CN104656628A - 用于接触器的烧结检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于接触器的烧结检测装置和方法，其中所述装置包括：设置在接触器的两个触点处的第一检测端和第二检测端；检测模块，检测模块分别与第一检测端和第二检测端相连，用于检测第一检测端和第二检测端之间的通断状态；控制模块，用于在接触器吸合之后控制接触器断开，并根据接触器断开之后第一检测端和第二检测端之间的通断状态判断接触器是否烧结。根据本发明实施例的装置，在每次电动汽车启动前，对接触器的状态进行检测，确保未吸合接触器之前接触器是断开的状态，避免电动汽车启动时出现误动作；此外，当检测到接触器发生烧结时，可立即采取措施对驱动模块进行保护，提高了驱动模块的使用寿命，提高了电动汽车的安全性。

Description

用于接触器的烧结检测装置和方法

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别涉及一种用于接触器的烧结检测装置和方法。

背景技术

电机驱动过程中是需要电流回路的，而单相接触器相连无法构成回路，因此在电动汽车的电机三相线中，使用两个接触器分别控制电机的V相和W相，U相则与控制器的驱动模块IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）直接相连，不用接触器进行断开处理。

对于大多数的电动汽车来说，其驱动功率较小，增加电池包的数量可以使电压增大，那么所需的驱动电流就会比较小。因此，可以选择的交流接触器种类较多。但是，目前在电动汽车的大功率VTOG（双向逆变充放电技术）设计中，驱动功率较大，而电池包的数量不可能无限增多，即电池包电压不会无限增高，因此驱动电流就不可避免的会增大。

目前，主要存在以下问题：（1）大电流的交流接触器种类较少，多数大电流的交流接触器都使用非标件定制，或者采用直流接触器进行替代，因此，大大增加了接触器失效的风险；（2）接触器是机械器件，使用寿命较短，故在使用中容易出现损坏；（3）接触器在高压配电箱中，不能对接触器的状态进行检测，当接触器发生烧结时，不能及时地采取措施对电动汽车进行保护，容易造成电动汽车的严重损坏。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于接触器的烧结检测装置，该装置可以检测接触器是否烧结，当检测到接触器烧结时，采取措施保护电机的驱动模块，提高了电动汽车的安全性。

本发明的第二个目的在于提出一种用于接触器的烧结检测方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例的用于接触器的烧结检测装置，包括：设置在接触器的两个触点处的第一检测端和第二检测端；检测模块，所述检测模块分别与所述第一检测端和所述第二检测端相连，用于检测所述第一检测端和所述第二检测端之间的通断状态；控制模块，用于在所述接触器吸合之后控制所述接触器断开，并根据所述接触器断开之后所述第一检测端和所述第二检测端之间的通断状态判断所述接触器是否烧结。

本发明实施例的用于接触器的烧结检测装置，至少具有以下有益效果：（1）在每次电动汽车启动前，对接触器的状态进行检测，确保未吸合接触器之前接触器是断开的状态，避免电动汽车启动时出现误动作；（2）通过对电机接触器进行检测并判断接触器是否发生烧结，如果接触器烧结，立即采取措施对驱动模块进行保护，提高了驱动模块的使用寿命，提高了电动汽车的安全性。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例的用于接触器的烧结检测方法，包括以下步骤：检测第一检测端和第二检测端的通断状态；当接触器需断开时控制所述接触器断开，并根据所述接触器断开之后所述第一检测端和所述第二检测端之间的通断状态判断所述接触器是否烧结。

本发明实施例的用于接触器的烧结检测方法，至少具有以下有益效果：（1）在每次电动汽车启动前，对接触器的状态进行检测，确保未吸合接触器之前接触器是断开的状态，避免电动汽车启动时出现误动作；（2）通过对电机接触器进行检测并判断接触器是否发生烧结，如果接触器烧结，立即采取措施对驱动模块进行保护，提高了驱动模块的使用寿命，提高了电动汽车的安全性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的用于接触器的烧结检测装置的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的用于接触器的烧结检测装置的结构示意图；

图3是本发明实施例的检测模块的电路结构示意图，

图4是本发明实施例的隔离电源模块的电路结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的用于接触器的烧结检测方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在电动汽车的电机三相线中，采用两个电机接触器控制电机的三相线，其中接触器是机械器件，接触器的断开一般是在有大电流流过的时候发生的，在这种情况下最容易出现接触器端子的拉弧现象，触点会产生高温而渐渐融化，然后极易粘连在一起，即所谓的接触器烧结。接触器发生烧结后，可能会导致与电机相连的驱动模块损坏，为了保护驱动模块以及提高电动汽车的安全性，本发明提出一种用于电机的接触器烧结检测装置和方法，下面参考说明书附图描述根据本发明实施例提出的用于电机的接触器烧结检测装置和方法。

