CN106154145A - 一种应用于高压电池接触器的故障检测设备和故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于高压电池接触器的故障检测设备，其包括：检测电路，其具有输入端和输出端，所述检测电路的输入端与所述接触器连接，所述检测电路将流经所述接触器的电流形成的高压信号转换为相应的检测信号后，从检测电路的输出端输出；故障判断模块，其与所述检测电路的输出端连接，所述故障判断模块根据接触器在收到“打开”或“闭合”的操作指令时，检测电路输出的检测信号是否发生了状态跳转，以对接触器是否发生了故障进行判断并发出故障状态信号。相应地，本发明还公开了采用上述设备进行高压电池接触器故障检测的方法。本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备和方法可以低成本、快速、可靠地检测高压电池接触器的故障。

Description

一种应用于高压电池接触器的故障检测设备和故障检测方法

技术领域

本发明涉及一种电气元件的故障检测设备和方法，尤其涉及一种高压电池的接触器故障检测设备和方法。

背景技术

乘用车常常包括用于操作车辆的电气系统和动力传动系统的电池。例如，在混合电动车辆(“HEV”)、插电式混合电动车辆(“PHEV”)、燃料电池电动车辆(“FCEV”)或纯电动车辆(“EV”)中，可将能量储存系统(即高压电池)用于向车辆的电动或动力传动部件提供动力。能量储存系统可储存高压电能，该高压电能可经由具有正、负导线或导轨的高压总线传递至车辆系统。能量储存系统可经由一个或多个选择性切换的接触器选择性地联接到正、负导线或导轨。然而，由于能量储存系统提供的高压电能，用于该高压系统的接触器可能随着使用时间的流逝而劣化，进而发生故障，而接触器的故障会为高压系统的使用带来潜在的危险，因此对接触器故障的检测显得尤为重要。

在现有技术中，当接触器闭合或断开时，对于高压接触器的物理触点的检测是有难度的，并且在对应用于高压接触器检测的设备和方法进行设计时，相应的设备和方法的可靠性和安全性都需要非常高。目前常用的高压接触器故障检测方法主要有以下两种：

第一种方法就是通过硬件设计来解决高压接触器的故障检测问题。例如，选用带有辅助接触器的主接触器,由于现有技术中的辅助接触器和主接触器是机械联动的，所以可以通过检测辅助接触器的触点状态来判断主接触器是否发生开路或焊接故障。然而，采用这种硬件设计的方法会增加硬件设计的复杂度，从而会大大增加系统的设计和制造成本，在市场竞争中会使产品处于劣势。

第二种常用的方法是在电池管理系统中集成专用的电压测量模块，然后在高压接触器闭合前和闭合后分别测量高压电池包的电压，进而来间接判断接触器的故障。然而，该方法会大大增加故障检测的时间，从而会大大延长相关设备(例如整车)的启动时间。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种应用于高压电池接触器的故障检测设备，该设备可以低成本地快速检测高压电池接触器的故障，同时保证故障检测的可靠性。

本发明的另一目的是提供一种应用于高压电池接触器的故障检测方法，该方法可以快速、可靠地对高压电池接触器的故障进行检测。

根据上述目的之一，本发明提出了一种应用于高压电池接触器的故障检测设备，其与高压电池接触器电路连接，所述高压电池接触器电路包括：高压电池以及与所述高压电池连接的接触器；其中，所述设备包括：

检测电路，其具有输入端和输出端，所述检测电路的输入端与所述接触器连接，所述检测电路将流经所述接触器的电流形成的高压信号转换为相应的检测信号后，从检测电路的输出端输出；

故障判断模块，其与所述检测电路的输出端连接，所述故障判断模块根据所述接触器在收到“打开”或“闭合”的操作指令时，检测所述检测电路输出的检测信号是否发生了状态跳转，以对接触器是否发生了故障进行判断并发出故障状态信号。

在本技术方案中，发明人通过设置检测电路和故障判断模块来检测接触器的故障，从而避免了现有技术中的硬件设计带来的成本增加问题。另外，由于该检测电路直接与接触器连接，检测电路输出的低压信号直接反映了接触器的故障状态，因此所需的检测时间也少于现有技术中的检测时间。

