CN108205109A - 信号注入式高压电池包继电器通断诊断电路 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种信号注入式高压电池包继电器通断诊断电路，包括芯片LTC1863、运算放大器以及电源模块，所述的电源模块为芯片LTC1863和运算放大器供电，继电器与电动汽车电池组正极相连的一端、芯片LTC1863的GND引脚以及运算放大器的电源负极均连接隔离地ISO_GND，芯片LTC1863的REFCOMP引脚与运算放大器的正相输入端相连，运算放大器的输出端通过两个串联的电阻与继电器的另一端相连，两个电阻间引出一条支路连接芯片LTC1863的模拟输入通道，芯片LTC1863将采集到的模拟信号转换成数字信号后输出。本电路判断起来十分可靠，同时，芯片LTC1863的通道数还可以扩展，以判断更多的继电器，并且，对于与电池负极连接的继电器也可以采用本电路来进行判断，实用性高。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车继电器诊断技术领域，特别涉及一种信号注入式高压电池包继电器通断诊断电路。
背景技术
电动汽车电池包高压输出通常根据功能由不同继电器(直流接触器)控制，由于继电器在高压大电流情况下因使用不当或其它原因会导致接触点粘连，使控制功能失效。因此如何可靠诊断出继电器是否出现粘连，对于电动汽车的安全控制非常必要。电动汽车电池包输出高压控制继电器一般包含主正继电器、主负继电器、电机继电器、直流充电继电器、交流充电继电器等。对于这些继电器的诊断目前主要有两种方式：一是利用继电器自带的反馈触点进行诊断；二是利用电阻分压，通过隔离开关切换，测量不同条件下继电器两端在电阻网络上的压降，推算出电阻网络两端的电压，从而得出继电器是否导通的结论。
对于第一种方案，具有以下不足：其一，成本较高，带反馈触点和不带反馈触点的高压直流继电器价格相差好几十RMB；其二，连线复杂，每个继电器的反馈触点的两根诊断线需要连接到BMS低压控制器上，由于BMS的布置位置可能会导致诊断线路径过长，布线复杂，且容易引入干扰；其三，可靠性低，不同的继电器由于产品质量和设计原理的不同其反馈触点的判断准确度不可靠。对于第二种方案，具有以下不足：其一，控制复杂，每一个继电器的两端都要加高压隔离开关进行电阻网络的选通控制，随着继电器数量的增多，控制开关的数量变多，控制逻辑异常复杂；其二，成本高，由于高压开关的增多及电阻网路的连接和隔离要求，使得PCB变大，加之高压隔离开关本身成本就高，整个方案的实施成本变得很高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种信号注入式高压电池包继电器通断诊断电路，成本低且控制简单可靠。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种信号注入式高压电池包继电器通断诊断电路，包括芯片LTC1863、运算放大器以及电源模块，所述的电源模块为芯片LTC1863和运算放大器供电，继电器与电动汽车电池组正极相连的一端、芯片LTC1863的GND引脚以及运算放大器的电源负极均连接隔离地ISO_GND，芯片LTC1863的REFCOMP引脚与运算放大器的正相输入端相连，运算放大器的输出端通过两个串联的电阻与继电器的另一端相连，两个电阻间引出一条支路连接芯片LTC1863的模拟输入通道，芯片LTC1863将采集到的模拟信号转换成数字信号后输出。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：通过设置芯片LTC1863，其参考电平输出4.096V至运算放大器跟随输出作为注入信号，再通过采样电压判断继电器是否闭合，判断起来十分可靠，同时，芯片LTC1863的通道数还可以扩展，以判断更多的继电器，并且，对于与电池负极连接的继电器也可以采用本电路来进行判断，实用性高。
附图说明
图1是本发明实施例一的电路图；
图2是本发明实施例二的电路图，其中只示意出部分继电器的电路图。
具体实施方式
下面结合图1至图2，对本发明做进一步详细叙述。
参阅图1、图2，一种信号注入式高压电池包继电器通断诊断电路，包括芯片LTC1863、运算放大器以及电源模块，所述的电源模块为芯片LTC1863和运算放大器供电，继电器与电动汽车电池组正极相连的一端、芯片LTC1863的GND引脚以及运算放大器的电源负极均连接隔离地ISO_GND，芯片LTC1863的REFCOMP引脚与运算放大器的正相输入端相连，运算放大器的输出端通过两个串联的电阻与继电器的另一端相连，运算放大器主要用于阻抗匹配，两个电阻间引出一条支路连接芯片LTC1863的模拟输入通道，芯片LTC1863将采集到的模拟信号转换成数字信号后输出。通过设置芯片LTC1863，其参考电平输出4.096V至运算放大器跟随输出作为注入信号，再通过采样电压判断继电器是否闭合，判断起来十分可靠，同时，芯片LTC1863的通道数还可以扩展，以判断更多的继电器，并且，对于与电池负极连接的继电器也可以采用本电路来进行判断，实用性高。
由于芯片LTC1863有8个模拟输入通道，所以一个芯片LTC1863和运算放大器最多可以监测8个继电器的通断状态。具体应用时，芯片LTC1863和运算放大器的数量要根据继电器的个数来确定：当需要监测的继电器个数为1～8个，芯片LTC1863和运算放大器只需要各设置一个即可；当需要监测的继电器个数为2～16个，芯片LTC1863和运算放大器需要各设置两个；以此类推。为了详细的阐述上述方案，本案中提供了两种具体的实施例供参考。
