一種電動汽車功率繼電器的粘連檢測電路和檢測方法與流程
2023-10-09 19:34:34
本發明涉及電動汽車技術領域，尤其涉及一種電動汽車功率繼電器的粘連檢測電路和檢測方法。
背景技術：
電動汽車功率繼電器是連接動力電池和電機及其控制器、動力電池和充電機之間的開關器件，在各種異常情況下，斷開繼電器可以保護動力電池和動力控制系統，保證整個電動汽車系統可以安全循環的運行。因此在車輛系統運行之前檢測繼電器的狀態對整車的安全循環的運行至關重要。但是由於電機啟動頻繁、啟動載荷重，且經常受到衝擊負載作用，導致繼電器動作次數較多，易發生觸點粘連現象，給電動汽車的造成安全隱患。
目前行業內使用的繼電器狀態檢測方法主要是端電壓法，通過測量繼電器兩端的電壓來判斷繼電器是否粘連或正常。如圖1所示，通過R1和R2分壓檢測靠近電池側A點和C點的總電壓Vac，再檢測靠近電機及其控制器側B點和C點的總電壓Vbc，其中R1和R3為兆歐姆級的電阻，R2和R4為千歐姆級的電阻；通過測量R2和R4上的電壓信號，以及電阻的比例關係推算總電壓的大小。通過比較Vac和Vbc的差值來判斷繼電器K1的狀態是斷開還是閉合。如果Vac-Vbc≤k(k為常數，根據實際電壓平臺選取)，則判斷繼電器K1為閉合狀態，否則繼電器K1為斷開狀態。根據實際操作情況，如果未開啟閉合繼電器K1的指令，檢測發現Vac-Vbc≤k，即繼電器處於閉合狀態，那麼繼電器K1已粘連損壞。但是，通過分壓推算總電壓易產生誤差，需要校準；比較的差值常數k在不同的動力電池電壓平臺需要重新選定，測試方法繁瑣；電機及其控制器下電後快速再次上電時，其內部電容儲存能量在一段時間內導致Vbc電壓仍然存在，此時通過總電壓比較就會導致繼電器狀態判斷錯誤。
技術實現要素：
本發明的目的在於提出一種電動汽車功率繼電器的粘連檢測電路和檢測方法，能夠及時檢測到電動汽車的功率繼電器是否出現粘連，保證電動汽車的動力電池和動力控制系統的安全。
為達此目的，本發明採用以下技術方案：
一方面，本發明提供一種電動汽車功率繼電器的粘連檢測電路，包括：檢測電源、檢測電阻、隔離反饋電路和處理器；
所述檢測電源與所述檢測電阻和功率繼電器串聯形成迴路，用於在功率繼電器斷開時施加預設檢測電壓以進行檢測；
所述隔離反饋電路與所述檢測電阻並聯，用於獲取所述檢測電阻兩端的電壓，並反饋到所述處理器；
所述處理器用於根據反饋的所述電壓，判斷所述功率繼電器是否粘連。
其中，所述檢測電源為電壓轉換器；
所述電壓轉換器的輸入端與車載電壓連接，輸出端的一端與所述功率繼電器連接，輸出端的另一端與所述檢測電阻連接，用於將車載電壓轉換為預設檢測電壓後輸出。
進一步的，所述處理器還用於控制所述電壓轉換器開啟和關閉。
另一方面，本發明還提供一種電動汽車功率繼電器的粘連檢測方法，採用上述的粘連檢測電路執行，所述檢測方法包括：
在所述功率繼電器斷開時，通過所述檢測電源輸出預設檢測電壓到串聯的功率繼電器和檢測電阻；
在未執行繼電器閉合指令的情況下，檢測所述檢測電阻是否有電流通過，是則確定所述功率繼電器粘連。
其中，檢測所述檢測電阻是否有電流通過，包括：
通過與所述檢測電阻並聯的隔離反饋電路，獲取所述檢測電阻兩端的電壓；
若所述電壓大於或等於預設閾值，則所述檢測電阻有電流通過；
所述預設閾值根據所述預設檢測電壓和所述檢測電阻的阻值計算得到。
其中，通過所述檢測電源輸出預設檢測電壓到串聯的功率繼電器和檢測電阻，包括：
通過電壓轉換器將車載電壓轉換為預設檢測電壓後，輸出到串聯的功率繼電器和檢測電阻。
本發明的有益效果為：
本發明將功率繼電器與檢測電阻和檢測電源組成迴路，在未給功率繼電器閉合指令的情況下，若檢測到檢測電阻兩端有電壓，則可確定功率繼電器出現粘連。本發明判斷條件簡單，不需要對檢測電路進行複雜的採樣和運算，能及時檢測到電動汽車的功率繼電器是否出現粘連，保證電動汽車的動力電池和動力控制系統的安全。
