CN109116227A - 一种电池管理系统的主继电器检测电路及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池管理系统的主继电器检测电路及检测方法，主继电器检测电路包括主正继电器检测电路，主正继电器检测电路包括第一变压器、第一电容单元和第一充放电电路，第一变压器的副边和第一电容单元串联连接在电池的正极和主正继电器的非电池侧之间；第一变压器的原边的一端连接第一输入信号，另一端连接第一充放电电路。主继电器检测方法包括首先采集第一充放电电路的电压幅值，然后通过回采第一充放电电路的电压幅值来进行主正继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测。本发明提出的电池管理系统的主继电器检测电路，其检测功能不依赖于主继电器的反复闭合、断开动作来实现，完全满足电动汽车对高压的安全上电特定流程要求。

Description

一种电池管理系统的主继电器检测电路及检测方法

技术领域

本发明涉及电池管理系统，尤其涉及一种电池管理系统的主继电器检测电路及检测方法。

背景技术

电池作为电动汽车的能力输出电路，动力电池的能量输出通过一系列高压器件的开关来实现。高压器件的工作状态，特别是电池正负两端的高压继电器是否正常开关，对于保证电池的能量输出是非常必要的，继电器发生损伤、粘连，而管理系统并不了解这个情形，则有可能发生故障问题，继电器粘连检测已成为现代BMS必须功能之一，以消除在高压充放电过程中的不安全因素。目前的电池管理系统对动力电池高压回路主继电器的粘连状态检测不够完善，有的电池管理系统不具备检测功能，有的其检测回路和电池母线以及充电接口具有电气连接，存在安全隐患，有的检测功能依赖于主继电器的反复闭合、断开动作来实现，违背电动汽车对高压的安全上电特定流程要求。目前市场主流的采集继电器两端对地电压对比判断继电器粘连存在不能实时采集。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种电池管理系统的主继电器检测电路及检测方法，其检测功能不依赖于主继电器的反复闭合、断开动作来实现，完全满足电动汽车对高压的安全上电特定流程要求。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一个实施例中公开了一种电池管理系统的主继电器检测电路，包括主正继电器检测电路，其中所述主正继电器检测电路包括第一变压器、第一电容单元和第一充放电电路，所述第一变压器的副边和所述第一电容单元串联连接在电池的正极和主正继电器的非电池侧之间；所述第一变压器的原边的一端连接第一输入信号，另一端连接所述第一充放电电路。

本发明的一个实施例中相应公开了一种电池管理系统的主继电器检测方法，采用上述的主继电器检测电路进行检测，包括以下步骤：

首先采集所述第一充放电电路的电压幅值V1：断开主正继电器，采集所述第一充放电电路的电压幅值为V1-1；闭合主正继电器，采集所述第一充放电电路的电压幅值为V1-2；

然后通过回采所述第一充放电电路的电压幅值V1来进行主正继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测：若V1等于V1-1或者大于第一预设阈值，则判定主正继电器为断开状态、不粘连状态或者开路状态；若V1等于V1-2或者小于第一预设阈值，则判定主正继电器为闭合状态、粘连状态或者非开路状态，其中所述第一预设阈值大于V1-2且小于V1-1。

在本发明的进一步的实施例中，所述主继电器检测电路还包括主负继电器检测电路，所述主负继电器检测电路包括第二变压器、第二电容单元和第二充放电电路，所述第二变压器的副边和所述第二电容单元串联连接在电池的负极和主负继电器的非电池侧之间，所述第二变压器的原边的一端连接第二输入信号，另一端连接所述第二充放电电路。

优选地，所述第二充放电电路的一端连接所述第二变压器的原边，另一端接地；进一步地，所述第二充放电电路包括第四电容单元和/或第二电阻单元，其中所述第四电容单元和所述第二电阻单元之间串联连接或并联连接。

本发明的进一步的实施例中相应公开了一种电池管理系统的主继电器检测方法，采用上述的主继电器检测电路进行检测，包括以下步骤：

对主正继电器进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测包括：

首先，采集所述第一充放电电路的电压幅值V1：断开主正继电器，采集所述第一充放电电路的电压幅值为V1-1；闭合主正继电器，采集所述第一充放电电路的电压幅值为V1-2；

