[发明专利]一种用于电动汽车的高压泄漏保护电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压保护电路技术领域，具体来说是一种用于电动汽车的高压泄漏保护电路及其控制方法。

背景技术

目前对于电动汽车的安全考虑仍旧有很多欠缺，很多还是基于传统燃油车设计的安全方案，并没有结合电动汽车的一些独有的特性设计新的安全方案。特别是电动汽车的动力来源采用高压电池驱动方案的电池，其电压普遍高于200V，对于采用高压驱动的电动车，高压就是一种新的独有的特性，应对这种特性加以考虑，一旦出现高压泄漏将会引起严重的安全危害或致使设备损坏。特别是由于车内结构设计密集，在车辆长期使用过程中，原有的高压电绝缘层可能由于螺丝脱落、绝缘层缺失等多种原因，导致产生高压泄漏时，高压电通过机体外壳之间进行传输，即非原电路连接方式的传输。此种高压泄露极其危险，极有可能对驾驶者造成致命伤害。

目前并没有切实有效的高压泄漏保护方案，仅有的也是基于检测高压漏电流的方案，采用这种方案系统响应较慢。因为当检测到高压漏电流时，高压危害已经产生了，这时系统仅仅才开始检测到高压泄漏，再加上系统响应时间和保护动作时间，这样的方案保护能力有限。并且传统的高压保护方案仅是单独的切除高压，使设备不能工作，并不能及时有效的通知整车或其他系统发生了高压泄漏故障，不适用于电动汽车的高压监测使用。因此，如何开发出一种用于电动汽车的高压泄露监测装置已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中高压泄露保护无法满足电动汽车使用需要的缺陷，提供一种用于电动汽车的高压泄漏保护电路及其控制方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于电动汽车的高压泄漏保护电路，包括被监测组件、DC-DC电源模块、通信模块和FPGA模块，车体高压电源的输出端与DC-DC电源模块的输入端相连，

还包括高压检测模块和高压保护模块，所述高压检测模块的输入端与被监测组件的输出端相连，高压检测模块的检测信号输出端与FPGA模块的检测信号输入端相连，FPGA模块的控制信号输出端与高压保护模块的控制信号输入端相连，FPGA模块的CAN通信接口与通信模块的CAN通信接口相连，高压保护模块串接在车体高压电源与DC-DC电源模块的传输电路上。

所述的高压检测模块包括储能电容C1和稳压管D1，被监测组件依次串接储能电容C1、分压电阻R4和分压电阻R5后接地，稳压管D1的负极并接在分压电阻R4和分压电阻R5之间，稳压管D1的正极接地，光耦U1的阳极并接在分压电阻R4和分压电阻R5之间，光耦U1的阴极通过下拉电阻R6接地，光耦U1的集电极接供电正极+OUT，光耦U1的发射极与FPGA模块的检测信号输入端相接，下拉电阻R7的一端并接在光耦U1的发射极上，下拉电阻R7的另一端接地。

所述的高压保护模块包括三极管Q1和绝缘栅双极型晶体管Q2，FPGA模块的控制信号输出端串接电阻R1后接在三极管Q1的基极上，电阻R2的一端接在三极管Q1的集电极上，电阻R2的另一端接供电正极+OUT，三极管Q1的发射极通过电阻R3接地，绝缘栅双极型晶体管Q2的棚极并接在三极管Q1的发射极上，绝缘栅双极型晶体管Q2的集电极和发射极串接在车体高压电源与DC-DC电源模块的正极传输电路上。

所述高压检测模块的电源供应端、高压保护模块的电源供应端和通信模块的电源供应端均并接在DC-DC电源模块上。

还包括DC-DC备用模块，DC-DC备用模块的输入端并接在被监测组件与储能电容C1之间，DC-DC备用模块的输出端分别并接在通信模块的电源供应端和FPGA模块的电源供应端上。

一种用于电动汽车的高压泄漏保护电路的控制方法，包括以下步骤：

高压泄漏监测，高压检测模块实时获取被监测组件输出的电压值，转化成高压检测信号，并传输给FPGA模块；

时间阈值对比，FPGA模块将接收到高压检测信号的时间长度与自身保存的时间阈值进行对比，若未超出时间阈值，则FPGA模块向高压保护模块输出高电平信号；若超出时间阈值，则FPGA模块向高压保护模块输出低电平信号；

高压泄漏保护，高压保护模块的三极管Q1接收FPGA模块传送来的低电平信号，三极管Q1断路致使绝缘栅双极型晶体管Q2断路，将车体高压电源与DC-DC电源模块的正极传输电路断开；

泄漏信息的报警，DC-DC备用模块获得储能电容C1内的存储电量，DC-DC备用模块将电源供给通信模块和FPGA模块，FPGA模块控制通信模块发出报警信息。

有益效果