CN104777423A - 一种镍氢混合动力汽车高压系统中继电器状态的检测方法 - Google Patents

一种镍氢混合动力汽车高压系统中继电器状态的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种镍氢混合动力汽车高压系统中继电器状态的检测方法，依据镍氢混合动力汽车高压系统中继电器闭合和断开的时序，实时获取电池包内的电压、动力侧两端的电压，依据BMS接收到上强电命令时的电池包内的电压与某个时序动力侧两端的电压差值的绝对值、或某两个时序的动力侧两端的电压差值的绝对值、或依据BMS接收到上强电命令时的电池包内的电压与动力侧两端的电压差值的绝对值来判断继电器是否处于粘连状态。本发明方法，能更好地控制高压动力的输出，能够防止由于继电器的损坏而引起的事故，从而实现车辆和驾驶员人身安全保护。

Description

一种镍氢混合动力汽车高压系统中继电器状态的检测方法
技术领域
本发明涉及一种继电器状态的检测方法，特别涉及一种镍氢混合动力汽车高压系统中继电器状态的检测方法。
背景技术
随着人口和经济的增长，能源和环境问题促使各国开发新能源汽车、节能环保型交通工具。混合动力汽车节能、环保，具有广阔的市场空间和良好的发展前景。
混合动力汽车能够通过耗费石油燃料的引擎以及从电池包提供的电能控制马达。混合动力汽车电池包通常由多个电池串联叠置组成，典型的动力电池包大约有几百伏。继电器作为一种以弱电信号控制强电信号的功率部件，在汽车中的应用非常普通。动力电池高压系统接通与断开，就是通过继电器来实现，继电器相当于一个安全开关。继电器的工作状态的好坏对整车性能的影响不容忽视。
混合动力汽车在制动或者减速时，电池包在BMS控制下借助驱动马达或发电机产生的电能来充电；在动力模式中，电池包通过放电以驱动车辆马达。电池包充电和放电过程中，BMS频繁控制继电器闭合、断开。继电器频繁操作，易发生触点粘连现象。所谓继电器粘连，就是在电池包高压系统接通的瞬间，继电器在接触之前拉出电弧，高温电弧烧融触点，而使触点无法断开的现象。高压继电器的损坏(粘连)，存在极大的安全隐患，进而对车辆、乘客、车辆检修人员造成损害或伤害。目前继电器状态的检测方法，主要是采集继电器线圈中的电流和电压作为继电器的回采信号来判断继电器的状态，但是这种方法只能检测BMS有没有对继电器进行控制，而不能对继电器进行有效监测，即不能明确判断继电器是处于工作状态还是故障状态，也不能检测出继电器是否处于粘死故障。
发明内容
本发明旨在提供一种可靠的、可在高压系统接通和断开过程中监测继电器状态的镍氢混合动力汽车高压系统中继电器状态的检测方法。
本发明通过以下方案实现：
一种镍氢混合动力汽车高压系统中继电器状态的检测方法，BMS接收到上强电命令时的电池包内的电压为Vpack_1，BMS接收到上强电命令时的动力侧两端的电压为Vbus_1，其它时序的动力侧两端的电压为Vbus_m，其中m表示时序数，为大于1的自然数。依据镍氢混合动力汽车高压系统中继电器闭合和断开的时序，实时获取电池包内的电压、系列动力侧两端的电压Vbus_m，依据Vpack_1与某一个时序动力侧两端的电压Vbus_m差值的绝对值，或依据某两个时序的动力侧两端的电压差值的绝对值，即两个不同m值对应的Vbus_m之间的差值的绝对值，或依据Vpack_1与Vbus_1差值的绝对值来判断继电器是否处于粘连状态。
按照以下步骤对高压系统接通过程中继电器的状态进行检测，
(Ⅰ)时序1，BMS接收到上强电命令时，获取Vpack_1、Vbus_1的值，若|Vpack_1–Vbus_1|＜规定值1，其中规定值1为19～21V，则判定主负继电器为粘连状态，预充继电器和主正继电器中至少一个为粘连状态；若|Vpack_1–Vbus_1|≥规定值1，则转入第(Ⅱ)步；
(Ⅱ)时序2，闭合预充继电器，获取Vbus_2的值，此时若|Vbus_2–Vbus_1|＞规定值2-1，其中规定值2-1为34～38V，则判定主负继电器为粘连状态，若|Vbus_2–Vbus_1|≤规定值2-1且Vbus_2＜规定值2-2，其中规定值2-2为24～28V，则判定主负继电器未粘连，转入第(Ⅲ)步；
(Ⅲ)时序3，断开预充继电器并闭合主负继电器，获取Vbus_3的值，此时若|Vbus_3–Vbus_1|＞规定值3-1，其中规定值3-1为34～38V，则判定预充继电器和主正继电器中至少一个为粘连状态，若|Vbus_3–Vbus_1|≤规定值3-1且Vbus_3＜规定值3-2，其中规定值3-2为24～28V，则判定预充继电器未粘连，转入第(Ⅳ)步；
(Ⅳ)时序4，闭合预充继电器，获取Vbus_4的值，此时若|Vpack_1-Vbus_4|＞规定值4，其中规定值4为18～22V，则高压系统预充电失败，若|Vpack_1-Vbus_4|≤规定值4，则高压系统预充电成功。