然后，通过回采所述第一充放电电路的电压幅值V1来进行主正继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测：若V1等于V1-1或者大于第一预设阈值，则判定主正继电器为断开状态、不粘连状态或者开路状态；若V1等于V1-2或者小于第一预设阈值，则判定主正继电器为闭合状态、粘连状态或者非开路状态，其中所述第一预设阈值大于V1-2且小于V1-1；

对主负继电器进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测包括：

首先，采集所述第二充放电电路的电压幅值V2：断开主负继电器，采集所述第二充放电电路的电压幅值为V2-1；闭合主负继电器，采集所述第二充放电电路的电压幅值为V2-2；

然后，通过回采所述第二充放电电路的电压幅值V2来进行主负继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测：若V2等于V2-1或者大于第二预设阈值，则判定主负继电器为断开状态、不粘连状态或者开路状态；若V2等于V2-2或者小于第二预设阈值，则判定主负继电器为闭合状态、粘连状态或者非开路状态，其中所述第二预设阈值大于V2-2且小于V2-1。

在本发明的另一部分的进一步的实施例中，所述主继电器检测电路还包括主负继电器检测电路，所述主负继电器检测电路包括RC电路，所述RC电路的一端连接第二输入信号，另一端连接主负继电器的非电池侧；进一步地，所述主负继电器检测电路还包括二极管单元，所述二极管单元连接在所述RC电路和主负继电器的非电池侧之间，其中正极连接所述RC电路，负极连接主负继电器的非电池侧。

优选地，所述RC电路包括相互串联或并联连接的第五电容单元和第三电阻单元、或者包括第六电容单元、第四电阻单元和第五电阻单元，其中所述第六电容单元和所述第四电阻单元并联连接后与所述第五电阻单元串联。

本发明的另一部分的进一步的实施例中相应公开了一种电池管理系统的主继电器检测方法，采用上述的主继电器检测电路进行检测，包括以下步骤：

对主正继电器进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测包括：

首先，采集所述第一充放电电路的电压幅值V1：断开主正继电器，采集所述第一充放电电路的电压幅值为V1-1；闭合主正继电器，采集所述第一充放电电路的电压幅值为V1-2；

然后，通过回采所述第一充放电电路的电压幅值V1来进行主正继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测：若V1等于V1-1或者大于第一预设阈值，则判定主正继电器为断开状态、不粘连状态或者开路状态；若V1等于V1-2或者小于第一预设阈值，则判定主正继电器为闭合状态、粘连状态或者非开路状态，其中所述第一预设阈值大于V1-2且小于V1-1；

对主负继电器进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测包括：

首先，采集所述RC电路中的电容单元的电压幅值V2：断开主负继电器，采集所述RC电路中的电容单元的电压幅值为V2-1；闭合主负继电器，采集所述RC电路中的电容单元的电压幅值为V2-2；

然后，通过回采所述RC电路中的电容单元的电压幅值V2来进行主负继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测：若V2等于V2-1或者大于第二预设阈值，则判定主负继电器为断开状态、不粘连状态或者开路状态；若V2等于V2-2或者小于第二预设阈值，则判定主负继电器为闭合状态、粘连状态或者非开路状态，其中所述第二预设阈值大于V2-2且小于V2-1。

优选地，所述主继电器检测电路还包括推挽电路，所述推挽电路的两个输出端分别连接所述主正继电器检测电路和所述主负继电器检测电路以相应输出所述第一输入信号和所述第二输入信号。

