CN104827912B - 继电器的检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种继电器的检测装置。其中，继电器控制电路包括负极继电器、正极继电器、预充电继电器、预充电电阻和电机。检测装置包括检测电路和控制器，其中，检测电路包括第一端与负极继电器的第二端相连的第一电阻；第一端与第一电阻的第二端相连的第一开关；第一端与第一开关的第二端相连，第二端与负极继电器的第一端相连的第一电流传感器；控制器用于当负极继电器闭合/或断开时，控制第一开关闭合，并根据第一电流传感器采集的电流判断负极继电器的状态是否正常。本发明实施例的继电器检测装置可以及时发现继电器的故障，以便电池管理系统或整车管理系统及时根据故障做出决策，保证了动力电池的安全，同时达到了保护人员安全的目的。

Description

继电器的检测装置
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种继电器的检测装置。
背景技术
电动汽车上使用的动力电源系统通常是由多个动力电池组串联而成，因此，直流母线上的电压高达上百伏，远远超出人体能承受的或安全电压的范围，一旦动力电源系统出现故障，对于操作或维护人员来说是非常危险的。动力电源系统的输出与关断，通常是通过电池管理系统(BMS，Battery Management System)控制直流母线上的继电器闭合和断开来实现的，所以对继电器的状态和故障进行检测是电池管理系统的一个重要的组成部分。
目前，对于继电器的状态，主要采用硬件电路进行检测，通过计算得出继电器的状态，然而这种检测方式只能通过检测回路中是否存在高压来判断继电器状态。因此，当负极继电器单独闭合时，无法检测继电器状态，更为重要的是，当有高压存在时，无法准确检测正极继电器和预充电继电器是否处于正常工作状态。例如，当动力电池的预充电完成，正极继电器闭合后，电池管理系统无法检测到预充电继电器是否断开，因此，随着预充电继电器的老化，触电电阻的逐渐增大，如果正极继电器闭合后预充电继电器没有断开，与预充电继电器串联的预充电电阻就会长期工作在大电流的情况下，导致存在预充电电阻烧毁的可能，从而给动力电源系统造成了隐患。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种继电器的检测装置。该检测装置可以及时发现继电器故障，以便电池管理系统或整车管理系统及时根据故障做出决策，保证了动力电池的安全，同时达到了保护人员安全的目的。
为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种继电器的检测装置，其中，继电器控制电路包括负极继电器、正极继电器、预充电继电器、预充电电阻和电机，负极继电器的第一端与电机的第一端相连，预充电继电器的第一端与负极继电器的第二端相连，正极继电器的第一端与负极继电器的第二端相连，正极继电器的第二端与电机第二端相连，预充电电阻的第一端与预充电继电器的第二端相连，预充电电阻的第二端与电机的第二端相连，其特征在于，所述检测装置包括检测电路和控制器，其中，所述检测电路包括：第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述负极继电器的第二端相连；第一开关，所述第一开关的第一端与所述第一电阻的第二端相连；第一电流传感器，所述第一电流传感器的第一端与所述第一开关的第二端相连，所述电流传感器的第二端与所述负极继电器的第一端相连；以及所述控制器用于当所述负极继电器闭合/或断开时，控制所述第一开关闭合，并根据所述第一电流传感器采集的电流I1判断所述负极继电器的状态是否正常。
本发明实施例的继电器检测装置，控制器在负极继电器闭合或者断开时，通过电流传感器检测到的电流判断负极继电器的状态是否正常，可以及时发现继电器的故障，以便电池管理系统或整车管理系统及时根据故障做出决策，保证了动力电池的安全，同时达到了保护人员安全的目的。
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是本发明一个实施例的继电器的检测装置的结构示意图；
图2是本发明一个实施例的检测电路的电路图；以及
图3是本发明一个实施例的检测继电器状态的流程图。
