一种高压环路互锁故障定位电路及定位方法与流程

本发明涉及汽车故障检测领域，特别涉及一种汽车高压环路互锁故障定位电路及定位方法。

背景技术

随着新源汽车行业的高速发展，电动汽车的电压等级也是越来越高，目前主流的电动汽车直流母线电压多为三四百伏左右。而电动汽车上的高压部件也非常多，包括了充电系统、高压配电盒、储能系统(动力电池)、电驱动系统、dcdc、空调压缩机以及ptc等等。由此而存在的高压电伤害隐患也越来越多，而高压环路互锁就是电动汽车高压电安全的重要措施之一。

高压互锁回路就是通过弱电信号来检查整个电动汽车的高压部件、导线、连接器及护盖的电气完整性(连续性)，识别回路异常断开时，及时断开高压电。早期的高压互锁回路只是简单的将车上所有高压部件中的连接微动开关串接在一起，由vcu发出高电平信号，bms来接收这个高电平信号。一旦回路中某个高压部件的连接器断开或护盖被打开，bms就接收不到这个高电平信号，这时就判断发生高压环路互锁故障，bms立即断开高压电，防止出现高压伤害。但是一旦报出环路互锁故障后对故障点的排查则是非常麻烦，因为这么多的部件、连接器以及连接导线，任何一点断开都会报故障，需要逐一排查，耗时耗力。后来将车上的一个大环路分成主放电环路、高压附件环路、快慢充环路，缩小环路范围，这样可将排查范围缩小，但仍然需要耗费精力排查故障点，无法精确定位故障点。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高压环路互锁故障定位电路及定位方法，可以较为准确的定位环路中的故障点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高压环路互锁故障定位电路，所述定位电路包括电位检测电路、主控制器，所述电位检测电路将检测的高压部件的互锁开关的前端、后端的电位信号发送至主控制器中，所述主控制器根据互锁开关的前端、后端的电位信号判断互锁开关对应的高压部件是否互锁正常和或互锁故障位置。

所述主控制器对接收到的两个电位信号进行判断，当高压部件对应的两个电位信号为一高一低时，此时该高压部件发出互锁故障；当高压部件对应的两个电位信号均为高电平，此时判断该高压部件互锁正常且在高压互锁回路中该高压部件后端的高压部件出现故障；当高压部件对应的两个电位信号均为低电平时，判断该高压部件互锁正常且互锁故障出现在高压互锁环路中该高压部件前端的高压部件中。

所述电位检测电路包括光耦隔离电路一、光耦隔离电路二，光耦隔离电路一的输入端连接高压部件的前端、其输出端连接主控制器的i/o口；光耦隔离电路二的输入端连接高压部件的互锁开关的后端、其输出端连接主控制器的i/o口。

所述主控制器为高压互锁环路中高压部件对应的主控芯片。

所述电位检测电路为一个或多个，分别对应检测一个或多个高压部件的互锁开关的前端、后端电位信号。

所述主控制器将互锁故障信息上传至上位机。

所述上位机汽车仪表或者车载显示屏，通过汽车仪表或车载显示屏显示互锁故障信息。

一种高压环路互锁故障定位方法，通过电位检测电路检测高压部件的互锁开关的前端、后端的电位信号，主控制器根据前端、后端电位信号来判断对应的高压部件是否互锁正常和或互锁故障位置。

所述主控制器对接收到的两个电位信号进行判断，当高压部件对应的两个电位信号为一高一低时，此时该高压部件发出互锁故障；当高压部件对应的两个电位信号均为高电平，此时判断该高压部件互锁正常且在高压互锁回路中该高压部件后端的高压部件出现故障；当高压部件对应的两个电位信号均为低电平时，判断该高压部件互锁正常且互锁故障出现在高压互锁环路中该高压部件前端的高压部件中。

