保护电路、设备和电路保护方法与流程

1.本发明涉及电子电力技术领域，更具体地，涉及一种保护电路、设备和电路保护方法。


背景技术：

2.在设备使用过程(例如汽车行驶过程等)中，设备中的用电器回路可能发生高压互锁故障，若不采取保护措施，则可能会导致高压回路短路产生危险。例如，若接插件脱落后设备涉水，则会导致高压回路短路风险。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例提供一种保护电路、设备和电路保护方法，以屏蔽异常的用电器回路，避免电路短路，从而提高设备使用的安全性。
4.第一方面，本发明实施例提供一种保护电路，所述保护电路包括至少一个开关模块，所述开关模块设置于用电器回路中，所述开关模块被配置为响应于对应的所述用电器回路异常受控断开，以屏蔽所述用电器回路。
5.可选的，所述开关模块为双路常闭继电器，以在对应的所述用电器回路异常时断开所述用电器回路的正负路。
6.可选的，所述用电器回路包括非驱动回路和非电池回路。
7.可选的，所述开关模块被配置为响应于对应的所述用电器回路异常，受控断开所述用电器回路的正极回路和负极回路。
8.可选的，所述用电器回路异常表征所述用电器回路发生高压互锁故障。
9.可选的，所述开关模块在对应的所述用电器回路处于正常状态下时受控处于闭合状态。
10.第二方面，本发明实施例提供一种设备，所述设备包括：
11.如上所述的保护电路；以及
12.控制器，被配置为响应于用电器回路异常，控制所述用电器回路中的开关模块断开，以屏蔽所述用电器回路。
13.可选的，所述控制器还被配置为响应于所述用电器回路的异常解除，且设备处于预定状态，控制所述开关模块闭合。
14.可选的，所述用电器回路异常表征所述用电器回路发生高压互锁故障。
15.可选的，所述预定状态包括电源关闭状态、休眠状态或用电器回路电压为0v的状态。
16.可选的，所述设备还包括：
17.提示装置，被配置为响应于驱动回路或电池回路发生高压互锁故障，生成提示信息。
18.可选的，所述提示装置为仪表。
19.第三方面，本发明实施例提供一种电路保护方法，所述方法包括：
20.响应于设备发生异常，确定所述异常对应的用电器回路；
21.响应于所述用电器回路中设置有预定的开关模块，控制所述开关模块断开，以屏蔽所述用电器回路。
22.可选的，所述方法还包括：
23.响应于所述用电器回路的异常解除，且设备处于预定状态，控制所述开关模块闭合。
24.可选的，所述异常表征对应的所述用电器回路发生高压互锁故障。
25.本发明实施例的保护电路包括至少一个开关模块，所述开关模块设置于用电器回路中，被配置为响应于对应的用电器回路异常受控断开，以屏蔽所述用电器回路，避免电路短路，提高设备使用的安全性。
附图说明
26.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
27.图1是本发明实施例的设备电路示意图；
28.图2是本发明实施例的设备示意图；
29.图3是本发明实施例的一种电路保护方法的流程图；
30.图4是本发明实施例的另一种电路保护方法的流程图。
具体实施方式
31.以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
32.此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
33.同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
34.除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
36.在相关技术中，对于高压互锁故障等用电器回路异常情况，通常采取的方法包括：1、若设备在产生高压互锁故障后仍可正常运行，则直至设备运行结束后才采取保护措施，
或者并不采取保护措施。2、若设备在运行过程中检测到高压互锁故障，则立即采取断高压保护措施。其中，对于第一种方案，在设备运行过程中不采取保护措施，则若后续设备触水，可能会导致高压回路短路的情况。对于第二种方案，由于高压互锁故障并不意味着对应的接插件脱落，也可能存在误报等情况，断高压保护过于激进。因此，本实施例提供一种保护电路，以屏蔽发生高压互锁故障的用电器回路，避免电路短路，从而提高设备使用的安全性。
