电动汽车及其高压系统、检测方法和预充电电路

摘要

本发明公开了一种电动汽车及其高压系统、检测方法和预充电电路。其中，该电动汽车的高压系统包括：动力电池电路，包括动力电池和负极继电器，负极继电器的第一端连接于动力电池的负极；与动力电池电路串联的预充电电路，预充电电路包括：与正极继电器并联的预充电继电器和预充电电阻矩阵，预充电继电器与预充电电阻矩阵串联，预充电电阻矩阵包括多个预充电电阻；控制器，分别与正极继电器、负极继电器和预充电继电器连接，用于在控制负极继电器、预充电继电器和正极继电器依次接通之后，使用预充电电阻矩阵控制高压系统安全上电。本发明解决了在单一预充电电阻短路的情况下，闭合预充电继电器瞬间存在冲击电流的技术问题。

说明书

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，具体而言，涉及一种电动汽车及其高压系统、检测方法和预充电电路。

背景技术

新能源汽车(如纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车)含有低压和高压两个电压系统。其中，低压系统作为新能源汽车的控制系统，高压系统作为新能源汽车的能源提供系统和驱动系统。高压系统的电压等级一般高于200V，具有电压高、电流大的特点，超出人员的安全电压范围。新能源汽车的能源提供系统包括电池系统，电池系统的负载为电机系统等多个高压负载部件，为保证高压负载部件输入端电压的稳定性，高压负载部件输入端均接有高压大容量的稳压电容；为降低系统上电时的电流冲击，高压回路中设有预充电回路。

图1是根据现有技术的一种新能源汽车预充电电路图，如图1所示：预充电回路由预充电接触器、预充电电阻和正极接触器组成，其中，预充电电阻为单一功率电阻。该预充电回路结构简单，并且在电路无故障的情况下，可以解决上电过程电流冲击的问题，但由于预充电接触器没有状态反馈，在电路内部件出现故障时，无法避免的出现的大电流冲击损坏系统部件的问题。并且在预充电电阻短路，控制系统也无法诊断判定。

针对上述预充电接触器没有状态反馈，无法判断电路内部是否出现故障的问题，现有技术中对图1中的预充电电路进行了改进，图2是根据现有技术的又一种新能源汽车预充电电路图，如图2所示，预充电电路中的预充电接触器增加反馈状态，接入整车控制单元，并且增加电池端电压检测和预充电后电压检测(如图中V1、V2)。如图2所示的预充电电路可以检测预充电接触器的状态以及预充过程，但仍然无法避免在预充电电阻短路的情况下，闭合预充电接触器瞬间冲击电流的问题，并且，在预充电电路内部发生故障的情况下，控制系统也无法诊断判定。

针对上述在预充电电阻短路的情况下，闭合预充电接触器瞬间存在冲击电流的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种电动汽车及其高压系统、检测方法和预充电电路，以至少解决在单一预充电电阻短路的情况下，闭合预充电继电器瞬间存在冲击电流的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电动汽车的高压系统，包括：动力电池电路，包括动力电池和负极继电器，负极继电器的第一端连接于动力电池的负极；与动力电池电路串联的预充电电路，预充电电路包括：与正极继电器并联的预充电继电器和预充电电阻矩阵，预充电继电器与预充电电阻矩阵串联，预充电电阻矩阵包括多个预充电电阻；控制器，分别与正极继电器、负极继电器和预充电继电器连接，用于在控制负极继电器、预充电继电器和正极继电器依次接通之后，使用预充电电阻矩阵控制高压系统安全上电。

进一步地，预充电电阻矩阵包括：N组预充电电阻集合，每组预充电电阻集合并联连接，每组预充电电阻集合包括至少一个预充电电阻，在任意一组预充电电阻集合包括多个预充电电阻的情况下，预充电电阻集合中包含的每个预充电电阻串联连接。

进一步地，系统还包括：第一电压表，与动力电池并联，用于检测动力电池的第一电压值；第二电压表，第二电压表的第一端接入预充电继电器与预充电电阻矩阵之间的节点，第二端与负极继电器的第二端连接，用于检测预充电电阻的第二电压值；第三电压表，与高压负载并联，用于检测高压负载两端的第三电压值；控制器还用于在控制负极继电器、预充电继电器和正极继电器依次接通的过程中，根据检测得到的第一电压值、第二电压值和第三电压值，控制高压系统安全上电。

进一步地，控制器在上电初始化完成后，读取第一电压值，如果读取到的第一电压值小于预设电压，确定控制检修开关闭合失败，则控制高压系统中断上电；如果读取到的第一电压值大于等于预设电压，则读取负极继电器的状态标识信息，如果读取到的负极继电器的状态标识信息满足预设的第一预设条件，确定控制检修开关闭合成功且负极继电器处于接通状态，则控制高压系统中断上电，否则，确定控制检修开关闭合成功且负极继电器处于断开状态。

