行之知识产权综合服务平台

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车高压系统的故障检测方法和 装置。

背景技术

随着汽车(如电动汽车)对功率需求的提高，以动力蓄电池和电动机为动 力装置的汽车的工作电压已高达几百伏，该工作电压的电压等级已远超出人体 的安全电压等级，当汽车的高压系统发生故障且没有检测时，电机控制器会继 续执行整车的功率输出，汽车会产生高压安全问题，进而影响到驾驶员和乘客 的生命财产安全。因此，需要一种高压系统的故障检测方法对高压系统进行检 测，防止汽车产生不受控的高压安全问题。

现有技术中有一种高压系统的故障检测方法，该方法通过对高压系统的整 体机械结构进行监控，检测高压系统是否出现故障，当检测到高压系统出现故 障时，该方法会采取相应的应对措施，如切断整车的功率输出，从而防止汽车 产生不受控的高压安全问题。

由于上述过程是对高压系统的整体机械结构进行监控，能够检测高压系统 是否出现故障，但无法确定出现故障的具体位置，所以无法快速排除故障，因 此，排除故障的效率较低。

发明内容

为了解决现有技术中高压系统的故障检测方法排除故障的效率较低的问 题，本发明提供了一种汽车高压系统的故障检测方法和装置。所述技术方案如 下：

第一方面，提供了一种汽车高压系统的故障检测方法，所述方法包括：

检测所述高压系统内部的预设电路单元是否出现故障；

在所述预设电路单元出现故障时，切断整车的功率输出；

输出故障指示信号，所述故障指示信号用于指示所述预设电路单元中出现 故障的单元。

可选的，所述预设电路单元为高压接线盒环路单元，所述检测所述高压系 统内部的预设电路单元是否出现故障，包括：

通过所述高压接线盒环路单元采集第一预设单元输出的第一信号；

采集所述高压接线盒环路单元输出的第二信号；

获取所述第一信号的电平状态和所述第二信号的电平状态；

根据所述第一信号的电平状态和所述第二信号的电平状态检测所述高压接 线盒环路单元是否出现故障。

可选的，所述预设电路单元为高压输入环路单元，所述检测所述高压系统 内部的预设电路单元是否出现故障，包括：

通过所述高压输入环路单元采集第二预设单元输出的第三信号；

采集所述高压输入环路单元输出的第四信号；

获取所述第三信号的电平状态和所述第四信号的电平状态；

根据所述第三信号的电平状态和所述第四信号的电平状态检测所述高压输 入环路单元是否出现故障。

可选的，所述在所述预设电路单元出现故障时，切断整车的功率输出，包 括：

在所述预设电路单元出现故障时，通过整车控制器对逻辑控制单元输出第 一低电平信号；

通过所述逻辑控制单元根据所述第一低电平信号控制三相逆变桥输出第二 低电平信号，关闭所述三相逆变桥以切断所述整车的功率输出，所述三相逆变 桥用于控制电机控制器执行所述整车的功率输出。