37.高压互锁(high voltage inter-lock，hvil)是一种用低压信号监视高压回路完整性的安全设计方法。理论上，低压监测回路比高压先接通，后断开，中间保持必要的提前量，以保证安全性。其中，高压互锁的监测目标是高压连接器这类要求人力操作实现电路接通和断开的电器接口元件。由此，若监测到高压互锁断开，则可能对应的高压连接器出现脱落情况，若不对此情况进行保护措施，后续可能会造成高压短路等安全情况。
38.在本发明实施例中，通过在高压用电器回路中设置一开关模块，以在对应的用电器回路异常时，控制该开关模块断开，以断开用电器回路的正负回路，从而屏蔽该用电器回路，避免后续出现高压短路等安全情况。应理解，在本实施例的高压为高于电压阈值的电压，其中电压阈值可以根据设备的具体类型进行确定。可选的，在本实施例中，用电器回路的异常可以为用电器回路发生高压互锁故障。本发明实施例主要以用电器回路发生高压互锁故障为例进行具体说明，应理解，用电器回路的造成高压风险的其他异常均可应用本发明实施例的保护电路进行解决。
39.在一种可选的实现方式中，本实施例的开关模块为双路常闭继电器，其在不工作时为闭合状态，工作时为断开状态，以控制用电器回路中的正负两路同时导通或断开。应理解，本实施例并不对开关模块的类型进行限制，能够同时使得用电器回路的正负两路导通或断开的开关模块均可应用于本实施例中。
40.在一种可选的实现方式中，由于在设备运行过程中，若驱动回路或电池回路发生高压互锁故障等异常情况，设备可以进行报警，但不能立即切断。因此，本实施例的开关模块一般应用在非驱动回路和非电池回路的用电器回路中。由此，可以在采取适当的保护措施的同时，避免保护措施过于激进。可选的，以车辆设备为例，用电器回路包括加热控制器回路、压缩机回路、和/或直流变换器回路等用电器回路。应理解，本实施例并不对此进行限制，采用对应的异常检测装置(例如采用高压互锁及对应的故障检测装置等)的非驱动电路和非电池回路均可以应用本实施例的保护电路。
41.进一步地，本实施例的开关模块在设备处于正常状态下时受控处于闭合状态，以便于设备能够正常运行。
42.本实施例的保护电路包括至少一个开关模块，所述开关模块设置于用电器回路中。该开关模块被配置为响应于对应的用电器回路异常时受控断开，以屏蔽所述用电器回路，避免电路短路，提高设备使用的安全性。
43.在一种可选的实现方式中，本实施例还提供一种包括上述保护电路的设备。其中，该设备还包括一控制器。该控制器响应于用电器回路异常控制该用电器回路中的开关模块断开，以屏蔽用电器回路，从而避免电路短路，提高设备使用的安全性。进一步可选的，该控制器响应于用电器回路发生高压互锁故障，控制该用电器回路中的开关模块断开，以屏蔽用电器回路。
44.在一种可选的实现方式中，控制器还被配置为响应于用电器回路的高压互锁故障等异常情况解除，且设备处于预定状态，控制该用电器回路中的开关模块闭合，以保证设备后续正常运行。可选的，预定状态可以为电源关闭状态、休眠状态或用电器回路电压为0v的状态，以保证用电器回路中的开关模块的状态切换过程的安全性。
45.在一种可选的实现方式中，本实施例的设备还包括提示装置，以在驱动回路或电池回路发生高压互锁故障等异常情况，生成提示信息，从而对驱动回路或电池回路的异常进行警报。可选的，以车辆设备为例，提示装置可以为仪表。应理解，本实施例并不对提示装置的具体器件进行限制，其还可以为独立的喇叭等。
46.本实施例的设备包括保护电路和控制器，其中，保护电路包括至少一个开关模块，所述开关模块设置于用电器回路中。该开关模块被配置为响应于对应的用电器回路发生高压互锁故障等异常情况受控断开，以屏蔽所述用电器回路，避免电路短路，提高设备使用的安全性。
47.图1是本发明实施例的设备电路示意图。本实施例以设备车辆设备为例进行具体说明，应理解，本实施例并不限制于车辆设备，其他设备均可应用本实施例的保护电路及电路保护方法，这里不再一一举例说明。本实施例以采用高压互锁的车辆设备在发生高压互锁故障时的处理进行举例说明，应理解，用电器回路中的其他可造成安全问题的异常情况也可应用本实施例的保护电路。
48.如图1所述，在车辆的整车电路10中，包括加热控制器(ptc)11'的用电器回路、压缩机12'的用电器回路和dc/dc13'的用电器回路等用电器回路、以及电池14、车载充电器15、电机控制器16、电机17、慢充口18和快充口19等其他器件。
49.本实施例中的车辆可以通过慢充口18和快充口19对电池14进行充电，通过电机控制器16控制电机17工作。其中，慢充口18通过车载充电器15对电池14进行充电。快充口19的交流回路中配置有正极回路上的继电器19'和负极回路上的继电器19”，以保证充电过程安全性。并且，该交流回路在非充电状态不工作，因此接插件脱落风险较低，因此，该交流回路上可以不设置本实施例的开关模块。不过，为了进一步加强充电过程中的设备使用的安全性，也可以在充电交流回路中设置本实施例的开关模块，以确保充电过程安全性。