采用本发明所述的设备对高压电池接触器进行故障检测的操作也非常简便：首先，按照常规操作过程，接触器收到“打开”或“闭合”的操作指令；然后故障判断模块根据检测电路传输的检测信号进行故障判断：接触器在收到“打开”或“闭合”的操作指令时，如果检测电路的输出端输出的检测信号发生了状态跳转(例如，从高电平跳转到低电平，或是从低电平跳转到高电平)，则判断接触器未发生故障；如果检测信号未发生状态跳转，则判断接触器发生了故障。

所谓“故障状态信号”是指故障判断模块发出的表征接触器发生了故障或未发生故障的信号。

进一步地，在本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备中，所述接触器包括正极接触器和负极接触器，所述正极接触器与高压电池的正极连接，所述负极接触器与高压电池的负极连接，所述正极接触器和负极接触器均分别连接有所述检测电路，其中，与正极接触器连接的所述检测电路为第一检测电路，与负极接触器连接的所述检测电路为第二检测电路。

也就是说，在这种技术方案中，检测电路至少有两套，其分别对正极接触器和负极接触器的故障状态对应连接，该至少两套检测电路的设置结构是相同的。

可选地，在本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备中，所述第一检测电路的输出端和第二检测电路的输出端分别与同一所述故障判断模块连接。

在这种技术方案中，两套检测电路与同一个故障判断模块连接，该故障判断模块分别接收来自两套检测电路的信号，同时实现对正极接触器和负极接触器故障的判断和检测。

在另外一种可选的技术方案中，所述故障判断模块设置有第一故障判断模块和第二故障判断模块两个，所述第一检测电路的输出端与第一故障判断模块连接，所述第二检测电路的输出端与第二故障判断模块连接。即第一故障判断模块和第二故障判断模块分别对正极接触器和负极接触器的故障进行判断和检测。

可选地，在本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备中，所述检测电路包括：信号转换模块，其输入端与接触器连接，其输出端与故障判断模块连接，所述信号转换模块将所述高压信号转换为低压信号后，将低压信号作为所述检测信号通过其输出端输出给所述故障判断模块。

在这种技术方案中，故障判断模块是通过检测电路传输的低压信号的状态跳转来判断接触器是否发生了故障的，例如接触器在收到“打开”或“闭合”的操作指令时，检测电路传输的信号从低电平跳转到了高电平。

在另外一种可选的技术方案中，所述检测电路包括：信号转换模块，其输入端与接触器连接，所述信号转换模块将所述高压信号转换为低压信号后输出；逻辑输出模块，其输入端与信号转换模块的输出端连接，逻辑输出模块的输出端与所述故障判断模块连接，所述逻辑输出模块将来自信号转换模块的低压信号转换为逻辑信号后，将逻辑信号作为所述检测信号通过其输出端输出给所述故障判断模块。

在这种可选的技术方案中，故障判断模块是通过检测电路传输的逻辑信号的状态跳转来判断接触器是否发生了故障的，例如在接触器在收到“打开”或“闭合”的操作指令时，检测电路传输的逻辑信号从“0”跳转到了“1”。

在本技术方案中，故障判断模块可以通过单片机、可编程逻辑控制器或其他软件和硬件结合的装置实现。

优选地，在本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备中，所述检测电路还包括：保护模块，其与信号转换模块的输入端并联，保护模块通过过压保护和/或滤波保护以对检测电路进行保护。

进一步地，在本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备中，所述信号转换模块包括：

光电耦合器，其输入端通过分压电阻与所述接触器和所述高压电池串接，光电耦合器的输出端作为所述信号转换模块的输出端输出所述低压信号；

低压电源，其通过电阻与该光电耦合器的输出端连接。

更进一步地，所述光电耦合器的第一输出端输出所述低压信号，所述光电耦合器的第一输出端通过所述电阻连接低压电源的正极，所述光电耦合器的第二输出端接地。

或者，在某些实施方式中，所述光电耦合器的第二输出端输出所述低压信号，所述光电耦合器的第二输出端通过所述电阻接地，所述光电耦合器的第一输出端连接低压电源的正极。

也就是说，当检测电路传输的低压信号发生了状态跳转时，通过设置不同的电路连接结构，例如，对应于触器在收到“打开”的操作指令时，检测电路传输的电压信号可以是从低电平跳转到高电平，也可以是从高电平跳转到低电平，本领域内的技术人员可以根据实际需要进行选择。

更进一步地，上述分压电阻至少包括第一分压电阻和第二分压电阻，其分别连接于光电耦合器的两个输入端。

优选地，本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备还包括：控制模块，其与所述故障判断模块连接，所述控制模块根据来自故障判断模块的故障状态信号产生并发出控制信号。