优选地，所述第一充放电电路的一端连接所述第一变压器的原边，另一端接地；进一步地，所述第一充放电电路包括第三电容单元和/或第一电阻单元，其中所述第三电容单元和所述第一电阻单元之间串联连接或并联连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的电池管理系统的主继电器检测电路中的主正继电器检测电路通过变压器的初级与次级线圈电磁感应和漏感原理，通过次级边电路通断产生空载与带负载来影响原边电流的原理来进行粘连或开路检测，主正继电器闭合前，电路通过电容隔离方式将动力电池的正极与非电池端负载高压隔离，避免外部电压直接进入电路；其检测功能不再依赖于主继电器的反复闭合、断开动作来实现，完全满足电动汽车对高压的安全上电特定流程要求；由于是通过继电器状态变化反馈采集信号，各支路电路互不干涉，各支路电路可同时进行检测；另外该检测电路与外部动力电池和负载回路电压都无关，外部动力电池与负载发生不连接、无电压等情况，该电路仍可独立检测继电器状态；且该主继电器检测电路不引入负载电阻到动力电池主回路和负载端，避免了整车动力电池对检测回路持续放电的情况；通过该检测电路不仅可以用于检测整车主继电器上电前粘连情况，也可以用于检测继电器上电后开路状态情况。

在一些改进的方案中，主负继电器检测电路也可通过变压器的初级与次级线圈电磁感应和漏感原理，通过次级边电路通断产生空载与带负载来影响原边电流的原理来进行粘连或开路检测，通过变压器隔离方式避免外部电压直接进入电路；在另一些改进的方案中，主负继电器检测电路还可通过交流信号向RC电路充放电回路的原理来进行粘连或开路检测。在这些改进的方案中，主继电器检测电路中的各主继电器状态均互不影响，可实现实时检测继电器状态。

附图说明

图1是本发明实施例一的电池管理系统的主继电器检测电路的示意图；

图2是本发明实施例二的电池管理系统的主继电器检测电路的示意图；

图3是本发明实施例三的电池管理系统的主继电器检测电路的示意图；

图4是本发明实施例四的电池管理系统的主继电器检测电路的示意图；

图5是本发明实施例五的电池管理系统的主继电器检测电路的示意图；

图6是本发明实施例六的电池管理系统的主继电器检测电路的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。其中相同的附图标记表示相同的部件，除非另外特别说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

下面结合附图通过具体实施例对本发明进行详细的介绍，以使更好的理解本发明，但下述实施例并不限制本发明范围。另外，需要说明的是，下述实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构思，附图中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形状、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

本发明优选实施例公开了一种电池管理系统的主继电器检测电路，包括主正继电器检测电路，其中主正继电器检测电路包括第一变压器、第一电容单元和第一充放电电路，第一变压器的副边和第一电容单元串联连接在电池的正极和主正继电器的非电池侧之间；第一变压器的原边的一端连接第一输入信号(例如交流信号)，另一端连接第一充放电电路；其中进一步地，第一充放电电路的一端连接第一变压器的原边，另一端接地；更进一步地，第一充放电电路包括第三电容单元和/或第一电阻单元，其中第三电容单元和第一电阻单元之间串联连接或并联连接。其中，采用该主正继电器检测电路对主正继电器进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测包括：首先，采集第一充放电电路的电压幅值V1：断开主正继电器，采集第一充放电电路的电压幅值为V1-1；闭合主正继电器，采集第一充放电电路的电压幅值为V1-2；然后，通过回采第一充放电电路的电压幅值V1来进行主正继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测：若V1等于V1-1或者大于第一预设阈值，则判定主正继电器为断开状态、不粘连状态或者开路状态；若V1等于V1-2或者小于第一预设阈值，则判定主正继电器为闭合状态、粘连状态或者非开路状态，其中第一预设阈值大于V1-2且小于V1-1。

在一些实施例中，电池管理系统的主继电器检测电路还包括主负继电器检测电路，主负继电器检测电路包括第二变压器、第二电容单元和第二充放电电路，第二变压器的副边和第二电容单元串联连接在电池的负极和主负继电器的非电池侧之间，第二变压器的原边的一端连接第二输入信号(例如交流信号)，另一端连接第二充放电电路。进一步地，第二充放电电路的一端连接第二变压器的原边，另一端接地；更进一步地，第二充放电电路包括第四电容单元和/或第二电阻单元，其中第四电容单元和第二电阻单元之间串联连接或并联连接。其中，采用该主负继电器检测电路对主负继电器进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测包括：首先，采集第二充放电电路的电压幅值V2：断开主负继电器，采集第二充放电电路的电压幅值为V2-1；闭合主负继电器，采集第二充放电电路的电压幅值为V2-2；然后，通过回采第二充放电电路的电压幅值V2来进行主负继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测：若V2等于V2-1或者大于第二预设阈值，则判定主负继电器为断开状态、不粘连状态或者开路状态；若V2等于V2-2或者小于第二预设阈值，则判定主负继电器为闭合状态、粘连状态或者非开路状态，其中第二预设阈值大于V2-2且小于V2-1。