50.其中，加热控制器(ptc)11'的用电器回路中包括开关模块11，压缩机12'的用电器回路包括开关模块12，dc/dc13'的用电器回路包括开关模块13。在本实施例中，开关模块11-13用于控制对应的用电器回路的正负路的导通或断开。可选的，开关模块11-13均可以为双路常闭继电器，其在不工作时为闭合状态，工作时为断开状态，以控制用电器回路中的正负两路同时导通或断开。
51.在一种可选的实现方式中，在加热控制器(ptc)11'的用电器回路、压缩机12'的用电器回路和dc/dc13'的用电器回路等用电器回路均未发生高压互锁故障等异常时，开关模块11-13等保持不工作状态，也即闭合状态，以使得车辆正常工作。若监测到加热控制器(ptc)11'的用电器回路产生高压互锁故障或其他高压异常，则控制开关模块11工作，也即同时断开加热控制器(ptc)11'的用电器回路中的正极回路和负极回路，以屏蔽加热控制器(ptc)11'的用电器回路，避免车辆在后续行驶过程中出现涉水等情况而导致高压短路，提高了安全性。
52.在一种可选的实现方式中，在监测到加热控制器(ptc)11'的用电器回路的高压互
锁故障或其他高压异常解除，且车辆处于电源关闭状态、休眠状态或用电器回路电压为0v的状态，控制该加热控制器(ptc)11'的用电器回路中的开关模块11闭合，也即同时导通加热控制器(ptc)11'的用电器回路中的正极回路和负极回路，以保证设备后续正常运行，并保证用电器回路中的开关模块的状态切换过程的安全性。
53.在本实施例中，通过在设备中的用电器回路设置开关模块，以使得开关模块在对应的用电器回路发生高压互锁故障等异常时受控断开，从而屏蔽该用电器回路，避免了电路短路，提高了设备使用的安全性。
54.图2是本发明实施例的设备示意图。本实施例依旧以汽车设备为例进行举例说明。如图2所示，本实施例的车辆设备2包括整车电路10和控制器20。其中，整车电路10与图1中所示的实施例类似，在此不再赘述。可选的，控制器20可以为整车控制器也可以为车载控制器，本实施例并不对此进行限制。
55.在本实施例中，当车辆设备2监测到某一用电器回路产生高压互锁故障等异常时，控制器20控制该用电器回路中的开关模块同时断开该用电器回路中的正极回路和负极回路，以屏蔽该用电器回路，避免电路短路，提高设备使用的安全性。以压缩机12'的用电器回路为例，当监测到压缩机12'的用电器回路产生高压互锁故障等异常情况，则控制开关模块12工作，也即同时断开压缩机12'的用电器回路中的正极回路和负极回路，以屏蔽压缩机12'的用电器回路，避免车辆在后续行驶过程中出现涉水等情况而导致高压短路，提高了安全性。
56.在一种可选的实现方式中，在车辆设备2监测到压缩机12'的用电器回路的高压互锁故障或其他异常情况解除，且车辆处于电源关闭状态、休眠状态或用电器回路电压为0v的状态，控制该压缩机12'的用电器回路中的开关模块12闭合，也即同时导通压缩机12'的用电器回路中的正极回路和负极回路，以保证设备后续正常运行，并保证用电器回路中的开关模块的状态切换过程的安全性。
57.在一种可选的实现方式中，本实施例的车载设备2还包括提示装置30，以在驱动回路或电池回路发生高压互锁故障等异常情况时，生成提示信息，从而对驱动回路或电池回路的故障进行警报。可选的，提示装置30可以为仪表。应理解，本实施例并不对提示装置的具体器件进行限制，其还可以为独立的喇叭等。
58.本实施例的设备包括保护电路和控制器，其中，保护电路包括至少一个开关模块，所述开关模块设置于用电器回路中。该开关模块被配置为响应于对应的用电器回路发生高压互锁故障等异常情况，受控断开，以屏蔽所述用电器回路，避免电路短路，提高设备使用的安全性。
59.图3是本发明实施例的一种电路保护方法的流程图。如图3所示，本实施例的电路保护方法包括以下步骤：
60.步骤s110，响应于设备发生异常，确定该异常对应的用电器回路。可选的，在本实施例中，在监测到设备中发生高压互锁故障时，确定发生高压互锁故障的用电器回路。
61.步骤s120，响应于该用电器回路中设置有预定的开关模块，控制开关模块断开，以屏蔽用电器回路。也就是说，若该用电器回路中设置有预定的开关模块，则通过关断该开关模块以断开该用电器回路的正极回路和负极回路，从而屏蔽用电器回路，避免造成高压短路等安全情况。
