一种电池系统高压连接器互锁检测电路及系统的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池系统高压连接器互锁检测电路及系统。


背景技术：

2.目前，新能源汽车行业发展迅速，电动汽车的研发引起了广泛关注，许多企业转型选择投入新能源行业，车辆在行驶过程中会出现各种复杂的工况，现阶段电动汽车动力电池用到的高压连接器型号各式各样，高压连接器的连接稳定性在电动汽车的安全可靠性中显得尤为重要。高压连接器的高压互锁是新能源汽车的一种安全控制技术，主要有三个作用：一是用来检测高压回路松动(会导致高压断电，整车失去动力影响乘车安全)并在高压断电之前给整车控制器提供报警信息，预留整车系统采取应对措施的时间。二是在车辆上电行车之前发挥作用，检测到电路不完整，则系统无法上电避免因为虚接等问题造成事故。三是防止人为误操作引发的安全事故。而往往我们在制造过程中无法直接观察判断连接器的互锁连接状态，造成制造现场判断困难。
3.在动力电池的制造生产实际测试过程中，动力电池高压连接器互锁信号的功能检测，平常往往通过人员实际进行插和拔后通过检测软件，进行判断功能好坏，不能实现自动化测试同时电池已是带电状态，生产安全需要得到更好解决。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，故本实用新型提供一种电池系统高压连接器互锁检测辅助电路及测试系统，通过测试系统电路单元控制继电器的启闭，来模拟实际情况中高压连接器断开和插接的情况，并以此检测bms对高压连接器的互锁信号的监测功能是否失效，以解决动力电池高压连接器互锁信号功能的自动化测试的问题。
5.本实用新型提供一种电池系统高压连接器互锁检测电路，包括测试系统电路单元以及电池系统电路单元。其中，所述测试系统电路单元包括测试系统电路和与所述测试系统电路串联的继电器控制单元，所述继电器控制单元与所述测试系统电路的继电器的输入端串联连接。所述电池系统电路单元包括串联连接的电池管理系统bms电路单元和高压连接器，所述高压连接器与所述继电器的输出端串联连接。
6.于本实用新型的一实施例中，所述测试系统电路单元包括信号接收判定单元，所述bms电路单元包括互锁识别单元，所述信号接收判定单元与所述互锁识别单元通信连接。
7.于本实用新型的一实施例中，所述继电器的输入端连接到所述测试系统电路的第一电源和所述继电器控制单元，所述继电器的输出端连接到所述高压连接器的互锁信号线。
8.于本实用新型的一实施例中，所述高压连接器包括电性连接的插头和插座，所述插头串联连接到所述继电器的输出端，所述插座和所述互锁识别单元串联连接。
9.于本实用新型的一实施例中，所述电池系统电路单元包括电池管理系统bms电路
单元，所述bms电路单元包括依次串联的第二电源、电阻r和所述互锁识别单元，所述电阻r的一端连接到所述第二电源、另一端还连接到所述插座。
10.本实用新型还提供一种电池系统高压连接器互锁检测系统，包括测试系统以及电池系统所述测试系统包括电性连接的继电器和继电器控制单元；所述电池系统包括电性连接的高压连接器和bms电路单元。其中，所述高压连接器和所述继电器电性连接。
11.于本实用新型的一实施例中，所述bms电路单元包括和所述高压连接器串联的互锁识别单元，所述互锁识别单元根据监测到的所述高压连接器所在线路是否处于断路状态判断是否生成报警信号；所述测试系统还包括与所述互锁识别单元进行通信的信号接收判定单元，所述信号接收判定单元根据所述互锁识别单元是否生成报警信号判断所述高压连接器处于互锁正常状态或互锁异常状态。
12.于本实用新型的一实施例中，所述高压连接器包括插座和插头，所述插座通过所述互锁信号线和所述互锁识别单元电性连接，所述插头电性连接到所述测试系统的所述继电器。
13.于本实用新型的一实施例中，所述高压连接器包括串联连接的第一高压连接器和第二高压连接器，所述继电器包括并联连接的第一继电器和第二继电器，所述第一继电器电性连接到所述第一高压连接器，所述第二继电器电性连接到所述第二高压连接器。
14.于本实用新型的一实施例中，所述第一高压连接器电性连接到所述第二高压连接器后再电性连接到所述互锁识别单元，所述第一继电器和所述第二继电器分别电性连接到所述继电器控制单元。
15.本实用新型的有益效果：通过测试系统电路单元控制继电器的启闭，来模拟实际情况中高压连接器断开的情况，并以此检测bms对高压连接器的互锁信号的监测功能是否失效。从而实现了测试系统对高压连接器互锁信号的自动测试，提升了测试效率，并增加了高压连接器的互锁信号测试的准确性和生产操作安全性，更加方便、省力，节约人力成本。
16.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。
附图说明
