CN109490768B - 接触器触点粘连的冗余判断方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种接触器触点粘连的冗余判断方法及系统。该该冗余判断方法包括：在接触器断开并延时预设时间后，采集接触器的主触点的前端电压和后端电压；在接触器断开后，获取接触器的辅助触点输入电压；根据主触点的前端电压和后端电压及接触器的辅助触点输入电压，比较确认接触器的粘连状况和主动放电状况。本发明通过主触点的前端电压和后端电压结合辅助触点输入电压进行判断，区分判断接触器为粘连状态还是正常工作状态，避免接触器辅助触点形变导致的误判致使接触器无法正常上电，从而提高了接触器触点粘连判断的准确性和触点状态反馈的可靠性，避免辅助反馈触点意外失效和接触器粘连导致安全事故的发生，以提升整车高压安全性及可靠性。

Description

接触器触点粘连的冗余判断方法及系统

技术领域

本发明涉及接触器技术领域，具体而言，涉及一种接触器触点粘连的冗余判断方法及系统。

背景技术

交流接触器是动力设备及配电系统中的常见执行元件，适用于配电系统中的远距控制，可以频繁分断/ 接通主电路及大容量控制电路。主要应用于电动机控制、电热设备、电容器组等。

在一些大功率且常工作于过负荷状态的供电系统中，当接触器过载严重或设备短路时，由于电流非常大，接触器主触头发热量会十分严重，因此而产生的高温会使接触器的触头粘连在一起。这种情况下即使接触器控制回路断电，其主触头也不能分断，动力设备将无法按照指令停止运行，这给下游设备和工作人员带来了极大的安全隐患。

当前新能源汽车由于高压接触器开关电耐久性具有有限次数的不同工况寿命，考虑到电安全要求，防止触点粘连意外带电造成人员电击的情况，高压回路在每次上下电之前必须对高压接触器进行触点状态的判断，若判断出现粘连，应禁止上电，并且在每次正常下电时，都应执行主动放电的功能，将高压电压在规定时间内泄放到安全电压值以下，进而进一步确保工作人员的安全。

参见图1，接触器2´的主触点两端分别连接高压电池输出5´与高压负载输入6´，接触器2´的辅助触点两端分别连接蓄电池3´的正极和辅助电路电压采集模块1´的c´角，接触器2´的控制线圈两端连接辅助电路电压采集模块1´的d´角和电底盘4´。辅助电路电压采集模块1´的c´角用以接收辅助触点的输入电压，d´角对接触器线圈进行高边驱动。正常下电情况下，当接触器2´的主触点断开后，辅助触点应同样断开，d´角与c角电压均为0V；如果出现触点意外粘连的情况，d´角电压应仍为0V，但c´角电压为12V电平，证明触点粘连失效，禁止汽车的上电。

但是，接触器机械的辅助反馈触点结构，其开关配合精度要求很高，如温升等影响造成轻微的形变都有可能导致其失效，造成接触器辅助触点反馈错误，汽车无法正常上电的故障。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种接触器触点粘连的冗余判断方法及系统，旨在解决现有接触器粘连判断不准确致使汽车在接触器正常时无法上电的问题。

一方面，本发明提出了一种接触器触点粘连的冗余判断方法，该冗余判断方法包括：主电路电压采集步骤，自接触器断开并延时预设时间起，采集所述接触器的主触点的前端电压和后端电压；辅助电路电压采集步骤，自所述接触器断开时起，获取所述接触器的辅助触点输入电压；粘连判断步骤，根据所述主触点的前端电压和后端电压及所述接触器的辅助触点输入电压，比较确认所述接触器的粘连状况和主动放电状况。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断方法，在所述粘连判断步骤中，当所述主触点的前端电压和后端电压均为所述主触点所在回路的主回路电池电压，且所述辅助触点输入电压为所述接触器的辅助触点所在回路的辅助回路电池电压时，判定所述接触器的触点为粘连状态。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断方法，在所述粘连判断步骤中，当所述主触点的前端电压和后端电压均为所述主触点所在回路的主回路电池电压，且所述辅助触点输入电压为零时，判定所述主触点的前端电压和后端电压采集失效。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断方法，在所述粘连判断步骤中，当所述主触点的前端电压为所述主触点所在回路的主回路电池电压、所述主触点的后端电压大于或等于阈值，且所述辅助触点输入电压为零时，判定所述接触器主动放电失效。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断方法，在所述粘连判断步骤中，当所述主触点的前端电压为所述主触点所在回路的主回路电池电压，且所述主触点的后端电压小于阈值时，判定所述接触器正常工作。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断方法，所述预设时间为所述主触点与其所在回路中的负载形成的后端回路的放电延时时间。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断方法，所述放电延时时间为在所述接触器未发生粘连的情况下，从所述接触器断开至所述主触点的后端电压下降至阈值的时间。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断方法，该冗余判断方法还包括：执行步骤，在所述接触器的触点失效或主动放电失效时，进行失效警报提醒。