62.可选的，在本实施例中，由于在设备运行过程中，若驱动回路或电池回路发生高压互锁故障等异常情况，设备可以进行报警，但不能立即切断。因此，本实施例的开关模块一般应用在非驱动回路和非电池回路的用电器回路中。由此，可以在采取适当的保护措施的同时，避免保护措施过于激进。可选的，以车辆设备为例，用电器回路包括加热控制器回路、压缩机回路、和/或直流变换器回路等用电器回路。应理解，本实施例并不对此进行限制，采用高压互锁的非驱动电路和非电池回路均可以应用本实施例的保护电路。
63.进一步地，本实施例的开关模块在设备正常状态下受控处于闭合状态，以便于设备能够正常运行。
64.在一种可选的实现方式中，本实施例的方法还包括：响应于所述用电器回路的高压互锁故障等异常情况解除，且设备处于预定状态，控制所述开关模块闭合，以保证设备后续正常运行。可选的，预定状态可以为电源关闭状态、休眠状态或用电器回路电压为0v的状态，以保证用电器回路中的开关模块的状态切换过程的安全性。
65.在一种可选的实现方式中，本实施例的方法还包括：响应于该用电器回路中未设置预定的开关模块，控制提示装置生成提示信息，以对驱动回路或电池回路的故障进行警报。可选的，以车辆设备为例，提示装置可以为仪表。应理解，本实施例并不对提示装置的具体器件进行限制，其还可以为独立的喇叭等。其中，未设置开关模块的用电器回路可以包括驱动回路和电池回路。
66.本实施例响应于发生高压互锁故障等异常情况，确定异常对应的用电器回路，响应于所述用电器回路中设置有预定的开关模块，控制所述开关模块断开，以屏蔽所述用电器回路。由此，可以避免高压短路，提高设备使用的安全性。
67.图4是本发明实施例的另一种电路保护方法的流程图。如图4所示，本实施例的电路保护方法包括以下步骤：
68.步骤s210，检测各用电器回路。可选的，在本实施例中，实时监测各用电器回路是否存在高压互锁故障或其他异常情况，以便于及时采取保护措施或及时进行警报。
69.步骤s220，判断是否存在异常用电器回路。若存在异常用电器回路，则执行步骤s220，若不存在异常用电器回路，执行步骤s210。
70.步骤s230，控制器确定发生异常的用电器回路。可选的，控制器可以为整车控制器或其他独立的控制器，本实施例并不对此进行限制。
71.步骤s240，判断存在异常的用电器回路是否为驱动回路或电池回路，若为驱动回路或电池回路，执行步骤s250，若为非驱动回路和非电池回路，执行步骤s260。
72.步骤s250，若存在异常的用电器回路为驱动回路或电池回路，生成提示信息并进行警报，不采取保护措施，以避免影响设备运行或造成其他问题。由此，本实施例可以在采取适当的保护措施的同时，避免保护措施过于激进。
73.步骤s260，若存在异常的用电器回路为非驱动回路和非电池回路，控制该用电器回路中的开关模块工作，以断开该用电器回路中的正极回路和负极回路，从而屏蔽所述用电器回路，避免高压短路，提高设备使用的安全性。可选的，在本实施例中，以非驱动回路和非电池回路的用电器回路中均设置有开关模块为例进行说明，应理解，若非此情况，还需要判断非驱动回路和非电池回路的用电器回路是否设置有开关模块，若未设置对应的开关模块，则生成提示信息进行连接器脱落警报。
74.可选的，本实施例的开关模块为双路常闭继电器，其在不工作时为闭合状态，工作时为断开状态，以控制用电器回路中的正负两路同时导通或断开。应理解，本实施例并不对开关模块的类型进行限制，能够同时使得用电器回路的正负两路导通或断开的开关模块均可应用于本实施例中。
75.步骤s270，判断用电器回路中的异常是否解除，若解除，执行步骤s290，若未解除，执行步骤s280。
76.步骤s280，若用电器回路中的异常未解除，控制该用电器回路中的开关模块保持工作状态，确保该用电器回路持续断开。
77.步骤s290，若用电器回路中的异常已解除，判断设备的当前状态是否为预定状态，若非预定状态，执行步骤s2a0，若为预定状态，执行步骤s2b0。可选的，本实施例的预定状态可以为电源关闭状态、休眠状态或用电器回路电压为0v的状态，以保证用电器回路中的开关模块的状态切换过程的安全性。
78.步骤s2a0，等待车辆切换至预定状态，并周期性执行步骤s290。
79.步骤s2b0，控制开关模块中断，也即切换至闭合状态，使得对应的用电器回路恢复，之后执行步骤s210。
80.本实施例响应于发生高压互锁故障等异常情况，确定对应的用电器回路，响应于所述用电器回路中设置有预定的开关模块，控制所述开关模块断开，以屏蔽所述用电器回路。由此，可以避免高压短路，提高设备使用的安全性。