附圖說明
圖1是現有技術中採用端電壓法的粘連檢測電路。
圖2是本發明實施例一提供的電動汽車功率繼電器的粘連檢測電路。
圖3是本發明實施例二提供的電動汽車功率繼電器的粘連檢測方法的流程圖。
具體實施方式
為使本發明解決的技術問題、採用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。
實施例一
圖2是本發明實施例一提供的電動汽車功率繼電器的粘連檢測電路。如圖2所示，本實施例提供一種電動汽車功率繼電器的粘連檢測電路，用於判斷電動汽車的功率繼電器是否出現粘連。
所述粘連檢測電路包括：檢測電源13、檢測電阻R5、隔離反饋電路12和處理器11。
所述檢測電源13與所述檢測電阻R5和功率繼電器K2串聯形成迴路，用於在功率繼電器K2斷開時施加預設檢測電壓以進行檢測。
所述隔離反饋電路12與所述檢測電阻R5並聯，用於獲取所述檢測電阻R5兩端的電壓，並反饋到所述處理器11。
所述處理器11用於根據反饋的所述電壓，判斷所述功率繼電器K2是否粘連。
其中，所述檢測電源13為電壓轉換器。所述電壓轉換器的輸入端與車載電壓連接，輸出端的一端與所述功率繼電器K2連接，輸出端的另一端與所述檢測電阻R5連接，用於將車載電壓轉換為預設檢測電壓後輸出。
或者，所述檢測電源13為提供恆定電壓的直流電源，如低壓蓄電池。所述預設檢測電壓一般較低，5～10V即可。
進一步的，所述處理器11還用於控制所述電壓轉換器開啟和關閉。
例如，電壓轉換器為DC/DC轉換器，將電動汽車車載電瓶的車載電壓從12V或24V高壓轉換為5V低壓輸出。檢測電路上電後，處理器11在未給功率繼電器K2閉合指令的情況下，控制所述電壓轉換器開啟並輸出預設檢測電壓，若隔離反饋電路12檢測到檢測電阻R5兩端的電壓大小與其阻值應分壓的大小相符，則說明檢測電阻R5有電流通過，進而可確定功率繼電器K2出現粘連。
本實施例通過一個簡單的電路，實現了功率繼電器的粘連檢測，在未給功率繼電器閉合指令的情況下，若檢測到檢測電阻兩端有電壓，則可確定功率繼電器出現粘連。本實施例不需要對檢測電路進行複雜的採樣和運算，能及時檢測到功率繼電器是否出現粘連，保證電動汽車的動力電池和動力控制系統的安全。
實施例二
本實施例提供一種電動汽車功率繼電器的粘連檢測方法，採用上述實施例所述的粘連檢測電路執行，適用於判斷電動汽車的功率繼電器是否出現粘連。
圖3是本發明實施例二提供的電動汽車功率繼電器的粘連檢測方法的流程圖。如圖3所示，所述粘連檢測方法包括如下步驟：
S21，在所述功率繼電器斷開時，通過所述檢測電源輸出預設檢測電壓到串聯的功率繼電器和檢測電阻。
當功率繼電器為斷開狀態，或者處理器控制功率繼電器執行斷開指令後，通過電壓轉換器將車載電壓轉換為預設檢測電壓，作為檢測電源，或者提供任意的低壓直流電源作為檢測電源，輸出到串聯的功率繼電器和檢測電阻。
S22，在未執行繼電器閉合指令的情況下，檢測所述檢測電阻是否有電流通過，是則確定所述功率繼電器粘連。
通過與所述檢測電阻並聯的隔離反饋電路，獲取所述檢測電阻兩端的電壓；若所述電壓大於或等於預設閾值，則所述檢測電阻有電流通過；所述預設閾值根據所述預設檢測電壓和所述檢測電阻的阻值計算得到，為檢測電阻在迴路中應分壓的大小。
本實施例在未給功率繼電器閉合指令的情況下，若檢測到檢測電阻兩端有電壓，則可確定功率繼電器出現粘連，判斷條件簡單，不需要對檢測電路進行複雜的採樣和運算，能及時檢測到功率繼電器的異常，保證電動汽車的動力電池和動力控制系統的安全。
以上結合具體實施例描述了本發明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護範圍的限制。基於此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它具體實施方式，這些方式都將落入本發明的保護範圍之內。