本實(shí)用新型涉及新能源電動汽車領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于電動汽車高壓盤產(chǎn)品的車載故障檢測儀和電動汽車。

背景技術(shù)：

中國電動汽車重大科技項(xiàng)目的研發(fā)開始于2001年，經(jīng)過三個五年計(jì)劃的科技攻關(guān)以及奧運(yùn)、世博、“十城千輛”示范平臺的應(yīng)用拉動，中國電動汽車從無到有，技術(shù)處于持續(xù)進(jìn)步狀態(tài)，建立起了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的電動汽車全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系。

經(jīng)過十年一劍的歷程，中國的電動汽車已經(jīng)開始從研究開發(fā)的階段進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化的階段，冉冉升起的中國電動汽車產(chǎn)業(yè)正在呈現(xiàn)出蓬勃的生機(jī)。

未來10年是中國新能源汽車發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期，中國高度重視電動汽車的發(fā)展，在2011年3月出臺的“十二五”規(guī)劃綱要中，中國把新能源汽車列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，提出要重點(diǎn)發(fā)展插電式混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車技術(shù)，開展插電式混合動力汽車、純電動汽車研發(fā)及大規(guī)模商業(yè)化示范工程，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。未來中國電動汽車將迎來新一輪的高速發(fā)展。

新能源電動汽車高壓盤(盒/箱)是純電動汽車的高壓大電流分配單元PDU。采用集中配電方案，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，接線布局方便，檢修方便快捷。根據(jù)不同客戶的系統(tǒng)架構(gòu)需求，高壓配電盒還要集成部分電池管理系統(tǒng)智能控制管理單元，從而更進(jìn)一步簡化整車系統(tǒng)架構(gòu)配電的復(fù)雜度。

高壓盤主要由快速熔斷器、接觸器、隔離開關(guān)等組成，用于電動汽車電容充放電回路控制及極端情況下高壓回路的保護(hù)功能。因此，對于高壓盤的實(shí)時檢測變得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種車載故障檢測儀和電動汽車，可實(shí)時將高壓盤內(nèi)電機(jī)控制器、助力泵、動力電池、DC/DC、空調(diào)等的運(yùn)行及故障狀態(tài)反饋給整車控制器，以便作保護(hù)用，大大減少送到電動汽車總控制器的信號線，在電動汽車高壓盤產(chǎn)品里得到了廣泛的應(yīng)用。

為此，本實(shí)用新型公開了一種車載故障檢測儀，包括IO輸入接口電路、控制器、IO輸出接口電路、電源轉(zhuǎn)換電路和硬件看門狗電路。

IO輸入接口電路設(shè)于外部設(shè)備與控制器之間，其一端與外部設(shè)備連接，另一端連接至控制器，用于接收外部設(shè)備的實(shí)時信息，并將該實(shí)時信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸至控制器。

控制器，接收來自IO輸入接口電路傳輸?shù)臄?shù)字信號并進(jìn)行判斷，確定故障信號，并將該故障信號對應(yīng)的BCD碼通過IO輸出狀態(tài)表示。

IO輸出接口電路，連接于控制器的輸出端，接收來自控制器的故障信號，并將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出至繼電器線圈，通過繼電器的常開/常閉點(diǎn)實(shí)現(xiàn)輸出。

電源轉(zhuǎn)換電路，連接至所述控制器，用于將外部輸入的電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的內(nèi)部電源，供控制器使用。

硬件看門狗電路，與控制器雙向信號連接，當(dāng)控制器正常工作時，看門狗內(nèi)的定時器不溢出；當(dāng)控制器出現(xiàn)故障時，看門狗內(nèi)定時器不斷累加而溢出，從而觸發(fā)一個復(fù)位信號對控制器進(jìn)行復(fù)位，使控制器重新工作。

進(jìn)一步地，所述控制器包括單片機(jī)芯片、晶振電路、電源濾波電路，其中：

單片機(jī)芯片，用于完成IO輸入、IO輸出和故障信號的分析工作；

晶振電路，與所述單片機(jī)芯片連接，用于控制所述單片機(jī)芯片運(yùn)算速率；

電源濾波電路，與所述單片機(jī)芯片的VCC端相連，為單片機(jī)芯片提供穩(wěn)定的5V電源。

優(yōu)選地，所述單片機(jī)芯片采用44腳、PLCC封裝的AT89C52；所述晶振電路由晶振芯片SO1和兩個10P電容C8、C9組成，兩個10P電容C8、C9分別連接于晶振芯片SO1的兩端后接地；所述電源濾波電路由一個330uF/10V極性電容E6和一個104電容C14并聯(lián)組成。

