器触点状态模拟接口j6处于短接状态，移动充电桩控制器6反馈触点采样到低电平，则认为主正继电器处于粘连状态，移动充电桩控制器6的辅助触点检测功能正常，反之则认为触点检测功能异常。
43.6、反接测试正高压采样点hv_p、反接测试负高压采样点hv_n和继电器后端高压采样点hv3用于检测检测反接测试功能是否正常：主负继电器状态模拟接口j3、主正继电器状态模拟接口j4处于断开状态，将第二高压接口j2接口接高压正端口hv+和高压负端口hv
‑
，测试反接测试负高压采样点hvp和反接测试正高压采样点hvn之间的压差，当压差为正，则认为未出现反接，将第二高压接口j2接口的高压正端口hv+和高压负端口hv
‑
反接，测试反接测试负高压采样点hvp和反接测试正高压采样点hvn之间的压差，压差为负，则认为出现反接。
44.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。