进一步地，在确定控制检修开关闭合成功且负极继电器处于断开状态的情况下，控制器发出控制负极继电器闭合的指令，此时读取负极继电器的状态标识信息，如果读取到的负极继电器的状态标识信息不满足第一预设条件，确定控制负极继电器闭合失败，则控制高压系统中断上电，否则，确定控制检修开关闭合成功且控制负极继电器闭合成功。

进一步地，在确定控制负极继电器闭合成功的情况下，读取第一电压值和第二电压值，如果读取到的第一电压值与第二电压值的差值处于预定范围内，确定检修开关处于闭合状态、负极继电器处于接通状态且预充电继电器处于接通状态，则控制高压系统中断上电，否则，确定控制检修开关闭合成功、控制负极继电器接通成功且预充电继电器处于断开状态。

进一步地，在确定控制检修开关闭合成功、控制负极继电器接通成功且预充电继电器处于断开状态的情况下，此时读取第一电压值和第二电压值，如果读取到的第一电压值不等于且第二电压值为零，确定控制预充电继电器闭合失败，则控制高压系统中断上电，否则，如果读取到的第一电压值与第二电压值的差值处于预定范围内，确定控制检修开关闭合成功、控制负极继电器接通成功且控制预充电继电器闭合成功。

进一步地，在确定控制检修开关闭合成功、控制负极继电器接通成功且预充电继电器处于断开状态的情况下，控制器发出控制预充电继电器闭合的指令，此时读取预充电继电器的状态标识信息，如果读取到的预充电继电器的状态标识信息不满足第二预设条件，确定控制预充电继电器闭合失败，则控制高压系统中断上电，否则，如果读取到的预充电继电器的状态标识信息满足第二预设条件，确定控制检修开关闭合成功、控制负极继电器接通成功且控制预充电继电器闭合成功。

进一步地，在确定控制检修开关闭合成功、控制负极继电器接通成功且控制预充电继电器闭合成功的情况下，读取实时检测到第三电压值，并将第三电压值与预存的安全电压值进行比较，如果在单位时间内第三电压值与安全电压值比较后的增长率低于预定阈值，则确定预充电电阻矩阵内有电阻断路，如果第三电压值在单位时间内的增长率高于预定阈值，则确定预充电电阻矩阵内有电阻短路。

进一步地，在确定预充电电阻矩阵内有电阻断路或短路的情况下，未断路或短路的电阻集合满足高压系统的电阻功率，则控制器发出控制正极继电器闭合的指令，使得正极继电器接通。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种检测电动汽车的高压系统的方法，高压系统包括：动力电池电路，包括动力电池和负极继电器，负极继电器的第一端连接于动力电池的负极；与动力电池电路串联的预充电电路，预充电电路包括：与正极继电器并联的预充电继电器和预充电电阻矩阵，预充电继电器与预充电电阻矩阵串联，预充电电阻矩阵包括多个预充电电阻；分别与正极继电器、负极继电器和预充电继电器连接的控制器，其中，该方法包括：控制器在控制负极继电器、预充电继电器和正极继电器依次接通之后，使用预充电电阻矩阵控制高压系统安全上电。

进一步地，预充电电阻矩阵包括：N组预充电电阻集合，每组预充电电阻集合并联连接，每组预充电电阻集合包括至少一个预充电电阻，在任意一组预充电电阻集合包括多个预充电电阻的情况下，预充电电阻集合中包含的每个预充电电阻串联连接。

进一步地，系统还包括：与动力电池并联的第一电压表，用于检测动力电池的第一电压值；第二电压表，第二电压表的第一端接入预充电继电器与预充电电阻矩阵之间的节点，第二端与负极继电器的第二端连接，用于检测预充电电阻的第二电压值；第三电压表，与高压负载并联，用于检测高压负载两端的第三电压值，其中，方法还包括：控制器在控制负极继电器、预充电继电器和正极继电器依次接通的过程中，根据检测得到的第一电压值、第二电压值、第三电压值以及控制器读取到的负极继电器的状态标识信息，控制高压系统安全上电。

根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种预充电电路，该预充电电路设置在动力电池电路和高压负载之间，预充电电路包括：第一子预充电电路，包括：正极继电器；第二子预充电电路，与第一子预充电电路并联，包括：串联连接的预充电继电器和预充电电阻矩阵，预充电电阻矩阵包括多个预充电电阻。

进一步地，预充电电阻矩阵包括：N组预充电电阻集合，每组预充电电阻集合并联连接，每组预充电电阻集合包括至少一个预充电电阻，在任意一组预充电电阻集合包括多个预充电电阻的情况下，预充电电阻集合中包含的每个预充电电阻串联连接。

根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种电动汽车，其特征在于，包括：本申请实施例中任意一项的高压系统。

根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种电动汽车，其特征在于，包括：本申请实施例中任意一种的预充电电路。

