CN102608489A - 电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测方法及装置。应用热电偶的原理，由触头和电压采集模块组成，所述触头采用与电动汽车/混合动力汽车高压电金属接头不同质的另一种金属，触头能够紧贴在高压电金属接头上，则两种金属的闭合回路能够组成一对热电偶；所述电压采集模块实时采集热电偶两极之间的热电势。根据此热电势，所述传感器能够实时检测高压电接头的温度值，即高压电接头的接触状态，整车控制器能够根据所述电压信号控制整车高压电路的通断以及对驾驶员或维修人员发出提醒或警告。
Description
技术领域
本发明属于汽车电气领域，具体涉及一种用于电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测方法及装置。
背景技术
现代电动汽车/混合动力汽车动力蓄电池的直流电压达到300V以上，而车辆运行或者对蓄电池充电时，高压电流能够达到十几A甚至几十A。高压电接头部分的接触情况将直接关系到蓄电池电能的利用效率，如果高压电接头接触不良，在大电流通过的情况下，将会导致温度急剧上升，从而给车辆带来燃烧或者爆炸的危险。实践证明接头温度是反映接头接触状态的主要参数，当接头接触电阻增加时，其接头温度也必然升高。而长时间较高的温度，又会导致接头处绝缘老化。如果对接头温度进行连续检测和优化处理，便可及时分析和掌握接头接触状态，发现可能的故障隐患。因此高压电接头接触状态对于电动汽车/混合动力汽车的长时间安全稳定运行具有重要意义。
对于一般工业用电接头接触状态的检测，现阶段主要采用测量电压降或红外测温的方法，且并未大范围使用。对于车辆来说，在现有实际运行的电动汽车/混合动力汽车中，均没有采取任何措施对高压接头接触状态进行检测；已经公开的专利中，对电动汽车/混合动力汽车高压电接头温度进行检测主要采用红外测温的装置。此种装置虽然能够对接头接触状态进行实时监控，但采用红外测温装置结构比较复杂，测温精度不高，并且在车辆复杂的运行环境下，可靠性以及耐用性均有所限制。在尽量降低复杂度的基础上，如何准确有效地检测高压电接头接触状态是亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对如何在尽量降低复杂度的基础上，准确有效地检测电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态的问题，提供一种用于电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测方法及装置，该检测方法可准确有效的检测高压电接头接触状态，且检测装置结构十分简单，大大降低了检测过程中的复杂度。
本发明电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测方法，通过以下步骤来完成：
步骤1：实时监测高压电接头的温度；
步骤2：高压电接头接触状态判断；
将高压电接头接触状态级别0～3级，令高压电接头的温度为T，每分钟高压电接头的温度变化量为dT，则：
当T≤40℃，dT≤1℃/min时，高压电接头接触状态为状态为0级，安全状态；
当T≤40℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或40℃＜T≤60℃，dT≤1℃/min或40℃＜T≤60℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或60℃＜T≤80℃，dT≤1℃/min时，高压电接头接触状态为状态为1级，提醒状态；进入步骤3；
当T≤40℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或40℃＜T≤60℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或60℃＜T≤80℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或60℃＜T≤80℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或T＞80℃，dT≤1℃/min或T＞80℃，1℃/min＜dT≤5℃/min时，高压电接头接触状态为状态为2级，报警状态，进入步骤4；
当T≤40℃，dT＞10℃/min或40℃＜T≤60℃，dT＞10℃/min或60℃＜T≤80℃，dT＞10℃/min或T＞80℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或T＞80℃，dT＞10℃/min时，高压电接头状态为3级，断电报警状态，进入步骤5；
步骤3：向驾驶员发出提醒；
步骤4：向驾驶员发出警报；
步骤5：高压电接头断电并同时向驾驶员发出警报。
电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测装置，其特征在于：包括触头、电压采集传感器、高压电接头接线柱、报警装置和整车控制器；
