CN109143048B - 高压回路继电器粘连诊断电路及诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路检测领域，旨在解决现有技术中的诊断技术不能明确的判断出具体是哪一个继电器粘连的问题，提供高压回路继电器粘连诊断电路及诊断方法。高压回路继电器粘连诊断电路的诊断电路包括第一电压检测支路、第二电压检测支路、第三电压检测支路、第四支路、第五支路；其中第四支路连接于U_pl电位点和整车接地位GND之间，第四支路包括串联的开关器件SW_pg和保险器件F_pg；第五支路连接于U_pl电位点和整车的模组接地位GND_Mn之间，第五支路包括串联的开关器件SW_pm和保险器件F_pm；诊断电路还包括信号检测单元，信号检测单元用于检测第五支路的电信号。本发明的有益效果是能够明确诊断得到是否存在继电器粘连和/或具体哪一个继电器出现粘连。

Description

高压回路继电器粘连诊断电路及诊断方法

技术领域

本发明涉及电路检测领域，具体而言，涉及高压回路继电器粘连诊断电路及诊断方法。

背景技术

在电动汽车上，继电器用来控制高压回路的开通和闭合，为了保障高压回路安全，需要在闭合继电器之前对继电器是否粘连进行检测，这里检测所用的技术就是继电器诊断技术。

然而，现有的诊断技术存在至少一个下述缺陷：不能明确的判断出具体是哪一个继电器粘连；对主负继电器粘连进行诊断时，需要闭合预充继电器，这会导致诊断过程中有接通外部高压回路的风险；电路设计复杂，对支路上开关器件要求严苛。

发明内容

本发明旨在提供一种高压回路继电器粘连诊断电路，以解决现有技术中的诊断技术不能明确的判断出具体是哪一个继电器粘连的问题。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述高压回路继电器粘连诊断电路的高压回路继电器粘连诊断方法。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例提供一种高压回路继电器粘连诊断电路，其用于对电动汽车的高压回路的各个通断控制继电器进行粘连诊断，所述高压回路至少包括电池组、连接于电池组正极的主正继电器Re_p、并联于所述主正继电器Re_p的预充电电路以及连接于电池组负极的主负继电器Re_n；所述预充电电路包括串联的预充电继电器Re_pre和预充电阻R_pre；所述预充电电路的一端为连接电池组正极的U_p电位点、另一端为U_pl电位点；所述主负继电器Re_n连接于电池组负极的一端为U_n电位点、另一端为U_nl电位点；

所述诊断电路包括第一电压检测支路、第二电压检测支路、第三电压检测支路、第四支路、第五支路；

所述第一电压检测支路连接于所述U_p电位点和所述U_n电位点之间，用于检测所述U_p电位点和所述U_n电位点之间的电压；

所述第二电压检测支路连接于所述U_pl电位点和所述U_n电位点之间，用于检测所述U_pl电位点和所述U_n电位点之间的电压；

所述第三电压检测支路连接于所述U_n电位点和所述U_nl电位点之间，用于检测所述U_n电位点和所述U_nl电位点之间的电压；

所述第四支路连接于所述U_pl电位点和整车接地位GND之间，所述第四支路包括串联的开关器件SW_pg和保险器件F_pg；

所述第五支路连接于所述U_pl电位点和整车的模组接地位GND_Mn之间，所述第五支路包括串联的开关器件SW_pm和保险器件F_pm；

所述诊断电路还包括信号检测单元，所述信号检测单元用于检测所述第五支路的电信号。

在本实施例的一种实施方式中：

所述信号检测单元用于检测所述第五支路的电压信号或电流信号。

在本实施例的一种实施方式中：

所述信号检测单元用于检测所述第五支路的电流信号，所述信号检测单元包括磁场敏感元件和用于采集所述磁场敏感元件的输出信号的采集部分。

在本实施例的一种实施方式中：

所述信号检测单元用于检测所述第五支路的电压信号，所述信号检测单元包括电阻分压网络、滤波网络及电压信号采集部分。

在本实施例的一种实施方式中：

所述第五支路还包括串联于该支路的电阻R_pm。

在本实施例的一种实施方式中：

所述第四支路还包括串联于该支路的电阻R_pg。

本发明实施例还提供一种高压回路继电器粘连诊断方法，其特征在于，基于前述的诊断电路；所述诊断方法包括：

正极粘连检测，检测连接于电池组正极的主正继电器Re_p和预充电继电器Re_pre是否粘连，检测方法为：比较所述第一电压检测支路测得的所述U_p电位点和所述U_n电位点之间的电压V1和所述第二电压检测支路测得的所述U_pl电位点和所述U_n电位点之间的电压V2，检测结果中：