在本发明实施例中，采用动力电池电路，包括动力电池和负极继电器，负极继电器的第一端连接于动力电池的负极；与动力电池电路串联的预充电电路，预充电电路包括：与正极继电器并联的预充电继电器和预充电电阻矩阵，预充电继电器与预充电电阻矩阵串联，预充电电阻矩阵包括多个预充电电阻；控制器，分别与正极继电器、负极继电器和预充电继电器连接，用于在控制负极继电器、预充电继电器和正极继电器依次接通之后，使用预充电电阻矩阵控制高压系统安全上电的方式，通过在预充电电路中使用预充电电阻矩阵，达到了在预充电电阻短路时，减小冲击电流的目的，进而解决了在单一预充电电阻短路的情况下，闭合预充电继电器瞬间存在冲击电流的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术的一种新能源汽车预充电电路图；

图2是根据现有技术的又一种新能源汽车预充电电路图；

图3是根据本发明实施例的电动汽车高压系统的示意图；以及

图4是根据本发明实施例的一种可选的电动汽车高压系统的电路图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

根据本发明实施例，提供了一种电动汽车的高压系统实施例，图3是根据本发明实施例的电动汽车高压系统的示意图；图4是根据本发明实施例的一种可选的电动汽车高压系统的电路图。在图4中，BMS：动力电池的电池管理系统；VMS：整车控制器；电容C代表多个高压负载输入电容的等效电容；K1：检修开关；K2：负极继电器；K3：预充电继电器；K4：正极继电器；R1至Rn：预充电电阻；V1、V2和V3为电压检测电路；A是电流传感器。标示A：负极继电器的控制端，接入BMS；标示B：预充电继电器的控制端，接入BMS；标示C：正极继电器的控制端，接入BMS；标示D：负极继电器的状态反馈端，接入BMS；标示E：预充电继电器的状态反馈端，接入BMS；标示F：正极继电器的状态反馈端，接入BMS。

如图3所示，该系统包括：

动力电池电路10，包括动力电池和负极继电器，负极继电器的第一端连接于动力电池的负极。

具体地，上述动力电池电路10中的动力电池可以为电动汽车的高压负载提供能源，动力电池与负极继电器串联连接，动力电池的负极与负极继电器的第一端连接。

与动力电池电路串联的预充电电路12，预充电电路12可以包括：与正极继电器并联的预充电继电器和预充电电阻矩阵，预充电继电器与预充电电阻矩阵串联，预充电电阻矩阵包括多个预充电电阻。

控制器14，分别与正极继电器、负极继电器和预充电继电器连接，用于在控制负极继电器、预充电继电器和正极继电器依次接通之后，使用预充电电阻矩阵控制高压系统安全上电。

需要说明的是，结合图3、图4，上述控制器14可以是动力电池的电池管理系统BMS也可以是整车控制器VMS。

可选地，预充电电阻矩阵可以包括：N组预充电电阻集合，每组预充电电阻集合并联连接，每组预充电电阻集合包括至少一个预充电电阻，在任意一组预充电电阻集合包括多个预充电电阻的情况下，预充电电阻集合中包含的每个预充电电阻串联连接。

由此可知，上述预充电电阻矩阵可以是有多个预充电电阻组成的电阻矩阵，例如，预充电电阻可以是N*N的电阻矩阵,也可以是N*M的电阻矩阵，其中，N、M为自然数，N≠M。例如，如图4所示的一种可选方案中，预充电电阻矩阵可以3*3的电阻矩阵，即3个电阻串联得到一组预充电电阻集合，然后3组预充电电阻集合并联连接。此处需要说明的是，上述预充电电阻矩阵中的电阻可以相同，也可以按需要选择不同阻值的电阻构成。

分析可知，本申请上述实施例通过使用预充电电阻矩阵，代替现有的单个预充电电阻，即使在某一预充电电阻出现短路时，预充电电阻矩阵中的其他预充电电阻仍然可以达到保护系统中部件的目的，可以避免因预充电电阻短路造成的高压回路短路产生电流冲击的问题。

还需要说明的是，结合图1至4所示的电路图可知，在现有技术中预充电电阻为一个时，在高压负载输入的等效高压电容电容值为C，动力电池的端电压为[V0，Vt]，预充电时间为T<500ms时，可以按照如下方式计算单只预充电电阻R，根据T≥t＝-RC l>t/V₀)，预充电电阻阻值R≤-TC/l>t/V₀)。可以按照如下方式计算单个预充电电阻的功率P,P≥V2*V2/R*2*T。在采用预充电电阻矩阵时，以如4所示的3*3的预充电电阻矩阵为例，当预充电电阻矩阵中的预充电电阻阻值与单个预充电电阻阻值相同时，即R0＝R1＝……R9＝R，在预充电电阻矩阵中的所有预充电电阻正常的情况下，每个预充电电阻功率值为：P1＝P2＝……＝P9＝P/9；在预充电电阻矩阵中某一电阻短路的情况下，每个预充电电阻功率值为：P1＝P2＝……＝P9＝P/4；在预充点电阻矩阵中某一电阻断路的情况下，每个预充电电阻功率值为：P1＝P2＝……＝P9＝P/9。取上述功率最大值，则预充电电阻矩阵内的电阻功率可以为：P1＝P2＝……＝P9＝P/4。也就是说，与单个预充电电阻的阻值R相比，预充电电阻矩阵中的每一个预充电电阻的阻值可以不变，与单个预充电电阻的功率P相比，预充电电阻矩阵中的每一个预充电电阻的功率可以为单个预充电电阻功率值的四分之一，即P/4即可。预充电电阻的功率越大，在实际电阻选型时的局限性越高，电阻的成本也将越高。通过采用预充电电阻矩阵，可以将降低预充电电阻矩阵中每个预充电电阻选型时的限制，在实际选择电阻时，选择的区间也将大大拓宽。此外，电阻的体积与电阻的功率成正比关系，降低功率可以使电阻体积缩小，当预充电电阻矩阵中的每一个预充电电阻的功率减小时，在电动汽车空间有限的情况下，可以为电动汽车的物理及电气的具体设计带来很大便利，更利于系统的电气集成化和热设计。进一步地，电阻的价格与电阻的功率成正比关系，功率降低可以使预充电电阻成本大幅降低，利于电动汽车成本的控制。