17.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，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。在附图中：
18.图1为本实用新型一实施例中采用单个高压连接器的电路图；
19.图2为本实用新型一实施例中采用两个高压连接器的电路图；
20.图3为一实施例中测试系统判断互锁功能的逻辑框图。
21.图中：1、测试系统电路单元；11、测试系统电路；110、第一电源；12、继电器控制单元；13、信号接收判定单元；2、电池系统电路单元；21、bms电路单元；210、第二电源；211、互锁识别单元；22、高压连接器；22a、第一高压连接器；22b、第二高压连接器；221、插头；222、插座；3、继电器；3a、第一继电器；3b、第二继电器；31、输入端；32、输出端。
具体实施方式
22.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本实用新型实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本实用新型的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
23.请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
24.请参阅图1，本实用新型提供一种电池系统高压连接器22互锁检测电路，包括测试系统电路单元1以及电池系统电路单元2。其中，测试系统电路单元1包括测试系统电路11和与测试系统电路11串联的继电器控制单元12，继电器控制单元12与测试系统电路11的继电器3的输入端31串联连接；电池系统电路单元2包括串联连接的电池管理系统bms电路单元21和高压连接器22，高压连接器22与继电器3的输出端串联连接。
25.在本实施例中，通过在测试系统电路单元1中增加一个继电器3，并将高压连接器22如高压接插件引出的互锁信号线连接到继电器3上，测试系统电路单元1通过控制串联的继电器3断开，使继电器3所在的线路处于断路状态，并被电池系统电路单元2监测到高压连接器22的互锁状态失效。然后通过测试系统电路单元1闭合继电器3，此时继电器3和高压连接器22间形成的电路处于通路状态，并被电池系统电路单元2监测到高压连接器22处于互锁状态，若在继电器3处于闭合状态下，电池系统电路单元2监测互锁回路仍处于断路状态，则说明电池系统电路单元2对高压连接器22的互锁状态的检查功能失效。通过测试系统电路单元1控制继电器3的启闭，来模拟实际情况中高压连接器22断开和插接的情况，并以此检测电池系统电路单元2对高压连接器22的互锁信号的监测功能是否失效。
26.需要说明的是，相比于人工情况下插接高压连接器22一次用来检测电池系统电路单元2是否监测正常，拔出高压连接器22一次检测电池系统电路单元2监测是否报警。在本实施例的检测方案中，插接高压连接器22后，通过继电器3分别控制与高压连接器22间电路的两次通断状态，以进行检测；同时还能够在高压连接器22的插接状态下进行其他项目如慢充测试的模拟，即在测试时模拟高压连接器22的插头221脱落，互锁失效，慢充应该中断的情况。
27.请参阅图1，于一实施例中，测试系统电路单元1包括信号接收判定单元13，bms电路单元21包括互锁识别单元211，信号接收判定单元13与互锁识别单元211通信连接。继电器3的输入端31连接到测试系统电路11的第一电源110和继电器控制单元12，继电器3的输
出端32连接到高压连接器22的互锁信号线。
28.本实施例中，继电器3的输入端31两端分别连接有第一电源110和继电器控制单元12，继电器控制单元12中内设有开关和接地端，使继电器控制单元12通过内设的开关改变与继电器3间电路的通断状态。此时继电器3的控制信号采用第一电源110的电压输出信号，电压输出信号提供继电器3的输入端31的供电以控制继电器3的输出端32的通/断状态。
29.需要说明的是，测试系统电路单元1中继电器3的控制信号是第一电源110如程控电源的电压输出信号，采用程控电源及继电器控制单元12控制继电器3的通断电状态，并通过程控电源设定电压输出信号的参数，匹配继电器3的启闭条件，以实现测试系统电路单元1通过继电器3控制互锁回路通断状态的目的。其中，程控电源使用常见的预置程序都可以做到适配继电器3的启闭条件，具体程序在本实施例中不作具体限定。
30.请参阅图1，于一实施例中，高压连接器22包括电性连接的插头221和插座222，插头221串联连接到继电器3的输出端32，插座222和互锁识别单元211串联连接。bms电路单元21包括依次串联的第二电源210、电阻r和互锁识别单元211，电阻r的一端连接到第二电源210、另一端还连接到插座222。