上述控制模块用于根据故障判断模块传输的故障状态信号来发出下一步信号，从而对其他相关元件进行控制。例如，控制模块可以根据故障判断模块传输的表征接触器有故障的故障状态信号，产生一报警信号，并将该报警信号发送给报警单元；又例如，控制模块可以根据故障判断模块传输的表征接触器无故障的故障状态信号产生一控制车辆可以启动的信号并发送给相应的执行单元；还例如，控制模块可以根据故障判断模块传输的表征接触器有故障的故障状态信号产生一禁止信号，并将该禁止信号传输给相应的元件来执行相应的禁止操作。

基于本技术方案的又一目的，本发明还提供了一种应用于高压电池接触器的故障检测方法，其包括步骤：

将流经所述接触器的电流形成的高压信号转换为相应的检测信号后输出；

接收接触器“打开”或“闭合”的操作指令；

根据接触器在收到“打开”或“闭合”的操作指令时输出的检测信号是否发生状态跳转来判断接触器是否发生故障：若检测信号发生了状态跳转，则判断接触器未发生故障；若检测信号未发生状态跳转，则判断接触器发生了故障。

可选地，在某些技术方案中，所述检测信号为低压信号。

进一步地，检测信号发生状态跳转是指：当接触器收到“打开”或“闭合”的操作指令时，低压信号在低电平与高电平之间的跳转。具体来说，上述技术方案中，所述检测信号发生状态跳转可以是当接触器收到“打开”的操作指令时，低压信号从低电平跳转到高电平，当接触器收到“闭合”的操作指令时，低压信号从高电平跳转到低电平；也可以是当接触器收到“闭合”的操作指令时，低压信号从低电平跳转到高电平，当接触器收到“打开”的操作指令时，低压信号从高电平跳转到低电平。

可选地，在另外一些技术方案中，所述检测信号也可以为逻辑信号。

进一步地，对应上述技术方案，检测信号发生状态跳转是指：当接触器收到“打开”或“闭合”的操作指令时，逻辑信号在“0”与“1”之间的跳转。具体来说，上述技术方案中，所述检测信号发生状态跳转可以是当接触器收到“打开”的操作指令时，逻辑信号从“0”跳转到“1”，当接触器收到“闭合”的操作指令时，逻辑信号从“1”跳转到“0”；也可以是当接触器收到“闭合”的操作指令时，逻辑信号从“0”跳转到“1”；当接触器收到“打开”的操作指令时，逻辑信号从“1”跳转到“0”。

优选地，在本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测方法中，判断接触器发生了故障后还进一步包括步骤：判断接触器的故障类型；若接触器收到“打开”的操作指令，则判断接触器故障类型为焊接故障；若接触器收到“闭合”的操作指令，则判断接触器故障类型为开路故障。

由于检测信号未发生状态跳转意味着故障的发生，因此最好对接触器的故障类型进行进一步的判断，此时若接触器收到的是“打开”的操作指令，则检测信号未发生状态跳转表示接触器故障类型为焊接故障；此时若接触器收到的是“闭合”的操作指令，则检测信号未发生状态跳转表示接触器故障类型为开路故障。

进一步地，本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测方法还可以包括：根据接触器的故障状态产生并发出控制信号。例如，将表征接触器是否发生了故障的故障状态信号发送给其他控制元件或执行元件，例如控制器、报警器等等。

本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备由于结构设置简洁，使用操作简便，使得其可以低成本地检测高压电池接触器的故障，同时保证故障检测的可靠性，另外本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备还具有检测速度快的特点。

本发明的应用于高压电池接触器的故障检测方法可以快速、可靠地对高压电池接触器的故障进行检测，具有优异的实施效果。

附图说明

图1显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备在一种实施方式下的原理图。

图2显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备在一种实施方式下的结构框图。

图3显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备的检测电路在一种实施方式下的示意框图。

图4显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备的检测电路在另一种实施方式下的示意框图。

图5显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备在实施例一中的检测电路的电路图。

图6显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备在实施例二中的检测电路的电路图。

图7显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备在实施例三中的检测电路的电路图。

图8显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备在实施例四中的检测电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例来对本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备和方法进行进一步地详细说明，但是该详细说明不构成对本发明的限制。