另外，结合图4所示的实施例，本申请上述实施例中的控制器14可以通过控制负极继电器K2、预充电继电器K3和正极继电器K4依次接通，通过预充电电阻矩阵对电流的延迟，使系统上电过程中，随预充电时间的增加电流逐渐增加，避免了系统上电时对系统中各部件的电流冲击。

在一种可选的应用场景下，如图4所示，当预充电电阻矩阵中某一预充电电阻短路时，发生预充电电阻短路的支路上，其他的预充电电阻的功率为未发生预充电电阻短路情况下的1.5倍，当预充电时间T<500ms，电路中的电流随着预充电时间增加而减小，因而预充电电阻矩阵中其他未发生短路的其他预充电电阻，仍然可以满足整车的预充电设计要求。对于预充电电阻矩阵中其他未发生短路的其他预充电电阻，仍然满足电阻功率的要求，仅为预充电时间延长，不影响整车高压运行，避免了因预充电电阻短路导致的高压回路产生电流冲击的问题。

需要说明的是在本申请实施例中，上述负极继电器可以是负极接触器，上述正极继电器可以是正极接触器，预充电继电器可以是预充电接触器。

结合图3和图4所示的实施例，在本发明实施例中，采用的动力电池电路10可以包括动力电池和负极继电器K2，负极继电器K2的第一端连接于动力电池的负极；与动力电池电路串联的预充电电路，预充电电路12包括：与正极继电器K4并联的预充电继电器K3和预充电电阻矩阵，预充电继电器K3与预充电电阻矩阵串联，预充电电阻矩阵包括多个预充电电阻；控制器14，分别与正极继电器K4、负极继电器K2和预充电继电器K3连接，用于在控制负极继电器K2、预充电继电器K3和正极继电器K4依次接通之后，使用预充电电阻矩阵控制高压系统安全上电的方式，通过在预充电电路中使用预充电电阻矩阵，达到了在预充电电阻短路时，减小冲击电流的目的，进而解决了在单一预充电电阻短路的情况下，闭合预充电继电器瞬间存在冲击电流的技术问题。

可选地，如图4所示，该系统还可以包括：

第一电压表，与动力电池并联，用于检测动力电池的第一电压值。

第二电压表，第二电压表的第一端接入预充电继电器K3与预充电电阻矩阵之间的节点，第二端与负极继电器K2的第二端连接，用于检测预充电电阻的第二电压值。

第三电压表，与高压负载并联，用于检测高压负载两端的第三电压值。

控制器还用于在控制负极继电器K2、预充电继电器K3和正极继电器K4依次接通的过程中，根据检测得到的第一电压值、第二电压值和第三电压值，控制高压系统安全上电。

可选地，控制器还用于在上电初始化完成后，控制动力电池内部的检修开关闭合，其中，如果控制检修开关闭合失败，则控制高压系统中断上电；控制器还用于在控制检修开关闭合成功且负极继电器处于接通状态的情况下，控制高压系统中断上电。

由上述方案可知，在一种可选的方案中，控制器在上电初始化完成后，读取第一电压值，如果读取到的第一电压值小于预设电压，确定控制检修开关K1闭合失败，则控制高压系统中断上电；如果读取到的第一电压值大于等于预设电压，则读取负极继电器K2的状态标识信息，如果读取到的负极继电器K2的状态标识信息满足预设的第一预设条件，确定控制检修开关K1闭合成功且负极继电器K2处于接通状态，则控制高压系统中断上电，否则，确定控制检修开关K1闭合成功且负极继电器K2处于断开状态。

具体地，当检修开关K1闭合时，第一电压表的检测动力电池的电压值，如果第一电压表的第一电压值小于预设电压，表示电路故障，输出电压不等于动力电池的电压。此处的预设电压可以是预设的标定值，根据动力电池的标称电压来确定。

