一种高压互锁检测电路及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆安全保护技术领域，具体涉及一种高压互锁检测电路及车辆。


背景技术：

2.电动汽车在正常使用过程中需要对整车高压回路进行实时检测,其原因为高压回路电压可达400v、电流可达300a。正常情况下，高压回路为整车提供动力，与驾驶环境为完全隔离的，不会对人员造成威胁；但整车各控制器需要随时监测高压回路是否连接正常，一来检测高压回路是否可正常为整车提供动力，二来保证高压回路不会将驾驶环境串进高压回路，对车内人员造成伤害。
3.目前，在检测高压回路时，是将其等效为一负载电阻。该电阻阻值会随使用时间而逐渐增大，在整车正常使用时间内，bms需在负载的正常变化内判断为正常。因此，常用设计为通过添加恒流源流经此电阻，bms采集此负载两端的电压，通过此负载的电压差与流经电流计算出此负载的阻值。从而判断高压互锁检测电路是否正常工作。然后，现有的检测电路离散器件较多，结构繁杂。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型实施例提供一种高压互锁检测电路及车辆，以解决现有技术中高压互锁检测电路结构较为繁杂的技术问题。
5.本实用新型实施例第一方面提供一种高压互锁检测电路，该电路包括：电阻可调电路、定值电阻电路以及控制采集电路；所述电阻可调电路的输出端连接待测电阻的一端，所述定值电阻电路的一端连接连接待测电阻的另一端；所述控制采集电路连接所述电阻可调电路的第一输入端以及所述定值电阻电路的另一端，所述控制采集电路采集所述定值电阻电路两端的电压，调节所述电阻可调电路的电阻使所述定值电阻电路两端的电压保持预设值，将所述电阻可调电路的电阻调节值和预设阈值比较，判断是否出现故障。
6.可选地，所述电阻可调电路包括：串联连接的可调电阻集成芯片和第七电阻。
7.可选地，所述定值电阻电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和运算放大器，所述第二电阻的一端连接待测电阻的另一端，所述第二电阻的另一端连接所述第一电阻的一端以及所述第三电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述第四电阻的一端并接地，所述第三电阻的另一端连接所述第五电阻的一端以及所述运算放大器的同相输入端，所述第四电阻的另一端连接所述第六电阻的一端以及所述运算放大器的反相输入端，所述第五电阻的另一端接地，所述第六电阻的另一端连接所述运算放大器的输出端以及所述控制采集电路。
8.可选地，所述电阻可调电路还包括：防反电路，所述防反电路的一端连接所述第七电阻的一端，所述防反电路的另一端连接待测电阻的一端。
9.可选地，所述防反电路包括：第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述第七电
阻的一端，所述第一二极管的负极连接待测电阻的一端。
10.可选地，该高压互锁检测电路还包括：第一电源，所述第一电源连接所述电阻可调电路的第一输入端，用于为所述高压互锁检测电路提供电流。
11.可选地，该高压互锁检测电路还包括：第二电源和第三电源，所述第二电源连接所述可调电阻集成芯片，用于为所述可调电阻集成芯片提供工作电压，所述第三电源连接所述运算放大器的电源端，用于为所述运算放大器提供工作电压。
12.可选地，所述控制采集电路为单片机，所述控制采集电路连接所述可调电阻集成芯片的第二输入端，用于显示所述可调电阻集成芯片的电阻并对所述可调电阻集成芯片的电阻进行调节。
13.本实用新型实施例第二方面提供一种车辆，包括：本实用新型实施例第一方面及第一方面任一项所述的高压互锁检测电路。
14.可选地，该车辆包括：整车控制器hcu，待测电阻为整车控制器hcu内部的等效电阻。
15.本实用新型技术方案，具有如下优点：
16.本实用新型实施例提供的高压互锁检测电路，通过设置电阻可调电路和待测电阻串联，同时在该高压互锁检测电路中设置定值电阻电路和控制采集电路，控制采集电路连接定值电阻电路采集其两端的电压，将该电压和预设电压比较，当超出预设电压时调整电阻可调电路的电阻，将调整的电阻和预设电阻比较即可判断高压回路是否处于正常工作状态。由此，该高压互锁检测电路通过简单的电路设置即可实现高压回路的检测，解决了现有技术中检测电路结构繁杂的技术问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
18.图1为本实用新型实施例中高压互锁检测电路的结构框图；