其中，高压电接头接线柱的个数与高压电接头的安插孔对应，用来安插高压电接头，使高压电接头中的各个高压导线分别与各个高压电接头接线柱接触；每根高压电接头接线柱配合固定有一个触头，且触头一端与高压电接头接线柱固定连接，并紧贴高压电接头接线柱，通过每个相互配合固定的高压电接头接线柱与触头的闭合回路构成一对热电偶，使高压电接头在安插时同时与每对热电偶的两个接触端接触；电压采集传感器分别与每对热电偶的接触端相连，用来实时采集每对热电偶两个接触端间的热电势信号，并将采集到的热电势信号发送给整车控制器；整车控制器用来接收电压采集传感器发送来的每对热电偶两个接触端间的热电势信号，并根据每对热电偶两个接触端间的热电势以及热电势变化，得到高压电接头的温度以及温度变化速率；整车控制器还根据高压电接头温度与温度变化速率将高压电接头接触状态级别0～3级，令高压电接头的温度为T，每分钟高压电接头的温度变化量为dT，则：
当T≤40℃，dT≤1℃/min时，高压电接头接触状态为状态为0级，安全状态；
当T≤40℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或40℃＜T≤60℃，dT≤1℃/min或40℃＜T≤60℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或60℃＜T≤80℃，dT≤1℃/min时，高压电接头接触状态为状态为1级提醒状态，通过整车控制器控制报警装置向驾驶员发出提醒；
当T≤40℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或40℃＜T≤60℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或60℃＜T≤80℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或60℃＜T≤80℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或T＞80℃，dT≤1℃/min或T＞80℃，1℃/min＜dT≤5℃/min时，高压电接头接触状态为状态为2级报警状态，通过整车控制器控制报警装置向驾驶员发出警报；
当T≤40℃，dT＞10℃/min或40℃＜T≤60℃，dT＞10℃/min或60℃＜T≤80℃，dT＞10℃/min或T＞80℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或T＞80℃，dT＞10℃/min时，高压电接头状态为3级断电报警状态，通过整车控制器控制高压电接头断电并同时通过报警装置向驾驶员发出警报。
本发明的优点在于：
1、本发明电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测方法及装置，采用所述高压电接头接触状态检测电路，能够实时监控高压电接触状态且能够根据不同的接触状态控制高压电的通断并对驾驶员发出提醒或警告，从而有效防止危险的发生。
2、本发明电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测方法及装置，根据热电偶的原理，仅采用一种与电动汽车/混合动力汽车高压电金属接头不同质的另一种金属，在保证检测准确度的基础上很好地控制成本；
3、本发明汽车高压电接头接触状态检测装置结构简单，检测过程高效准确。
附图说明
图1为本发明检测方法流程图；
图2为本发明检测装置结构示意图。
图中：
1-高压电接头 2-接头金属接线柱 3-触头
4-电压采集模块 5-整车控制系统 6-报警装置
7-高压导线
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
本发明电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测方法，如图1所示，具体通过以下步骤来完成：
步骤1：实时监测高压电接头的温度；
通过热电偶两个接触端与高压电接头接触，使热电偶接触端的两端产生温差，由此在热电偶回路中产生电流，则热电偶两接触端间会存在热电势，即塞贝克效应。热电偶具有构造简单、适用温度范围广、使用方便、承受热、机械冲击能力强以及响应速度快等特点，常用于高温区域、振动冲击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合。通过电压采集模块实时采集热电偶两个接触端间的热电势，并根据采集到热电偶两接触端间的热电势得到对应的高压电接头的温度。
步骤2：高压电接头接触状态判断；
当高压电接头接触良好时，高压电接头与高压电接头接线柱间的接触处电阻很小，在较高电流下高压电接头与高压电接头接线柱间产生热量也较小，从而高压电接头的温度基本没有变化，由热电偶产生的热电势也较小，令此时接触状态级别为0级。
当高压电接头接触不良时，高压电接头与高压电接头接线柱间接触处电阻较大，则在较高电流下高压电接头与高压电接头接线柱间接触处会产生热量，温度上升，由热电偶产生较大的热电势，令此时接触状态级别为1级。如果在接触状态到达1级后，高压电接头与高压电接头接线柱间接触处温度继续上升，则令此时接触状态级别为2级。
当高压电接头几乎没有接触时，则此时高压电接头与高压电接头接线柱间接触处电阻非常大，较高电流下高压电接头与高压电接头接线柱间接触处会产生很大热量，温度上升很快，由热电偶产生的热电势变化速率较大，令此时接触状态级别为3级。
如表1所示，本发明中高压电接头接触状态级别0～3级，具体设定为：