所述主控制器将互锁故障信息上传至上位机中。

本发明的优点在于：通过高压部件的互锁开关前端、后端的电位信号来判断该高压部件是否故障以及故障相对于该高压部件的位置，可以在互锁故障后快速定位故障位置，方便检修，省去人力排查的时间和成本，可大大提高故障排查效率；电路检测电路简单、成本低、采用光耦隔离，干扰小；采用高压互锁环路中由控制芯片的高压部件的控制芯片来实现主控制器，仅需要增加电位检测电路连接控制芯片和该高压部件的互锁开关前端、后端即可，实现简单，成本低；采用高压部件内的控制芯片来实现，可以判断处互锁故障是否为该高压部件以及在不是该高压部件后判断互锁故障出现在高压部件的前端还是后端，缩小排查范围，从而减少工作量，提高排查效率，同时实现对于车辆来说成本较小但却可以大大减少排查量；判断的故障信息可以上传，方便维修人员调取查看；可以根据实际环路中高压部件个数、高压部件中包含芯片的个数，从而调节电位检测电路的个数，在高压互锁回路中高压部件个数多时，仅通过一个高压部件来确定范围可能工作量还是较多，但是当设置两个、三个电位检测电路时，就可以排除出互锁故障在的范围，从而减少排查工作量。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本现有技术高压互锁回路示意图；

图2为本发明高压互锁回互锁故障定位电路原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，现有技术中将汽车的高压部件的互锁开关串联(高压部件包括sw1、sw2、ye-mcu、sw3)，一端输入高电平，由vcu输出，另一端连接bcm从而形成高压互锁回路，由若互锁正常，bcm会收到高电平，若互锁故障，bcm收不到高电平信号，此时就可以发出报警故障信号，但是无法确定回路中哪一部分或哪一个部件出现故障。需要对高压互锁回路中的每一个部件进行检测，耗时耗力、检测效率低。

在本实施例中，提供可较为精确定位高压环路互锁故障的电路，通过对电位的判断来确定环路中高压部件、自身有无发生环路互锁故障或者互锁故障出现在本高压部件的前端还是后端，并将结果上报。其采用在高压部件的互锁开关的前端和后端都设置一个电位检测电路，当两个检测电路检测到的电位为一高一低时，则说明本部件的高压互锁开关断开，即发生互锁故障；当检测到的电位为同高时，则说明本部件无环路互锁故障，但是环路中在本部件后端的某个部分发生互锁故障；当检测到的电位为同低时，则说明本部件未发生互锁故障但是在环路中本部件前端的某个高压部件发生互锁故障。具体如下：

高压环路互锁故障定位电路，用于汽车高压环路互锁故障的定位，包括电位检测电路、主控制器，电位检测电路将检测的高压部件的互锁开关的前端、后端的电位信号发送至主控制器中，主控制器根据互锁开关的前端、后端的电位信号判断互锁开关对应的高压部件是否互锁正常和或互锁故障位置。互锁开关的前端是指高电平信号输入端，也就是与vcu高电平输入端连接的一侧。主控制器对接收到的互锁开关两端的两个电位信号进行判断，当汽车高压部件对应的两个电位信号为一高一低时，此时该高压部件发出互锁故障；当高压部件对应的两个电位信号均为高电平，此时判断该高压部件互锁正常且在高压互锁回路中该高压部件后端的高压部件出现故障；当高压部件对应的两个电位信号均为低电平时，判断该高压部件互锁正常且互锁故障出现在高压互锁环路中该高压部件前端的高压部件中。

电位检测电路包括光耦隔离电路一、光耦隔离电路二，光耦隔离电路一的输入端连接高压部件的前端、其输出端连接主控制器的i/o口；光耦隔离电路二的输入端连接高压部件的互锁开关的后端、其输出端连接主控制器的i/o口。通过光耦隔离将高低电平信号传递至主控制器的i/o口中，主控制器根据i/o口传来的高低电平来判断故障高电平或故障在的范围。