在另外一些实施例中，电池管理系统的主继电器检测电路还包括主负继电器检测电路，主负继电器检测电路包括RC电路(RC电路是指包括电阻单元和电容单元的电路)，RC电路的一端连接第二输入信号(例如交流信号)，另一端连接主负继电器的非电池侧；进一步地，主负继电器检测电路还包括二极管单元，二极管单元连接在RC电路和主负继电器的非电池侧之间，其中正极连接RC电路，负极连接主负继电器的非电池侧。更进一步地，RC电路包括相互串联或并联连接的第五电容单元和第三电阻单元、或者包括第六电容单元、第四电阻单元和第五电阻单元，其中第六电容单元和第四电阻单元并联连接后与第五电阻单元串联。其中，采用该主负继电器检测电路对主负继电器进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测包括：首先，采集RC电路中的电容单元的电压幅值V2：断开主负继电器，采集RC电路中的电容单元的电压幅值为V2-1；闭合主负继电器，采集RC电路中的电容单元的电压幅值为V2-2；然后，通过回采RC电路中的电容单元的电压幅值V2来进行主负继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测：若V2等于V2-1或者大于第二预设阈值，则判定主负继电器为断开状态、不粘连状态或者开路状态；若V2等于V2-2或者小于第二预设阈值，则判定主负继电器为闭合状态、粘连状态或者非开路状态，其中第二预设阈值大于V2-2且小于V2-1。

在上述实施例中，电池管理系统的主继电器检测电路也还可以包括推挽电路，推挽电路的两个输出端分别连接主正继电器检测电路和主负继电器检测电路以相应输出第一输入信号和第二输入信号。

其中，在上述实施例中，各个电容单元可以是由一个电容、或者多个电容串联和/或并联组成，各个电阻单元可以是由一个电阻、或者多个电阻串联和/或并联组成；二极管单元可以是由一个二极管、或者多个二极管串联和/或并联组成。

下述以具体实施例来对本发明的电池管理系统的主继电器检测电路及检测方法作进一步说明。

实施例一：

如图1所示是本发明实施例一的主继电器检测电路，包括主正继电器检测电路10、主负继电器检测电路20和推挽电路30，其中主正继电器检测电路10用于对主正继电器K1进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测，主负继电器检测电路20用于对主负继电器K2进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测，推挽电路30用于为主正继电器检测电路10和主负继电器检测电路20提供输入信号；主正继电器K1和主负继电器K2分别连接在电池40的正极BAT+和负极BAT-。

1、主正继电器检测电路

(1)主正继电器检测电路构成

主正继电器检测电路10包括变压器T1、电容C1和电容C2，变压器T1副边和电容C1串联连接在电池40的正极BAT+和主正继电器K1的非电池侧PRE+之间以将高压部分进行隔离；变压器T1原边的一端连接推挽电路30，另一端连接电容C2后接地；其中CPU控制开关管Q1、Q2组成的推挽电路30产生交流信号流过变压器T1向电容C2充放电，推挽电路30的CPU和开关管Q2分别连接电池40的负极BAT-，也即推挽电路30以电池40的负极BAT-作为电路参考地。主正继电器K1闭合时，电容C1变成了变压器T1副边的负载，变压器T1副边回路由空载变为载负载从而引起电容C2充放电电平产生变化。

(2)主正继电器开关状态检测(也可用于快充、慢充正等正端继电器)

①当主正继电器K1断开时，变压器T1副边未构成回路为空载，线圈绕组未有磁通生成，原边交流信号向电容C2持续充放电，此时回采电容C2端的电压幅值V1-1；

②当主正继电器K1闭合时，变压器T1副边构成回路相当于负载(电容C1)接通，副边电路中有电流产生，线圈绕组有磁通生成，原边能量一部分向副边传输，从而使得电容C2充电变慢，此时电容C2端电压幅值变为V1-2；