图1显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备在一种实施方式下的原理图。如图1所示，该应用于高压电池接触器的故障检测设备与高压电池接触器电路连接，该高压电池接触器电路包括：高压电池B、与高压电池B正极连接的正极接触器S1以及与高压电池B负极连接的负极接触器S2，高压电池B通过正极接触器S1和负极接触器S2与负载R_L两端相连。本技术方案通过设置检测电路，从而将流经作为高压侧HV的接触器的电流形成的高压信号通过隔离模拟电路信号接口I转化为低压侧LV可以检测的低压信号，然后进行信号检测和相应的故障判断。

图2显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备在一种实施方式下的结构框图。如图2所示，在该实施方式中，高压电池接触器电路具有两个接触器，即与高压电池B正极连接的正极接触器S1以及与高压电池负极连接的负极接触器S2，高压电池B通过正极接触器S1和负极接触器S2与负载R_L的两端相连。另外，检测电路也包括第一检测电路和第二检测电路，其分别与正极接触器S1和负极接触器S2连接：与之对应的，故障判断模块也包括第一故障判断模块和第二故障判断模块，其分别与第一检测电路和第二检测电路对应连接。其中，第一检测电路将流经正极接触器S1的电流形成的高压信号转换为相应的检测信号后，从第一检测电路的输出端输出；第一故障判断模块根据正极接触器S1在收到“打开”或“闭合”的操作指令时，第一检测电路输出的检测信号是否发生了状态跳转，以对正极接触器S1是否发生了故障进行判断并发出故障状态信号。第二检测电路将流经负极接触器S2的电流形成的高压信号转换为相应的检测信号后，从第二检测电路的输出端输出；第二故障判断模块根据负极接触器S2在收到“打开”或“闭合”的操作指令时，第二检测电路输出的检测信号是否发生了状态跳转，以对负极接触器S2是否发生了故障进行判断并发出故障状态信号。也就是说，在该实施方式下，每一个接触器均对应配置有一个检测电路和一个故障判断模块。

需要说明的是，根据实际应用的需要，本领域内技术人员也可以将上述第一检测电路的输出端和第二检测电路的输出端分别与同一故障判断模块连接。在这种实施方式下，分别对应正极接触器S1和负极接触器S2的两个检测电路与同一个故障判断模块连接，该故障判断模块分别接收来自两个检测电路的信号，同时实现对正极接触器S1和负极接触器S2故障的判断和检测。

图3显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备的检测电路在一种实施方式下的示意框图。在这种实施方式中，检测电路包括：信号转换模块，其输入端接收高压信号，信号转换模块将高压信号转换为低压信号后，通过其输出端将低压信号作为本技术方案中的检测信号输出给故障判断模块。即在这种实施方式中，故障判断模块是通过信号转换模块传输的低压信号来进行接触器故障判断的。例如在接触器在收到“打开”或“闭合”的操作指令时，故障判断模块根据检测电路传输的低压信号从低电平跳转到了高电平判断接触器未发生故障。

图4显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备的检测电路在另一种实施方式下的示意框图。在这种实施方式中，述检测电路包括：信号转换模块，其输入端接收高压信号，信号转换模块将来自接触器的高压信号转换为低压信号后输出给与其连接的逻辑输出模块，逻辑输出模块将信号转换模块输出的低压信号转换为相应的逻辑信号，然后将该逻辑信号输出给故障判断模块。即在这种实施方式中，故障判断模块是通过逻辑输出模块传输的逻辑信号来进行接触器故障判断的。例如在接触器在收到“打开”或“闭合”的操作指令时，故障判断模块根据检测电路传输的逻辑信号从“0”跳转到了“1”判断接触器未发生故障。