若|V1-V2|<设定阈值TBD，则判定正极粘连，判定所述主正继电器Re_p和预充电继电器Re_pre至少一个粘连；此时，闭合所述第五支路的开关器件Sw_pm，采用所述信号检测单元检测所述第五支路的电信号，若该电信号符合所述主正继电器Re_p导通时对应的电信号时判定所述主正继电器Re_p粘连，若该电信号符合所述预充电继电器Re_pre导通时对应的电信号时判定所述预充电继电器Re_pre粘连；

若|V1-V2|>设定阈值TBD，则判定所述主正继电器Re_p和预充电继电器Re_pre均不粘连；

负极粘连检测，闭合所述第四支路上的开关器件SW_pg，通过第三电压检测支路测量所述U_n电位点和所述U_nl电位点之间的电压V3，检测结果中：

若V3<设定阈值TBD，则判定所述主负继电器Re_n粘连；若V3>设定阈值TBD，则判定所述主负继电器Re_n不粘连。

在本实施例的一种实施方式中：

所述信号检测单元用于检测所述第五支路的电压信号或电流信号。

在本实施例的一种实施方式中：

所述正极粘连检测下|V1-V2|<设定阈值TBD时，采用所述信号检测单元检测所述第五支路的电信号为电压信号。

在本实施例的一种实施方式中：

所述正极粘连检测下|V1-V2|<设定阈值TBD时，采用所述信号检测单元检测所述第五支路的电信号为电流信号。

综上，本实施例中通过设置第四支路、第五支路配合第一电压检测支路、第二电压检测支路、第三电压检测支路，在诊断过程中能够确保不出现高压接通负载造成电气损坏的问题，且能够明确诊断得到是否存在继电器粘连和/或具体哪一个继电器出现粘连。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中的高压回路继电器粘连诊断电路的电路图；

图2为本发明实施例中的电动汽车的高压回路及连接的负载的示意图；

图3为信号检测单元的一种实施方式的示意图；

图4为信号检测单元的另一种实施方式的示意图；

图5为本发明实施例中的高压回路继电器粘连诊断方法的诊断流程图。

图标：100-诊断电路；L0-高压回路；L10-预充电电路；M0-负载；B1-电池组；L1-第一电压检测支路；L2-第二电压检测支路；L3-第三电压检测支路；L4-第四支路；L5-第五支路；10-信号检测单元；11-电阻分压网络；12-滤波网络；13-电压信号采集部分；14-磁场敏感元件；15-采集部分。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本发明的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

图1是本发明实施例中的高压回路继电器粘连诊断电路100的结构示意图。本实施例中的高压回路继电器粘连诊断电路100可用于对诸如电动汽车的高压回路L0(如启动回路)的各个通断控制继电器进行粘连诊断。

图2为电动汽车的高压回路L0及连接的负载M0的示意图。参见图2，所述高压回路L0包括电池组B1、连接于电池组B1正极的主正继电器Re_p、并联于所述主正继电器Re_p的预充电电路L10以及连接于电池组B1负极的主负继电器Re_n；所述预充电电路L10包括串联的预充电继电器Re_pre和预充电阻R_pre；所述预充电电路L10的一端为连接电池组B1正极的U_p电位点、另一端为U_pl电位点；所述主负继电器Re_n连接于电池组B1负极的一端为U_n电位点、另一端为U_nl电位点；负载M0连接于高压回路L0的负载M0连接点之间。使用时，先接通预充电继电器Re_pre是电动汽车进入预充电；预充电完成后，接通主正继电器Re_p和主负继电器Re_n，以使电池组B1接通和驱动负载M0。

参见图1，在本实施例中，为避免在继电器粘连的状态通电导致安全问题，本实施例提供一种高压回路继电器粘连诊断电路100，其用于对电动汽车的高压回路L0的各个通断控制继电器进行粘连诊断。所述诊断电路100包括第一电压检测支路L1、第二电压检测支路L2、第三电压检测支路L3、第四支路L4、第五支路L5。

所述第一电压检测支路L1连接于所述U_p电位点和所述U_n电位点之间，用于检测所述U_p电位点和所述U_n电位点之间的电压；可选的，所述第一电压检测支路L1可包括用于控制该支路通断的开关器件SW_p，所述第一电压检测支路L1具有等效电阻R_p。