附图标记：Ctc_Neg负极继电器；Ctc_Pos、正极继电器；Ctc_Pre、预充电继电器；R_Pre预充电电阻；M电机；R1第一电阻；R2第二电阻；R3第三电阻；K1第一开关；K2第二开关；K3第三开关；A1第一电流传感器；A2第二电流传感器；U1第一检测点的电压；U2第二检测点的电压；U3第三检测点的电压。
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，而不能理解为对本发明的限制。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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
下面参考附图描述根据本发明实施例的继电器的检测装置。
图1是本发明一个实施例的继电器的检测装置的结构示意图，图2是本发明一个实施例的检测电路的电路图，图3是本发明一个实施例的检测继电器状态的流程图。
如图2所示，图2中粗线条部分为现有的继电器控制电路，其中，继电器控制电路包括负极继电器Ctc_Neg、正极继电器Ctc_Pos、预充电继电器Ctc_Pre、预充电电阻R_Pre和电机M。具体而言，负极继电器Ctc_Neg的第一端与电机M的第一端相连，预充电继电器Ctc_Pre的第一端与负极继电器Ctc_Neg的第二端相连，正极继电器Ctc_Pos的第一端与负极继电器Ctc_Neg的第二端相连，正极继电器Ctc_Pos的第二端与电机M第二端相连，预充电电阻R_Pre的第一端与预充电继电器Ctc_Pre的第二端相连，预充电电阻R_Pre的第二端与电机M的第二端相连。
如图1所示，本发明实施例的继电器的检测装置包括检测电路10和控制器20，进一步而言，如图2所示，图2中细线条部分为本发明实施例的检测电路10，检测电路10包括第一电阻R1、第一开关K1和第一电流传感器A1，该检测电路10可以检测负极继电器Ctc_Neg的断开或闭合状态。具体而言，第一电阻R1的第一端与负极继电器Ctc_Neg的第二端相连，第一开关K1的第一端与第一电阻R1的第二端相连，第一电流传感器A1的第一端与第一开关K1的第二端相连，第一电流传感器A1的第二端与负极继电器Ctc_Neg的第一端相连。
控制器20用于当负极继电器Ctc_Neg闭合/或断开时，控制第一开关K1闭合，并根据第一电流传感器A1采集的电流I1判断负极继电器Ctc_Neg的状态是否正常。
具体而言，如图3所示，当负极继电器接收到闭合请求时，控制器20在负极继电器闭合的同时控制第一开关K1闭合，然后第一电流传感器A1采集通过第一电流传感器A1的电流值I1，控制器20根据采集到的电流值I1进行逻辑判断。如果I1为0，则说明负极继电器在闭合状态下没有电流通过，由此，控制器20判断出负极继电器无法闭合；如果I1不为0，则说明负极继电器在闭合状态下有电流通过，由此，控制器20判断出负极继电器正常闭合。
同理而言，当负极继电器接收到断开请求时，控制器20在负极继电器断开的同时也控制第一开关K1闭合，根据采集到的电流值I1进行逻辑判断。如果I1不为0，则说明负极继电器在断开状态下有电流通过，由此，控制器20判断出负极继电器无法断开；如果I1为0，则说明负极继电器在断开状态下没有电流通过，由此，控制器20判断出负极继电器正常断开。
本发明实施例的继电器的检测装置，控制器在负极继电器闭合或者断开时，通过电流传感器检测到的电流判断负极继电器的状态是否正常，可以及时发现继电器的故障，以便电池管理系统或整车管理系统及时根据故障做出决策，保证了动力电池的安全，同时达到了保护人员安全的目的。
在本发明的一个实施例中，检测装置还可以检测预充电继电器Ctc_Pre的断开或闭合状态，其中，如图2所示，检测电路10还包括第二开关K2、第二电阻R2和第二电流传感器A2。具体而言，第二开关K2的第一端与预充电继电器Ctc_Pre和正极继电器Ctc_Pos的第一端相连；第二电阻R2的第一端与第二开关K2的第二端相连；第二电流传感器A2的第一端与第二电阻R2的第二端相连，第二电流传感器A2的第二端与预充电电阻R_Pre和正极继电器Ctc_Pos的第二端相连。
控制器20还用于当预充电继电器Ctc_Pre闭合/或断开，且正极继电器Ctc_Pos断开时，控制第二开关K2闭合，并根据第二电流传感器A2采集的电流I2判断预充电继电器Ctc_Pre和正极继电器Ctc_Pos的状态是否正常。