图1为本发明实施例的用于接触器的烧结检测装置的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例的用于接触器的烧结检测装置包括：第一检测端100、第二检测端200、检测模块300、控制模块400和隔离电源模块500。

其中，第一检测端100、第二检测端200分别设置在接触器的两个触点处。在本发明的一个实施例中，接触器为电动汽车中的电机控制器。

检测模块300分别与第一检测端100和第二检测端200相连，用于检测第一检测端100和第二检测端200之间的通断状态。

具体地，检测模块300用于检测第一检测端100和第二检测端200之间的通断状态，例如，当接触器的两个触点吸合时，第一检测端100和第二检测端200之间为接通状态，当接触器的两个触点未吸合时，第一检测端100和第二检测端200之间为断开状态。

控制模块400用于在接触器吸合之后控制接触器断开，并根据接触器断开之后第一检测端和第二检测端之间的通断状态判断接触器是否烧结。

具体地，接触器吸合后，控制模块400控制接触器断开，例如可以通过发送断开指令以控制接触器断开，如果控制接触器断开之后第一检测端100和第二检测端200之间依然为接通状态，则说明接触器的触点粘连在一起无法断开，即判断接触器已烧结；如果控制接触器断开之后第一检测端100和第二检测端200之间变为断开状态，则说明接触器的触点可以根据断开指令正常断开，即判断接触器未发生烧结。

在本发明的一个实施例中，当判断接触器已经发生烧结无法断开时，为了使与电机相连的驱动模块不受损害，控制模块400则立即关闭PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）波以保护驱动模块。

在本发明的一个实施例中，隔离电源模块500用于给检测模块300供电。

图2是根据本发明一个实施例的用于接触器的烧结检测装置的结构示意图。如图2所示，检测模块300具体包括采集单元310和传递单元320。

图3是本发明实施例的检测模块300的电路结构示意图，如图3所示，检测模块300包括采集单元310和传递单元320。

其中，采集单元310用于检测第一检测端100和第二检测端200之间的通断状态。

具体地，如图3所示，采集单元310包括：第一电阻R1，第一电阻R1的一端与隔离电源模块500电连接；第二电阻R2，第二电阻R2的一端与第一检测端100电连接；第三电阻R3，第三电阻R3的一端与隔离电源模块500电连接，第三电阻R3的另一端与第一检测端100电连接，与第二电阻R2的一端电连接；第一电容C1，第一电容C1的一端与第二电阻R2的另一端电连接，第一电容C1的另一端与第二检测端200电连接；第二电容C2，第二电容C2的一端与隔离电源模块500电连接，第二电容C2的另一端与第二检测端200电连接。

传递单元320用于将通断状态传递至控制模块400。

具体地，如图3所示，传递单元320包括：光电耦合器IC1，光电耦合器IC1原边的第一端口（标号1）与第一电阻R1的另一端电连接，光电耦合器IC1原边的第二端口（标号3）与第二电阻R2的另一端电连接，与第一电容C1的一端电连接；第四电阻R4，第四电阻R4的一端与预设电位（例如+5V）电连接，与光电耦合器IC1副边的第五端口（标号6）电连接，第四电阻R4的另一端与光电耦合器IC1的副边的第四端口（标号5）电连接；第三电容C3，第三电容C3的一端与光电耦合器IC1副边的第四端口（标号5）电连接，第三电容C3的另一端与光电耦合器IC1副边的第三端口（标号4）电连接，且接地；第四电容C4，第四电容C4的一端与预设电位（例如+5V）电连接，第四电容C4的另一端接地。

下面结合图3、图4详细说明本发明实施例的用于接触器的烧结检测装置的检测原理。图3是本发明实施例的检测模块300的电路结构示意图，图4是本发明实施例的隔离电源模块500的电路结构示意图。

在本发明的一个实施例中，如图3、图4所示，概括来讲，当接触器吸合时，接触器的两个高压触点导通（即短路），利用两个高压触点吸合后的短路现象以及额外增加的隔离电源模块500，使光电耦合器IC1的发光二极管导通，从而使光电耦合器IC1的副边输出低电平信号，然后控制模块400发送断开指令以控制接触器断开，如果此后光电耦合器IC1的副边仍然输出低电平信号，则认为接触器已经发生烧结无法断开，那么控制模块400则立即关闭PWM波以保护与电机相连的驱动模块，从而保护电动汽车的安全。

