承接上文《電荷泵電源以及在BMS上面的應(yīng)用》,這次介紹高壓互鎖方案中的電流源方案。
恒流源方案
在東軟的專利CN109664841A中描述了這樣一種方案,具體如下圖:400為恒定電流源(例如10mA),外部的互鎖接口等效于一個電阻,它與R4串聯(lián)后再與R3并聯(lián);這樣恒流源的一部分電流就會流經(jīng)互鎖的等效電阻,MCU通過采集輸入輸出端的電壓就可以計算出互鎖電阻。
這種恒流源方案也可以診斷出各種故障模式,如下圖;這種電流源方案還是比較主流的選擇。
再看上海國軒專利CN113899966A中的方案如下圖所示:也是電流源方案,不過是雙向電流源,即注入的電流源可以正反兩個方向流經(jīng)外部的互鎖回路,檢測原理與上相同。
恒流源PWM方案
在CATL的專利CN110261712A中描述了這樣一種方案,具體如下圖:也是電流源檢測,但變化點是PWM+H橋驅(qū)動,與之前的電壓型方案架構(gòu)差不多,讓恒流源正反兩個方向流過外部的互鎖電阻,最后通過與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較輸出數(shù)字信號到MCU。
同樣地,在深圳比克的專利CN109017317A中,也是一種雙向電流源+PWM方案,不過它不是H橋驅(qū)動,使用了兩個電流源,最終也是通過數(shù)字量反饋給MCU;這兩種方案現(xiàn)實中見到的比較少,主要是實現(xiàn)復(fù)雜。
高壓互鎖連接器位置特殊處理
在寶能汽車的專利CN110531249A中,也是電流源激勵,不過在每個互鎖連接器處并聯(lián)了一個電阻,并且每個電阻的阻值各不相同,這樣當(dāng)某一個位置的互鎖連接器斷開后,檢測模塊的采樣電壓是不同的,進(jìn)而準(zhǔn)確定位;這個方案也與上文中的電壓型激勵的某種方案類似,但實際也比較少采用。
其他方案
在蜂巢能源的專利CN112213573A中,介紹的方案比較有意思:對電容C1進(jìn)行充放電,電路中電阻RS與互鎖回路電阻r并聯(lián);這樣有兩條路可以走,一是定時的對電容進(jìn)行充放電,然后采集每個時刻的電壓值,計算出互鎖電阻r,二是可以充放電到某個閾值,然后通過MCU捕捉充放電的時間,然后計算出互鎖電阻r;這種方法比較新穎,讓我聯(lián)想到絕緣檢測的一種快檢方案,即通過RC充放電曲線來預(yù)測絕緣電阻。
最后,在華為的專利CN114312318A中,談到了這樣一種方法:即通過實時獲取各個高壓部件的輸入電壓,并與電池的總電壓進(jìn)行對比,來確認(rèn)是否高壓連接器可靠連接;這樣就可以省掉高壓互鎖檢測電路;不過這種方案有些局限性,例如在主繼電器未閉合的情況下,高壓部件是不能檢測到電壓的,此時對互鎖的診斷就會存在盲區(qū)。