可选的，所述预设电路单元为电机三相高压单元，所述检测所述高压系统 内部的预设电路单元是否出现故障，包括：

通过电机控制器检测所述电机三相高压单元是否出现故障。

第二方面，提供了一种汽车高压系统的故障检测装置，所述装置包括：

检测单元，用于检测所述高压系统内部的预设电路单元是否出现故障；

切断单元，用于在所述预设电路单元出现故障时，切断整车的功率输出；

输出单元，用于输出故障指示信号，所述故障指示信号用于指示所述预设 电路单元中出现故障的单元。

可选的，所述预设电路单元为高压接线盒环路单元，所述检测单元，包括：

第一采集模块，用于通过所述高压接线盒环路单元采集第一预设单元输出 的第一信号；

第二采集模块，用于采集所述高压接线盒环路单元输出的第二信号；

第一获取模块，用于获取所述第一信号的电平状态和所述第二信号的电平 状态；

第一检测模块，用于根据所述第一信号的电平状态和所述第二信号的电平 状态检测所述高压接线盒环路单元是否出现故障。

可选的，所述预设电路单元为高压输入环路单元，所述检测单元，包括：

第三采集模块，用于通过所述高压输入环路单元采集第二预设单元输出的 第三信号；

第四采集模块，用于采集所述高压输入环路单元输出的第四信号；

第二获取模块，用于获取所述第三信号的电平状态和所述第四信号的电平 状态；

第二检测模块，用于根据所述第三信号的电平状态和所述第四信号的电平 状态检测所述高压输入环路单元是否出现故障。

可选的，所述切断单元，包括：

输出模块，用于在所述预设电路单元出现故障时，通过整车控制器对逻辑 控制单元输出第一低电平信号；

控制模块，用于通过所述逻辑控制单元根据所述第一低电平信号控制三相 逆变桥输出第二低电平信号，关闭所述三相逆变桥以切断所述整车的功率输出， 所述三相逆变桥用于控制电机控制器执行所述整车的功率输出。

可选的，所述预设电路单元为电机三相高压单元，所述检测单元，包括：

第三检测模块，用于通过电机控制器检测所述电机三相高压单元是否出现 故障。

本发明提供了一种汽车高压系统的故障检测方法和装置，该故障检测方法 能够在高压系统内部的预设电路单元出现故障时，切断整车的功率输出，并输 出用于指示预设电路单元中出现故障的单元的故障指示信号，相较于现有技术， 能够确定高压系统出现故障的具体位置，从而可以快速排除故障，因此，提高 了排除故障的效率。

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， 并不能限制本发明。

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1-1是本发明实施例提供的一种汽车高压系统的故障检测方法的流程图；

图1-2是图1-1所示实施例中一种检测高压系统内部的预设电路单元是否出 现故障的流程图；

图1-3是图1-1所示实施例中另一种检测高压系统内部的预设电路单元是否 出现故障的流程图；

图1-4是图1-1所示实施例中切断整车的功率输出的流程图；

图1-5是本发明实施例涉及到的高压系统的结构示意图；

图2-1是本发明实施例提供的一种汽车高压系统的故障检测装置的结构示 意图；

图2-2是图2-1所示实施例中一种检测单元的结构示意图；

图2-3是图2-1所示实施例中另一种检测单元的结构示意图；

图2-4是图2-1所示实施例中切断单元的结构示意图；

图2-5是图2-1所示实施例中又一种检测单元的结构示意图。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。 这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通 过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

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。

本发明实施例提供了一种汽车高压系统的故障检测方法，如图1-1所示，该 方法包括：

步骤101、检测高压系统内部的预设电路单元是否出现故障。

步骤102、在预设电路单元出现故障时，切断整车的功率输出。

步骤103、输出故障指示信号，该故障指示信号用于指示预设电路单元中出 现故障的单元。

综上所述，本发明实施例提供的汽车高压系统的故障检测方法，能够在高 压系统内部的预设电路单元出现故障时，切断整车的功率输出，并输出用于指 示预设电路单元中出现故障的单元的故障指示信号，相较于现有技术，能够确 定高压系统出现故障的具体位置，从而可以快速排除故障，因此，提高了排除 故障的效率。

可选的，通过指示模块输出用于指示预设电路单元中出现故障的单元的故 障指示信号。该指示模块可以为发光二极管(英文：LightEmittingDiode；简称： LED)灯或蜂鸣器。在预设电路单元出现故障时，对应的LED灯亮，或对应的 蜂鸣器发出报警声，以指示出现故障的单元。

可选的，预设电路单元为高压接线盒环路单元，相应的，步骤101如图1-2 所示，可以包括：

步骤1011、通过高压接线盒环路单元采集第一预设单元输出的第一信号。

第一预设单元可以为高压系统外部的任一部件，高压接线盒环路单元包括 串接的接线盒输出插件互锁模块和接线盒揭盖保护模块，接线盒输出插件互锁 模块和接线盒揭盖保护模块通过两个端子与外部的其他部件相连。通过高压接 线盒环路单元在一个端子处采集与该端子连接的第一外部部件输出的信号，该 信号为第一信号。

步骤1012、采集高压接线盒环路单元输出的第二信号。

通过第二外部部件在另一端子处采集高压接线盒环路单元输出的第二信 号。

步骤1013、获取第一信号的电平状态和第二信号的电平状态。

通过第一外部检测部件获取步骤1011采集的第一信号的电平状态和步骤 1012采集的第二信号的电平状态，以便于后续第一外部检测部件根据第一信号 的电平状态和第二信号的电平状态监测高压接线盒环路单元是否出现故障。

