一种用于电动汽车环路的互锁电路的制作方法

本发明属于电动汽车电路领域，特别涉及一种用于电动汽车环路的互锁电路。

背景技术：

随着汽车工业的发展，电动汽车因其具有环保节能的优势而得到了广泛的应用。由于电动汽车以高压电能作为驱动能源，所以电动汽车的用电安全问题一直受到人们的关注。

在电动汽车中，两个高压器件之间一般通过连接器连接，一旦连接器脱落断开，将会存在漏电的风险，对车内人员或检修人员的安全造成威胁。为了解决这一问题，通常会将多个高压器件的连接器通过低压线束串联连成一个互锁电路，一旦其中一个连接器发生断路故障，那么整个互锁电路将被断电，从而避免了漏电的产生。

然而，对于该方法来说，当断电故障发生后，检修人员无法快速准确的判断是互锁电路中的哪个连接器发生了故障，只能逐一排查，浪费了大量的工时。

技术实现要素：

为了解决无法准确判断故障器件的问题，本发明实施例提供了一种用于电动汽车环路的互锁电路。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种用于电动汽车环路的互锁电路，所述互锁电路包括电池环路、电机控制器环路、充电机环路、直流转换器环路、空调压缩机环路和加热器环路，

所述电池环路包括电池管理模块、快充连接器、放电连接器和慢充连接器，所述电池管理模块用于监测所述快充连接器、放电连接器和慢充连接器是否断开，所述电池管理模块与电动汽车的整车控制器电连接；

所述充电机环路包括充电机控制模块、充电机输出连接器和充电机输入连接器，所述充电机控制模块用于监测所述充电机输出连接器和所述充电机输入连接器是否断开，所述充电机控制模块与所述整车控制器电连接；

所述直流转换器环路包括直流转换器控制器和直流转换器连接器，所述直流转换器控制器用于监测所述直流转换器连接器是否断开，所述直流转换器控制器与所述整车控制器电连接；

所述空调压缩机环路包括空调压缩机控制器和空调压缩机连接器，所述空调压缩机控制器用于监测所述空调压缩机连接器是否断开，所述空调压缩机控制器与所述整车控制器电连接；

所述加热器环路包括加热器控制器和加热器连接器，所述加热器控制器用于监测所述加热器连接器是否断开，所述加热器控制器与所述整车控制器电连接；

所述电机控制器环路包括电机控制器模块、电机控制器连接器、用于连接所述直流转换器连接器的第一连接器、用于连接所述空调压缩机连接器的第二连接器和用于连接所述加热器连接器的第三连接器，所述电机控制器模块用于监测所述电机控制器连接器、所述第一连接器、所述第二连接器和所述第三连接器是否断开，所述电机控制器模块与所述整车控制器电连接。

在本发明的一种实现方式中，所述快充连接器、所述放电连接器、所述慢充连接器、所述充电机输出连接器、所述充电机输入连接器、所述直流转换器连接器、所述空调压缩机连接器、所述加热器连接器、所述电机控制器连接器、所述第一连接器、所述第二连接器和所述第三连接器均包括用于连接电动汽车环路的电缆接头的互锁结构，每个所述互锁结构均包括第一互锁端子引脚和第二互锁端子引脚，第一互锁端子引脚用于连接所述电缆接头的第一短接片引脚的一端，第二互锁端子引脚用于连接所述电缆接头的第二短接片引脚的一端，所述第一短接片引脚的另一端和所述第二短接片引脚的另一端连接，当所述互锁结构与对应的所述电缆接头对接时，所述第一互锁端子引脚和所述第一短接片引脚连接，所述第二互锁端子引脚和所述第二短接片引脚连接，当所述互锁结构与对应的所述电缆接头断开时，所述第一互锁端子引脚和所述第一短接片引脚断开，所述第二互锁端子引脚和所述第二短接片引脚断开。

在本发明的另一种实现方式中，所述电池管理模块包括两个引脚，所述电池管理模块的第一引脚与所述快充连接器的第一互锁端子引脚连接，所述快充连接器的第二互锁端子引脚与所述放电连接器的第一互锁端子引脚连接，所述放电连接器的第二互锁端子引脚与所述慢充连接器的第一互锁端子引脚连接，所述慢充连接器的第二互锁端子引脚与所述电池管理模块的第二引脚连接。

在本发明的又一种实现方式中，所述充电机控制模块包括两个引脚，所述充电机控制模块的第一引脚与所述充电机输出连接器的第一互锁端子引脚连接，所述充电机输出连接器的第二互锁端子引脚与所述充电机输入连接器的第一互锁端子引脚连接，所述充电机输入连接器的第二互锁端子引脚与所述充电机控制模块的第二引脚连接。