19.图2为本实用新型实施例中高压互锁检测电路的结构原理图。
具体实施方式
20.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
24.本实用新型实施例提供一种高压互锁检测电路，如图1所示，该电路包括：电阻可调电路10、定值电阻电路20以及控制采集电路30；所述电阻可调电路10的输出端连接待测电阻的一端，所述定值电阻电路20的一端连接连接待测电阻的另一端；所述控制采集电路30连接所述电阻可调电路10的第一输入端以及所述定值电阻电路20的另一端，所述控制采集电路30采集所述定值电阻电路20两端的电压，调节所述电阻可调电路10的电阻使所述定值电阻电路20两端的电压保持预设值，将所述电阻可调电路10的电阻调节值和预设阈值比较，判断是否出现故障。
25.在一实施例中，该高压互锁检测电路设置在电池管理系统(bms，battery management system)和整车控制器(hcu，hybrid control unit)之间，通过检测整车控制器hcu内部的等效电阻r的阻值变化量判断高压回路是否处于正常工作状态。具体地，该高压检测电路中设置电阻可调电路10、定值电阻电路20以及控制采集电路30，其中，电阻可调电路10的电阻可调，当该电阻可调电阻的电阻为某一值时，通过控制采集电路30采集的定值电阻电路20两端的电压可以计算得到该高压互锁检测电路中的电流，当待测电阻的阻值发生变化时，控制采集电路30采集的定值电阻电路20两端的电压也会发生变化，为保持采集的电压恒定，可以通过控制采集电路30调整电阻可调电阻的电阻，由于电阻可调电路10和待测电阻串联连接，因此，电阻可调电路10调整的电阻值即为待测电阻的变化值，根据电阻可调电路10调整的电阻值和预设阈值比较即可判断高压回路是否处于正常工作状态。
26.本实用新型实施例提供的高压互锁检测电路，通过设置电阻可调电路10和待测电阻串联，同时在该高压互锁检测电路中设置定值电阻电路20和控制采集电路30，控制采集电路30连接定值电阻电路20采集其两端的电压，将该电压和预设电压比较，当超出预设电压时调整电阻可调电路10的电阻，将调整的电阻和预设电阻比较即可判断高压回路是否处于正常工作状态。由此，该高压互锁检测电路通过简单的电路设置即可实现高压回路的检测，解决了现有技术中检测电路结构繁杂的技术问题。
27.在一实施方式中，如图2所示，电阻可调电路10包括：串联连接的可调电阻集成芯片u2和第七电阻r7，其中，可调电阻集成芯片u2的输出端b1连接第七电阻r7的另一端，可调电阻集成芯片u2的接地端gnd接地，可调电阻集成芯片u2的第二输入端a2连接控制采集电路30。该可调电阻集成芯片u2可以选择现有的能够实现阻值调节的芯片型号，本实用新型对此不做限定。该高压互锁检测电路通过在电阻可调电路10中设置可调电阻集成芯片u2，能够实现该电路的恒流系统的构建，同时通过可调电阻集成芯片u2的阻值范围增大了待测电阻阻值的冗余范围。
28.在一实施方式中，定值电阻电路20包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6和运算放大器u1，所述第二电阻r2的一端连接待测电阻
的另一端，所述第二电阻r2的另一端连接所述第一电阻r1的一端以及所述第三电阻r3的一端，所述第一电阻r1的另一端连接所述第四电阻r4的一端并接地，所述第三电阻r3的另一端连接所述第五电阻r5的一端以及所述运算放大器u1的同相输入端，所述第四电阻r4的另一端连接所述第六电阻r6的一端以及所述运算放大器u1的反相输入端，所述第五电阻r5的另一端接地，所述第六电阻r6的另一端连接所述运算放大器u1的输出端以及所述控制采集电路30。运算放大器的接地端接地。
29.在一实施方式中，该高压互锁检测电路还包括：第一电源、第二电源和第三电源，所述第一电源连接所述电阻可调电路10的第一输入端a1，用于为所述高压互锁检测电路提供电流。所述第二电源连接所述可调电阻集成芯片u2的电源端vcc1，用于为所述可调电阻集成芯片u2提供工作电压，所述第三电源连接所述运算放大器u1的电源端，用于为所述运算放大器u1提供工作电压。
30.具体地，通过设置第一电源能够为该高压互锁电路的电阻可调电路10及定值电阻电路20提供电压，从而使得电路中的多个电阻中流过电流。同时，控制采集电路30连接运算放大的输出端，能够采集到定值电阻电路20的电压u，根据该电压u能够计算得到第一电阻r1两端的电压u1，u1＝u*r4/r6，由此可以计算流过第一电阻r1的电流i1＝u1/r1。由于第一电阻r1和待测电阻及电阻可调电路10串联连接，因此，流过第一电阻r1的电流i1即为流过整个高压互锁电路的电流i。