步骤1014、根据第一信号的电平状态和第二信号的电平状态检测高压接线 盒环路单元是否出现故障。

具体的，可以通过第一外部检测部件判断第一信号的电平状态和第二信号 的电平状态是否相同，如果第一信号的电平状态和第二信号的电平状态相同， 则说明高压接线盒环路单元未出现故障，如果第一信号的电平状态和第二信号 的电平状态不相同，则说明高压接线盒环路单元出现故障。

可选的，预设电路单元为高压输入环路单元，相应的，步骤101如图1-3 所示，可以包括：

步骤1015、通过高压输入环路单元采集第二预设单元输出的第三信号。

第二预设单元可以为高压系统外部的任一部件，高压输入环路单元用于进 行高压输入环路的互锁，高压输入环路单元通过两个端子与外部的电池母线连 接。高压输入环路单元通过两个端子(包括第一端子和第二端子)与外部的其 他部件相连。第一端子与第三外部部件连接，第二端子与第四外部部件连接。 通过高压输入环路单元在第一端子处采集第三外部部件输出的信号，该信号为 第三信号。

步骤1016、采集高压输入环路单元输出的第四信号。

通过第四外部部件在第二端子处采集高压输入环路单元输出的信号，该信 号为第四信号。

步骤1017、获取第三信号的电平状态和第四信号的电平状态。

通过第二外部检测部件获取步骤1015采集的第三信号的电平状态和步骤 1016采集的第四信号的电平状态，以便于后续第二外部检测部件根据第三信号 的电平状态和第四信号的电平状态检测高压输入环路单元是否出现故障。

步骤1018、根据第三信号的电平状态和第四信号的电平状态检测高压输入 环路单元是否出现故障。

具体的，可以通过第二外部检测部件判断第三信号的电平状态和第四信号 的电平状态是否相同，如果第三信号的电平状态和第四信号的电平状态相同， 则说明高压输入环路单元未出现故障，如果第三信号的电平状态和第四信号的 电平状态不相同，则说明高压输入环路单元出现故障。

可选的，步骤102如图1-4所示，可以包括：

步骤1021、在预设电路单元出现故障时，通过整车控制器对逻辑控制单元 输出第一低电平信号。

逻辑控制单元用于对整车控制器输出的使能信号和主控芯片输出的脉冲宽 度调制(英文：PulseWidthModulation；简称：PWM)波信号进行逻辑运算， 产生相应的三相逆变桥(如三相六单元逆变桥)驱动信号。在预设电路单元出 现故障时，控制整车控制器输出的使能信号为低电平信号，该低电平信号为第 一低电平信号。

步骤1022、通过逻辑控制单元根据第一低电平信号控制三相逆变桥输出第 二低电平信号，关闭三相逆变桥以切断整车的功率输出，该三相逆变桥用于控 制电机控制器执行整车的功率输出。

在预设电路单元出现故障时，整车控制器对逻辑控制单元输出的是第一低 电平信号，逻辑控制单元对该第一低电平信号和主控芯片输出的PWM波信号进 行逻辑运算，产生一个三相逆变桥驱动信号，并将该三相逆变桥驱动信号发送 至三相逆变桥，从而控制三相逆变桥输出第二低电平信号，进而关闭三相逆变 桥以切断整车的功率输出，保证整车和人身的安全。

可选的，预设电路单元为电机三相高压单元，相应的，步骤101可以包括：

通过电机控制器检测电机三相高压单元是否出现故障。

电机三相高压单元包括串接的电机三相输出环路互锁模块和电机三相揭盖 保护模块。具体的，可以通过电机控制器在电机控制器内部检测电机三相高压 单元是否出现故障。该检测过程可以参考现有技术，本发明实施例对此不再赘 述。