可选地，控制器还用于在确定控制检修开关闭合成功且负极继电器处于断开状态的情况下，控制负极继电器闭合，其中，如果控制负极继电器闭合失败，则控制高压系统中断上电。

由上述方案可知，在一种可选的方案中，在确定控制检修开关K1闭合成功且负极继电器K2处于断开状态的情况下，控制器发出控制负极继电器K2闭合的指令，此时读取负极继电器K2的状态标识信息，如果读取到的负极继电器K2的状态标识信息不满足第一预设条件，确定控制负极继电器K2闭合失败，则控制高压系统中断上电，否则，确定控制检修开关K1闭合成功且控制负极继电器K2闭合成功。

具体地，如图4所示，判断负极继电器K2是否处于接通的状态还可以是通过状态信息标识来确定，负极继电器K2的状态反馈端D接入控制器，控制器可以通过状态反馈端D发送的信号是高电平还是低电平来确定负极继电器K2处于接通状态还是断开状态。

可选地，控制器还用于如果控制负极继电器闭合成功且预充电继电器处于接通状态的情况下，控制高压系统中断上电。

由上述方案可知，在一种可选的方案中，在确定控制负极继电器K2闭合成功的情况下，读取第一电压值和第二电压值，如果读取到的第一电压值与第二电压值的差值处于预定范围内，确定检修开关K1处于闭合状态、负极继电器K2处于接通状态且预充电继电器K3处于接通状态，则控制高压系统中断上电，否则，确定控制检修开关K1闭合成功、控制负极继电器K2接通成功且预充电继电器K3处于断开状态。优选地，该实施例中的第一电压值与第二电压值可以相等。

具体地，在确定控制负极继电器K2闭合成功的情况下，当第一电压值和第二电压值的差值在预设范围内时，表示预充电继电器K3也处于接通状态。由于控制器依次控制负极继电器K2、预充电继电器K3以及正极继电器K4依次闭合，在控制器未控制预充电继电器K3接通时，预充电继电器K3处于接通状态，表示此时电路出现异常，例如预充电继电器K3发生粘连。

可选地，控制器还用于在控制检修开关闭合成功、控制负极继电器闭合成功且预充电继电器处于断开状态的情况下，控制预充电继电器闭合，其中，如果控制预充电继电器闭合失败，则控制高压系统中断上电。

由上述方案可知，在一种可选的方案中，在确定控制检修开关K1闭合成功、控制负极继电器K2接通成功且预充电继电器K3处于断开状态的情况下，此时读取第一电压值和第二电压值，如果读取到的第一电压值不等于零且第二电压值为零，确定控制预充电继电器K3断开成功，则控制高压系统中断上电，否则，如果读取到的第一电压值与第二电压值的差值处于预定范围内，确定控制检修开关K1闭合成功、控制负极继电器K2接通成功且控制预充电继电器K3闭合成功。

可选地，在确定控制检修开关K1闭合成功、控制负极继电器K2接通成功且预充电继电器K3处于断开状态的情况下，控制器发出控制预充电继电器K3闭合的指令，此时读取预充电继电器K3的状态标识信息，如果读取到的预充电继电器K3的状态标识信息不满足第二预设条件，确定控制预充电继电器K3闭合失败，则控制高压系统中断上电，否则，如果读取到的预充电继电器K3的状态标识信息满足第二预设条件，确定控制检修开关K1闭合成功、控制负极继电器K2接通成功且控制预充电继电器K3闭合成功。

具体地，判断预充电继电器K3是否处于接通的状态还可以是通过状态信息标识来确定，如图4所示，预充电继电器K3的状态反馈端E接入控制器，控制器可以通过状态反馈端E发送的信号是高电平还是低电平来确定预充电继电器K3处于接通状态还是断开状态。

需要说明的是，本申请通过控制器依次控制负极继电器K2、预充电继电器K3以及正极继电器K4依次闭合，判断负极继电器K2、预充电继电器K3以及正极继电器K4的状态，为整车的故障诊断带来便利性，保证了整车的安全运行。

可选地，结合图4可知，在确定控制检修开关K1闭合成功、控制负极继电器K2接通成功且控制预充电继电器K3闭合成功的情况下，读取实时检测到第三电压值，并将第三电压值与预存的安全电压值进行比较，如果在单位时间内第三电压值与安全电压值比较后的增长率低于预定阈值，则确定预充电电阻矩阵内有电阻断路，如果第三电压值在单位时间内的增长率高于预定阈值，则确定预充电电阻矩阵内有电阻短路。

具体地，在控制器控制负极继电器K2、预充电继电器K3和正极继电器K4依次闭合之后，可以通过比较当前第三电压表检测到的第三电压值，与预充电电阻矩阵在正常情况下第三电压值的增长情况，来确定预充电电阻阵列的状态。当第三电压值增长率低于预充电电阻阵列在正常情况下第三电压值的增长率时，确定预充电电阻矩阵内有电阻断路，当第三电压值增长率高于预充电电阻阵列在正常情况下第三电压值的增长率时，确定预充电电阻矩阵内有电阻短路。

具体地，判断正极继电器K4是否处于接通的状态还可以是通过状态信息标识来确定，如图4所示，正极继电器K4的状态反馈端F接入控制器，控制器可以通过状态反馈端D发送的信号是高电平还是低电平来确定正极继电器K4处于接通状态还是断开状态。