所述第二电压检测支路L2连接于所述U_pl电位点和所述U_n电位点之间，用于检测所述U_pl电位点和所述U_n电位点之间的电压；可选的，所述第二电压检测支路L2可包括用于控制该支路通断的开关器件SW_pl，所述第二电压检测支路L2具有等效电阻R_pl。

所述第三电压检测支路L3连接于所述U_n电位点和所述U_nl电位点之间，用于检测所述U_n电位点和所述U_nl电位点之间的电压；可选的，所述第三电压检测支路L3可包括用于控制该支路通断的开关器件SW_nl，所述第三电压检测支路L3具有等效电阻R_nl。

所述第四支路L4连接于所述U_pl电位点和电动汽车的整车接地位GND之间，所述第四支路L4包括串联的开关器件SW_pg和保险器件F_pg；可选地，所述第四支路L4还包括串联于该支路的电阻R_pg。

所述第五支路L5连接于所述U_pl电位点和模组接地位GND_Mn之间，所述第五支路L5包括串联的开关器件SW_pm和保险器件F_pm；可选地，所述第五支路L5还包括串联于该支路的电阻R_pm。

所述诊断电路100还包括信号检测单元10，所述信号检测单元10用于检测所述第五支路L5的电信号。可选的，所述信号检测单元10用于检测所述第五支路L5的电压信号或电流信号。当所述信号检测单元10用于检测所述第五支路L5的电压信号时，所述信号检测单元10包括电阻分压网络11、滤波网络12及电压信号采集部分13(见于图3)。

当所述信号检测单元10用于检测所述第五支路L5的电流信号时，所述信号检测单元10包括磁场敏感元件14和用于采集所述磁场敏感元件14的输出信号的采集部分15(见于图4)。

参见图3，本发明实施例还提供一种高压回路继电器粘连诊断方法，其基于前述的诊断电路100；所述诊断方法包括：

初始化，使诊断电路100的各开关器件处于初始状态，使开关器件SW_p、开关器件SW_pl、开关器件SW_n1、开关器件SW_pm、开关器件SW_pg全部断开；

正极粘连检测，检测连接于电池组B1正极的主正继电器Re_p和预充电继电器Re_pre是否粘连，检测方法为：比较所述第一电压检测支路L1测得的所述U_p电位点和所述U_n电位点之间的电压V1和所述第二电压检测支路L2测得的所述U_pl电位点和所述U_n电位点之间的电压V2，检测结果中：

若|V1-V2|<设定阈值TBD，则判定正极粘连，判定所述主正继电器Re_p和预充电继电器Re_pre至少一个粘连；此时，闭合所述第五支路L5的开关器件Sw_pm，采用所述信号检测单元10检测所述第五支路L5的电信号，并根据该电信号判定具体粘连的继电器。该电信号可以是电压信号或电流信号。若该电信号符合所述主正继电器Re_p导通时对应的电信号时判定所述主正继电器Re_p粘连，若该电信号符合所述预充电继电器Re_pre导通时对应的电信号时判定所述预充电继电器Re_pre粘连；对于图示电路，若前述电信号为电压信号，则当该电压信号＝E*(R_pm/(R_pm+R_pre))时判定所述预充电继电器Re_pre粘连、当该电压信号＝E时判定所述主正继电器Re_p粘连，其中E为电池组B1的电动势；对于图示电路，若前述电信号为电流信号，则当该电流信号＝E/(R_pm+R_pre)时判定所述预充电继电器Re_pre粘连、当该电压信号＝E/R_pm时判定所述主正继电器Re_p粘连，其中E为电池组B1的电动势；

若|V1-V2|>设定阈值TBD，则判定所述主正继电器Re_p和预充电继电器Re_pre均不粘连；

负极粘连检测，闭合所述第四支路L4上的开关器件SW_pg，通过第三电压检测支路L3测量所述U_n电位点和所述U_nl电位点之间的电压V3，检测结果中：

若V3<设定阈值TBD，则判定所述主负继电器Re_n粘连；若V3>设定阈值TBD，则判定所述主负继电器Re_n不粘连。

本实施例中，通过设置第四支路L4、第五支路L5配合第一电压检测支路L1、第二电压检测支路L2、第三电压检测支路L3，在诊断过程中能够确保不出现高压接通负载M0造成电气损坏的问题，且能够明确诊断得到是否存在继电器粘连和/或具体哪一个继电器出现粘连。

