CN107942243A - 继电器粘连检测电路和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种继电器粘连检测电路和检测方法，所述继电器粘连检测电路包括电源组件、正极继电器、预充继电器、预充电阻、负极继电器、具有第一预设电阻值的第一外设电阻、具有第二预设电阻值的第二外设电阻以及接地开关；并且所述继电器粘连检测电路还包括第一采样电阻和第二采样电阻，通过第二采样电阻和第二采样电阻来检测继电器是否发生粘连。本发明的继电器粘连检测电路，仅需要两个电阻已知的外设电阻以及接地开关，其检测方法的检测点少，检测方法原理简单，能够及时检测到继电器是否出现故障，便于及时采取补救措施。

Description

继电器粘连检测电路和检测方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种继电器粘连检测电路和检测方法。

背景技术

随着新能源汽车的不断发展，继电器也被广泛应用在车辆的通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中。使用过程中由于经常受到大电流的冲击或经常处于过载状态、抑或是使用不当等的原因，使得继电器常常进行带载切断，此时继电器可能会发生损坏。当继电器出现损坏时，该继电器则无法正常工作，例如：由触点的单边粘连引起的一侧触点无法分离，使得继电器处于常闭状态；或者，由触点烧蚀引起的在继电器闭合时无法导通，使得继电器丧失其开关功能等。由于继电器的好坏直接影响着电动车动力蓄电池能否正常使用，故对继电器状态的诊断显得尤其重要。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种继电器检测电路以及检测方法，旨在提供一种通过减少采样点便能检测到继电器是否发生粘连的检测方法。

为实现上述目的，本发明提出的继电器粘连检测电路，所述继电器粘连检测电路包括电源组件、正极继电器、预充继电器、预充电阻、负极继电器、具有第一预设电阻值的第一外设电阻、具有第二预设电阻值的第二外设电阻以及接地开关；其中：

所述预充电阻与所述预充继电器串联后与所述正极继电器并联，所述正极继电器的第一端连接所述电源组件的正极，所述正极继电器的第二端用于连接所述负载；所述负极继电器的第一端用于连接所述负载，所述负极继电器的第二端连接所述电源组件的负极；

所述第一外设电阻的第一端与所述正极继电器的第二端连接，所述第一外设电阻的第二端连接所述接地开关；所述第二外设电阻的第一端连接所述接地开关，所述第二外设电阻的第二端与所述负极继电器的第一端连接；