具体而言，如图3所示，当预充电继电器Ctc_Pre接收到闭合请求时，如果控制器20判断正极继电器的状态为断开状态，则控制器20控制第二开关K2闭合，然后第二电流传感器A2采集通过第二电流传感器A2的电流值I2，控制器20根据采集到的电流值I2进行逻辑判断。如果I2为0，则说明预充电继电器在闭合状态下没有电流通过，由此，控制器20判断出预充电继电器和正极继电器中的至少一个状态异常，即，预充电继电器无法闭合，或者是正极继电器处于闭合状态；如果I2不为0，说明预充电继电器在闭合状态下有电流通过，则控制器20需要进一步判断，具体的判断逻辑会在后面详细说明。
同理而言，当预充电继电器接收到断开请求时，如果控制器10判断正极继电器的状态为断开状态，则控制器20也控制二开关K2闭合，然后根据采集到的电流值I2进行逻辑判断。如果I2为0，则说明预充电继电器和正极继电器均正常，即，预充电继电器正常断开且正极继电器处于断开状态；如果I2不为0，则说明预充电继电器在断开状态下有电流通过，由此，控制器20判断出预充电继电器和正极继电器中的一个状态异常，即，预充电继电器无法断开，或者正极继电器处于闭合状态，然后进一步判断正极继电器是否接收到闭合请求。
在本发明的一个实施例中，检测装置还可以进一步检测正极继电器Ctc_Pos的断开或闭合状态。其中，如图2所示，检测电路10还包括第三开关K3和第三电阻R3。具体而言，第三开关K3的第一端与第二电阻R2的第二端相连，第三电阻R3的第一端与第三开关K3的第二端相连，第三电阻R3的第二端与预充电继电器Ctc_Pre的第二端相连。
控制器20还用于当正极继电器Ctc_Pos闭合时，控制第二开关K2和第三开关K3闭合，并分别采集第一检测点、第二检测点和第三检测点的检测电压U1、U2和U3，以及根据采集到的第一检测点、第二检测点和第三检测点的检测电压U1、U2和U3，来判断预充电继电器Ctc_Pre和正极继电器Ctc_Pos的状态是否正常，其中，第一检测点U1位于预充电继电器Ctc_Pre和正极继电器Ctc_Pos的第一端，第二检测点U2位于预充电电阻和正极继电器Ctc_Pos的第二端，第三检测点U3位于预充电继电器Ctc_Pre的第二端。
具体而言，检测装置中具有电压采集单元，该电压采集单元用于在检测装置检测的过程中采集第一检测点的电压U1、第二检测点的电压U2和第三检测点的电压U3。
如图3所示，当正极继电器接收到闭合请求时，控制器20控制第二开关K2和第三开关K3闭合，并根据电压采集电源采集的第一检测点的电压U1、第二检测点的电压U2和第三检测点的电压U3进行逻辑判断。如果U1等于U3，则说明预充电继电器两端的电压相同，由此，控制器20判断出预充电继电器处于闭合状态，且判断出正极继电器正常闭合，也就是说，预充电继电器断开异常，出现了预充电继电器和正极继电器同时闭合的情况。如果U1≠U3，则控制器20需要进一步判断U1和U3之间的关系
进一步而言，如果U1＝U2，且U3＝R3*U1/(R3+RPre)，则控制器20判断出预充电继电器正常断开，且正极继电器正常闭合。否则，如果U1＝U2，且U3＝R3*U1/(R3+RPre)不成立，则控制器20判断出预充电继电器正常断开，而正极继电器无法闭合。
此外，应当理解的是，当正极继电器接收到断开请求时，控制器20控制第二开关闭合，重新根据第二电流传感器A2采集的电流I2判断预充电继电器和正极继电器的状态是否正常
本发明实施例的继电器的检测装置，控制器在预充电继电器闭合或者断开时以及正极继电器闭合时，通过电流传感器检测到的电流以及第一至第三检测点的检测电压判断预充电继电器和正极继电器的状态是否正常，进而判断预充电继电器和正极继电器是否出现同时闭合的情况，可以及时发现继电器的故障，以便电池管理系统或整车管理系统及时根据故障做出决策，保证了动力电池的安全，同时达到了保护人员安全的目的。
在本发明的一个实施例中，继电器检测装置中还包括报警指示灯30。其中，报警指示灯用于在负极继电器、预充电继电器和正极继电器中的一个状态异常时，发出报警提示。由此，可以更好的保护人员的安全。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