需要说明的是，在预充电过程中根据第三电压值的变化率，可以判断预充电电阻矩阵中各个预充电电阻的状态，为整车的故障诊断带来便利性，保证了整车的安全运行。

可选地，在确定预充电电阻矩阵内有电阻断路或短路的情况下，如果未断路或短路的电阻集合满足高压系统的电阻功率，控制正极继电器闭合。

由上述方案可知，在一种可选的方案中，在确定预充电电阻矩阵内有电阻断路或短路的情况下，未断路或短路的电阻集合满足高压系统的电阻功率，则控制器发出控制正极继电器K4闭合的指令，使得正极继电器K4接通。

具体地，在预充电电阻矩阵内有电阻断路或短路的情况下，预充电电阻矩阵不影响整车上的高压系统运行，不存在短路时电流冲击或者断路时整车无法上电的问题，保障了整车的行车功能。

实施例二

根据本发明实施例，提供了一种检测电动汽车的高压系统的方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

结合图3和图4可知，本申请方法实施例中的电动汽车的高压系统可以包括：动力电池电路，该动力电池电路可以包括动力电池和负极继电器K2，负极继电器K2的第一端连接于动力电池的负极；与动力电池电路串联的预充电电路，预充电电路包括：与正极继电器K4并联的预充电继电器K3和预充电电阻矩阵，预充电继电器K3与预充电电阻矩阵串联，预充电电阻矩阵包括多个预充电电阻；分别与正极继电器K4、负极继电器K2和预充电继电器K3的控制器，基于上述高压系统，本申请检测电动汽车的高压系统的方法可以包括如下步骤：

步骤S102，控制器在控制负极继电器K2、预充电继电器K3和正极继电器K4依次接通之后，使用预充电电阻矩阵控制高压系统安全上电，其中，预充电电阻矩阵包括多个预充电电阻。

具体的，上述控制器可以是电池管理系统也可以是整车控制器以及其他可以用于控制上述继电器的设备。

可选地，上述预充电电阻矩阵可以包括：N组预充电电阻集合，每组预充电电阻集合并联连接，每组预充电电阻集合包括至少一个预充电电阻，在任意一组预充电电阻集合包括多个预充电电阻的情况下，预充电电阻集合中包含的每个预充电电阻串联连接。

由此可知，上述预充电电阻矩阵可以是有多个预充电电阻组成的电阻矩阵，例如，预充电电阻可以是N*N的电阻矩阵,也可以是N*M的电阻矩阵，其中，N、M为自然数，N≠M。例如，如图4所示的一种可选方案中，预充电电阻矩阵可以3*3的电阻矩阵，即3个电阻串联得到一组预充电电阻集合，然后3组预充电电阻集合并联连接。此处需要说明的是，上述预充电电阻矩阵中的电阻可以相同，也可以按需要选择不同阻值的电阻构成。

分析可知，本申请上述实施例通过使用预充电电阻矩阵，代替现有的单个预充电电阻，即使在某一预充电电阻出现短路时，预充电电阻矩阵中的其他预充电电阻仍然可以达到保护系统中部件的目的，可以避免因预充电电阻短路造成的高压回路短路产生电流冲击的问题。

还需要说明的是，控制器通过控制负极继电器K2、预充电继电器K3和正极继电器K4依次接通，通过预充电电阻矩阵对电流的延迟，使系统上电过程中，电流随预充电时间的增加电流逐渐增加，避免了系统上电时对系统中各部件的电流冲击。

本申请实施例通过上述高压系统包括：动力电池电路，包括动力电池和负极继电器K2，负极继电器K2的第一端连接于动力电池的负极；与动力电池电路串联的预充电电路，预充电电路包括：与正极继电器K4并联的预充电继电器K3和预充电电阻矩阵，预充电继电器K3与预充电电阻矩阵串联，预充电电阻矩阵包括多个预充电电阻；分别与正极继电器K4、负极继电器K2和预充电继电器K3的控制器，控制器在控制负极继电器K2、预充电继电器K3和正极继电器K4依次接通之后，使用预充电电阻矩阵控制高压系统安全上电。解决了在单一预充电电阻短路的情况下，闭合预充电继电器瞬间存在冲击电流的技术问题。

可选地，该系统还包括：与动力电池并联的第一电压表，用于检测动力电池的第一电压值；第二电压表，第二电压表的第一端接入预充电继电器K3与预充电电阻矩阵之间的节点，第二端与负极继电器K2的第二端连接，用于检测预充电电阻的第二电压值；第三电压表，与高压负载并联，用于检测高压负载两端的第三电压值。其中，在上述实施例提供的方案中，还可以包括如下实施步骤所构成的示例：

步骤S1021，控制器在控制负极继电器K2、预充电继电器K3和正极继电器K4依次接通的过程中，读取检测到的动力电池的第一电压值、检测到的预充电电阻的第二电压值和检测到的高压负载两端的第三电压值。