③V1-2幅值会低于V1-1，通过回采电容C2端的电压幅值V1，根据电压幅值V1等于V1-1还是V1-2可以有效判断出主正继电器K1开关闭合状态。

(3)主正继电器粘连检测

根据本实施例的主正继电器检测电路，在主正继电器K1断开没有上电的情况下，对主正继电器K1粘连的检测方法为：回采电容C2端的电压幅值V1，若V1等于V1-1，则主正继电器K1不粘连；若V1等于V1-2，则主正继电器K1粘连；或者也可设置电平阈值来判断主正继电器K1粘连情况：例如以V1-1与V1-2的平均值为阈值，若V1大于阈值为不粘连，小于为粘连。

(4)主正继电器开路检测

根据本实施例的主正继电器检测电路，在主正继电器K1断开闭合上电的情况下，对主正继电器K1开路状态的检测方法为：回采电容C2端的电压幅值V1，若V1等于V1-2，则主正继电器K1未断开；若V1等于V1-1，则主正继电器K1断开；或者也可设置电平阈值来判断主正继电器K1开路情况：例如以V1-1与V1-2的平均值为阈值，若V1大于阈值断开，小于为未断开。

2、主负继电器检测电路

(1)主负继电器检测电路构成

主负继电器检测电路20包括电阻R1、电阻R2、电容C3和二极管D1，电阻R2和电容C3并联连接，电阻R1的一端连接推挽电路30，另一端连接电阻R2和电容C3的一端，电阻R2和电容C3的另一端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接主负继电器K2的非电池侧PRE-；其中CPU控制开关管Q1、Q2组成的推挽电路30产生交流信号流过电阻R1向后端电容C3充放电(电阻R1、R2与电容C3构成RC回路)，二极管D1反顶在总负继电器K2的非电池侧PRE-以避免外端信号窜入，电阻R2向电容C3提供放电回路，电路参考地为电池40的负极BAT-。

(2)主负继电器开关状态检测(也可用于快充、慢充负等负端继电器)

①当主负继电器K2断开时，检测电路无回路形成，电容C3端波形跟随前端交流信号，此时回采电容C3电压幅值V2-1；

②当主负继电器K2闭合时，电容C3充放电电路回路形成，此时电容C3波形幅值要低于前端交流信号，电容C3端电压幅值变为V2-2；

③V2-2幅值会低于V2-1，通过回采电容C3端的电压幅值V2，根据电压幅值V2等于V2-1还是V2-2可以有效判断出主负继电器K2开关闭合状态。

(3)主负继电器粘连检测

根据本实施例的主负继电器检测电路，在主负继电器K2断开没有上电的情况下，对主负继电器K2粘连的检测方法为：回采电容C3端的电压幅值V2，若V2等于V2-1，则主负继电器K2不粘连；若V2等于V2-2，则主负继电器K2粘连；或者也可设置电平阈值来判断主负继电器K2粘连情况：例如以V2-1与V2-2的平均值为阈值，若V2大于阈值为不粘连，小于为粘连。

(4)主负继电器开路检测

根据本实施例的主负继电器检测电路，在主负继电器K2断开闭合上电的情况下，对主负继电器K2开路状态的检测方法为：回采电容C3端的电压幅值V2，若V2等于V2-2，则主负继电器K2未断开；若V2等于V2-1，则主负继电器K2断开；或者也可设置电平阈值来判断主负继电器K2开路情况：例如以V2-1与V2-2的平均值为阈值，若V2大于阈值断开，小于为未断开。

实施例二：

如图2所示是本发明实施例二的主继电器检测电路，其中的推挽电路的构成和连接方式与实施例一都相同，在图中省略；本实施例与实施例一的主正继电器检测电路10的构成以及主正继电器开关状态检测、粘连检测、开路检测的方法与实施例一均相同，在此不再赘述；而本实施例与实施例一的区别之处仅在于该实施例中主负继电器检测电路20的RC电路由电阻R2和电容C3组成，电阻R2的一端连接推挽电路30，另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端连接主负继电器K2的非电池侧PRE-。其中主负继电器开关状态检测、粘连检测、开路检测的方法与实施例一也相同，在此不再赘述。