81.本发明的另一实施例涉及一种非易失性存储介质，用于存储计算机可读程序，所述计算机可读程序用于供计算机执行上述部分或全部的方法实施例。
82.即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指定相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本技术各实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
83.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理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。

技术特征：
1.一种保护电路，其特征在于，所述保护电路包括至少一个开关模块，所述开关模块设置于用电器回路中，所述开关模块被配置为响应于对应的所述用电器回路异常受控断开，以屏蔽所述用电器回路。2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述开关模块为双路常闭继电器，以在对应的所述用电器回路异常时断开所述用电器回路。3.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述用电器回路包括非驱动回路和非电池回路。4.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述开关模块被配置为响应于对应的所述用电器回路异常，受控断开所述用电器回路的正极回路和负极回路。5.根据权利要求1-4中任一项所述的保护电路，其特征在于，所述用电器回路异常表征所述用电器回路发生高压互锁故障。6.根据权利要求1-4中任一项所述的保护电路，其特征在于，所述开关模块在对应的所述用电器回路处于正常状态下时受控处于闭合状态。7.一种设备，其特征在于，所述设备包括：如权利要求1-6中任一项所述的保护电路；以及控制器，被配置为响应于用电器回路异常，控制所述用电器回路中的开关模块断开，以屏蔽所述用电器回路。8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述控制器还被配置为响应于所述用电器回路的异常解除，且设备处于预定状态，控制所述开关模块闭合。9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述用电器回路异常表征所述用电器回路发生高压互锁故障。10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述预定状态包括电源关闭状态、休眠状态或用电器回路电压为0v的状态。11.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：提示装置，被配置为响应于驱动回路或电池回路发生高压互锁故障，生成提示信息。12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述提示装置为仪表。13.一种电路保护方法，其特征在于，所述方法包括：响应于设备发生异常，确定所述异常对应的用电器回路；响应于所述用电器回路中设置有预定的开关模块，控制所述开关模块断开，以屏蔽所述用电器回路。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：响应于所述用电器回路的异常解除，且设备处于预定状态，控制所述开关模块闭合。15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述异常表征对应的所述用电器回路发生高压互锁故障。

技术总结
本发明实施例公开了一种保护电路、设备和电路保护方法，其中，保护电路包括至少一个开关模块，所述开关模块设置于用电器回路中，该开关模块被配置为响应于对应的用电器回路异常受控断开，以屏蔽所述用电器回路，避免电路短路，提高设备使用的安全性。提高设备使用的安全性。提高设备使用的安全性。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：上海桔晟科技有限公司
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2023/9/22