在本发明的又一种实现方式中，所述直流转换器控制器包括两个引脚，所述直流转换器控制器的第一引脚与所述直流转换器连接器的第一互锁端子引脚连接，所述直流转换器连接器的第二互锁端子引脚与所述直流转换器控制器的第二引脚连接。

在本发明的又一种实现方式中，所述空调压缩机控制器包括两个引脚，所述空调压缩机控制器的第一引脚与所述空调压缩机连接器的第一互锁端子引脚连接，所述空调压缩机连接器的第二互锁端子引脚与所述空调压缩机控制器的第二引脚连接。

在本发明的又一种实现方式中，所述加热器控制器包括两个引脚，所述加热器控制器的第一引脚与所述加热器连接器的第一互锁端子引脚连接，所述加热器连接器的第二互锁端子引脚与所述加热器控制器的第二引脚连接。

在本发明的又一种实现方式中，所述电机控制器模块包括两个引脚，所述电机控制器模块的第一引脚与所述第一连接器的第一互锁端子引脚连接，所述第一连接器的第二互锁端子引脚与所述第二连接器的第一互锁端子引脚连接，所述第二连接器的第二互锁端子引脚与所述第三连接器的第一互锁端子引脚连接，所述第三连接器的第二互锁端子引脚与所述电机控制器连接器的第一互锁端子引脚连接，所述电机控制器连接器的第二互锁端子引脚与所述电机控制器模块的第二引脚连接。

在本发明的又一种实现方式中，所述电池管理模块、所述充电机控制模块、所述直流转换器控制器、所述空调压缩机控制器、所述加热器控制器和所述电机控制器模块均通过所述电动汽车的CAN总线与所述整车控制器电连接。

在本发明的又一种实现方式中，所述互锁电路还包括报警模块，所述报警模块用于在所述电池环路、所述电机控制器环路、所述充电机环路、所述直流转换器环路、所述空调压缩机环路或所述加热器环路断开时发出警报，所述报警单元与所述整车控制器电连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

在本发明实施例所提供的互锁电路工作时，通过电池管理模块监测快充连接器、放电连接器和慢充连接器是否断开，通过充电机控制模块监测充电机输出连接器和充电机输入连接器是否断开，通过直流转换器控制器监测直流转换器连接器是否断开，通过空调压缩机控制器监测空调压缩机连接器是否断开，通过加热器控制器监测加热器连接器是否断开，通过电机控制器模块监测电机控制器连接器、电机控制器的第一连接器、电机控制器的第二连接器和电机控制器的第三连接器是否断开，当电池管理模块、充电机控制模块、直流转换器控制器、空调压缩机控制器、加热器控制器和电机控制器模块监测到断开故障时，将向整车控制器发出信号，从而使得检修人员能够通过整车控制器准确的判断具体故障环路，从而节省了大量的工时。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的高压器件的连接框图；

图2是本发明实施例提供的电池环路的连接示意图；

图3是本发明实施例提供的充电机环路的连接示意图；

图4是本发明实施例提供的直流转换器环路、空调压缩机环路、加热器环路和电机控制器环路的连接示意图；

图5是本发明实施例提供的互锁电路的CAN网络拓扑图；

图6是本发明实施例提供的互锁结构的局部结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例

本发明实施例提供了一种用于电动汽车环路的互锁电路，该互锁电路适用于电动汽车的高压器件环路，高压器件环路即电动汽车的高压器件的用电环路，图1为高压器件的连接框图，如图1所示，高压器件可以包括电池1、充电机2、电机控制器3(Microcontroller Unit，MCU)、空调压缩机4、加热器5(Positive Temperature Coefficient，PTC)和直流转换器6。并且，慢充接口7通过充电机2与电池1连接，快充接口8直接与电池1连接，从而实现电池1的快速充电和慢速充电，电动汽车的电源分配模块9(Power Distribution Unit，PDU)集成在电机控制器3中，从而使得电动汽车的结构更为紧凑。

在本实施例中，该互锁电路包括电池环路100、电机控制器环路600、充电机环路200、直流转换器环路300、空调压缩机环路400和加热器环路500。

图2为电池环路的连接示意图，参见图2，电池环路100包括电池管理模块110、快充连接器120、放电连接器130和慢充连接器140，电池管理模块110用于监测快充连接器120、放电连接器130和慢充连接器140是否断开，电池管理模块110与电动汽车的整车控制器电连接。

具体地，快充连接器120、放电连接器130和慢充连接器140可以一同串联在电池管理模块110上，从而形成电池环路100。

图3为充电机环路的连接示意图，参见图3，充电机环路200包括充电机控制模块210、充电机输出连接器220和充电机输入连接器230，充电机控制模块210用于监测充电机输出连接器220和充电机输入连接器230是否断开，充电机控制模块210与整车控制器电连接。