需要说明的是，前述的设定阈值TBD若仅使用理论计算值的时，可设置为0；而在实际情况中，可根据需要设置一个合适的较小的值。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种高压回路继电器粘连诊断电路，其特征在于，用于对电动汽车的高压回路的各个通断控制继电器进行粘连诊断，所述高压回路至少包括电池组、连接于电池组正极的主正继电器Re_p、并联于所述主正继电器Re_p的预充电电路以及连接于电池组负极的主负继电器Re_n；所述预充电电路包括串联的预充电继电器Re_pre和预充电阻R_pre；所述预充电电路的一端为连接电池组正极的U_p电位点、另一端为U_pl电位点；所述主负继电器Re_n连接于电池组负极的一端为U_n电位点、另一端为U_nl电位点；

所述诊断电路包括第一电压检测支路、第二电压检测支路、第三电压检测支路、第四支路、第五支路；

所述第一电压检测支路连接于所述U_p电位点和所述U_n电位点之间，用于检测所述U_p电位点和所述U_n电位点之间的电压；

所述第二电压检测支路连接于所述U_pl电位点和所述U_n电位点之间，用于检测所述U_pl电位点和所述U_n电位点之间的电压；

所述第三电压检测支路连接于所述U_n电位点和所述U_nl电位点之间，用于检测所述U_n电位点和所述U_nl电位点之间的电压；

所述第四支路连接于所述U_pl电位点和整车接地位GND之间，所述第四支路包括串联的开关器件SW_pg和保险器件F_pg；

所述第五支路连接于所述U_pl电位点和整车的模组接地位GND_Mn之间，所述第五支路包括串联的开关器件SW_pm和保险器件F_pm；

所述诊断电路还包括信号检测单元，所述信号检测单元用于检测所述第五支路的电信号。

2.根据权利要求1所述的高压回路继电器粘连诊断电路，其特征在于：

所述信号检测单元用于检测所述第五支路的电压信号或电流信号。

3.根据权利要求1所述的高压回路继电器粘连诊断电路，其特征在于：

所述信号检测单元用于检测所述第五支路的电流信号，所述信号检测单元包括磁场敏感元件和用于采集所述磁场敏感元件的输出信号的采集部分。

4.根据权利要求1所述的高压回路继电器粘连诊断电路，其特征在于：

所述信号检测单元用于检测所述第五支路的电压信号，所述信号检测单元包括电阻分压网络、滤波网络及电压信号采集部分。

5.根据权利要求1所述的高压回路继电器粘连诊断电路，其特征在于：

所述第五支路还包括串联于该支路的电阻R_pm。

6.根据权利要求1所述的高压回路继电器粘连诊断电路，其特征在于：

所述第四支路还包括串联于该支路的电阻R_pg。

7.一种高压回路继电器粘连诊断方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的诊断电路；所述诊断方法包括：

正极粘连检测，检测连接于电池组正极的主正继电器Re_p和预充电继电器Re_pre是否粘连，检测方法为：比较所述第一电压检测支路测得的所述U_p电位点和所述U_n电位点之间的电压V1和所述第二电压检测支路测得的所述U_pl电位点和所述U_n电位点之间的电压V2，检测结果中：

若|V1-V2|<设定阈值TBD，则判定正极粘连，判定所述主正继电器Re_p和预充电继电器Re_pre至少一个粘连；此时，闭合所述第五支路的开关器件Sw_pm，采用所述信号检测单元检测所述第五支路的电信号，若该电信号符合所述主正继电器Re_p导通时对应的电信号时判定所述主正继电器Re_p粘连，若该电信号符合所述预充电继电器Re_pre导通时对应的电信号时判定所述预充电继电器Re_pre粘连；

若|V1-V2|>设定阈值TBD，则判定所述主正继电器Re_p和预充电继电器Re_pre均不粘连；

负极粘连检测，闭合所述第四支路上的开关器件SW_pg，通过第三电压检测支路测量所述U_n电位点和所述U_nl电位点之间的电压V3，检测结果中：

若V3<设定阈值TBD，则判定所述主负继电器Re_n粘连；若V3>设定阈值TBD，则判定所述主负继电器Re_n不粘连。

8.根据权利要求7所述的高压回路继电器粘连诊断方法，其特征在于：

所述信号检测单元用于检测所述第五支路的电压信号或电流信号。

9.根据权利要求7所述的高压回路继电器粘连诊断方法，其特征在于：

所述正极粘连检测下|V1-V2|<设定阈值TBD时，采用所述信号检测单元检测所述第五支路的电信号为电压信号。

10.根据权利要求7所述的高压回路继电器粘连诊断方法，其特征在于：

所述正极粘连检测下|V1-V2|<设定阈值TBD时，采用所述信号检测单元检测所述第五支路的电信号为电流信号。

Images