CN108254682A - 直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法 - Google Patents

Abstract

一种直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，有三种状态，充电前、充电中、充电后。判别方法针对三种状态分别给出不同的处理步骤。充电前包括以下步骤：充电桩启动充电，直流输出接触器断开，判别电动汽车电池回路电压大小；若电池无压则开机启动充电模块，充电模块电压上升到指定电压；判别电池电压大小，若电池电压与模块电压相等，则输出接触器合闸粘连；若电池无压则输出接触器状态正常，进行下一步检测；闭合输出接触器，再次判别电池电压大小，若电池无压，则输出接触器分闸粘连；若电池电压与模块电压相等，则输出接触器状态正常，进行下一步绝缘检测与充电。本发明针对充电前、充电中与充电后提供了一套完整的检测方法来判别输出接触器的粘连故障状态。

Description

直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电领域，特别涉及一种直流充电桩输出接触器粘连故障故障判别的方法。

背景技术

充电桩的直流输出接触器由于材质与寿命问题，存在接触器合闸粘连与分闸粘连的风险，当接触器处于合闸粘连时，输出接触器一直处于闭合状态，充电桩的充电枪头带电，在工程应用中存在人身安全危险；当接触器处于分闸粘连时，输出接触器一直处于断开状态，充电桩无法给电动汽车充电，造成资源浪费。

为了解决以上问题，行业内大部分使用带反馈节点的输出接触器，该原理是此类型接触器会反馈接触器目前的分合闸状态从而判定出接触器是否异常，但前提是反馈节点的信号正确，若反馈信号失灵时还是存在误判的风险。同时在选型参数相同的情况下，带反馈节点的输出接触器比不带反馈节点输出接触器成本高很多，对于接触器供应商也少很多，如何使用不带反馈节点输出接触器能又正确可靠的判断出接触器的粘连故障一直困扰着行业的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能正确可靠的判断出接触器粘连故障的直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法。

本发明的目的可以这样实现，设计一种直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，在充电前，包括以下步骤：

A1、直流充电桩的直流输出接触器采用不带反馈节点型；

A2、直流充电枪插到电动汽车充电口，物理连接完好；

A3、开始启动充电，充电桩直流输出接触器断开，充电桩与电池管理系统建立握手通信；

A4、充电桩检测电池电压U1，若U1无压，则进行下一步，否则充电桩停止充电，并在人机界面上送告警提示；

A5、充电桩控制充电模块开机，输出电压U；

A6、比较电池电压U1与模块电压U的大小，若电池电压U1与模块电压U大小相等，则说明接触器两侧电压相等，接触器实际处于合闸状态，说明接触器合闸粘连异常，则充电桩停止充电，并在人机界面上送接触器合闸粘连告警提示；若电池电压U1与模块电压U不等，则证明接触器两侧电压不相等，接触器实际处于分闸状态正常，则进行下一步；

A7、闭合输出接触器，t1以后进行下一步；

A8、比较电池电压U1与模块电压U的大小，若电池电压U1与模块电压U大小不等，则说明接触器两侧电压不相等，接触器实际处于分闸状态，说明接触器分闸粘连异常，则充电桩停止充电，并在人机界面上送接触器分闸粘连告警提示；若电池电压U1与模块电压U相等，则证明接触器两侧电压相等，接触器实际处于合闸状态正常，则进行下一步；

A9、进行绝缘监测，绝缘检测完开始充电。

进一步地，t1为1s～2s，进行电压采集防抖左右。

进一步地，充电桩设有检测电池电压的采样回路。

进一步地，充电桩设有人机界面显示装置。

进一步地，充电模块的模块电压U取电池管理系统上送电池最高允许充电总电压与充电桩额定电压二者较小值。

本发明的目的也可以这样实现，设计一种直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，充电过程中包括以下步骤：

2A、充电过程中充电桩直流输出接触器合闸，电池主回路闭合，充电桩对电池进行充电；

2B、充电桩输出电流按照电动汽车需要电流进行调节；

2C、若充电无电流，则说明输出接触器处于分闸状态，接触器分闸粘连异常，则充电桩停止充电，并在人机界面上送接触器分闸粘连告警提示；否则继续充电。

进一步地，电动汽车的需求充电电流应大于零。

进一步地，充电桩设有充电电流采集回路。

本发明的目的也可以这样实现，设计一种直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，充电完成后包括以下步骤：

3A、充电完成后充电模块关机，断开输出接触器；

3B、电动汽车断开电池主回路；

3C、充电模块因为其输出端有母线电容，处于关机状态下电量不会瞬时消失存在一定的残压，若电池电压大于零，则输出接触器处于闭合状态，说明接触器合闸粘连异常，则人机界面上送接触器合闸粘连告警提示。