参阅图1，实施例一，所述的继电器有两个，包括继电器S1和继电器S2，与继电器S1相连的两个电阻间引出的支路连接芯片LTC1863的AN6引脚，与继电器S2相连的两个电阻间引出的支路连接芯片LTC1863的AN7引脚，需要注意的是，本发明中所称的AN0～AN7引脚在有的资料上的标识为CH0～CH7引脚。当继电器S1断开时，AN6引脚的采样电压为注入电压4.096V；当继电器S1闭合后，电阻R1和电阻R2对4.096V进行分压，两个电阻阻值一样的情况下，AN6引脚的采样电压为注入电压4.096V的一半，这样，通过采样电压的变化即可判断出继电器S1是否闭合。继电器S2的判断方法同继电器S1的相同。
参阅图2，实施例二，所述的继电器有九个，包括继电器S1～S9；所述的芯片LTC1863包括第一芯片LTC1863和第二芯片LTC1863，运算放大器包括第一运算放大器和第二运算放大器；第一芯片LTC1863的REFCOMP引脚与第一运算放大器的正相输入端相连，第一运算放大器的输出端分别通过两个串联的电阻与继电器S1～S8相连，与继电器S1～S8相连的两个电阻间引出的支路分别连接第一芯片LTC1863的AN0～AN7引脚；第二芯片LTC1863的REFCOMP引脚与第二运算放大器的正相输入端相连，第二运算放大器的输出端通过两个串联的电阻与继电器S9相连，与继电器S9相连的两个电阻间引出的支路连接第二芯片LTC1863的AN7引脚。需要注意的是，由于图像大小的限制，图2中仅示意出继电器S1、S2以及S9，继电器S3～S8均是通过两个电阻与运算放大器的输出端相连的。本实施例中，因为继电器的个数多余8个，所以需要设置两组芯片LTC1863和运算放大器，电路的具体工作过程与实施例一中所描述的继电器S1的工作过程是一样的，这里就不再赘述。
优选地，所述的运算放大器为芯片OPA347UA，芯片OPA347UA的反相输入端与其输出端相连；所述的电源模块输出的电压为+5V；所述的芯片LTC1863通过数据总线将采集到的电压输出；与芯片LTC1863输出端相连的电阻阻值均相等。由于针对每一个芯片LTC1863才有一个数据总线输出，因此从接线上来说非常方便，并且，本电路中只需要通过电压就能判断出继电器的通断状态，控制和逻辑都很简单。
Claims (4)
1.一种信号注入式高压电池包继电器通断诊断电路，其特征在于：包括芯片LTC1863、运算放大器以及电源模块，所述的电源模块为芯片LTC1863和运算放大器供电，继电器与电动汽车电池组正极相连的一端、芯片LTC1863的GND引脚以及运算放大器的电源负极均连接隔离地ISO_GND，芯片LTC1863的REFCOMP引脚与运算放大器的正相输入端相连，运算放大器的输出端通过两个串联的电阻与继电器的另一端相连，两个电阻间引出一条支路连接芯片LTC1863的模拟输入通道，芯片LTC1863将采集到的模拟信号转换成数字信号后输出。
2.如权利要求1所述的信号注入式高压电池包继电器通断诊断电路，其特征在于：所述的继电器有两个，包括继电器S1和继电器S2，与继电器S1相连的两个电阻间引出的支路连接芯片LTC1863的AN6引脚，与继电器S2相连的两个电阻间引出的支路连接芯片LTC1863的AN7引脚。
3.如权利要求1所述的信号注入式高压电池包继电器通断诊断电路，其特征在于：所述的继电器有九个，包括继电器S1～S9；所述的芯片LTC1863包括第一芯片LTC1863和第二芯片LTC1863，运算放大器包括第一运算放大器和第二运算放大器；第一芯片LTC1863的REFCOMP引脚与第一运算放大器的正相输入端相连，第一运算放大器的输出端分别通过两个串联的电阻与继电器S1～S8相连，与继电器S1～S8相连的两个电阻间引出的支路分别连接第一芯片LTC1863的AN0～AN7引脚；第二芯片LTC1863的REFCOMP引脚与第二运算放大器的正相输入端相连，第二运算放大器的输出端通过两个串联的电阻与继电器S9相连，与继电器S9相连的两个电阻间引出的支路连接第二芯片LTC1863的AN7引脚。
4.如权利要求2或3所述的信号注入式高压电池包继电器通断诊断电路，其特征在于：所述的运算放大器为芯片OPA347UA，芯片OPA347UA的反相输入端与其输出端相连；所述的电源模块输出的电压为+5V；所述的芯片LTC1863通过数据总线将采集到的电压输出；与芯片LTC1863输出端相连的电阻阻值均相等。
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| DE102012213159A1 (de) * | 2012-07-26 | 2014-01-30 | Robert Bosch Gmbh | Batteriesystem mit Batterieschützen und einer Diagnosevorrichtung zum Überwachen des Funktionszustandes der Schütze sowie dazugehöriges Diagnoseverfahren |
| CN106627191A (zh) * | 2015-11-03 | 2017-05-10 | 现代自动车株式会社 | 电池控制系统和用于检测继电器熔接的方法 |
| CN206710558U (zh) * | 2017-01-11 | 2017-12-05 | 上海埃而生电气股份有限公司 | 高压接触器状态微电流注入检测电路及检测系统 |
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