具体地，充电机输出连接器220和充电机输入连接器230可以一同串联在充电机控制模块210上，从而形成充电机环路200。

图4为直流转换器环路、空调压缩机环路、加热器环路和电机控制器环路的连接示意图，参见图4，直流转换器环路300包括直流转换器控制器310和直流转换器连接器320，直流转换器控制器310用于监测直流转换器连接器320是否断开，直流转换器控制器310与整车控制器电连接。

具体地，直流转换器连接器320与直流转换器控制器310连接，从而形成直流转换器环路300。

空调压缩机环路400包括空调压缩机控制器410和空调压缩机连接器420，空调压缩机控制器410用于监测空调压缩机连接器420是否断开，空调压缩机控制器410与整车控制器电连接。

具体地，空调压缩机连接器420与空调压缩机控制器410连接，从而形成空调压缩机环路400。

加热器环路500包括加热器控制器510和加热器连接器520，加热器控制器510用于监测加热器连接器520是否断开，加热器控制器510与整车控制器电连接。

具体地，加热器连接器520与加热器控制器510连接，从而形成加热器环路500。

电机控制器环路600包括电机控制器模块610、电机控制器连接器620、用于连接直流转换器连接器320的第一连接器630、用于连接空调压缩机连接器420的第二连接器640和用于连接加热器连接器的第三连接器650，电机控制器模块610用于监测电机控制器连接器620、第一连接器630、第二连接器640和第三连接器650是否断开，电机控制器模块610与整车控制器电连接。

具体地，电机控制器连接器620、第一连接器630、第二连接器640和第三连接器650一同串联在电机控制器模块610上，从而形成电机控制器环路600。

在上述实现方式中，电机控制器模块610可以为电机控制器控制板，包括微控制器和IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。

需要说明的是，电池环路100、电机控制器环路600、充电机环路200、直流转换器环路300、空调压缩机环路400和加热器环路500中导通的均为低压电信号。

在本发明实施例所提供的互锁电路工作时，通过电池管理模块110监测快充连接器120、放电连接器130和慢充连接器140是否断开，通过充电机控制模块210监测充电机输出连接器220和充电机输入连接器230是否断开，通过直流转换器控制器310监测直流转换器连接器320是否断开，通过空调压缩机控制器410监测空调压缩机连接器420是否断开，通过加热器控制器510监测加热器连接器520是否断开，通过电机控制器模块610监测电机控制器连接器620、电机控制器的第一连接器630、电机控制器的第二连接器640和电机控制器的第三连接器650是否断开，当电池管理模块110、充电机控制模块210、直流转换器控制器310、空调压缩机控制器410、加热器控制器510和电机控制器模块610监测到断开故障时，将向整车控制器发出信号，从而使得检修人员能够通过整车控制器准确的判断具体故障环路，从而节省了大量的工时。

并且，由于电池管理模块110、快充连接器120、放电连接器130和慢充连接器140构成一个整体的电池环路100，从而使得快充连接器120、放电连接器130和慢充连接器140不需要各自单独引出导线分别与电池管理模块110连接，进而减少了电池管理模块110上的导线接点，降低了故障率。相应地，电机控制器环路600、充电机环路200、直流转换器环路300、空调压缩机环路400和加热器环路500，同样具有相同的有益效果，在此不作赘述。

图5为互锁电路的CAN网络拓扑图，参见图5，在本实施例中，电池管理模块110、充电机控制模块210、直流转换器控制器310、空调压缩机控制器410、加热器控制器510和电机控制器模块610均通过电动汽车的CAN总线与整车控制器电连接，从而有利于电动汽车的整体走线。

在本实施例中，快充连接器120、放电连接器130、慢充连接器140、充电机输出连接器220、充电机输入连接器230、直流转换器连接器320、空调压缩机连接器420、加热器连接器520、电机控制器连接器620、第一连接器630、第二连接器640和第三连接器650均包括用于连接电动汽车环路的电缆接头800的互锁结构700(参见图6)，每个互锁结构700均包括第一互锁端子引脚710和第二互锁端子引脚720，第一互锁端子引脚710用于连接电缆接头800的第一短接片引脚810的一端，第二互锁端子引脚720用于连接电缆接头800的第二短接片引脚820的一端，第一短接片引脚810的另一端和第二短接片引脚820的另一端连接，当互锁结构700与对应的电缆接头800对接时，第一互锁端子引脚710和第一短接片引脚810连接，第二互锁端子引脚720和第二短接片引脚820连接，当互锁结构700与对应的电缆接头800断开时，第一互锁端子引脚710和第一短接片引脚810断开，第二互锁端子引脚720和第二短接片引脚820断开。