对于图3所示意的这种故障判断模块根据信号转换模块传输的低压信号来进行接触器故障判断的实施方式，下面将通过四个具体的实施例进行进一步的详细说明。

实施例一

图5显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备在实施例一中的检测电路的电路图。如图5所示，在本实施例中，检测电路包括用于检测正极接触器S1的第一检测电路和用于检测负极接触器S2的第二检测电路。第一检测电路包括：第一光电耦合器T1，分压电阻R1、分压电阻R3以及电阻R5；其中，第一光电耦合器T1的正极输入端通过分压电阻R1与第一保护模块的一端连接，并与正极接触器S1以及负载R_L的一端连接；第一光电耦合器T1的负极输入端通过分压电阻R3与第一保护模块的另一端连接，并连接到高压电池B的负极；第一光电耦合器T1的光敏三极管的集电极作为第一输出端输出作为检测信号的低压信号Signal0，第一光电耦合器T1的第一输出端还通过电阻R5连接低压电源的正极+5V，第一光电耦合器T1的发射极作为第二输出端接地。请继续参阅图5，第二检测电路包括：第二光电耦合器T2，分压电阻R2、分压电阻R4以及电阻R6；其中，第二光电耦合器T2的正极输入端通过分压电阻R2与第二保护模块的一端连接，并连接到高压电池B的正极，第二光电耦合器T2的负极输入端通过分压电阻R4与第二保护模块的另一端连接，并与负极接触器S2和负载R_L的另一端连接；第二光电耦合器T2的光敏三极管的集电极作为第一输出端输出作为检测信号的低压信号Signal1，第二光电耦合器T2的第一输出端通过电阻R6连接低压电源的正极+5V，第二光电耦合器T2的发射极作为第二输出端接地。

对应上述电路结构，应用于高压电池接触器的故障检测方法可以包括下述步骤：

第一信号转换模块将流经正极接触器S1的电流形成的高压信号转换为相应的低压信号，并将低压信号作为检测信号Signal0通过其输出端输出；接收正极接触器S1“打开”或“闭合”的操作指令；第一故障判断模块根据正极接触器S1在收到“打开”或“闭合”的操作指令时输出的检测信号Signal0是否发生状态跳转来判断正极接触器S1是否发生故障：若检测信号Signal0发生了状态跳转，则判断正极接触器S1未发生故障；若检测信号Signal0未发生状态跳转，则判断正极接触器S1发生了故障，并进一步判断故障的类型；具体如表1所示。

同样，第二信号转换模块将流经负极接触器S2的电流形成的高压信号转换为相应的低压信号，并将低压信号作为检测信号Signal1通过其输出端输出；接收负极接触器S2“打开”或“闭合”的操作指令；第二故障判断模块根据负极接触器S2在收到“打开”或“闭合”的操作指令时输出的检测信号Signal1是否发生状态跳转来判断负极接触器S2是否发生故障：若检测信号Signal1发生了状态跳转，则判断负极接触器S2未发生故障；若检测信号Signal1未发生状态跳转，则判断负极接触器S2发生了故障，并进一步判断故障的类型；具体如表2所示。

表1

表2

实施例二

图6显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备在实施例二中的检测电路的电路图。如图6所示，在该实施例中，第一检测电路包括：第一光电耦合器T1，分压电阻R1、分压电阻R3以及电阻R5；其中，第一光电耦合器T1的正极输入端通过分压电阻R1与第一保护模块的一端连接，并与正极接触器S1和负载R_L的一端连接；第一光电耦合器T1的负极输入端通过分压电阻R3与第一保护模块的另一端连接，并连接到高压电池B的负极；第一光电耦合器T1的光敏三极管的集电极作为第一输出端连接低压电源的正极+5V，第一光电耦合器T1的发射极作为第二输出端输出作为检测信号的低压信号Signal0，第一光电耦合器T1的第二输出端通过电阻R5接地。请继续参阅图6，第二检测电路包括：第二光电耦合器T2，分压电阻R2、分压电阻R4以及电阻R6；其中，第二光电耦合器T2的正极输入端通过分压电阻R2与第二保护模块的一端连接，并连接到高压电池B的正极，第二光电耦合器T2的负极输入端通过分压电阻R4与第二保护模块的另一端连接，并与负极接触器S2和负载R_L的另一端连接；第二光电耦合器T2的光敏三极管的集电极作为第一输出端连接低压电源的正极+5V，第二光电耦合器T2的发射极作为第二输出端输出作为检测信号的低压信号Signal1，第二光电耦合器T2的第二输出端通过电阻R6接地。

对应上述电路结构，应用于高压电池接触器的故障检测方法可以包括下述步骤：

第一信号转换模块将对应正极接触器S1的高压信号转换为相应的低压信号，并将低压信号作为检测信号Signal0通过其输出端输出；接收正极接触器S1“打开”或“闭合”的操作指令；第一故障判断模块根据正极接触器S1在收到“打开”或“闭合”的操作指令时输出的检测信号Signal0是否发生状态跳转来判断正极接触器S1是否发生故障：若检测信号Signal0发生了状态跳转，则判断正极接触器S1未发生故障；若检测信号Signal0未发生状态跳转，则判断正极接触器S1发生了故障，并进一步判断故障的类型；具体如表3所示。