本发明针对直流充电桩充电前、充电中与充电后提供了一套完整的检测方法来判别输出接触器的粘连故障状态，可使用不带反馈触点的输出接触器，大大减小了硬件成本，同时不存在反馈信号失灵的风险，解决了行业的一个痛点。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的充电示意图；

图2是本发明较佳实施例之电压电流测量值的示意图；

图3是本发明较佳实施例之充电前判别流程图；

图4是本发明较佳实施例之充电中判别流程图；

图5是本发明较佳实施例之充电后判别流程图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的描述。

一种直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，有三种情况，在充电前、充电中、充电后。

如图3所示，一种直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，在充电前，包括以下步骤：

A1、如图1所示，直流充电桩的直流输出接触器采用不带反馈节点型，节省成本。

A2、直流充电枪插到电动汽车充电口，物理连接完好；电动汽车与充电桩约需满足充电接口及通信协议5项2015年国家标准。

A3、开始启动充电，充电桩直流输出接触器断开，充电桩与电池管理系统BMS建立握手通信。本实施例中，充电桩直流输出接触器断开K1K2，充电桩与BMS通过Can线建立握手通信。

A4、充电桩检测电池电压U1，若U1无压，则进行下一步，否则充电桩停止充电，并在人机界面上送告警提示；充电桩设有检测电池电压的采样回路；充电桩设有人机界面显示装置。本实施例中，若U1小于10V，则K5K6是分开的，则进行下一步，否则充电桩停止充电，并在人机界面上送告警提示。

A5、充电桩控制充电模块开机，输出电压U。

A6、比较电池电压U1与模块电压U的大小，若电池电压U1与模块电压U大小相等，则说明接触器两侧电压相等，接触器实际处于合闸状态，说明接触器合闸粘连异常，则充电桩停止充电，并在人机界面上送接触器合闸粘连告警提示；若电池电压U1与模块电压U不等，则证明接触器两侧电压不相等，接触器实际处于分闸状态正常，则进行下一步；充电模块的模块电压U取电池管理系统上送电池最高允许充电总电压与充电桩额定电压二者较小值。电池电压与模块电压偏差需考虑电压采样误差。

本实施例中，若|U1-U|<5V，则证明接触器两侧电压相等，接触器实际处于合闸状态，说明接触器合闸粘连异常，则充电桩停止充电，并在人机界面上送接触器合闸粘连告警提示；若|U1-U|>5V，则证明接触器两侧电压不相等，接触器K1K2分闸，则进行下一步。

A7、闭合输出接触器，t1以后进行下一步；需要等接触器完全闭合后才能进入下一步。t1为1s～2s，进行电压采集防抖左右。本实施例中，闭合输出接触器K1K2，1秒钟以后进行下一步。

A8、比较电池电压U1与模块电压U的大小，若电池电压U1与模块电压U大小不等，则说明接触器两侧电压不相等，接触器实际处于分闸状态，说明接触器分闸粘连异常，则充电桩停止充电，并在人机界面上送接触器分闸粘连告警提示；若电池电压U1与模块电压U相等，则证明接触器两侧电压相等，接触器实际处于合闸状态正常，则进行下一步。本实施例中，若|U1-U|>5V，则证明接触器两侧电压不相等，接触器K1K2实际处于分闸状态，说明接触器分闸粘连异常，则充电桩停止充电，并在人机界面上送接触器分闸粘连告警提示；否则接触器实际处于合闸状态正常，则进行下一步。

A9、进行绝缘监测，绝缘检测完开始充电。

如图4所示，一种直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，充电过程中包括以下步骤：

2A、充电过程中充电桩直流输出接触器合闸，电池主回路闭合，充电桩对电池进行充电。本实施例中，充电过程中充电桩K1K2合闸，电池主回路K5K6合闸，充电桩对电池进行充电。

2B、充电桩输出电流按照电动汽车需要电流进行调节；

2C、若充电无电流，则说明输出接触器处于分闸状态，接触器分闸粘连异常，则充电桩停止充电，并在人机界面上送接触器分闸粘连告警提示；否则继续充电。

电动汽车的需求充电电流应大于零。本实施例中，设置充电电流I<1A，则说明输出接触器处于分闸状态，说明接触器分闸粘连异常，则充电桩停止充电，并在人机界面上送接触器分闸粘连告警提示；否则继续充电。