令高压电接头的温度为T，每分钟高压电接头的温度变化量为dT，则：
当T≤40℃，dT≤1℃/min时，高压电接头接触状态为0级，安全状态；
当T≤40℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或40℃＜T≤60℃，dT≤1℃/min或40℃＜T≤60℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或60℃＜T≤80℃，dT≤1℃/min时，高压电接头接触状态为状态为1级，提醒状态；进入步骤3；
当T≤40℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或40℃＜T≤60℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或60℃＜T≤80℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或60℃＜T≤80℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或T＞80℃，dT≤1℃/min或T＞80℃，1℃/min＜dT≤5℃/min时，高压电接头接触状态为状态为2级，报警状态，进入步骤4；
当T≤40℃，dT＞10℃/min或40℃＜T≤60℃，dT＞10℃/min或60℃＜T≤80℃，dT＞10℃/min或T＞80℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或T＞80℃，dT＞10℃/min时，高压电接头状态为3级，断电报警状态，进入步骤5；
步骤3：向驾驶员发出提醒；
步骤4：向驾驶员发出警报；
步骤5：控制高压电接头自动断电并同时向驾驶员发出警报。
表1 高压电接头接触状态状态级别与高压电接头温度及温度变化间的关系
基于上述检测方法，本发明还提出一种电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测装置，包括触头3、电压采集传感器4、高压电接头接线柱2、整车控制器5和报警装置6，如图2所示。
其中，高压电接头接线柱2的个数与高压电接头1的安插孔对应，本实施方式中高压电接头接线柱2为有3个，用来安插高压电接头1，使高压电接头1中的各个高压导线7分别与各个高压电接头接线柱2接触。每根高压电接头接线柱2配合固定有一个触头3，且触头3一端与高压电接头接线柱2固定连接，并紧贴高压电接头接线柱2，高压电接头接线柱2与触头3为不同材料的均质导体，高压电接头接线柱2一般采用纯铜金属，则触头3优选为铜镍合金，两者构成纯铜-铜镍热电偶，具有较高的精度，能够完全满足测温要求，由此每个相互配合固定的高压电接头接线柱2与触头3的闭合回路可即可构成一对热电偶，使高压电接头1在安插时同时与每对热电偶的两个接触端(即：各个高压电接头接线柱2、触头3的自由端)接触。电压采集传感器4分别与每对热电偶的接触端相连，用来实时采集每对热电偶两个接触端间的热电势信号，并将采集到的热电势信号发送给整车控制器5。整车控制器5作为管理车辆各部件协调工作的核心，是由单片机和电子电路组成的电控单元，整车控制器5能够接收车辆各部位传感器的信号，并根据不同的传感器信号控制相关的部件作出响应，现已广泛应用。本发明中，整车控制器5用来接收电压采集传感器4发送来的每对热电偶两个接触端间的热电势信号，并根据每对热电偶两个接触端间的热电势以及热电势变化，得到高压电接头1的温度以及温度变化速率，由此得到每对热电偶测得的高压电接头的温度，且整车控制器5还根据高压电接头1的温度与温度变化速率对高压电接头1的接触状态进行级别划分，并根据对每对热电偶测得的高压电接头1温度中的最大温度以及最大温度的变化速率，实时判断高压电接头1的接触状态所对应的级别，由此根据高压电接头1的接触状态所对应的级别，控制高压电的通断或控制与整车控制器5相连的报警装置提醒或报警，具体如检测方法中步骤2、步骤3、步骤4与步骤5所述。
通过上述结构实现实时检测并监控高压电接头接触状态并向驾驶员或维修人员提醒，从而避免了电动汽车/混合动力汽车由于高压电接头接触不良造成的发热所带来的燃烧或爆炸危险。
Claims (4)
1.电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测方法，其特征在于：通过以下步骤来完成：
步骤1：实时监测高压电接头的温度；
步骤2：高压电接头接触状态判断；
将高压电接头接触状态级别0～3级，令高压电接头的温度为T，每分钟高压电接头的温度变化量为dT，则：
当T≤40℃，dT≤1℃/min时，高压电接头接触状态为状态为0级，安全状态；
当T≤40℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或40℃＜T≤60℃，dT≤1℃/min或40℃＜T≤60℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或60℃＜T≤80℃，dT≤1℃/min时，高压电接头接触状态为状态为1级，提醒状态；进入步骤3；