实施例三：

如图3所示是本发明实施例三的主继电器检测电路，本实施例与实施例二的区别之处仅在于主负继电器检测电路20的RC电路中的电阻R2和电容C3的连接位置交换了，电容C3的一端连接推挽电路30，另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接主负继电器K2的非电池侧PRE-。其中主负继电器开关状态检测、粘连检测、开路检测的方法与实施例二也相同，在此不再赘述。除了上述区别之处以外，其他与实施例二均相同，在此也不再赘述。

实施例四：

如图4所示是本发明实施例四的主继电器检测电路，本实施例与实施例二的区别之处仅在于将实施例二中的主正继电器检测电路10的电容C2置换成电阻R1，其他均相同。其中主正继电器和主负继电器的开关状态检测、粘连检测、开路检测的方法与实施例二也相同，在此不再赘述。

实施例五：

如图5所示是本发明实施例五的主继电器检测电路，本实施例与实施例三的区别之处仅在于将实施例三中的主正继电器检测电路10的电容C2置换成电容C2和电阻R1的并联电路，其他均相同。其中主正继电器和主负继电器的开关状态检测、粘连检测、开路检测的方法与实施例三也相同，在此不再赘述。

实施例六：

如图6所示是本发明实施例六的主继电器检测电路，包括主正继电器检测电路10、主负继电器检测电路20和推挽电路(图中未示)，其中主正继电器检测电路10用于对主正继电器K1进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测，主负继电器检测电路20用于对主负继电器K2进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测，推挽电路(图中未示)用于为主正继电器检测电路10和主负继电器检测电路20提供输入信号；主正继电器K1和主负继电器K2分别连接在电池40的正极BAT+和负极BAT-。

本实施例与实施例一中的主正继电器检测电路10的电路构成相同，检测方法也相同，在此不再赘述；推挽电路的连接方式也与实施例一相同，在图6中省略；主负继电器检测电路20与实施例一并不相同，下述进行详述。

(1)主负继电器检测电路构成

主负继电器检测电路20包括变压器T2、电容C3和电容C4，变压器T2副边和电容C4串联连接在电池40的负极BAT-和主负继电器K2的非电池侧PRE-之间；变压器T2原边的一端连接推挽电路，另一端连接电容C3后接地；其中CPU控制开关管Q1、Q2组成的推挽电路产生交流信号流过变压器T2向电容C3充放电，推挽电路的CPU和开关管Q2分别连接电池40的负极BAT-，也即推挽电路以电池40的负极BAT-作为电路参考地。主负继电器K2闭合时，电容C4变成了变压器T2副边的负载，变压器T2副边回路由空载变为载负载从而引起电容C3充放电电平产生变化。

(2)主负继电器开关状态检测(也可用于快充、慢充负等负端继电器)

①当主负继电器K2断开时，变压器T2副边未构成回路为空载，线圈绕组未有磁通生成，原边交流信号向电容C3持续充放电，此时回采电容C3端的电压幅值V2-1；

②当主负继电器K2闭合时，变压器T2副边构成回路相当于负载(电容C4)接通，副边电路中有电流产生，线圈绕组有磁通生成，原边能量一部分向副边传输，从而使得电容C3充电变慢，此时电容C3端电压幅值变为V2-2；

③V2-2幅值会低于V2-1，通过回采电容C3端的电压幅值V2，根据电压幅值V2等于V2-1还是V2-2可以有效判断出主负继电器K2开关闭合状态。

(3)主负继电器粘连检测

根据本实施例的主负继电器检测电路，在主负继电器K2断开没有上电的情况下，对主负继电器K2粘连的检测方法为：回采电容C3端的电压幅值V2，若V2等于V2-1，则主负继电器K2不粘连；若V2等于V2-2，则主负继电器K2粘连；或者也可设置电平阈值来判断主负继电器K2粘连情况：例如以V2-1与V2-2的平均值为阈值，若V2大于阈值为不粘连，小于为粘连。