所述继电器粘连检测电路还包括第一采样电阻和第二采样电阻；

所述第一采样电阻用于检测正极继电器或预充继电器是否发生粘连，所述电源组件正极连接所述第一采样电阻的第一端，所述第一采样电阻的第二端接地；

所述第二采样电阻用于检测所述负极继电器是否发生粘连；所述电源组件负极连接第二采样电阻的第一端，所述第二采样电阻的第二端接地。

优选地，所述第一预设电阻值大于或者等于正极继电器或者预充继电器粘连时的电阻值的两倍，所述第二预设电阻值大于或者等于负极继电器粘连时的电阻值的两倍。

优选地，所述电源组件包括电池组和串联于所述电池组的手动维修开关。

此外，为了实现上述目的，本发明还提出一种应用在如上所述的继电器粘连检测电路中的继电器粘连检测方法，所述检测方法包括以下步骤：

在所述电源组件下电以及正极继电器、预充继电器、负极继电器断开后，闭合所述接地开关；

获取第一采样电阻采集的电源正极对地的绝缘阻值和第二采样电阻采集的电源负极对地的绝缘阻值；

比较电源正极对地的绝缘阻值与第一预设电阻值的大小，并判断正极继电器或预充继电器是否发生粘连；

比较电源负极对地的绝缘阻值与第二预设电阻值的大小，并判断负极继电器是否发生粘连。

优选地，所述判断正极继电器或预充继电器是否发生粘连的步骤包括：

在电源正极对地的绝缘阻值小于或者等于第一预设电阻值时，则表明正极继电器或者预充继电器发生粘连；

在电源正极对地的绝缘阻值大于第一预设电阻值时，则表明正极继电器或预充继电器未发生粘连。

优选地，所述第一预设电阻值大于或者等于正极继电器或者预充继电器粘连时的电阻值的两倍；所述判断正极继电器或预充继电器是否发生粘连的步骤包括：

在电源正极对地的绝缘阻值小于或者等于第一预设电阻值的1.5倍时，则表明正极继电器或者预充继电器发生粘连；

在电源正极对地的绝缘阻值大于第一预设电阻值的1.5倍时，则表明正极继电器或预充继电器未发生粘连。

优选地，所述并判断负极继电器是否发生粘连的步骤包括：

在电源负极对地的绝缘阻值小于或者等于第二预设电阻值时，则表明负极继电器发生粘连；

在电源负极对地的绝缘阻值大于第二预设电阻值时，则表明负极继电器未发生粘连。

优选地，所述第二预设电阻值大于或者等于负极继电器粘连时的电阻值的两倍；所述并判断负极继电器是否发生粘连的步骤包括：

在电源负极对地的绝缘阻值小于或者等于第二预设电阻值的1.5倍时，则表明负极继电器发生粘连；

在电源负极对地的绝缘阻值大于第二预设电阻值的1.5倍时，则表明负极继电器未发生粘连。

优选地，所述方法还包括：

将检测到的继电器粘连信息存储至电池管理系统的运行参数中。

优选地，所述方法还包括：

在所述电源组件上电后，读取电池管理系统的运行参数中继电器粘连信息；

在继电器发生粘连时，发出故障警报。

本发明技术方案中，所述继电器粘连检测电路包括电源组件、正极继电器、预充继电器、预充电阻、负极继电器、具有第一预设电阻值的第一外设电阻、具有第二预设电阻值的第二外设电阻以及接地开关；并且所述继电器粘连检测电路还包括第一采样电阻和第二采样电阻，通过第二采样电阻和第二采样电阻来检测继电器是否发生粘连。采用本发明的继电器粘连检测电路，仅需要两个电阻已知的外设电阻以及接地开关，其检测方法的因检测点少，检测方法原理简单，能够及时检测到继电器是否发生故障，便于及时采取补救措施。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例的继电器粘连检测电路图；

图2为本发明继电器粘连检测方法一实施例的流程示意图；

图3为本发明判断正极继电器或预充继电器是否发生粘连一实施例的流程示意图；

图4为本发明判断正极继电器或预充继电器是否发生粘连另一实施例的流程示意图；

图5为本发明判断负极继电器或预充继电器是否发生粘连一实施例的流程示意图；

图6为本发明判断负极继电器或预充继电器是否发生粘连另一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				11	电池组	17	接地开关
12	手动维修开关	18	第二外设电阻
				13	预充电阻	19	负极继电器
14	预充继电器	20	负载
				15	正极继电器	21	第一采样电阻
16	第一外设电阻	22	第二采样电阻

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种继电器粘连检测电路及检测方法，旨在提供一种通过减少采样点便能检测到继电器是否发生粘连的检测方法。

请参照图1，本发明的一种实施例中，所述继电器粘连检测方法采用以下的继电器粘连检测电路来实现检测。

所述继电器粘连检测电路包括电源组件(未标示)、正极继电器15、预充继电器14、预充电阻13、负极继电器19、具有第一预设电阻值的第一外设电阻16、具有第二预设电阻值的第二外设电阻18以及接地开关17；其中：

所述预充电阻13与所述预充继电器14串联后与所述正极继电器15并联，所述正极继电器15的第一端连接所述电源组件的正极，所述正极继电器15的第二端用于连接所述负载20；所述负极继电器19的第一端用于连接所述负载20，所述负极继电器19的第二端连接所述电源组件的负极；

所述第一外设电阻16的第一端与所述正极继电器15的第二端连接，所述第一外设电阻16的第二端连接所述接地开关17；所述第二外设电阻18的第一端连接所述接地开关17，所述第二外设电阻18的第二端与所述负极继电器19的第一端连接；

所述继电器粘连检测电路还包括第一采样电阻21和第二采样电阻22；

所述第一采样电阻21用于检测正极继电器15或预充继电器14是否发生粘连，所述电源组件正极连接所述第一采样电阻21的第一端，所述第一采样电阻21的第二端接地；

所述第二采样电阻22用于检测所述负极继电器19是否发生粘连；所述电源组件负极连接第二采样电阻的第一端，所述第二采样电阻的第二端接地。

本实施例的继电器粘连检测电路，仅需要两个电阻已知的外设电阻以及接地开关，其检测方法的因检测点少，检测方法原理简单，能够及时检测到继电器是否发生故障，便于及时采取补救措施。

需要说明的是，本实施例的继电器粘连检测电路可以应用于电动汽车、电动自行车等工具中。

其中，为了进一步保证检测的准确性，使所述第一预设电阻值大于或者等于正极继电器15或者预充继电器14粘连时的电阻值的两倍，所述第二预设电阻值大于或者等于负极继电器19粘连时的电阻值的两倍。

