环路互锁诊断电路及该电路的检测方法与流程

    技术2025-01-27  47


    本技术涉及汽车高压系统安全检测领域,尤其是涉及一种环路互锁诊断电路及该电路的检测方法。


    背景技术:

    1、在电动汽车技术领域中,高压互锁系统(high voltage inter-lock, hvil)是确保高压系统安全性的关键组件,高压互锁一方面在高压系统回路断开或者完整性受到破坏的时候,启动安全断开高压电的保护措施;另一方面用来确认整个高压系统的完整性。因此其主要功能在于监控高压回路的完整性,并在检测到异常时触发保护措施。随着电动汽车电池系统电压等级的提升,高压所带来的安全风险亦随之增加,因此,高压环路互锁的检测显得至关重要。

    2、目前,高压环路互锁的检测方式主要包括直流源方案、pwm方案以及恒流源方案。这些方案虽然能够实现高压环路互锁的基本功能,但在实际运用中仍存在诸多不足,如检测精度不高、故障识别能力有限等。例如,图1所示的直流源方案和图2所示的pwm方案无法有效区分对地短路和断路,而图3的恒流源方案中的元件是相互依赖的,一个元件的失效影响整个电路的特性,从而影响电路的有效性,也影响了检测的准确性和可靠性。

    3、因此,如何在现有方案的基础上进行优化改进,以提高高压环路互锁的检测准确性与可靠性,成为当前高压互锁系统面临的重要技术问题。


    技术实现思路

    1、为了解决现有技术中环路互锁检测电路诊断能力不足的问题,本技术提供了一种环路互锁诊断电路及该电路的检测方法,能够降低功耗、提升电路稳定性,保证检测的准确性和可靠性。

    2、第一方面,本技术提供一种环路互锁诊断电路,采用如下的技术方案:

    3、一种环路互锁诊断电路,包括电源模块、恒流源模块以及电阻回路模块,所述恒流源模块的输入端与所述电源模块的输出端相连接、输出端与所述电阻回路模块的输入端相连接,所述电阻回路模块的输出端接地,所述电阻回路模块包括第一回路、第二回路以及第三回路,所述电源模块用于通过所述恒流源模块对所述电阻回路模块进行供电;

    4、还包括用于对环路互锁诊断电路进行故障检测与判断的环路互锁检测模块,所述环路互锁检测模块的输入端分别与所述第一回路的输出端和第二回路的输入端相连接,所述环路互锁检测模块的输出端分别与所述第二回路的输出端和所述第三回路的输入端相连接。

    5、通过采用上述技术手段,通过恒流源模块为电阻回路模块提供稳定的电流供应;通过电阻回路的多个回路组成回路网络,使电路的容错率得到提升,提高整个电路的可靠性;并通过环路互锁检测模块对各回路的电压进行采集与分析,以实现故障的准确判断与定位,确保在高压系统完整性受到破坏时能够及时采取应对保护措施。

    6、优选地,所述第一回路、所述第二回路以及所述第三回路依次串联,所述第一回路包括相互并联的第一电阻器r1和第二电阻器r2,所述第二回路包括相互并联的第三电阻器r3和第四电阻器r4,所述第三回路包括相互并联的第五电阻器r5和第六电阻器r6。

    7、通过采用上述技术手段,提供多重故障检测能力,这种并联再串联的电阻配置有助于在保持电路简洁的同时,能够提供足够的检测点以便进行故障判断,也能够更加精确地检测各回路的电压变化情况,并进一步提高故障定位的准确性。

    8、优选地,所述电阻回路模块上包括第一电压采集端口、第二电压采集端口以及第三电压采集端口,其中所述第一电压采集端口位于所述第二电阻器r2的输入端,所述第二电压采集端口和所述第三电压采集端口设置在所述环路互锁检测模块上,第二电压采集端口与所述环路互锁检测模块的输入端相连,第三电压采集端口与所述环路互锁检测模块的输出端相连。

    9、通过采用上述技术手段,设置有若干电压采集端口,分别采集第一电压v1、第二电压v2和第三电压v3。这些电压值反映了环路互锁诊断电路各部分的工作状态,通过对这些电压的实时监测和分析,可以准确判断电路是否发生故障以及故障的具体类型。