步骤S1022，控制器根据检测得到的第一电压值、第二电压值、第三电压值以及控制器读取到的负极继电器K2的状态标识信息，控制高压系统安全上电。

可选地，步骤S1022，控制器根据检测得到的第一电压值、第二电压值、第三电压值以及控制器读取到的负极继电器K2的状态标识信息，控制高压系统安全上电包括如下步骤：

步骤S10221，控制器在上电初始化完成后，控制动力电池内部的检修开关闭合。

步骤S10222，如果读取到的第一电压值小于预设电压，控制器确定控制检修开关闭合失败，并控制高压系统中断上电。

步骤S10223，如果读取到的第一电压值大于等于预设电压，控制器读取负极继电器的状态标识信息，如果读取到的负极继电器的状态标识信息满足预设的第一预设条件，控制器确定控制检修开关闭合成功且负极继电器处于接通状态，并控制高压系统中断上电，否则，确定控制检修开关闭合成功且负极继电器处于断开状态。

由上述步骤提供的方案可知，在一种可选的方案中，在控制器控制正极继电器、负极继电器和预充电继电器断开，检修开关闭合之后，读取第一电压值，如果读取到的第一电压值小于预设电压，确定控制检修开关闭合失败，则控制高压系统中断上电；如果读取到的第一电压值大于等于预设电压，则读取负极继电器K2的状态标识信息，如果读取到的负极继电器K2的状态标识信息满足预设的第一预设条件，确定控制检修开关K1闭合成功且负极继电器K2处于接通状态，则控制高压系统中断上电，否则，确定控制检修开关K1闭合成功且负极继电器K2处于断开状态。

可选地，在步骤S10223，确定控制检修开关闭合成功且负极继电器处于断开状态之后，该方法还包括：

步骤S1023，控制器控制负极继电器闭合。

步骤S1024，控制器读取负极继电器的状态标识信息。

步骤S1025，如果读取到的负极继电器的状态标识信息不满足第一预设条件，控制器确定控制负极继电器闭合失败，并控制高压系统中断上电，否则，确定控制检修开关闭合成功且控制负极继电器闭合成功。

由上述步骤提供的方案可知，在一种可选的方案中，在确定控制检修开关K1闭合成功且负极继电器K2处于断开状态的情况下，控制器发出控制负极继电器K2闭合的指令，此时读取负极继电器K2的状态标识信息，如果读取到的负极继电器K2的状态标识信息不满足第一预设条件，确定控制负极继电器K2闭合失败，则控制高压系统中断上电，否则，确定控制检修开关K1闭合成功且控制负极继电器K2闭合成功。

可选地，在步骤S1025，确定控制负极继电器闭合成功之后，该方法还包括：

步骤S1026，控制器读取第一电压值和第二电压值。

步骤S1027，如果读取到的第一电压值与第二电压值的差值处于预定范围内，确定控制检修开关闭合成功、控制负极继电器闭合成功且检测到预充电继电器处于接通状态，控制器控制高压系统中断上电，否则，确定控制检修开关闭合成功、控制负极继电器闭合成功且检测到预充电继电器处于断开状态。

由上述步骤提供的方案可知，在一种可选的方案中，在确定控制负极继电器K2闭合成功的情况下，读取第一电压值和第二电压值，如果读取到的第一电压值与第二电压值的差值处于预定范围内，确定检修开关K1处于闭合状态、负极继电器K2处于接通状态且预充电继电器K3处于接通状态，则控制高压系统中断上电，否则，确定控制检修开关K1闭合成功、控制负极继电器K2接通成功且预充电继电器K3处于断开状态。

可选地，在步骤S1027，确定控制检修开关闭合成功、控制负极继电器闭合成功且检测到预充电继电器处于断开状态之后，该方法还包括：

步骤S1028，控制器控制预充电继电器闭合。

步骤S1029，控制器读取第一电压值和第二电压值。

步骤S10210，如果读取到的第一电压值不等于零且第二电压值为零，确定控制预充电继电器闭合失败，控制器控制高压系统中断上电，否则，如果读取到的第一电压值与第二电压值的差值处于预定范围内，确定控制检修开关闭合成功、控制负极继电器闭合成功且控制预充电继电器闭合成功。

由上述步骤提供的方案可知，在一种可选的方案中，在确定控制检修开关K1闭合成功、控制负极继电器K2接通成功且预充电继电器K3处于断开状态的情况下，此时读取第一电压值和第二电压值，如果读取到的第一电压值不等于零且第二电压值为零，确定控制预充电继电器K3断开成功，则控制高压系统中断上电，否则，如果读取到的第一电压值与第二电压值的差值处于预定范围内，确定控制检修开关K1闭合成功、控制负极继电器K2接通成功且控制预充电继电器K3闭合成功。

可选地，在步骤S10210，确定控制检修开关闭合成功、控制负极继电器闭合成功且检测到预充电继电器处于断开状态之后，上述方法还包括：

步骤S10211，控制器控制预充电继电器闭合。

步骤S10212，控制器读取预充电继电器的状态标识信息；其中，如果读取到的预充电继电器的状态标识信息不满足第二预设条件，确定控制预充电继电器闭合失败，控制器控制高压系统中断上电。