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 (5)

1.一种继电器的检测装置，其中，继电器控制电路包括负极继电器、正极继电器、预充电继电器、预充电电阻和电机，负极继电器的第一端与电机的第一端相连，预充电继电器的第一端与负极继电器的第二端相连，正极继电器的第一端与负极继电器的第二端相连，正极继电器的第二端与电机第二端相连，预充电电阻的第一端与预充电继电器的第二端相连，预充电电阻的第二端与电机的第二端相连，其特征在于，所述检测装置包括检测电路和控制器，其中，所述检测电路包括：
第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述负极继电器的第二端相连；
第一开关，所述第一开关的第一端与所述第一电阻的第二端相连；
第一电流传感器，所述第一电流传感器的第一端与所述第一开关的第二端相连，所述第一电流传感器的第二端与所述负极继电器的第一端相连；
第二开关，所述第二开关的第一端与所述预充电继电器和所述正极继电器的第一端相连；
第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第二开关的第二端相连；
第二电流传感器，所述第二电流传感器的第一端与所述第二电阻的第二端相连，所述第二电流传感器的第二端与所述预充电电阻和所述正极继电器的第二端相连；
第三开关，所述第三开关的第一端与所述第二电阻的第二端相连；
第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第三开关的第二端相连，所述第三电阻的第二端与所述预充电继电器的第二端相连；以及
所述控制器用于当所述负极继电器闭合/或断开时，控制所述第一开关闭合，并根据所述第一电流传感器采集的电流I1判断所述负极继电器的状态是否正常，以及当所述预充电继电器闭合/或断开，且所述正极继电器断开时，控制所述第二开关闭合，并根据所述第二电流传感器采集的电流I2判断所述预充电继电器和所述正极继电器的状态是否正常，以及当所述正极继电器闭合时，控制所述第二开关和所述第三开关闭合，并分别采集第一检测点、第二检测点和第三检测点的检测电压U1、U2和U3，以及根据所述第一检测点、第二检测点和第三检测点的检测电压U1、U2和U3判断所述预充电继电器和所述正极继电器的状态是否正常，其中，所述第一检测点位于所述预充电继电器和所述正极继电器的第一端，所述第二检测点位于所述预充电电阻和所述正极继电器的第二端，所述第三检测点位于所述预充电继电器的第二端。
2.如权利要求1所述的继电器的检测装置，其特征在于，所述控制器具体用于：
当所述负极继电器闭合时，如果所述第一电流传感器采集的电流I1为0，则判断所述负极继电器的状态异常；以及
当所述负极继电器断开时，如果所述第一电流传感器采集的电流I1不为0，则判断所述负极继电器的状态异常。
3.如权利要求1所述的继电器的检测装置，其特征在于，所述控制器具体用于：
当所述预充电继电器闭合，且所述正极继电器断开时，如果所述第二电流传感器采集的电流I2为0，则判断所述预充电继电器和所述正极继电器中的至少一个状态异常；
当所述预充电继电器断开，且所述正极继电器断开时，如果所述第二电流传感器采集的电流I2不为0，则判断所述预充电继电器和所述正极继电器中的至少一个状态异常。
4.如权利要求1所述的继电器的检测装置，其特征在于，其中，所述第三电阻的阻值为R3，所述预充电电阻的阻值为RPre，所述控制器具体用于：
如果U1＝U3，则判断所述预充电继电器的状态异常，且所述正极继电器的状态正常；
如果U1≠U3，且U1＝U2，且U3＝R3*U1/(R3+RPre)，则判断所述预充电继电器和所述正极继电器的状态正常，否者，判断所述预充电继电器的状态正常，所述正极继电器的状态异常，其中，U1为所述第一检测点的检测电压，U2为所述第二检测点的检测电压，U3为所述第三检测点的检测电压。
5.如权利要求4所述的继电器的检测装置，其特征在于，还包括：
报警指示灯，所述报警指示灯用于在所述负极继电器、所述预充电继电器和所述正极继电器中的一个状态异常时，发出报警提示。
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