    10、优选地,还包括常开开关s1和用于防止电流反灌的二极管d1,所述常开开关s1的两端分别与所述电源模块的输出端和所述恒流源模块的输入端相连;所述二极管d1设置在所述恒流源模块和所述电阻回路模块之间,所述二极管d1的输入端与所述恒流源模块的输出端相连,所述二极管d1的输出端与所述电阻回路模块的输入端相连。

    11、通过采用上述技术手段,设置二极管防止电流反灌损坏电流源,从而提高诊断电路的安全性与可靠性,确保电路的安全稳定运行。

    12、第二方面,本技术提供一种环路互锁诊断电路的检测方法,采用如下的技术方案:

    13、一种环路互锁诊断电路的检测方法,所述检测方法基于如上述任意一项所述的环路互锁诊断电路,所述检测方法包括如下步骤:

    14、s1、检测常开开关s1的状态,当所述常开开关s1状态正常时,关闭常开开关s1并记录第一电压v1、第二电压v2和第三电压v3,所述第一电压v1为电阻回路模块中第一电压采集端口采集到的电压值,所述第二电压v2为所述电阻回路模块中第二电压采集端口采集到的电压值,所述第三电压v3为所述电阻回路模块中第三电压采集端口采集到的电压值;s2、依据所述第三电压v3进行判断,当所述第三电压v3不满足时,认定所述环路互锁诊断电路存在第一故障;

    15、s3、当所述环路互锁诊断电路满足时,依据所述第二电压v2进行判断,若所述第二电压v2不满足,认定所述环路互锁诊断电路存在第二故障;

    16、s4、当所述环路互锁诊断电路满足时,依据所述第一电压v1进行判断,若所述第一电压v1不满足,认定所述环路互锁诊断电路存在第三故障,否则所述环路互锁诊断电路状态正常。

    17、通过采用上述技术手段,实时监测各电压采集端口采集到电压值,在环路互锁诊断电路正常工作时,各个电压值应处于预设的正常范围内。通过将电压值与预设范围进行比对,可以及时发现电路的异常情况并准确判断故障原因。

    18、优选地,所述第一故障包括环路互锁检测模块短地故障、所述环路互锁检测模块短地故障且电阻升高、所述环路互锁检测模块短电源故障以及第三回路故障;所述第一故障的诊断方式具体包括:

    19、当存在所述第一故障时,若v3=0v,所述环路互锁诊断电路至少存在所述环路互锁检测模块的短地故障,具体为:

    20、当v3=0v时,若、且v2=0v,所述环路互锁诊断电路存在的故障为所述环路互锁检测模块短地故障;

    21、当v3=0v时,若、且v2>0v,所述环路互锁诊断电路存在的故障为所述环路互锁检测模块短地故障且所述环路互锁检测模块的电阻升高。

    22、优选地,当存在所述第一故障时,若v3=5v、v2=5v且v1=5v,所述环路互锁诊断电路存在的故障为所述环路互锁检测模块短电源故障;

    23、若,所述环路互锁诊断电路存在的故障为第三回路故障,所述第三回路故障为第五电阻器r5或第六电阻器r6其中一个开路故障。

    24、优选地,当存在所述第二故障时,若,所述环路互锁诊断电路存在的故障为所述环路互锁检测模块的电阻升高。

    25、优选地,当存在所述第三故障时,若,所述环路互锁诊断电路存在的故障为第一回路故障,具体为第一电阻器r1或第二电阻器 r2其中一个开路故障。

    26、通过采用上述技术手段,提供了更详细的故障判断逻辑,依次根据第三电压v3、第二电压v2以及第一电压v1分别设置了详细的故障分析和排除方法,为每个故障的诊断提供了理论支持,保证了最后的诊断结果的准确性。

    27、综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:

    28、1、本技术设置了电源模块、恒流源模块、电阻回路模块以及环路互锁检测模块,通过电源模块和恒流源模块对电阻回路模块进行供电,并通过环路互锁检测模块对环路互锁诊断电路进行故障检测与判断,通过增加可控的常开开关,降低环路互锁诊断电路的功耗;通过将多个电阻器并联再串联,使环路互锁诊断电路的容错性能得到提升,降低电路的失效率,提高了检测的准确性和可靠性。