在一个优选的实施例中，主控制器采用高压互锁环路中高压部件对应的主控芯片。这样可以减少实现该电路的成本，而且主控制器仅仅是采用的高低电平的逻辑判断，最简单的控制器都能够实现该功能，而且很多高压回路中的高压部件都有控制器，可以的话仅需要通过一个电位检测电路将该具有控制器的高压部件的互锁开关的前端、后端电位信号传递给该高压部件即可实现，当然若高压互锁回路中没有带控制器的高压部件，也可以通过外设的方式设置一个新的控制器。

电位检测电路为一个或多个，分别对应检测一个或多个高压部件的互锁开关的前端、后端电位信号。采用一个电位检测电路就能够检测一个高压部件对应的电位信号，然后就能确定该高压部件是否正常以及故障点在该高压部件的前端还是后端的高压部件中，一般高压互锁回路也就三四个高压部件互锁，因此，通过一个电位检测电路就可以较为精确的定位出互锁故障点，当然若需要进一步精准定位或者针对具有大于四个的高压部件形成高压互锁环路，也可以调整电位检测电路的个数，从而可以更为精确的确定互锁故障位置。

主控制器将互锁故障信息上传至上位机。方便用户或维修人员进行查看。上位机汽车仪表或者车载显示屏，通过汽车仪表或车载显示屏显示互锁故障信息。

如图2所示，在一个优选地实施例中，以高压部件3具有控制器为例进行说明，主控制器采用高压部件3的主控制芯片cpu，电位检测电路采用光耦隔离电路，光耦隔离电路为两路，分别检测高压部件3的互锁开关sw3的前端和后端电位信号，从而判断互锁开关是否正常以及互锁故障出现的位置。

以高压互锁开关的后端的电位检测电路为例，当输入为高电平时，光耦原边的二极管导通，光耦产生光电效应，副边输出端导通，则输出端hvil2直接连到地，为低电平，此输出端直接连接到高压部件主控芯片的i/o口。当输入为低电平时(说明该互锁开关已断开或环路前面的某处断开)，光耦不导通，此时输出端hvil2直接通过上拉电阻接到vcc电源，为高电平。同理，高压互锁开关的前端检电路输出hvil1也是如此，这样高压部件自身的主控芯片就可以获知自身的高压互锁开关的状态，如表1所示：

上述表格中hvil1电平、hvil2电平的状态与实际上高压部件互锁开关的两端电位信号刚好是相反的，这是由于光耦电路造成的。hvil1电平、hvil2电平同低对应着互锁开关两端电位的同高。高压部件的前端是指与vcu高电平连接一端，后端是指与bcm连接的一端，如图2环路中高压部件sw3的前端高压部件是指高压部件1、高压部件2，环路中高压部件sw3后端的高压部件是指高压部件n

按上述方式，在高压环路中的每个具有控制芯片的高压部件中加入本发明提出的高压互锁精确定位方案也就是在具有控制芯片的高压部件中设置电位检测电路，将电位信号传递至控制芯片中进行故障判断，并在出现故障时将故障信息上报，即可精确定位到互锁故障，省去人力排查的时间和成本，可大大提高故障排查效率，并且成本增加微乎其微。

高压互锁环路故障定位方法，通过电位检测电路检测高压部件的互锁开关的前端、后端的电位信号，主控制器根据前端、后端电位信号来判断对应的高压部件是否互锁正常和或互锁故障位置。主控制器对接收到的两个电位信号进行判断，当高压部件对应的两个电位信号为一高一低时，此时该高压部件发出互锁故障；当高压部件对应的两个电位信号均为高电平，此时判断该高压部件互锁正常且在高压互锁回路中该高压部件后端的高压部件出现故障；当高压部件对应的两个电位信号均为低电平时，判断该高压部件互锁正常且互锁故障出现在高压互锁环路中该高压部件前端的高压部件中。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。