需要补充说明的是，现有技术中的汽车高压系统的故障检测方法的高压安 全策略通常是进行整体机械结构的互锁，该过程多数是基于软件信号的方式来 实现，而未充分考虑电动汽车的快速响应性和用于检测高压系统的软件本身会 产生故障这两方面内容，本发明实施例提供的汽车高压系统的故障检测方法能 够对电动汽车的电驱动系统高压部件的不安全因素及时进行检测，能够对电动 汽车在行驶过程中出现的意外情况及时作出应对策略。该故障检测方法先将电 动汽车的高压系统中的电路单元分为几组，然后对每组中的电路单元进行高压 环路互锁的检测，当高压系统出现故障时，通过该故障检测方法能够快速方便 地获得发生故障的单元，进而可以快速采取相应措施，排除故障。同时，通过 整车控制器向电机控制器的微控制单元(英文：MicrocontrollerUnit；简称： MCU)发送一个使能信号，当汽车发生严重故障时，该方法能够关闭三相逆变桥 以切断整车的功率输出。进而保证整车和人身的安全，提高整车的控制性能和 可靠性。该故障检测方法还能够在汽车发生的其他紧急情况时控制三相逆变桥 来控制电机控制器停止整车的功率输出

如图1-5所示，本发明实施例涉及到的高压系统的结构示意图，该高压系统 可以包括高压接线盒环路单元510、高压输入环路单元520、电机三相高压单元 530及逻辑控制单元540。

其中，高压接线盒环路单元510包括串接的接线盒输出插件互锁模块511 和接线盒揭盖保护模块512，接线盒输出插件互锁模块511和接线盒揭盖保护模 块512通过两个端子(即端子a和端子b)与外部的其他部件相连，端子a与第 一外部部件513连接，端子b与第二外部部件514连接，该高压接线盒环路单 元线路的连通的检测工作可以在外部的任一部件内进行。通过高压接线盒环路 单元510在端子a处采集第一外部部件513输出的第一信号，通过第二外部部 件514在端子b处采集高压接线盒环路单元510输出的第二信号，再通过第一 外部检测部件515获取第一信号的电平状态和第二信号的电平状态，并根据第 一信号的电平状态和第二信号的电平状态检测高压接线盒环路单元510是否出 现故障。第一外部检测部件515设置有第一指示模块001，该第一指示模块001 用于在第一外部检测部件515检测到高压接线盒环路单元510出现故障时，输 出故障指示信号。

高压输入环路单元520用于进行高压输入环路的互锁，高压输入环路单元 520通过端子c和端子d与外部的电池母线连接，图1-5中，HV+为电池母线正 极，HV-为电池母线负极，高压输入环路单元520通过端子e和端子f与外部的 其他部件连接。端子e与第三外部部件521连接，端子f与第四外部部件522连 接。高压输入环路单元520的线路连通的检测工作可以在电池管理单元上进行。 通过高压输入环路单元520在端子e处采集第三外部部件521输出的第三信号， 通过第四外部部件522在端子f处采集高压输入环路单元520输出的第四信号， 再通过第二外部检测部件523获取第三信号的电平状态和第四信号的电平状态， 并根据第三信号的电平状态和第四信号的电平状态检测高压输入环路单元520 是否出现故障。第二外部检测部件523设置有第二指示模块002，该第二指示模 块002用于在第二外部检测部件523检测到高压输入环路单元520出现故障时， 输出故障指示信号。

电机三相高压单元530包括串接的电机三相输出环路互锁模块(图1-5未画 出)和电机三相揭盖保护模块(图1-5未画出)，检测电机三相高压单元530是 否出现故障可以在电机控制器550内部进行。图1-5中，531为电机，A表示电 机531的A相，B表示电机531的B相，C表示电机531的C相。电机控制器 550外接+5V(伏)的电源。电机控制器550设置有第三指示模块(图1-5中未 画出)，该第三指示模块用于在电机三相高压单元530出现故障时，输出故障指 示信号。

逻辑控制单元540用于对整车控制器560输出的使能信号和主控芯片570 输出的PWM波信号进行逻辑运算，产生相应的三相逆变桥(如三相六单元逆变 桥)驱动信号，并将该三相逆变桥驱动信号输出至三相逆变桥580，保证高压系 统出现故障时，三相逆变桥580输出第二低电平信号，三相逆变桥580被关闭， 进而切断整车的功率输出，保证整车和人身的安全。

该汽车高压系统的故障检测方法通过高压系统内部的预设电路单元的高压 环路互锁及揭盖保护，使整车在高压插件松动或打开的情况下，安全切断高压 能量，并通过逻辑控制单元对整车控制器输出的使能信号和主控芯片产生的 PWM波信号进行逻辑运算，使得汽车在发生严重故障时，安全关闭功率器件即 三相逆变桥以切断整车的功率输出，同时输出故障指示信号，以便于快速排除 故障，保证整车和人身的安全，提高整车的控制性能和可靠性。