上述过程中，在每个时序中，都会等待一定时间，以便于获取较稳定的电压值。
按照以下步骤对高压系统断开过程中继电器的状态进行检测，BMS接收到下强电命令后，进入时序7断开主正继电器，获取Vbus_7的值，之后进入时序8断开预充继电器，获取Vbus_8的值，此时若|Vbus_8-Vbus_7|＜规定值5，其中规定值5为16～20V，则判定主正继电器为粘连状态，若|Vbus_8-Vbus_7|≥规定值5，则判定主正继电器未粘连。
本发明的继电器状态的检测方法，通过对继电对进行控制，从而实现在高压系统接通和断开过程中对继电器有效地监测，能明确判断继电器是处于工作状态还是故障状态，能检测出继电器是否为粘连故障。通过本发明的继电器状态的检测方法，能更好地控制高压动力的输出，能够防止由于继电器的损坏而引起的事故，从而实现车辆和驾驶员人身安全保护。
附图说明
图1：现有混合动力汽车中高压系统结构示意图
图2：高压系统接通过程中各继电器状态检测方法的流程图
图3：高压系统断开过程中各继电器状态检测方法的流程图
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
现有混合动力汽车中高压系统，如图1所示，包括主负继电器1、主正继电器2、预充继电器3、电机4、动力电池组5和预充电阻R。为了实现高压系统的安全接通，继电器的闭合顺序是有要求的。在高压系统接通过程和断开过程中，各继电器可能存在粘连的故障，因此在高压系统的接通和断开过程中，需要判定各继电器是否存在粘连故障。
一种镍氢混合动力汽车高压系统中继电器状态的检测方法，BMS接收到上强电命令时的电池包内的电压为Vpack_1，BMS接收到上强电命令时的动力侧两端的电压为Vbus_1，其它时序的动力侧两端的电压为Vbus_m，其中m表示时序数，为大于1的自然数；依据镍氢混合动力汽车高压系统中继电器闭合和断开的时序，实时获取电池包内的电压、系列动力侧两端的电压Vbus_m，依据Vpack_1与某一个时序动力侧两端的电压Vbus_m差值的绝对值，或依据某两个时序的动力侧两端的电压差值的绝对值，即两个不同m值对应的Vbus_m之间的差值的绝对值，或依据Vpack_1与Vbus_1差值的绝对值来判断继电器是否处于粘连状态。
高压系统接通过程中各继电器状态检测方法的流程图如图2所示。按照以下步骤对高压系统接通过程中继电器的状态进行检测，
(Ⅰ)时序1，BMS接收到上强电命令时，获取Vpack_1、Vbus_1的值，若|Vpack_1–Vbus_1|＜规定值1，其中规定值1为19～21V，则判定主负继电器为粘连状态，预充继电器和主正继电器中至少一个为粘连状态，此时强制断开所有继电器进入故障处理步骤；若|Vpack_1–Vbus_1|≥规定值1，则转入第(Ⅱ)步；
(Ⅱ)时序2，闭合预充继电器，获取Vbus_2的值，此时若|Vbus_2–Vbus_1|＞规定值2-1，其中规定值2-1为34～38V，则判定主负继电器为粘连状态，此时进入故障处理步骤；若|Vbus_2–Vbus_1|≤规定值2-1且Vbus_2＜规定值2-2，其中规定值2-2为24～28V，则判定主负继电器未粘连，则转入第(Ⅲ)步；
(Ⅲ)时序3，断开预充继电器并闭合主负继电器，获取Vbus_3的值，此时若|Vbus_3–Vbus_1|＞规定值3-1，其中规定值3-1为34～38V，则判定预充继电器和主正继电器中至少一个为粘连状态，此时进入故障处理步骤；若|Vbus_3–Vbus_1|≤规定值3-1且Vbus_3＜规定值3-2，其中规定值3-2为24～28V，则判定预充继电器未粘连，转入第(Ⅳ)步；
(Ⅳ)时序4，闭合预充继电器，获取Vbus_4的值，此时若|Vpack_1-Vbus_4|＞规定值4，其中规定值4为18～22V，则高压系统预充电失败，此时强制断开所有继电器进入故障处理步骤；若|Vpack_1-Vbus_4|≤规定值4，则高压系统预充电成功，转入第(Ⅴ)步；
(Ⅴ)时序5，闭合主正继电器，转入第(Ⅵ)步；
(Ⅵ)时序6，断开预充继电器，完成高压系统接通过程。
在每个时序中，都会等待一定时间，以便于获取较稳定的电压值。
高压系统断开过程中各继电器状态检测方法的流程图如图3所示。按照以下步骤对高压系统断开过程中继电器的状态进行检测，BMS接收到下强电命令后，进入时序7断开主正继电器，获取Vbus_7的值，之后进入时序8断开预充继电器，获取Vbus_8的值，此时若|Vbus_8-Vbus_7|＜规定值5，其中规定值5为16～20V，则判定主正继电器为粘连状态，此时进入故障处理步骤；若|Vbus_8-Vbus_7|≥规定值5，则判定主正继电器未粘连，断开主负继电器，完成高压系统断开过程，即下强电完成。在每个时序中，都会等待一定时间，以便于获取较稳定的电压值。