進(jìn)一步地，所述電源轉(zhuǎn)換電路包括EMS測試電路、EMI濾波電路、電源轉(zhuǎn)換模塊、濾波電路和電源指示燈電路，其中：

EMS測試電路，與外部電源連接，用于將外部輸入的24V電源做電磁兼容性處理；

EMI濾波電路，設(shè)于EMS測試電路與電源轉(zhuǎn)換模塊之間，用于對24V電源進(jìn)行濾波并傳輸至電源轉(zhuǎn)換模塊；

電源轉(zhuǎn)換模塊，用于將輸入的外部直流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的內(nèi)部直流電源；

濾波電路，用于對內(nèi)部直流電源進(jìn)行濾波供控制器使用；

電源指示燈電路，由一個1.5K電阻R38和一個發(fā)光二極管L10組成，用于顯示電源狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述EMS測試電路由壓敏電阻M1、繞線貼片電感器LC2和TVS二極管T1組成，繞線貼片電感器LC2和TVS二極管T1串聯(lián)后與所述壓敏電阻M1并聯(lián)設(shè)于外部24V電源的正負(fù)端之間；所述EMI濾波電路由共模濾波器LC1、兩個102/2KV電容C2、C6、一個105/50V電容C5、兩個330uF/50V極性電容E4、E5組成；所述電源轉(zhuǎn)換模塊由電源模塊P1和兩個102/2KVC1、C7電容組成；所述濾波電路由三個100uF/16V極性電容E1、E2、E3、一個105電容C3、一個104電容C4、一個LL4007二極管D42和一個102/2KV電容C15組成。

進(jìn)一步地，所述硬件看門狗電路包括MAX813芯片U5、一個10K電阻R1和一個330PF電容C13，其中：

所述MAX813芯片U5的MR引腳和WDO引腳相連，RESET引腳與所述單片機(jī)的BRESET引腳相連，WDI引腳連接所述單片機(jī)的BT0引腳；

10K電阻R1和330PF電容C13并聯(lián)連接在所述MAX813芯片的RESET引腳和接地端之間。

進(jìn)一步地，所述IO輸入接口電路由TLP281芯片U6、一個1.5K電阻R6、一個10K電阻R2、一個LL4751穩(wěn)壓二極管D8和一個LL4007二極管D4組成。

進(jìn)一步地，所述IO輸出接口電路由DS75451芯片U2、一個104電容C10、一個繼電器K1和一個LL4007二極管D1組成。

進(jìn)一步地，外部設(shè)備至少為高壓盤內(nèi)電機(jī)控制器、助力泵、動力電池、DC/DC、空調(diào)中的一種。

進(jìn)一步地，一種電動汽車，包括車體，其中，所述車體上設(shè)置有上述的車載故障檢測儀。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的所述車載故障檢測儀可實(shí)時將高壓盤內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行及故障狀態(tài)反饋給控制器以保障安全，大大減少了送到電動汽車總控制器的信號線。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型中電源指示燈電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型中EMS測試電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型中EMI濾波電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型中電源轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6本實(shí)用新型中濾波電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型中晶振電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本實(shí)用新型中電源濾波電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本實(shí)用新型中硬件看門狗電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本實(shí)用新型中IO輸入接口電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本實(shí)用新型中IO輸出接口電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳述。

請參閱圖1，本實(shí)用新型提供一種車載故障檢測儀，包括IO輸入接口電路、控制器、IO輸出接口電路、電源轉(zhuǎn)換電路和硬件看門狗電路。

所述IO輸入接口電路設(shè)于外部設(shè)備與控制器之間，其一端與外部設(shè)備連接，另一端連接至控制器，用于接收外部設(shè)備的實(shí)時信息，并將該實(shí)時信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸至控制器。

所述控制器接收來自IO輸入接口電路傳輸?shù)臄?shù)字信號并進(jìn)行判斷，確定故障信號，并將該故障信號對應(yīng)的BCD碼通過IO輸出狀態(tài)表示。

所述IO輸出接口電路連接于控制器的輸出端，接收來自控制器的故障信號，并將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出至繼電器線圈，通過繼電器的常開/常閉點(diǎn)實(shí)現(xiàn)輸出。

所述電源轉(zhuǎn)換電路連接至所述控制器，用于將外部輸入的24V電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的內(nèi)部5V電源，供控制器使用。

所述硬件看門狗電路與控制器雙向信號連接，當(dāng)控制器正常工作時，看門狗內(nèi)的定時器不溢出；當(dāng)控制器出現(xiàn)故障時，看門狗內(nèi)定時器不斷累加而溢出，從而觸發(fā)一個復(fù)位信號對控制器進(jìn)行復(fù)位，使控制器重新工作。