本发明提供的接触器触点粘连的冗余判断方法，通过在接触器断开时开始获取所述接触器的辅助触点输入电压，以便初步判断接触器的辅助触点位置的粘连情况；通过自接触器断开并延时预设时间起，采集所述接触器的主触点的前端电压和后端电压，以便根据前端电压和后端电压结合辅助触点输入电压对接触器的粘连状况和主动放电状况进行冗余判断，能够有效防止接触器形变导致的误判。与现有技术仅通过辅助触点两端电压对接触器触点粘连进行判断相比，通过主触点的前端电压和后端电压结合辅助触点输入电压进行判断，可进一步区分判断接触器为粘连状态还是正常工作状态，进而避免了接触器形变导致的误判致使接触器无法正常上电，从而提高了接触器触点粘连判断的准确性和触点状态反馈的可靠性，避免辅助反馈触点意外失效和接触器粘连导致安全事故的发生，以提升整车高压安全性及可靠性，从而确保汽车的正常使用且保证了汽车的安全性。同时，该方法还可对下电时的主动放电情况进行监控，进一步避免电路主动放电失效导致的安全事故，以进一步提高汽车的安全性，与现有技术中仅通过各个控制器反馈的电压信号进行主动放电成功与否的判断，操作简单方便，易于实现。当然，该方法不限于汽车内接触器的粘连状态，亦可判断其他设备上的接触器。

另一方面，本发明提出了一种接触器触点粘连的冗余判断系统，该冗余判断系统包括：主电路电压采集模块，用于自接触器断开并延时预设时间起，采集所述接触器的主触点的前端电压和后端电压；辅助电路电压采集模块，用于自所述接触器断开时起，获取所述接触器的辅助触点输入电压；粘连判断模块，其与所述主电路电压采集模块和所述辅助电路电压采集模块电连接，用于接收所述主触点的前端电压和后端电压及所述接触器的辅助触点输入电压，并根据所述主触点的前端电压和后端电压及所述接触器的辅助触点输入电压比较确认所述接触器的粘连状况和主动放电状况。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断系统，当所述主触点的前端电压和后端电压均为所述主触点所在回路的主回路电池电压，且所述辅助触点输入电压为所述接触器的辅助触点所在回路的辅助回路电池电压时，所述粘连判断模块判定所述接触器的触点为粘连状态。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断系统，当所述主触点的前端电压和后端电压均为所述主触点所在回路的主回路电池电压，且所述辅助触点输入电压为零时，所述粘连判断模块判定所述主触点的前端电压和后端电压采集失效。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断系统，当所述主触点的前端电压为所述主触点所在回路的主回路电池电压，所述主触点的后端电压大于或等于阈值，且辅助触点输入电压为零时，所述粘连判断模块判定所述接触器主动放电失效。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断系统，当所述主触点的前端电压为所述主触点所在回路的主回路电池电压且所述主触点的后端电压小于阈值时，所述粘连判断模块判定所述接触器正常工作。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断系统，所述预设时间为所述主触点与其所在回路中的负载形成的后端回路的放电延时时间。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断系统，所述放电延时时间为在所述接触器未发生粘连的情况下，从所述接触器断开至所述主触点的后端电压下降至阈值的时间。