同样，第二信号转换模块将对应负极接触器S2的高压信号转换为相应的低压信号，并将低压信号作为检测信号Signal1通过其输出端输出；接收负极接触器S2“打开”或“闭合”的操作指令；第二故障判断模块根据负极接触器S2在收到“打开”或“闭合”的操作指令时输出的检测信号Signal1是否发生状态跳转来判断负极接触器S2是否发生故障：若检测信号Signal1发生了状态跳转，则判断负极接触器S2未发生故障；若检测信号Signal1未发生状态跳转，则判断负极接触器S2发生了故障，并进一步判断故障的类型；具体如表4所示。

表3

表4

实施例三

图7显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备在实施例三中的检测电路的电路图。如图7所示，在该实施例中，第一检测电路包括：第一光电耦合器T1，分压电阻R1、分压电阻R3以及电阻R5；其中，第一光电耦合器T1的正极输入端通过分压电阻R1与第一保护模块的一端连接，并与正极接触器S1和负载R_L的一端连接；第一光电耦合器T1的负极输入端通过分压电阻R3与第一保护模块的另一端连接，并连接到高压电池B的负极；第一光电耦合器T1的光敏三极管的集电极作为第一输出端输出作为检测信号的低压信号Signal0，第一光电耦合器T1的第一输出端通过电阻R5连接低压电源的正极+5V，第一光电耦合器T1的发射极作为第二输出端接地。请继续参阅图7，第二检测电路包括：第二光电耦合器T2，分压电阻R2、分压电阻R4以及电阻R6；其中，第二光电耦合器T2的正极输入端通过分压电阻R2与第二保护模块的一端连接，并连接到高压电池B的正极，第二光电耦合器T2的负极输入端通过分压电阻R4与第二保护模块的另一端连接，并与负极接触器S2和负载R_L的另一端连接；第二光电耦合器T2的光敏三极管的集电极作为第一输出端连接低压电源的正极+5V，第二光电耦合器T2的发射极作为第二输出端输出作为检测信号的低压信号Signal1，第二光电耦合器T2的第二输出端通过电阻R6接地。

对应上述电路结构，应用于高压电池接触器的故障检测方法可以包括下述步骤：

第一信号转换模块将对应正极接触器S1的高压信号转换为相应的低压信号，并将低压信号作为检测信号Signal0通过其输出端输出；接收正极接触器S1“打开”或“闭合”的操作指令；第一故障判断模块根据正极接触器S1在收到“打开”或“闭合”的操作指令时输出的检测信号Signal0是否发生状态跳转来判断正极接触器S1是否发生故障：若检测信号Signal0发生了状态跳转，则判断正极接触器S1未发生故障；若检测信号Signal0未发生状态跳转，则判断正极接触器S1发生了故障，并进一步判断故障的类型；具体如表5所示。

同样，第二信号转换模块将对应负极接触器S2转换为相应的低压信号，并将低压信号作为检测信号Signal1通过其输出端输出；接收负极接触器S2“打开”或“闭合”的操作指令；第二故障判断模块根据负极接触器S2在收到“打开”或“闭合”的操作指令时输出的检测信号Signal1是否发生状态跳转来判断负极接触器S2是否发生故障：若检测信号Signal1发生了状态跳转，则判断负极接触器S2未发生故障；若检测信号Signal1未发生状态跳转，则判断负极接触器S2发生了故障，并进一步判断故障的类型；具体如表6所示。

表5

表6

实施例四

图8显示了本发明所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备在实施例四中的检测电路的电路图。如图8所示，在该实施例中，第一检测电路包括：第一光电耦合器T1，分压电阻R1、分压电阻R3以及电阻R5；其中，第一光电耦合器T1的正极输入端通过分压电阻R1与第一保护模块的一端连接，并与正极接触器S1和负载R_L的一端连接；第一光电耦合器T1的负极输入端通过分压电阻R3与第一保护模块的另一端连接，并连接到高压电池B的负极；第一光电耦合器T1的光敏三极管的集电极作为第一输出端连接低压电源的正极+5V，第一光电耦合器T1的发射极作为第二输出端输出作为检测信号的低压信号Signal0，第一光电耦合器T1的第二输出端通过电阻R5接地。请继续参阅图8，第二检测电路包括：第二光电耦合器T2，分压电阻R2、分压电阻R4以及电阻R6；其中，第二光电耦合器T2的正极输入端通过分压电阻R2与第二保护模块的一端连接，并连接到高压电池B的正极，第二光电耦合器T2的负极输入端通过分压电阻R4与第二保护模块的另一端连接，并与负极接触器S2和负载R_L的另一端连接；第二光电耦合器T2的光敏三极管的集电极作为第一输出端输出作为检测信号的低压信号Signal1，第二光电耦合器T2的第一输出端通过电阻R6连接低压电源的正极+5V，第二光电耦合器T2的发射极作为第二输出端接地。