所述控制器包括單片機(jī)芯片、晶振電路、電源濾波電路，其中：

單片機(jī)芯片，用于完成IO輸入、IO輸出和故障信號的分析工作；

晶振電路，與所述單片機(jī)芯片連接，用于控制所述單片機(jī)芯片運(yùn)算速率；

電源濾波電路，與所述單片機(jī)芯片的VCC端相連，為單片機(jī)芯片提供穩(wěn)定的5V電源。

請參照圖7至圖8，所述單片機(jī)芯片采用44腳、PLCC封裝的AT89C52；所述晶振電路由晶振芯片SO1和兩個10P電容C8、C9組成，兩個10P電容C8、C9分別連接于晶振芯片SO1的兩端后接地；所述電源濾波電路由一個330uF/10V極性電容E6和一個104電容C14并聯(lián)組成。

請參照圖2至圖6，所述電源轉(zhuǎn)換電路包括EMS測試電路、EMI濾波電路、電源轉(zhuǎn)換模塊、濾波電路和電源指示燈電路。

EMS測試電路與外部電源連接，用于將外部輸入的24V電源做電磁兼容性處理；

EMI濾波電路設(shè)于EMS測試電路與電源轉(zhuǎn)換模塊之間，用于對24V電源進(jìn)行濾波并傳輸至電源轉(zhuǎn)換模塊；

電源轉(zhuǎn)換模塊用于將輸入的24V直流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的5V直流電源；

濾波電路用于對5V直流電源進(jìn)行濾波供控制器使用；

請參照圖2，電源指示燈電路由一個1.5K電阻R38和一個發(fā)光二極管L10組成，用于顯示電源狀態(tài)。

請參照圖3，所述EMS測試電路由壓敏電阻M1、繞線貼片電感器LC2和TVS二極管T1組成，繞線貼片電感器LC2和TVS二極管T1串聯(lián)后與所述壓敏電阻M1并聯(lián)設(shè)于外部24V電源的正負(fù)端之間。

請參照圖4，所述EMI濾波電路由共模濾波器LC1、兩個102/2KV電容(C2、C6)、一個105/50V電容C5、兩個330uF/50V極性電容E4、E5組成。

請參照圖5，所述電源轉(zhuǎn)換模塊由電源模塊P1和兩個102/2KVC1、C7電容組成。

請參照圖6，所述濾波電路由三個100uF/16V極性電容E1、E2、E3、一個105電容C3、一個104電容C4、一個LL4007二極管D42和一個102/2KV電容C15組成。

請參照圖9，所述硬件看門狗電路包括MAX813芯片U5、一個10K電阻R1和一個330PF電容C13。

所述MAX813芯片U5的MR引腳和WDO引腳相連，RESET引腳與所述單片機(jī)的BRESET引腳相連，WDI引腳連接所述單片機(jī)的BT0引腳；

10K電阻R1和330PF電容C13并聯(lián)連接在所述MAX813芯片的RESET引腳和接地端之間。

請參照圖10，所述IO輸入接口電路由TLP281芯片U6、一個1.5K電阻R6、一個10K電阻R2、一個LL4751穩(wěn)壓二極管D8和一個LL4007二極管D4組成。

請參照圖11，所述IO輸出接口電路由DS75451芯片U2、一個104電容C10、一個繼電器K1和一個LL4007二極管D1組成。

外部設(shè)備至少為高壓盤內(nèi)電機(jī)控制器、助力泵、動力電池、DC/DC、空調(diào)中的一種。

工作時，電源轉(zhuǎn)換電路將外部輸入的24V電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的5V電源供控制器使用，IO輸入接口電路接收外部設(shè)備的實(shí)時信息，并將該實(shí)時信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸至控制器，控制器接收來自IO輸入接口電路傳輸?shù)臄?shù)字信號并進(jìn)行判斷，確定故障信號，并將該故障信號對應(yīng)的BCD碼通過IO輸出狀態(tài)表示，IO輸出接口電路接收來自控制器的故障信號，并將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出至繼電器線圈，通過繼電器的常開/常閉點(diǎn)實(shí)現(xiàn)故障信號的輸出。

當(dāng)控制器正常工作時，看門狗內(nèi)的定時器不溢出；當(dāng)控制器出現(xiàn)故障時，看門狗內(nèi)定時器不斷累加而溢出，從而觸發(fā)一個復(fù)位信號對控制器進(jìn)行復(fù)位，使控制器重新工作。

一種電動汽車，包括車體，其中，所述車體上設(shè)置有上述的車載故障檢測儀。

綜上，本實(shí)用新型提供的所述車載故障檢測儀和電動汽車，可實(shí)時將高壓盤內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行及故障狀態(tài)反饋給控制器以保障安全，大大減少了送到電動汽車總控制器的信號線。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。