31.通过设定该高压互锁检测电路中多个电阻即第一电阻r1、第二电阻r2、第七电阻r7以及可调电阻集成芯片u2的阻值，可以将该电路中的电流i设定为一个恒定值，例如可以设定为20ma。当待测电阻的阻值发生变化时，在其他电阻阻值不变时，电路中的电流也会变化，从而控制采集电路30采集的电压发生变化。为了保持电路中上述设定的恒定电流，即控制采集电路30采集的电压不变，控制采集电路30控制可调电阻集成芯片u2进行阻值的调整。由此，根据可调电阻集成芯片u2的阻值调整值即可确定待测电阻的阻值变化值，将可调电阻集成芯片u2的阻值调整值和预设阈值进行比较即可判断高压回路是否处于正常工作状态。其中，预设阈值可以不是一固定值，可以根据所述高压互锁检测电路的具体结构以及实际需要来确定。
32.在一实施方式中，第一电源为5v，第二电源为5v，第三电源为5v。第一电源、第二电源和第三电源的值也可以根据电路中各电阻阻值以及可调电阻集成芯片u2、运算放大器u1的型号选择其他数值，本实用新型实施例对此不做限定。
33.在一实施方式中，电阻可调电路10还包括：防反电路，所述防反电路的一端连接所述第七电阻r7的一端，所述防反电路的另一端连接待测电阻的一端。所述防反电路包括：第一二极管d1，所述第一二极管d1的正极连接所述第七电阻r7的一端，所述第一二极管d1的负极连接待测电阻的一端。具体地，在电路中设置二极管作为防反电路可以避免电源反接时对电路中各个元件的损坏。
34.在一实施方式中，所述控制采集电路30为单片机，所述控制采集电路30连接所述可调电阻集成芯片u2的第二输入端a2，用于显示所述可调电阻集成芯片u2的电阻并对所述可调电阻集成芯片u2的电阻进行调节。具体地，控制采集电路30也可以采用其他结构实现其功能，例如现场可编程门阵列(fpga，field-programmable gate array)电路或其他任何类型的集成电路(ic，integrated circuit)等等。同时，该电路中可以设置多个比较器，例
如第一个比较器用于比较采集电压和预设电压的关系，当采集电压超出预设电压范围时，输出高电平信号，根据该高电平信号调整可调电阻集成芯片u2的阻值并获取调整后的阻值；第二个比较器可以比较调整后的阻值和预设阈值的关系，当调整后的阻值超出预设阈值时，可以输出故障信号。
35.本实用新型实施例提供的高压互锁检测电路，通过可调电阻集成芯片u2、运算放大器u1、第一二极管d1以及多个电阻实现了其检测功能，相比现有技术中结构繁杂的检测电路，该检测电路只采用几个离散元器件即可实现相应功能，降低了检测电路的失效率。
36.本实用新型实施例还提供一种车辆，该车辆包括：上述实施例任一项所述的高压互锁检测电路。该车辆包括：整车控制器hcu，采用上述高压互锁检测电路能够检测整车控制器hcu内部的等效电阻的变化量，从而判断高压回路是否正常工作。
37.本实用新型实施例提供的车辆，采用上述高压互锁检测电路，通过在高压互锁检测电路中设置电阻可调电路和待测电阻串联，同时在该高压互锁检测电路中设置定值电阻电路和控制采集电路，控制采集电路连接定值电阻电路采集其两端的电压，将该电压和预设电压比较，当超出预设电压时调整电阻可调电路的电阻，将调整的电阻和预设电阻比较即可判断高压回路是否处于正常工作状态。由此，该高压互锁检测电路通过简单的电路设置即可实现高压回路的检测，解决了现有技术中检测电路结构繁杂的技术问题。
38.虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下对这些实施例进行各种变化、替换和修改，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本实用新型保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
39.此外，本实用新型的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本实用新型的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本实用新型描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本实用新型可以对它们进行应用。因此，本实用新型所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。