充电桩设有充电电流采集回路。

如图5所示，一种直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，充电完成后包括以下步骤：

3A、充电完成后充电模块关机，断开输出接触器K1、K2。

3B、电动汽车断开电池主回路K5、K6。

3C、充电模块因为其输出端有母线电容，处于关机状态下电量不会瞬时消失存在一定的残压，若电池电压大于零，则输出接触器处于闭合状态，说明接触器合闸粘连异常，则人机界面上送接触器合闸粘连告警提示。

本实施例中，若电池电压U1>10V，说明接触器合闸粘连异常，则人机界面上送接触器合闸粘连告警提示。

如图2是充电过程中的电压电流测量值示意图，在绝缘阶段当接触器处于合闸粘连时电池电压与充电模块电压相等，在绝缘阶段当分闸粘连时对应的电池电压测量值为零，当充电过程中分闸粘连时电流测量值为零。

为了较可靠的能判断输出接触器的粘连状态，行业内大部分使用带反馈节点的输出接触器，在同等电压等级下，带反馈节点输出接触器比不带反馈节点输出接触器成本高很多，同时带反馈节点输出接触器也存在反馈信号失灵的风险。本发明在直流充电桩充电前、充电中与充电后提供了一套完整的检测方法来判别输出接触器的粘连故障状态，可使用不带反馈触点的输出接触器，大大减小了硬件成本，同时不存在反馈信号失灵的风险，解决了行业的一个痛点。

对于任意含直流接触器的控制系统上都可实施本发明，本发明无需修改任何硬件和接口，可直接应用在充电桩或其他相关行业。

需要特别说明的是此以上实施仅为本发明较佳的具体实施方式，此方法并不用于限制于此，尽管参照前述实施例对直流充电桩输出接触器粘连故障判别进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，其特征在于，在充电前，包括以下步骤：

A1、直流充电桩的直流输出接触器采用不带反馈节点型；

A2、直流充电枪插到电动汽车充电口，物理连接完好；

A3、开始启动充电，充电桩直流输出接触器断开，充电桩与电池管理系统建立握手通信；

A4、充电桩检测电池电压U1，若U1无压，则进行下一步，否则充电桩停止充电，并在人机界面上送告警提示；

A5、充电桩控制充电模块开机，输出电压U；

A6、比较电池电压U1与模块电压U的大小，若电池电压U1与模块电压U大小相等，则说明接触器两侧电压相等，接触器实际处于合闸状态，说明接触器合闸粘连异常，则充电桩停止充电，并在人机界面上送接触器合闸粘连告警提示；若电池电压U1与模块电压U不等，则证明接触器两侧电压不相等，接触器实际处于分闸状态正常，则进行下一步；

A7、闭合输出接触器，t1以后进行下一步；

A8、比较电池电压U1与模块电压U的大小，若电池电压U1与模块电压U大小不等，则说明接触器两侧电压不相等，接触器实际处于分闸状态，说明接触器分闸粘连异常，则充电桩停止充电，并在人机界面上送接触器分闸粘连告警提示；若电池电压U1与模块电压U相等，则证明接触器两侧电压相等，接触器实际处于合闸状态正常，则进行下一步；

A9、进行绝缘监测，绝缘检测完开始充电。

2.根据权利要求1所述的直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，其特征在于：t1为1s～2s，进行电压采集防抖左右。

3.根据权利要求1所述的直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，其特征在于：充电桩设有检测电池电压的采样回路。

4.根据权利要求1所述的直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，其特征在于：充电桩设有人机界面显示装置。

5.根据权利要求1所述的直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，其特征在于：充电模块的模块电压U取电池管理系统上送电池最高允许充电总电压与充电桩额定电压二者较小值。

6.一种直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，其特征在于，充电过程中包括以下步骤：

2A、充电过程中充电桩直流输出接触器合闸，电池主回路闭合，充电桩对电池进行充电；

2B、充电桩输出电流按照电动汽车需要电流进行调节；

2C、若充电无电流，则说明输出接触器处于分闸状态，接触器分闸粘连异常，则充电桩停止充电，并在人机界面上送接触器分闸粘连告警提示；否则继续充电。

7.根据权利要求5所述的直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，其特征在于：电动汽车的需求充电电流应大于零。

8.根据权利要求5所述的直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，其特征在于：充电桩设有充电电流采集回路。

9.一种直流充电桩输出接触器粘连故障的判别方法，其特征在于，充电完成后包括以下步骤：

3A、充电完成后充电模块关机，断开输出接触器；

3B、电动汽车断开电池主回路；

3C、充电模块因为其输出端有母线电容，处于关机状态下电量不会瞬时消失存在一定的残压，若电池电压大于零，则输出接触器处于闭合状态，说明接触器合闸粘连异常，则人机界面上送接触器合闸粘连告警提示。