具体地，举例来讲，图3是本发明实施例的检测模块300的电路结构示意图。图4是本发明实施例的隔离电源模块500的电路结构示意图，隔离电源模块500用于给检测模块300供电，如图4所示，+5V4和GND4为隔离电源模块500的输出，由于光电耦合器IC1的原边的导通需要电源提供能量，而线路板上只有低压电源不能直接叠加在高压线上，所以需要隔离电源模块500将电源隔离以单独供电。

如图3所示，NB-V+（即第一检测端100）和GND4（即第二检测端200）两个网络结点分别接在接触器的两个触点处。其中，GND4结点是利用隔离电源模块500构建的一个虚地，+5V4是相对于虚地GND4的一个+5V电压，用于给光电耦合器IC1的原边供电。当接触器吸合时，NB-V+和GND4结点导通，光电耦合器IC1的原边的+5V4和GND4之间构成回路，即光电耦合器IC1原边的第一端口（标号1）为高电平，光电耦合器IC1原边的第二端口（标号3）为低电平，那么光电耦合器IC1原边的发光二极管导通后发光，光电耦合器IC1副边的三极管感应到光信号后导通，那么光电耦合器IC1副边的第四端口（标号5）输出低电平；当接触器未吸合时，光电耦合器IC1的原边没有回路，发光二极管不导通，又由于光电耦合器IC1副边的第四端口（标号5）通过上拉电阻R4连接预设电源（例如+5V），所以此时输出高电平。控制模块400则通过光电耦合器IC1副边的第四端口（标号5）输出电平的高低来判断接触器是否吸合，当判断接触器吸合时，控制模块400控制接触器断开，之后如果光电耦合器IC1副边的第四端口（标号5）输出的电平仍为低电平信号，则认为该接触器发生烧结无法断开，控制模块400立即关闭PWM波以保护与电机相连的驱动模块，从而保护电动汽车的安全。

本发明实施例的用于接触器的烧结检测装置，至少具有以下有益效果：（1）在每次电动汽车启动前，对接触器的状态进行检测，确保未吸合接触器之前接触器是断开的状态，避免电动汽车启动时出现误动作；（2）通过对电机接触器进行检测并判断接触器是否发生烧结，如果接触器烧结，立即采取措施对驱动模块进行保护，提高了驱动模块的使用寿命，提高了电动汽车的安全性。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种用于接触器的烧结检测方法。

图5是根据本发明一个实施例的用于接触器的烧结检测方法的流程图。

如图5所示，用于接触器的烧结检测方法包括以下步骤：

步骤S101，检测第一检测端和第二检测端的通断状态。

在本发明的一个实施例中，第一检测端和第二检测端设置在接触器的两个触点处，其中，接触器为电动汽车中的电机控制器。例如，当接触器的两个触点吸合时，第一检测端和第二检测端之间为接通状态，当接触器的两个触点未吸合时，第一检测端和第二检测端之间为断开状态。

例如，更具体地，如图3所示，当接触器吸合时，NB-V+（第一检测端）和GND4（第二检测端）结点导通，光电耦合器的原边的+5V4和GND4之间构成回路，即光电耦合器IC1原边的第一端口（标号1）为高电平，光电耦合器IC1原边的第二端口（标号3）为低电平，那么光电耦合器原边的发光二极管导通后发光，光电耦合器IC1副边的三极管感应到光信号后导通，那么光电耦合器IC1副边的第四端口（标号5）输出低电平；当接触器未吸合时，光电耦合器IC1的原边没有回路，发光二极管不导通，又由于光电耦合器IC1副边的第四端口（标号5）通过上拉电阻R4连接预设电源（例如+5V），所以此时输出高电平。

步骤S102，当接触器需断开时控制接触器断开。

例如，如图3所示，当光电耦合器IC1副边的第四端口（标号5）输出低电平时，即接触器处于吸合状态，此时控制接触器断开，例如可以向接触器发送断开指令以控制接触器断开。

步骤S103，如果控制接触器断开之后第一检测端和第二检测端之间依然为接通状态，则判断接触器已烧结。

例如，如图3所示，向接触器发送断开指令以控制接触器断开之后，如果光电耦合器IC1副边的第四端口（标号5）输出的电平仍为低电平信号，则认为该接触器发生烧结无法断开。此时应该立即关闭PWM波以保护与电机相连的驱动模块，从而保护电动汽车的安全。