(4)主负继电器开路检测

根据本实施例的主负继电器检测电路，在主负继电器K2断开闭合上电的情况下，对主负继电器K2开路状态的检测方法为：回采电容C3端的电压幅值V2，若V2等于V2-2，则主负继电器K2未断开；若V2等于V2-1，则主负继电器K2断开；或者也可设置电平阈值来判断主负继电器K2开路情况：例如以V2-1与V2-2的平均值为阈值，若V2大于阈值断开，小于为未断开。

综上所述，本发明各个实施例的电池管理系统的主继电器检测电路中，主正继电器检测电路和主负继电器粘测电路均可通过变压器的初级与次级线圈电磁感应和漏感原理，通过次级边电路通断产生空载与带负载来影响原边电流的原理来进行粘连或开路检测，主正继电器闭合前，电路通过电容隔离方式将动力电池的正极BAT+与非电池端负载PRE+高压隔离；且通过变压器隔离方式，避免外部电压直接进入电路。另外主负继电器检测电路还可通过交流信号向RC电路充放电回路的原理来进行粘连或开路检测。该主继电器检测电路可用于车载电池管理系统继电器状态检测、也可用于其他方面相关继电器、关断电路检测。

本发明的电池管理系统的主继电器检测电路及检测方法具有以下优点：

(1)主继电器检测电路的检测功能不依赖于主继电器的反复闭合、断开动作来实现，完全满足电动汽车对高压的安全上电特定流程要求。

(2)在主继电器检测电路中，通过继电器状态变化反馈采集信号，各支路电路互不干涉，各支路电路可同时进行检测。

(3)在主继电器检测电路中，各主继电器状态互不影响，可实现实时检测继电器状态。

(4)该主继电器检测电路与外部动力电池和负载回路电压无关，外部动力电池与负载发生不连接、无电压等情况，该电路也可独立检测继电器状态。

(5)该主继电器检测电路除了用于检测整车主继电器上电前粘连情况，也可以用于检测继电器上电后开路状态情况。

(6)该主继电器检测电路可以用于检测所有主继电器如总正、总负、慢充正、慢充负、快充、预充继电器状态。

(7)该主继电器检测电路不引入负载电阻到动力电池主回路和负载端，避免了整车动力电池对检测回路持续放电的情况。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池管理系统的主继电器检测电路，其特征在于，包括主正继电器检测电路，其中所述主正继电器检测电路包括第一变压器、第一电容单元和第一充放电电路，所述第一变压器的副边和所述第一电容单元串联连接在电池的正极和主正继电器的非电池侧之间；所述第一变压器的原边的一端连接第一输入信号，另一端连接所述第一充放电电路。

2.根据权利要求1所述的主继电器检测电路，其特征在于，还包括主负继电器检测电路，所述主负继电器检测电路包括第二变压器、第二电容单元和第二充放电电路，所述第二变压器的副边和所述第二电容单元串联连接在电池的负极和主负继电器的非电池侧之间，所述第二变压器的原边的一端连接第二输入信号，另一端连接所述第二充放电电路。

3.根据权利要求2所述的主继电器检测电路，其特征在于，所述第二充放电电路的一端连接所述第二变压器的原边，另一端接地；进一步地，所述第二充放电电路包括第四电容单元和/或第二电阻单元，其中所述第四电容单元和所述第二电阻单元之间串联连接或并联连接。

4.根据权利要求1所述的主继电器检测电路，其特征在于，还包括主负继电器检测电路，所述主负继电器检测电路包括RC电路，所述RC电路的一端连接第二输入信号，另一端连接主负继电器的非电池侧；进一步地，所述主负继电器检测电路还包括二极管单元，所述二极管单元连接在所述RC电路和主负继电器的非电池侧之间，其中正极连接所述RC电路，负极连接主负继电器的非电池侧。

5.根据权利要求4所述的主继电器检测电路，其特征在于，所述RC电路包括相互串联或并联连接的第五电容单元和第三电阻单元、或者包括第六电容单元、第四电阻单元和第五电阻单元，其中所述第六电容单元和所述第四电阻单元并联连接后与所述第五电阻单元串联。

6.根据权利要求2至5任一项所述的主继电器检测电路，其特征在于，还包括推挽电路，所述推挽电路的两个输出端分别连接所述主正继电器检测电路和所述主负继电器检测电路以相应输出所述第一输入信号和所述第二输入信号。