在上述实现方式中，电缆接头可以是用于连接其他用电器件的电缆的接头，例如用于连接快充连接器120和电动汽车的充电接口的电缆等。

再次参见图2，在本实施例中，电池管理模块110包括两个引脚，电池管理模块110的第一引脚111与快充连接器120的第一互锁端子引脚121连接，快充连接器120的第二互锁端子引脚122与放电连接器130的第一互锁端子引脚131连接，放电连接器130的第二互锁端子引脚132与慢充连接器140的第一互锁端子引脚141连接，慢充连接器140的第二互锁端子引脚142与电池管理模块110的第二引脚112连接。

下面简单介绍一下电池环路100的互锁原理：

当电池环路100正常工作时，电池管理模块110的第一引脚111发出高电平信号，由于快充连接器120、放电连接器130和慢充连接器140上均稳固插装有对应的电缆接头800，所以快充连接器120、放电连接器130和慢充连接器140的第一互锁端子引脚和第二互锁端子引脚均通过对应的第一短接片引脚和第二短接片引脚连通，使得电池管理模块110的第二引脚112能够接收到该高电平信号，表明电池环路100正常工作；当快充连接器120、放电连接器130和慢充连接器140中的一个或多个没有与对应的电缆接头800稳固插装，导致第一互锁端子引脚和第二互锁端子引脚不能通过对应的第一短接片引脚和第二短接片引脚连通，使得电池管理模块110的第二引脚112接收不到高电平信号，表明电池环路100发生故障，此时，电池管理模块110通过CAN总线向整车控制模块发出故障指示。

需要说明的是，检修人员还可以通过汽车电脑检测仪读取与整车控制模块发出的故障指示相对应的故障码，从而便于检修人员的维修作业。

再次参见图3，在本实施例中，充电机控制模块210包括两个引脚，充电机控制模块210的第一引脚211与充电机输出连接器220的第一互锁端子引脚221连接，充电机输出连接器220的第二互锁端子引脚222与充电机输入连接器230的第一互锁端子引脚231连接，充电机输入连接器230的第二互锁端子引脚232与充电机控制模块210的第二引脚212连接。

充电机环路200的互锁原理与电池环路100基本相同，在此不做赘述。

再次参见图4，在本实施例中，直流转换器控制器包括310两个引脚，直流转换器控制器310的第一引脚311与直流转换器连接器320的第一互锁端子引脚321连接，直流转换器连接器320的第二互锁端子引脚322与直流转换器控制器310的第二引脚312连接。

直流转换器环路300的互锁原理与电池环路100基本相同，在此不做赘述。

在本实施例中，空调压缩机控制器410包括两个引脚，空调压缩机控制器410的第一引脚411与空调压缩机连接器420的第一互锁端子引脚连接421，空调压缩机连接器420的第二互锁端子引脚422与空调压缩机控制器410的第二引脚412连接。

空调压缩机环路400的互锁原理与电池环路100基本相同，在此不做赘述。

在本实施例中，加热器控制器510包括两个引脚，加热器控制器510的第一引脚511与加热器连接器520的第一互锁端子引脚521连接，加热器连接器520的第二互锁端子引脚522与加热器控制器510的第二引脚512连接。

加热器环路500的互锁原理与电池环路100基本相同，在此不做赘述。

在本实施例中，电机控制器模块610包括两个引脚，电机控制器模块610的第一引脚611与第一连接器630的第一互锁端子引脚631连接，第一连接器630的第二互锁端子引脚632与第二连接器640的第一互锁端子引脚641连接，第二连接器640的第二互锁端子引脚642与第三连接器650的第一互锁端子引脚651连接，第三连接器650的第二互锁端子引脚652与电机控制器连接器620的第一互锁端子引脚621连接，电机控制器连接器620的第二互锁端子引脚622与电机控制器模块610的第二引脚612连接。

在本实施例中，互锁电路还包括报警模块，报警模块用于在电池环路100、电机控制器环路600、充电机环路200、直流转换器环路300、空调压缩机环路400或加热器环路500断开(发生断路故障)时发出警报，报警单元与整车控制器电连接。

在上述实现方式中，当电池环路100或电机控制器环路600发生断路故障时，整车控制器停止电动汽车的整车供电。

当充电机环路200、直流转换器环路300、空调压缩机环路400或加热器环路500发生断路故障时，整车控制器停止发生故障的环路的供电。

在上述实现方式中，由于不同的环路故障所产生的安全隐患的严重程度不尽相同，所以可以根据发生故障的环路的不同，相应采取不同的处理方式，从而使得互锁电路更为灵活。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。