31.在进行高压连接器22的互锁检测时，使测试系统电路单元1中的插头221与电池系统电路单元2中的插座222电性连接，其中测试系统电路单元1中插头221所在的电路通过继电器3控制通/断状态，使继电器3与插头221间的电路等价于插头221的内部互锁信号线电路，并通过继电器3控制插头221所在的电路的通断。使继电器3保持常闭，正常测试时bms电路单元21检查硬件互锁正常。测试互锁信号功能时，测试系统电路单元1控制继电器3断开，bms电路单元监测到互锁信号失效并报警，测试系统接到报警信号后吸合继电器3，使其处于常闭状态，警报解除。若无法报警或者无法解除，说明bms电路单元互锁信号检查功能失效。并使插座222与bms电路单元21中的互锁识别单元211连接，以使互锁识别单元211监测到高压连接器22所在电路的通断状态。
32.请同时参阅图2和图3，本实用新型还提供一种电池系统高压连接器22互锁检测系统，包括测试系统以及电池系统。测试系统包括电性连接的继电器3和继电器控制单元12；电池系统包括电性连接的高压连接器22和电池管理系统bms电路单元21。其中，高压连接器22和继电器3电性连接。
33.本实施例中，通过在现有的测试系统中增加一个继电器3，把高压连接器22电性连接到测试系统的继电器3中，使继电器3保持常闭，正常测试时bms电路单元21检查硬件互锁正常。测试互锁信号功能时，测试系统的继电器3断开，使bms单元监测到互锁信号失效并报警，测试系统接到报警信号后吸合继电器3，使其处于常闭状态，警报解除。若无法报警或者无法解除，说明bms单元互锁信号检查功能失效。
34.请同时参阅图2和图3，bms单元包括和高压连接器22串联的互锁识别单元211，互锁识别单元211根据监测到的高压连接器22所在线路是否处于断路状态判断是否生成报警信号；测试系统还包括与互锁识别单元211进行通信的信号接收判定单元13，信号接收判定单元13根据互锁识别单元211是否生成报警信号判断高压连接器22处于互锁正常状态或互锁异常状态。
35.bms单元监测到高压连接器22的互锁状态失效后生成报警信号，高压连接器22的互锁状态失效被定义为高压连接器22所在的电路处于断路状态。信号接收判定单元13通过
读取bms单元的报警信号，向测试系统发送控制信号使继电器控制单元12激励继电器3闭合，使得高压连接器22所在的电路处于通路状态。
36.在继电器3打开时，高压连接器22所在的回路处于断路状态时，若bms单元不报警则说明高压连接器22互锁异常，若bms单元报警则闭合继电器3，使高压连接器22所在的电路处于通路状态，若bms单元不报警则说明高压连接器22互锁正常，若bms单元报警则说明高压连接器22互锁异常。当继电器3的打开闭合状态与bms单元的报警状态不符时，则说明bms的互锁信号检查功能失效。
37.请参阅图1和图2，于一实施例中，高压连接器22包括插座222和插头221，插座222通过互锁信号线和互锁识别单元211电性连接，插头221电性连接到测试系统的继电器3。高压连接器22包括串联连接的第一高压连接器22a和第二高压连接器22b，继电器3包括并联连接的第一继电器3a和第二继电器3b，第一继电器3a电性连接到第一高压连接器22a，第二继电器3b电性连接到第二高压连接器22b。第一高压连接器22a电性连接到第二高压连接器22b后再电性连接到互锁识别单元211，第一继电器3a和第二继电器3b分别电性连接到继电器控制单元12。
38.如图2所示，高压连接器22和继电器3的图示下侧还标注有
“…
n”，用以表示在电池系统和测试系统中设置有若干个高压连接器22和继电器3及其辅助电路的情况。以图2所示，在测试系统并联连接第一继电器3a和第二继电器3b，把电池系统和测试系统的电路中串联连接的第一高压连接器22a和第二高压连接器22b分别连接到第一继电器3a和第二继电器3b上，使继电器3与插头221间的电路等价于插头221的内部互锁信号线电路，并通过继电器3控制电路通断，使两个继电器3保持常闭，正常测试时bms检查硬件互锁正常。测试互锁信号功能时，控制其中某一个继电器3断开，bms单元监测到互锁信号失效并报警，测试系统接到报警信号后吸合继电器3，使其处于常闭状态，警报解除。若无法报警或者无法解除，说明bms单元互锁信号检查功能失效。同样的，还可根据电池系统中高压连接器22的插座222数量，在测试系统中对应设置相同数量的插头221，实现测试系统同时对电池系统中多个高压连接器22的互锁状态进行检测，从而提高对bms的互锁信号检查功能是否失效的测试效率。
39.在bms单元检测互锁信号功能正常，而电池系统中的高压连接器22存在互锁功能失效时，通过高压连接器22所在电路上的测试系统中继电器3的控制地址信息，即可被测试系统的软件快速识别异常的高压连接器22位置并进行处理。
40.综上，本实用新型提供的一种电池系统高压连接器22互锁检测电路及系统，通过测试系统电路单元1控制继电器3的启闭，来模拟实际情况中高压连接器22断开和插接的情况，并以此检测bms对高压连接器22的互锁信号的监测功能是否失效。从而实现了测试系统对高压连接器22互锁信号的自动测试，提升了测试效率，并增加了高压连接器22的互锁信号测试的准确性和生产操作安全性。