Claims (3)

1.一种镍氢混合动力汽车高压系统中继电器状态的检测方法，其特征在于：依据镍氢混合动力汽车高压系统中继电器闭合和断开的时序，实时获取电池包内的电压、系列动力侧两端的电压Vbus_m，其中m为大于1的自然数；依据BMS接收到上强电命令时的电池包内的电压Vpack_1与某一个时序动力侧两端的电压Vbus_m差值的绝对值，或依据某两个时序的动力侧两端的电压差值的绝对值，或依据BMS接收到上强电命令时的电池包内的电压Vpack_1与BMS接收到上强电命令时动力侧两端的电压Vbus_1差值的绝对值来判断继电器是否处于粘连状态。
2.如权利要求1所述的镍氢混合动力汽车高压系统中继电器状态的检测方法，其特征在于：按照以下步骤对高压系统接通过程中继电器的状态进行检测，
(Ⅰ)BMS接收到上强电命令时，获取Vpack_1、Vbus_1的值，若|Vpack_1–Vbus_1|＜规定值(1)，其中规定值(1)为19～21V，则判定主负继电器为粘连状态，预充继电器和主正继电器中至少一个为粘连状态；若|Vpack_1–Vbus_1|≥规定值(1)，则转入第(Ⅱ)步；
(Ⅱ)闭合预充继电器，获取Vbus_2的值，此时若|Vbus_2–Vbus_1|＞规定值(2-1)，其中规定值(2-1)为34～38V，则判定主负继电器为粘连状态，若|Vbus_2–Vbus_1|≤规定值(2-1)且Vbus_2＜规定值(2-2)，其中规定值2-2为24～28V，则判定主负继电器未粘连，转入第(Ⅲ)步；
(Ⅲ)断开预充继电器并闭合主负继电器，获取Vbus_3的值，此时若|Vbus_3–Vbus_1|＞规定值(3-1)，其中规定值(3-1)为34～38V，则判定预充继电器和主正继电器中至少一个为粘连状态，若|Vbus_3–Vbus_1|≤规定值(3-1)且Vbus_3＜规定值(3-2)，其中规定值(3-2)为24～28V，则判定预充继电器未粘连，转入第(Ⅳ)步；
(Ⅳ)闭合预充继电器，获取Vbus_4的值，此时若|Vpack_1-Vbus_4|＞规定值(4)，其中规定值(4)为18～22V，则高压系统预充电失败，若|Vpack_1-Vbus_4|≤规定值(4)，则高压系统预充电成功。
3.如权利要求1所述的镍氢混合动力汽车高压系统中继电器状态的检测方法，其特征在于：按照以下步骤对高压系统断开过程中继电器的状态进行检测，BMS接收到下强电命令后，断开主正继电器，获取Vbus_7的值，之后断开预充继电器，获取Vbus_8的值，此时若|Vbus_8-Vbus_7|＜规定值(5)，其中规定值(5)为16～20V，则判定主正继电器为粘连状态，若|Vbus_8-Vbus_7|≥规定值(5)，则判定主正继电器未粘连。
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Address after: 410205 No. 348 west slope, Changsha hi tech Development Zone, Hunan, 101, 102, Tongzi

Applicant after: CORUN HYBRID POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 410205 No. 348 west slope, Yuelu District, Hunan, Changsha, Tongzi

Applicant before: Hunan Corun New Energy Co.,Ltd.

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Address after: 528031, room 1, building 131, No. 601-604, Hua Hua Xi Road, Chancheng District, Guangdong, Foshan, China, A

Applicant after: CORUN HYBRID POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 410205 No. 348 west slope, Changsha hi tech Development Zone, Hunan, 101, 102, Tongzi

Applicant before: CORUN HYBRID POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Effective date of registration: 20230412

Address after: 410221 No. 348, Tongzipo West Road, Changsha High tech Development Zone, Changsha City, Hunan Province

Patentee after: HUNAN COPOWER EV BATTERY Co.,Ltd.

Address before: 528031 room 601-604, building a, building 1, No. 131, Jihua West Road, Chancheng District, Foshan City, Guangdong Province

Patentee before: CORUN HYBRID POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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