对应上述电路结构，应用于高压电池接触器的故障检测方法可以包括下述步骤：

第一信号转换模块将对应正极接触器S1的高压信号转换为相应的低压信号，并将低压信号作为检测信号Signal0通过其输出端输出；接收正极接触器S1“打开”或“闭合”的操作指令；第一故障判断模块根据正极接触器S1在收到“打开”或“闭合”的操作指令时输出的检测信号Signal0是否发生状态跳转来判断正极接触器S1是否发生故障：若检测信号Signal0发生了状态跳转，则判断正极接触器S1未发生故障；若检测信号Signal0未发生状态跳转，则判断正极接触器S1发生了故障，并进一步判断故障的类型；具体如表7所示。

同样，第二信号转换模块将对应负极接触器S2的高压信号转换为相应的低压信号，并将低压信号作为检测信号Signal1通过其输出端输出；接收负极接触器S2“打开”或“闭合”的操作指令；第二故障判断模块根据负极接触器S2在收到“打开”或“闭合”的操作指令时输出的检测信号Signal1是否发生状态跳转来判断负极接触器S2是否发生故障：若检测信号Signal1发生了状态跳转，则判断负极接触器S2未发生故障；若检测信号Signal1未发生状态跳转，则判断负极接触器S2发生了故障，并进一步判断故障的类型；具体如表8所示。

表7

表8

需要说明的是，对应上述四个实施例，当第一检测电路和第二检测电路还包括相应的逻辑输出模块时，故障判断模块是根据输出的逻辑信号进行接触器故障判断的，而不是根据信号转换模块输出的低压信号进行接触器故障判断的。其中，第一和第二逻辑输出模块分别将第一和第二信号转换模块输出的低压信号对应转换为相应的逻辑信号，并将逻辑信号作为检测信号输出给第一和第二故障判断模块，第一故障判断模块根据正极接触器S1在收到“打开”或“闭合”的操作指令时输出的逻辑信号是否发生状态跳转来判断正极接触器S1是否发生故障，第二故障判断模块根据负极接触器S2在收到“打开”或“闭合”的操作指令时输出的逻辑信号是否发生状态跳转来判断负极接触器S2是否发生故障。该采用逻辑信号进行故障判断的判断方法与上述采用低电压信号进行故障判断的逻辑关系是一样的，只是将低压信号再次转换成了逻辑信号，具体来说，可以将上表中的“低电平(接近0V)”替换为逻辑“0”，“高电平(5V)”替换为逻辑“1”，故本文在此不再进行赘述。

另外，在某些实施方式下，故障判断模块还通过其输出端连接控制模块，控制模块根据来自故障判断模块的故障状态信号产生并发出控制信号，从而对其他相关元件进行控制。例如，控制模块可以根据故障判断模块传输的表征接触器有故障的故障状态信号，产生一报警信号，并将该报警信号发送给报警单元；又例如，控制模块可以根据故障判断模块传输的表征接触器无故障的故障状态信号产生一控制车辆可以启动的信号并发送给相应的执行单元；还例如，控制模块可以根据故障判断模块传输的表征接触器有故障的故障状态信号产生一禁止信号，并将该禁止信号传输给相应的元件来执行相应的禁止操作。

需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种应用于高压电池接触器的故障检测设备，其与高压电池接触器电路连接，所述高压电池接触器电路包括：高压电池以及与所述高压电池连接的接触器；其特征在于，所述设备包括：

检测电路，其具有输入端和输出端，所述检测电路的输入端与所述接触器连接，所述检测电路将流经所述接触器的电流形成的高压信号转换为相应的检测信号后，从检测电路的输出端输出；

故障判断模块，其与所述检测电路的输出端连接，所述故障判断模块根据所述接触器在收到“打开”或“闭合”的操作指令时，检测所述检测电路输出的检测信号是否发生了状态跳转，以对接触器是否发生了故障进行判断并发出故障状态信号。