当T≤40℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或40℃＜T≤60℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或60℃＜T≤80℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或60℃＜T≤80℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或T＞80℃，dT≤1℃/min或T＞80℃，1℃/min＜dT≤5℃/min时，高压电接头接触状态为状态为2级，报警状态，进入步骤4；
当T≤40℃，dT＞10℃/min或40℃＜T≤60℃，dT＞10℃/min或60℃＜T≤80℃，dT＞10℃/min或T＞80℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或T＞80℃，dT＞10℃/min时，高压电接头状态为3级，断电报警状态，进入步骤5；
步骤3：向驾驶员发出提醒；
步骤4：向驾驶员发出警报；
步骤5：高压电接头断电并同时向驾驶员发出警报。
2.如权利要求1所述的电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测方法，其特征在于：所述步骤1中：通过热电偶两个接触端与高压电接头接触，使热电偶接触端的两端产生温差，热电偶两接触端间产生热电势，通过电压采集模块实时采集热电偶两个接触端间的热电势，并根据采集到热电偶两接触端间的热电势得到对应的高压电接头的温度。
3.电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测装置，其特征在于：包括触头、电压采集传感器、高压电接头接线柱、报警装置和整车控制器；
其中，高压电接头接线柱的个数与高压电接头的安插孔对应，用来安插高压电接头，使高压电接头中的各个高压导线分别与各个高压电接头接线柱接触；每根高压电接头接线柱配合固定有一个触头，且触头一端与高压电接头接线柱固定连接，并紧贴高压电接头接线柱，通过每个相互配合固定的高压电接头接线柱与触头的闭合回路构成一对热电偶，使高压电接头在安插时同时与每对热电偶的两个接触端接触；电压采集传感器分别与每对热电偶的接触端相连，用来实时采集每对热电偶两个接触端间的热电势信号，并将采集到的热电势信号发送给整车控制器；整车控制器用来接收电压采集传感器发送来的每对热电偶两个接触端间的热电势信号，并根据每对热电偶两个接触端间的热电势以及热电势变化，得到高压电接头的温度以及温度变化速率；整车控制器还根据高压电接头温度与温度变化速率将高压电接头接触状态级别0～3级，令高压电接头的温度为T，每分钟高压电接头的温度变化量为dT，则：
当T≤40℃，dT≤1℃/min时，高压电接头接触状态为状态为0级，安全状态；
当T≤40℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或40℃＜T≤60℃，dT≤1℃/min或40℃＜T≤60℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或60℃＜T≤80℃，dT≤1℃/min时，高压电接头接触状态为状态为1级提醒状态，通过整车控制器控制报警装置向驾驶员发出提醒；
当T≤40℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或40℃＜T≤60℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或60℃＜T≤80℃，1℃/min＜dT≤5℃/min或60℃＜T≤80℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或T＞80℃，dT≤1℃/min或T＞80℃，1℃/min＜dT≤5℃/min时，高压电接头接触状态为状态为2级报警状态，通过整车控制器控制报警装置向驾驶员发出警报；
当T≤40℃，dT＞10℃/min或40℃＜T≤60℃，dT＞10℃/min或60℃＜T≤80℃，dT＞10℃/min或T＞80℃，5℃/min＜dT≤10℃/min或T＞80℃，dT＞10℃/min时，高压电接头状态为3级断电报警状态，通过整车控制器控制高压电接头断电并同时通过报警装置向驾驶员发出警报。
4.如权利要求3所述电动汽车/混合动力汽车高压电接头接触状态检测装置，其特征在于：所述高压电接头接线柱采用纯铜金属，触头采用铜镍合金。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20120725 Assignee: SHENZHEN GREATLAND ELECTRICS INC. Assignor: Beihang University Contract record no.: 2017110000008 Denomination of invention: Detection method and device of contact state of high-voltage joint of electric vehicle/hybrid electric vehicle Granted publication date: 20140618 License type: Common License Record date: 20170504 |