所述电源组件包括电池组11和串联于所述电池组11的手动维修开关12。

具体地，参照图2，采用上述的继电器粘连检测电路用于检测继电器是否发生粘连的继电器粘连检测方法包括以下步骤：

在所述电源组件下电以及正极继电器15、预充继电器14、负极继电器19断开后，闭合所述接地开关；

获取第一采样电阻21采集的电源正极对地的绝缘阻值和第二采样电阻22采集的电源负极对地的绝缘阻值；

比较电源正极对地的绝缘阻值与第一预设电阻值的大小，并判断正极继电器15或预充继电器14是否发生粘连；

比较电源负极对地的绝缘阻值与第二预设电阻值的大小，并判断负极继电器19是否发生粘连。

需要说明的是，本实施例中检测继电器是否发生粘连的检测方法是在下电的情况下进行的，将检测在下电过程中进行，不影响电池管理系统的上电速度。

在电源组件下电后，将正极继电器15、预充继电器14以及负极继电器19断开，并进一步将接地开关闭合。如果此时，正极继电器15或者负极继电器19发生粘连，则电源组件的正极与第一外设电阻16之间导通。此时相当于第一采样电阻21与第一外设电阻16形成回路。此时第一采样电阻21的阻值Rp＝(R1+Rx)*Rp1/(R1+Rp1+Rx)，其中，Rp1是没有外电路接入时的电源正极对地的绝缘电阻，此时Rp1近似无穷大。R1为第一外设电阻16的第一预设电阻值，R2为第二外设电阻18的第二预设电阻值，Rx为正极继电器15或者预充继电器14发生粘连时的电阻值。所以，通过上述的计算公式，可以得到在正极继电器15或者预充继电器14发生粘连时，第一采样电阻21采集的电源正极对地的绝缘阻值小于或者等于第一预设电阻值。而正极继电器15或者预充继电器14未发生粘连时，第一采样电阻21采集的电源正极对地的绝缘阻值大于第一预设电阻值。

所以可以得到，参照图3，在电源正极对地的绝缘阻值小于或者等于第一预设电阻值时，则表明正极继电器或者预充继电器发生粘连；

在电源正极对地的绝缘阻值大于第一预设电阻值时，则表明正极继电器15或预充继电器14未发生粘连。

而为了使测试更加精准，参照图4，本另一实施例中进一步地使所述第一预设电阻值大于或者等于正极继电器15或者预充继电器14粘连时的电阻值的两倍；此时，所述判断正极继电器15或预充继电器14是否发生粘连的步骤包括：

在电源正极对地的绝缘阻值小于或者等于第一预设电阻值的1.5倍时，则表明正极继电器15或者预充继电器14发生粘连；

在电源正极对地的绝缘阻值大于第一预设电阻值的1.5倍时，则表明正极继电器15或预充继电器14未发生粘连。

而当负极继电器19发生粘连时，电源组件负极与第二外设电阻之间导通，则相当于第二外设电阻与第二采样电阻形成回路。此时，第二采样电阻采集的电源负极对地的绝缘阻值Rn＝(R2+Rx)*Rn1/(R2+Rx+Rn1)。其中Rn1为没有外电路接入时的电源负极对地的绝缘电阻，此时Rn1近似无穷大。同样根据该公式可以得到在负极继电器未发生粘连时，第二采样电阻22采集的电源负极对地的绝缘阻值大于第二外设电阻18的第二预设电阻值。而在负极继电器19发生粘连时，此时第二采样电阻22采集的电源负极对地的绝缘阻值小于或者等于第二外设电阻18的第二预设电阻值。

所以可以得到，参照图5，在电源负极对地的绝缘阻值小于或者等于第二预设电阻值时，则表明负极继电器发生粘连；

在电源负极对地的绝缘阻值大于第二预设电阻值时，则表明负极继电器19未发生粘连。

同样为了使测试更加精准，参照图6，本另一实施例中进一步地使所述第二预设电阻值大于或者等于负极继电器19粘连时的电阻值的两倍；所述并判断负极继电器19是否发生粘连的步骤包括：

在电源负极对地的绝缘阻值小于或者等于第二预设电阻值的1.5倍时，则表明负极继电器19发生粘连；

在电源负极对地的绝缘阻值大于第二预设电阻值的1.5倍时，则表明负极继电器19未发生粘连。

在另一优选实施例中，所述方法还包括：

将检测到的继电器粘连信息存储至电池管理系统的运行参数中。

进一步地，在所述电源组件上电后，读取电池管理系统的运行参数中继电器粘连信息；

在继电器发生粘连时，发出故障警报。

本实施例中，为了保证上电速度，将继电器的粘连检测放到下电时检测，下电前把结果存入到运行参数中。从而使得在下一次上电时，可直接读取运行参数中存储的检测信息，如果有异常则可立即报警。需要说明的是，在检测开始后，先延时200ms后在等待继电器断开的动作，进一步再闭合接地开关，正式开始检测。