步骤S10213，如果读取到的预充电继电器的状态标识信息满足第二预设条件，确定控制检修开关闭合成功、控制负极继电器接通成功且控制预充电继电器闭合成功。

由上述步骤提供的方案可知，在一种可选的方案中，在确定控制检修开关K1闭合成功、控制负极继电器K2接通成功且预充电继电器K3处于断开状态的情况下，控制器发出控制预充电继电器K3闭合的指令，此时读取预充电继电器K3的状态标识信息，如果读取到的预充电继电器K3的状态标识信息不满足第二预设条件，确定控制预充电继电器K3闭合失败，则控制高压系统中断上电，否则，如果读取到的预充电继电器K3的状态标识信息满足第二预设条件，确定控制检修开关K1闭合成功、控制负极继电器K2接通成功且控制预充电继电器K3闭合成功。

可选地，在步骤S10213，确定控制检修开关闭合成功、控制负极继电器接通成功且控制预充电继电器闭合成功之后，上述方法还包括：

步骤S10214，控制器读取实时检测到第三电压值。

步骤S10215，控制器将第三电压值与预存的安全电压值进行比较。

步骤S10216，如果在单位时间内第三电压值与安全电压值比较后的增长率低于预定阈值，控制器确定预充电电阻矩阵内有电阻断路，如果第三电压值在单位时间内的增长率高于预定阈值，控制器确定预充电电阻矩阵内有电阻短路。

由上述步骤提供的方案可知，在一种可选的方案中，在确定控制检修开关K1闭合成功、控制负极继电器K2接通成功且控制预充电继电器K3闭合成功的情况下，读取实时检测到第三电压值，并将第三电压值与预存的安全电压值进行比较，如果在单位时间内第三电压值与安全电压值比较后的增长率低于预定阈值，则确定预充电电阻矩阵内有电阻断路，如果第三电压值在单位时间内的增长率高于预定阈值，则确定预充电电阻矩阵内有电阻短路。

可选地，该方法还包括：

步骤S10217，在确定预充电电阻矩阵内有电阻断路或短路的情况下，控制器如果检测到未断路或短路的电阻集合满足高压系统的电阻功率，则控制正极继电器闭合，使得正极继电器接通。

由上述步骤提供的方案可知，在一种可选的方案中，在确定预充电电阻矩阵内有电阻断路或短路的情况下，未断路或短路的电阻集合满足高压系统的电阻功率，则控制器发出控制正极继电器K4闭合的指令，使得正极继电器K4接通。

实施例三

根据本发明实施例，提供了一种预充电电路，该预充电电路可以设置在如图4所示的高压系统的动力电池电路和高压负载之间，该预充电电路可以包括：

第一子预充电电路，包括：正极继电器K4。

第二子预充电电路，与第一子预充电电路并联，包括：串联连接的预充电继电器K3和预充电电阻矩阵，预充电电阻矩阵包括多个预充电电阻。

本申请实施例通过上述在预充电电路中设置由多个预充电电阻构成的预充电电阻矩阵，来实现在单一预充电电阻短路的情况下，闭合预充电继电器瞬间存在冲击电流的技术问题。

可选地，上述预充电电阻矩阵可以包括：N组预充电电阻集合，每组预充电电阻集合并联连接，每组预充电电阻集合包括至少一个预充电电阻，在任意一组预充电电阻集合包括多个预充电电阻的情况下，预充电电阻集合中包含的每个预充电电阻串联连接。

由此可知，上述预充电电阻矩阵可以是有多个预充电电阻组成的电阻矩阵，例如，预充电电阻可以是N*N的电阻矩阵,也可以是N*M的电阻矩阵，其中，N、M为自然数，N≠M。例如，如图4所示的一种可选方案中，预充电电阻矩阵可以3*3的电阻矩阵，即3个电阻串联得到一组预充电电阻集合，然后3组预充电电阻集合并联连接。此处需要说明的是，上述预充电电阻矩阵中的电阻可以相同，也可以按需要选择不同阻值的电阻构成。

分析可知，本申请上述实施例通过使用预充电电阻矩阵，代替现有的单个预充电电阻，即使在某一预充电电阻出现短路时，预充电电阻矩阵中的其他预充电电阻仍然可以达到保护系统中部件的目的，可以避免因预充电电阻短路造成的高压回路短路产生电流冲击的问题。

实施例四

根据本发明实施例，提供了一种电动汽车，包括上述实施例一中的任意一种电动汽车的高压系统。

此处需要说明的是，本申请提供的电动汽车包括上述实施例一中提供的电动汽车的高压系统的各个优选地、可选的实施例，但不限于实施例一所提供的实施例。

实施例五

根据本发明实施例，提供了一种电动汽车，包括上述实施例三中的任意一种预充电电路。

此处需要说明的是，本申请提供的电动汽车包括上述实施例三中提供的预充电电路的各个优选地、可选的实施例，但不限于实施例三所提供的实施例。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个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、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。