7.根据权利要求1至5任一项所述的主继电器检测电路，其特征在于，所述第一充放电电路的一端连接所述第一变压器的原边，另一端接地；进一步地，所述第一充放电电路包括第三电容单元和/或第一电阻单元，其中所述第三电容单元和所述第一电阻单元之间串联连接或并联连接。

8.一种电池管理系统的主继电器检测方法，其特征在于，采用权利要求1所述的主继电器检测电路进行检测，包括以下步骤：

首先采集所述第一充放电电路的电压幅值V1：断开主正继电器，采集所述第一充放电电路的电压幅值为V1-1；闭合主正继电器，采集所述第一充放电电路的电压幅值为V1-2；

然后通过回采所述第一充放电电路的电压幅值V1来进行主正继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测：若V1等于V1-1或者大于第一预设阈值，则判定主正继电器为断开状态、不粘连状态或者开路状态；若V1等于V1-2或者小于第一预设阈值，则判定主正继电器为闭合状态、粘连状态或者非开路状态，其中所述第一预设阈值大于V1-2且小于V1-1。

9.一种电池管理系统的主继电器检测方法，其特征在于，采用权利要求2或3所述的主继电器检测电路进行检测，包括以下步骤：

对主正继电器进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测包括：

首先，采集所述第一充放电电路的电压幅值V1：断开主正继电器，采集所述第一充放电电路的电压幅值为V1-1；闭合主正继电器，采集所述第一充放电电路的电压幅值为V1-2；

然后，通过回采所述第一充放电电路的电压幅值V1来进行主正继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测：若V1等于V1-1或者大于第一预设阈值，则判定主正继电器为断开状态、不粘连状态或者开路状态；若V1等于V1-2或者小于第一预设阈值，则判定主正继电器为闭合状态、粘连状态或者非开路状态，其中所述第一预设阈值大于V1-2且小于V1-1；

对主负继电器进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测包括：

首先，采集所述第二充放电电路的电压幅值V2：断开主负继电器，采集所述第二充放电电路的电压幅值为V2-1；闭合主负继电器，采集所述第二充放电电路的电压幅值为V2-2；

然后，通过回采所述第二充放电电路的电压幅值V2来进行主负继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测：若V2等于V2-1或者大于第二预设阈值，则判定主负继电器为断开状态、不粘连状态或者开路状态；若V2等于V2-2或者小于第二预设阈值，则判定主负继电器为闭合状态、粘连状态或者非开路状态，其中所述第二预设阈值大于V2-2且小于V2-1。

10.一种电池管理系统的主继电器检测方法，其特征在于，采用权利要求4或5所述的主继电器检测电路进行检测，包括以下步骤：

对主正继电器进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测包括：

首先，采集所述第一充放电电路的电压幅值V1：断开主正继电器，采集所述第一充放电电路的电压幅值为V1-1；闭合主正继电器，采集所述第一充放电电路的电压幅值为V1-2；

然后，通过回采所述第一充放电电路的电压幅值V1来进行主正继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测：若V1等于V1-1或者大于第一预设阈值，则判定主正继电器为断开状态、不粘连状态或者开路状态；若V1等于V1-2或者小于第一预设阈值，则判定主正继电器为闭合状态、粘连状态或者非开路状态，其中所述第一预设阈值大于V1-2且小于V1-1；

对主负继电器进行开关状态检测、粘连检测或者开路检测包括：

首先，采集所述RC电路中的电容单元的电压幅值V2：断开主负继电器，采集所述RC电路中的电容单元的电压幅值为V2-1；闭合主负继电器，采集所述RC电路中的电容单元的电压幅值为V2-2；

然后，通过回采所述RC电路中的电容单元的电压幅值V2来进行主负继电器的开关状态检测、粘连检测或者开路检测：若V2等于V2-1或者大于第二预设阈值，则判定主负继电器为断开状态、不粘连状态或者开路状态；若V2等于V2-2或者小于第二预设阈值，则判定主负继电器为闭合状态、粘连状态或者非开路状态，其中所述第二预设阈值大于V2-2且小于V2-1。