41.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种电池系统高压连接器互锁检测电路，其特征在于，包括：测试系统电路单元(1)，所述测试系统电路单元(1)包括测试系统电路(11)和与所述测试系统电路(11)串联的继电器控制单元(12)，所述继电器控制单元(12)与所述测试系统电路(11)的继电器(3)的输入端(31)串联连接；电池系统电路单元(2)，所述电池系统电路单元(2)包括串联连接的电池管理系统bms电路单元(21)和高压连接器(22)，所述高压连接器(22)与所述继电器(3)的输出端(32)串联连接。2.根据权利要求1所述的互锁检测电路，其特征在于，所述测试系统电路单元(1)包括信号接收判定单元(13)，所述bms电路单元(21)包括互锁识别单元(211)，所述信号接收判定单元(13)与所述互锁识别单元(211)通信连接。3.根据权利要求2所述的互锁检测电路，其特征在于，所述继电器(3)的输入端(31)连接到所述测试系统电路(11)的第一电源(110)和所述继电器控制单元(12)，所述继电器(3)的输出端(32)连接到所述高压连接器(22)的互锁信号线。4.根据权利要求3所述的互锁检测电路，其特征在于，所述高压连接器(22)包括电性连接的插头(221)和插座(222)，所述插头(221)串联连接到所述继电器(3)的输出端(32)，所述插座(222)和所述互锁识别单元(211)串联连接。5.根据权利要求4所述的互锁检测电路，其特征在于，所述bms电路单元(21)包括依次串联的第二电源(210)、电阻r和所述互锁识别单元(211)，所述电阻r的一端连接到所述第二电源(210)、另一端还连接到所述插座(222)。6.一种电池系统高压连接器互锁检测系统，其特征在于，包括测试系统，所述测试系统包括电性连接的继电器(3)和继电器控制单元(12)；电池系统，所述电池系统包括电性连接的高压连接器(22)和bms电路单元(21)；其中，所述高压连接器(22)和所述继电器(3)电性连接。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述bms电路单元(21)包括和所述高压连接器(22)串联的互锁识别单元(211)，所述互锁识别单元(211)根据监测到的所述高压连接器(22)所在线路是否处于断路状态判断是否生成报警信号；所述测试系统还包括与所述互锁识别单元(211)进行通信的信号接收判定单元(13)，所述信号接收判定单元(13)根据所述互锁识别单元(211)是否生成报警信号判断所述高压连接器(22)处于互锁正常状态或互锁异常状态。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述高压连接器(22)包括插座(222)和插头(221)，所述插座(222)通过互锁信号线和所述互锁识别单元(211)电性连接，所述插头(221)电性连接到所述测试系统的所述继电器(3)。9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述高压连接器(22)包括串联连接的第一高压连接器(22a)和第二高压连接器(22b)，所述继电器(3)包括并联连接的第一继电器(3a)和第二继电器(3b)，所述第一继电器(3a)电性连接到所述第一高压连接器(22a)，所述第二继电器(3b)电性连接到所述第二高压连接器(22b)。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一高压连接器(22a)电性连接到所述第二高压连接器(22b)后再电性连接到所述互锁识别单元(211)，所述第一继电器(3a)和所述第二继电器(3b)分别电性连接到所述继电器控制单元(12)。

技术总结
本实用新型提供一种电池系统高压连接器互锁检测电路及系统，其中，互锁检测电路包括测试系统电路单元以及电池系统电路单元，测试系统电路单元包括测试系统电路和与测试系统电路串联的继电器控制单元，继电器控制单元与测试系统电路的继电器输入端串联连接电池系统电路单元包括串联连接的BMS电路单元和高压连接器，高压连接器的互锁信号线与继电器输出端串联连接，BMS电路单元的互锁识别单元与信号接收判定单元通信连接。本实用新型方案通过测试系统电路单元控制继电器的启闭，来模拟实际情况中高压连接器断开和插接的情况，并以此检测BMS对高压连接器的互锁信号的监测功能是否失效，以解决动力电池高压连接器互锁信号功能的自动化测试的问题。能的自动化测试的问题。能的自动化测试的问题。


技术研发人员：陈辉 谢泉龙 陈浩
受保护的技术使用者：江苏耀宁新能源创新科技有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/7/20