步骤S104，如果控制接触器断开之后第一检测端和第二检测端之间变为断开状态，则判断接触器未发生烧结。

具体地，例如，向接触器发送断开指令以控制接触器断开之后，如果光电耦合器IC1副边的第四端口（标号5）输出的电平变为高电平信号，则说明接触器可以根据断开指令正常断开，即接触器未发生烧结。

其中，步骤S103和步骤S104在执行顺序上不分先后。

本发明实施例的用于接触器的烧结检测方法，至少具有以下有益效果：（1）在每次电动汽车启动前，对接触器的状态进行检测，确保未吸合接触器之前接触器是断开的状态，避免电动汽车启动时出现误动作；（2）通过对电机接触器进行检测并判断接触器是否发生烧结，如果接触器烧结，立即采取措施对驱动模块进行保护，提高了驱动模块的使用寿命，提高了电动汽车的安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种用于接触器的烧结检测装置，其特征在于，包括：

设置在接触器的两个触点处的第一检测端和第二检测端；

检测模块，所述检测模块分别与所述第一检测端和所述第二检测端相连，用于检测所述第一检测端和所述第二检测端之间的通断状态；

控制模块，用于在所述接触器吸合之后控制所述接触器断开，并根据所述接触器断开之后所述第一检测端和所述第二检测端之间的通断状态判断所述接触器是否烧结。

2.如权利要求1所述的用于接触器的烧结检测装置，其特征在于，如果控制所述接触器断开之后所述第一检测端和所述第二检测端之间依然为接通状态，则判断所述接触器已烧结。

3.如权利要求1所述的用于接触器的烧结检测装置，其特征在于，如果控制所述接触器断开之后所述第一检测端和所述第二检测端之间变为断开状态，则判断所述接触器未发生烧结。

4.如权利要求1所述的用于接触器的烧结检测装置，其特征在于，还包括：

隔离电源模块，所述隔离电源模块用于给所述检测模块供电。

5.如权利要求1-4任一项所述的用于接触器的烧结检测装置，其特征在于，所述接触器为电动汽车中的电机控制器。

6.如权利要求1所述的用于接触器的烧结检测装置，其特征在于，所述检测模块包括：

采集单元，用于检测所述第一检测端和所述第二检测端之间的通断状态；

传递单元，用于将所述通断状态传递至所述控制模块。

7.如权利要求6所述的用于接触器的烧结检测装置，其特征在于，所述采集单元包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述隔离电源模块电连接；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一检测端电连接；

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述隔离电源模块电连接，所述第三电阻的另一端与所述第一检测端电连接，与所述第二电阻的一端电连接；

第一电容，所述第一电容的一端与所述第二电阻的另一端电连接，所述第一电容的另一端与所述第二检测端电连接；

第二电容，所述第二电容的一端与所述隔离电源模块电连接，所述第二电容的另一端与所述第二检测端电连接。

8.如权利要求6所述的用于接触器的烧结检测装置，其特征在于，所述传递单元包括：

光电耦合器，所述光电耦合器原边的第一端口与所述第一电阻的另一端电连接，所述光电耦合器原边的第二端口与所述第二电阻的另一端电连接，与所述第一电容的一端电连接；

第四电阻，所述第四电阻的一端与预设电位电连接，与所述光电耦合器副边的第五端口电连接，所述第四电阻的另一端与所述光电耦合器的副边的第四端口电连接；

第三电容，所述第三电容的一端与所述光电耦合器副边的第四端口电连接，所述第三电容的另一端与所述光电耦合器副边的第三端口电连接，且接地；

第四电容，所述第四电容的一端与所述预设电位电连接，所述第四电容的另一端接地。

9.一种用于接触器的烧结检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测第一检测端和第二检测端的通断状态；

当接触器需断开时控制所述接触器断开，并根据所述接触器断开之后所述第一检测端和所述第二检测端之间的通断状态判断所述接触器是否烧结。

10.如权利要求9所述的用于接触器的烧结检测方法，其特征在于，如果控制所述接触器断开之后所述第一检测端和所述第二检测端之间依然为接通状态，则判断所述接触器已烧结。

11.如权利要求9所述的用于接触器的烧结检测方法，其特征在于，如果控制所述接触器断开之后所述第一检测端和所述第二检测端之间变为断开状态，则判断所述接触器未发生烧结。

12.如权利要求9-11任一项所述的用于接触器的烧结检测方法，其特征在于，所述接触器为电动汽车中的电机控制器。