    29、2、本技术通过在电阻回路模块的各回路中设置电压采集端口,分别采集第一电压v1、第二电压v2和第三电压v3,结合与电阻回路模块相连的环路互锁检测模块,能够通过采集到的电压判断环路互锁诊断电路存在的故障,提高了环路互锁诊断电路的智能性。

    30、3、本技术通过设置保护模块和开关模块,实现了对环路互锁诊断电路的保护功能,防止电流反灌对电路造成损坏,提高了环路互锁诊断电路的安全性。


    技术特征:

    1.一种环路互锁诊断电路,其特征在于:包括电源模块、恒流源模块以及电阻回路模块,所述恒流源模块的输入端与所述电源模块的输出端相连接、输出端与所述电阻回路模块的输入端相连接,所述电阻回路模块的输出端接地,所述电阻回路模块包括第一回路、第二回路以及第三回路,所述电源模块用于通过所述恒流源模块对所述电阻回路模块进行供电;

    2.根据权利要求1所述的环路互锁诊断电路,其特征在于:所述第一回路、所述第二回路以及所述第三回路依次串联,所述第一回路包括相互并联的第一电阻器r1和第二电阻器r2,所述第二回路包括相互并联的第三电阻器r3和第四电阻器r4,所述第三回路包括相互并联的第五电阻器r5和第六电阻器r6。

    3.根据权利要求2所述的环路互锁诊断电路,其特征在于:所述电阻回路模块上包括第一电压采集端口、第二电压采集端口以及第三电压采集端口,其中所述第一电压采集端口位于所述第二电阻器r2的输入端,所述第二电压采集端口和所述第三电压采集端口设置在所述环路互锁检测模块上,第二电压采集端口与所述环路互锁检测模块的输入端相连,第三电压采集端口与所述环路互锁检测模块的输出端相连。

    4.根据权利要求1所述的环路互锁诊断电路,其特征在于:还包括常开开关s1和用于防止电流反灌的二极管d1,所述常开开关s1的两端分别与所述电源模块的输出端和所述恒流源模块的输入端相连;所述二极管d1设置在所述恒流源模块和所述电阻回路模块之间,所述二极管d1的输入端与所述恒流源模块的输出端相连,所述二极管d1的输出端与所述电阻回路模块的输入端相连。

    5.一种环路互锁诊断电路的检测方法,其特征在于,所述检测方法基于如权利要求1-4任意一项所述的环路互锁诊断电路,所述检测方法包括如下步骤:

    6.根据权利要求5所述的环路互锁诊断电路的检测方法,其特征在于,所述第一故障包括环路互锁检测模块短地故障、所述环路互锁检测模块短地故障且电阻升高、所述环路互锁检测模块短电源故障以及第三回路故障;所述第一故障的诊断方式具体包括:

    7.根据权利要求6所述的环路互锁诊断电路的检测方法,其特征在于,当存在所述第一故障时,若v3=5v、v2=5v且v1=5v,所述环路互锁诊断电路存在的故障为所述环路互锁检测模块短电源故障;

    8.根据权利要求5所述的环路互锁诊断电路的检测方法,其特征在于,当存在所述第二故障时,若,所述环路互锁诊断电路存在的故障为所述环路互锁检测模块的电阻升高。

    9.根据权利要求5所述的环路互锁诊断电路的检测方法,其特征在于,当存在所述第三故障时,若,所述环路互锁诊断电路存在的故障为第一回路故障,具体为第一电阻器r1或第二电阻器 r2其中一个开路故障。


    技术总结
    本申请公开了一种环路互锁诊断电路及该电路的检测方法,其中环路互锁诊断电路包括电源模块、恒流源模块以及电阻回路模块,恒流源模块的输入端与电源模块的输出端相连接、输出端与电阻回路模块的输入端相连接,电阻回路模块的输出端接地,电阻回路模块包括第一回路、第二回路以及第三回路,电源模块用于通过恒流源模块对电阻回路模块进行供电;还包括用于对环路互锁诊断电路进行故障检测与判断的环路互锁检测模块,环路互锁检测模块的输入端分别与第一回路的输出端和第二回路的输入端相连接,环路互锁检测模块的输出端分别与第二回路的输出端和第三回路的输入端相连接。本申请实现了对高压环路互锁的持续监控和故障检测,提高了检测的准确性和可靠性。

    技术研发人员:李明,胡佳静,胡红利,倪斌
    受保护的技术使用者:吉孚汽车技术(苏州)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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