本实施例中在上电时根据运行参数中的继电器粘连信息检测到继电器发生粘连时，电池管理系统会迅速进入Error状态，不能上高压。避免了因正极继电器粘连，闭合主负时因无预充电阻分流而通过瞬间大电流对继电器以及整车负载进行冲击，影响使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种继电器粘连检测电路，其特征在于，所述继电器粘连检测电路包括电源组件、正极继电器、预充继电器、预充电阻、负极继电器、具有第一预设电阻值的第一外设电阻、具有第二预设电阻值的第二外设电阻以及接地开关；其中：

所述预充电阻与所述预充继电器串联后与所述正极继电器并联，所述正极继电器的第一端连接所述电源组件的正极，所述正极继电器的第二端用于连接所述负载；所述负极继电器的第一端用于连接所述负载，所述负极继电器的第二端连接所述电源组件的负极；

所述第一外设电阻的第一端与所述正极继电器的第二端连接，所述第一外设电阻的第二端连接所述接地开关；所述第二外设电阻的第一端连接所述接地开关，所述第二外设电阻的第二端与所述负极继电器的第一端连接；

所述继电器粘连检测电路还包括第一采样电阻和第二采样电阻；

所述第一采样电阻用于检测正极继电器或预充继电器是否发生粘连，所述电源组件正极连接所述第一采样电阻的第一端，所述第一采样电阻的第二端接地；

所述第二采样电阻用于检测所述负极继电器是否发生粘连；所述电源组件负极连接第二采样电阻的第一端，所述第二采样电阻的第二端接地。

2.根据权利要求1所述的继电器粘连检测电路，其特征在于，所述第一预设电阻值大于或者等于正极继电器或者预充继电器粘连时的电阻值的两倍，所述第二预设电阻值大于或者等于负极继电器粘连时的电阻值的两倍。

3.根据权利要求1所述的继电器粘连检测电路，其特征在于，所述电源组件包括电池组和串联于所述电池组的手动维修开关。

4.一种应用在权利要求1～3任一项所述的继电器粘连检测电路中的继电器粘连检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：

在所述电源组件下电以及正极继电器、预充继电器、负极继电器断开后，闭合所述接地开关；

获取第一采样电阻采集的电源正极对地的绝缘阻值和第二采样电阻采集的电源负极对地的绝缘阻值；

比较电源正极对地的绝缘阻值与第一预设电阻值的大小，并判断正极继电器或预充继电器是否发生粘连；

比较电源负极对地的绝缘阻值与第二预设电阻值的大小，并判断负极继电器是否发生粘连。

5.根据权利要求4所述的继电器粘连检测方法，其特征在于，所述判断正极继电器或预充继电器是否发生粘连的步骤包括：

在电源正极对地的绝缘阻值小于或者等于第一预设电阻值时，则表明正极继电器或者预充继电器发生粘连；

在电源正极对地的绝缘阻值大于第一预设电阻值时，则表明正极继电器或预充继电器未发生粘连。

6.根据权利要求5所述的继电器粘连检测方法，其特征在于，所述第一预设电阻值大于或者等于正极继电器或者预充继电器粘连时的电阻值的两倍；所述判断正极继电器或预充继电器是否发生粘连的步骤包括：

在电源正极对地的绝缘阻值小于或者等于第一预设电阻值的1.5倍时，则表明正极继电器或者预充继电器发生粘连；

在电源正极对地的绝缘阻值大于第一预设电阻值的1.5倍时，则表明正极继电器或预充继电器未发生粘连。

7.根据权利要求4所述的继电器粘连检测方法，其特征在于，所述判断负极继电器是否发生粘连的步骤包括：

在电源负极对地的绝缘阻值小于或者等于第二预设电阻值时，则表明负极继电器发生粘连；

在电源负极对地的绝缘阻值大于第二预设电阻值时，则表明负极继电器未发生粘连。

8.根据权利要求7所述的继电器粘连检测方法，其特征在于，所述第二预设电阻值大于或者等于负极继电器粘连时的电阻值的两倍；所述并判断负极继电器是否发生粘连的步骤包括：

在电源负极对地的绝缘阻值小于或者等于第二预设电阻值的1.5倍时，则表明负极继电器发生粘连；

在电源负极对地的绝缘阻值大于第二预设电阻值的1.5倍时，则表明负极继电器未发生粘连。

9.根据权利要求4-8任一项所述的继电器粘连检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

将检测到的继电器粘连信息存储至电池管理系统的运行参数中。

10.根据权利要求9所述的继电器粘连检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述电源组件上电后，读取电池管理系统的运行参数中继电器粘连信息；

在继电器发生粘连时，发出故障警报。