该故障检测方法的安全策略为：在汽车正常运行过程中，通过该故障检测 方法实时接收高压系统外部的部件输出的信号，检测高压系统内部的预设电路 单元是否出现故障，当高压系统内部的预设电路单元未出现故障时，控制汽车 正常继续运行；当高压系统内部的预设电路单元出现故障时，可以先确定故障 类型，如果该故障为一般类型的故障(即故障危害较小)，则降低整车的功率输 出，如果该故障为严重故障时，则切断整车的功率输出。具体的，可以通过整 车控制器对逻辑控制单元输出第一低电平信号，再通过逻辑控制单元根据第一 低电平信号控制三相逆变桥输出第二低电平信号，关闭三相逆变桥以切断整车 的功率输出。同时输出故障指示信号，以便于可以快速排除故障。这样，保证 了整车和人身的安全，提高了整车的控制性能和可靠性。

综上所述，本发明实施例提供的汽车高压系统的故障检测方法，能够在高 压系统内部的预设电路单元出现故障时，切断整车的功率输出，并输出用于指 示预设电路单元中出现故障的单元的故障指示信号，相较于现有技术，能够确 定高压系统出现故障的具体位置，从而可以快速排除故障，因此，提高了排除 故障的效率。

本发明实施例提供了一种汽车高压系统的故障检测装置，如图2-1所示，该 装置包括：

检测单元210，用于检测高压系统内部的预设电路单元是否出现故障。

切断单元220，用于在预设电路单元出现故障时，切断整车的功率输出。

输出单元230，用于输出故障指示信号，故障指示信号用于指示预设电路单 元中出现故障的单元。

综上所述，本发明实施例提供的汽车高压系统的故障检测装置，能够在高 压系统内部的预设电路单元出现故障时，切断整车的功率输出，并输出用于指 示预设电路单元中出现故障的单元的故障指示信号，相较于现有技术，能够确 定高压系统出现故障的具体位置，从而可以快速排除故障，因此，提高了排除 故障的效率。

可选的，预设电路单元为高压接线盒环路单元，相应的，如图2-2所示，检 测单元210，可以包括：

第一采集模块211，用于通过高压接线盒环路单元采集第一预设单元输出的 第一信号。

第二采集模块212，用于采集高压接线盒环路单元输出的第二信号；

第一获取模块213，用于获取第一信号的电平状态和第二信号的电平状态。

第一检测模块214，用于根据第一信号的电平状态和第二信号的电平状态检 测高压接线盒环路单元是否出现故障。

可选的，预设电路单元为高压输入环路单元，相应的，如图2-3所示，检测 单元210，可以包括：

第三采集模块215，用于通过高压输入环路单元采集第二预设单元输出的第 三信号。

第四采集模块216，用于采集高压输入环路单元输出的第四信号。

第二获取模块217，用于获取第三信号的电平状态和第四信号的电平状态。

第二检测模块218，用于根据第三信号的电平状态和第四信号的电平状态检 测高压输入环路单元是否出现故障。

可选的，如图2-4所示，切断单元220，可以包括：

输出模块221，用于在预设电路单元出现故障时，通过整车控制器对逻辑控 制单元输出第一低电平信号。

控制模块222，用于通过逻辑控制单元根据第一低电平信号控制三相逆变桥 输出第二低电平信号，关闭三相逆变桥以切断整车的功率输出，三相逆变桥用 于控制电机控制器执行整车的功率输出。

可选的，预设电路单元为电机三相高压单元，相应的，如图2-5所示，检测 单元210，可以包括：

第三检测模块219，用于通过电机控制器检测电机三相高压单元是否出现故 障。

综上所述，本发明实施例提供的汽车高压系统的故障检测装置，能够在高 压系统内部的预设电路单元出现故障时，切断整车的功率输出，并输出用于指 示预设电路单元中出现故障的单元的故障指示信号，相较于现有技术，能够确 定高压系统出现故障的具体位置，从而可以快速排除故障，因此，提高了排除 故障的效率。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述 的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此 不再赘述。

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。