2.如权利要求1所述的应用于高压电池接触器的故障检测的设备，其特征在于，所述接触器包括正极接触器和负极接触器，所述正极接触器与高压电池的正极连接，所述负极接触器与高压电池的负极连接，所述正极接触器和负极接触器均分别连接有所述检测电路，其中，与正极接触器连接的所述检测电路为第一检测电路，与负极接触器连接的所述检测电路为第二检测电路。

3.如权利要求2所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备，其特征在于，所述第一检测电路的输出端和第二检测电路的输出端分别与同一所述故障判断模块连接。

4.如权利要求2所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备，其特征在于，所述故障判断模块设置有第一故障判断模块和第二故障判断模块两个，所述第一检测电路的输出端与第一故障判断模块连接，所述第二检测电路的输出端与第二故障判断模块连接。

5.如权利要求1所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备，其特征在于，所述检测电路包括：信号转换模块，其输入端与接触器连接，其输出端与故障判断模块连接，所述信号转换模块将所述高压信号转换为低压信号后，将低压信号作为所述检测信号通过其输出端输出给所述故障判断模块。

6.如权利要求1所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备，其特征在于，所述检测电路包括：

信号转换模块，其输入端与接触器连接，所述信号转换模块将所述高压信号转换为低压信号后输出；

逻辑输出模块，其输入端与信号转换模块的输出端连接，逻辑输出模块的输出端与所述故障判断模块连接，所述逻辑输出模块将来自信号转换模块的低压信号转换为逻辑信号后，将逻辑信号作为所述检测信号通过其输出端输出给所述故障判断模块。

7.如权利要求5或6所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备，其特征在于，所述检测电路还包括：保护模块，其与信号转换模块的输入端并联。

8.如权利要求5或6所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备，其特征在于，所述信号转换模块包括：

光电耦合器，其输入端通过分压电阻与所述接触器和所述高压电池串接，光电耦合器的输出端作为所述信号转换模块的输出端输出所述低压信号；

低压电源，其通过电阻与该光电耦合器的输出端连接。

9.如权利要求8所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备，其特征在于，所述光电耦合器的第一输出端输出所述低压信号，所述光电耦合器的第一输出端通过所述电阻连接低压电源的正极，所述光电耦合器的第二输出端接地。

10.如权利要求8所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备，其特征在于，所述光电耦合器的第二输出端输出所述低压信号，所述光电耦合器的第二输出端通过所述电阻接地，所述光电耦合器的第一输出端连接低压电源的正极。

11.如权利要求8所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备，其特征在于，所述分压电阻至少包括第一分压电阻和第二分压电阻。

12.如权利要求1所述的应用于高压电池接触器的故障检测设备，其特征在于，还包括：控制模块，其与所述故障判断模块连接，所述控制模块根据来自故障判断模块的故障状态信号产生并发出控制信号。

13.一种应用于高压电池接触器的故障检测方法，其特征在于，包括步骤：

将流经所述接触器的电流形成的高压信号转换为相应的检测信号后输出；

接收接触器“打开”或“闭合”的操作指令；

根据接触器在收到“打开”或“闭合”的操作指令时输出的检测信号是否发生状态跳转以判断接触器是否发生故障：若检测信号发生了状态跳转，则判断接触器未发生故障；若检测信号未发生状态跳转，则判断接触器发生了故障。

14.如权利要求13所述的应用于高压电池接触器的故障检测方法，其特征在于，所述检测信号为低压信号。

15.如权利要求14所述的应用于高压电池接触器的故障检测方法，其特征在于，检测信号发生状态跳转是指：当接触器收到“打开”或“闭合”的操作指令时，低压信号在低电平与高电平之间的跳转。

16.如权利要求13所述的应用于高压电池接触器的故障检测方法，其特征在于，所述检测信号为逻辑信号。

17.如权利要求16所述的应用于高压电池接触器的故障检测方法，其特征在于，检测信号发生状态跳转是指：当接触器收到“打开”或“闭合”的操作指令时，逻辑信号在“0”与“1”之间的跳转。

18.如权利要求15或17所述的应用于高压电池接触器的故障检测方法，其特征在于，在判断接触器发生了故障后还进一步包括步骤：判断接触器的故障类型；若接触器收到“打开”的操作指令，则判断接触器故障类型为焊接故障；若接触器收到“闭合”的操作指令，则判断接触器故障类型为开路故障。

19.如权利要求13所述的应用于高压电池接触器的故障检测方法，其特征在于，所述方法还包括：根据接触器的故障状态产生并发出控制信号。