进一步地，上述接触器触点粘连的冗余判断系统，该冗余判断系统还包括：执行模块，用于在所述接触器的触点失效或主动放电失效时，进行失效警报提醒

由于冗余判断方法实施例具有上述效果，所以该冗余判断系统实施例也具有相应的技术效果。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为现有技术中粘连检测电路；

图2为本发明实施例提供的接触器触点粘连的冗余判断方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的粘连冗余判断电路；

图4为本发明实施例提供的接触器触点粘连的冗余判断系统的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

冗余判断方法实施例：

参见图2，其为本发明实施例提供的接触器触点粘连的冗余判断方法的流程示意图，如图所示，该冗余判断方法包括如下步骤：

主电路电压采集步骤S1，自接触器断开并延时预设时间起，采集接触器的主触点的前端电压和后端电压。

具体而言，首先，对连接电路进行预处理，参见图3，接触器2的主触点前后两端分别连接高压电池输出5与高压负载输入6以便形成主回路，接触器2的辅助触点两端分别连接蓄电池3的正极和辅助回路电压采集模块1的c角，接触器2的控制线圈两端连接辅助电路电压采集模块1的d角和电底盘4，辅助电路电压采集模块1的c角用以接收辅助触点的输入电压，d角对接触器线圈进行高边驱动，以便接触器2的辅助触点、辅助电路电压采集模块1、接触器2的控制线圈和蓄电池3形成控制回路，同时，通过主电路电压采集模块7并联至接触器2的主触点的两端，以便使得主电路电压采集模块7的a角连接至高压电池输出5和主触点之间的电路上，主电路电压采集模块7的b角连接至主触点和高压负载输入6之间的电路上；然后，在接触器2断开并延时预设时间后，通过主电路电压采集模块7采集接触器2的主触点的前端电压和后端电压即在接触器2断开预设时间后，采集主电路电压采集模块7的a角电压和b角电压，主电路电压采集模块7可以通过电压表等获取电压值。其中，预设时间为主触点与其所在回路中的负载形成的后端回路的放电延时时间，即接触器2的主触点后端的电路即接触器2的主触点后端的电压负载输入6中的电容、电阻及线路中的电阻和电容进行主动放电的放电延时时间；放电延时时间为在接触器2未发生粘连的情况下，从接触器2断开至主触点的后端电压即b角电压下降至阈值的时间，阈值为主触点所在回路即主回路的安全电压；对于汽车而言，其阈值为60V，放电延时时间为2s，且蓄电池3电压为12V。当然，前端电压和后端电压的获取方式不限定于通过主电路电压采集模块7进行采集，还可通过其他方式获取，例如电压表等仪器获取。

辅助电路电压采集步骤S2，自接触器断开时起，获取接触器的辅助触点输入电压。

具体而言，在接触器断开时开始，可通过辅助电路电压采集模块1获取接触器的辅助触点输入电压即c角电压，辅助电路电压采集模块1可以通过电压表等获取电压值。当然，c角电压的获取方式不限定于通过辅助电路电压采集模块1进行采集，还可通过其他方式获取，例如电压表等仪器获取。

其中，主电路电压采集步骤S1和辅助电路电压采集步骤S2之间没有先后顺序。

粘连判断步骤S3，根据主触点的前端电压和后端电压及接触器的辅助触点输入电压，比较确认接触器的粘连状况和主动放电状况。

具体而言，首先通过主电路电压采集步骤S1和辅助电路电压采集步骤S2获取主触点的前端电压和后端电压及接触器2的辅助触点输入电压，即a角电压、b角电压和c角电压，并通过a角电压、b角电压和主触点所在回路的主回路电池电压比较，同时通过c角电压与接触器2的辅助触点所在回路的辅助回路电池电压即蓄电池3的电压比较，以便确认接触器2的粘连状况和主动放电状况。其中，为确保电压值的准确性，可通过多次间隔测量获取多个主触点的前端电压、后端电压和接触器2的辅助触点输入电压，进而确保测量时间和测量数据的准确性；当然，主触点的前端电压和后端电压亦可在接触器2断电后且在预设时间前进行电压测量，进一步进行判断接触触点的失效。

执行步骤S4，在接触器的触点失效或主动放电失效时，进行失效警报提醒。

具体而言，在粘连判断步骤S3判定接触器的触点为粘连状态，或接触器主动放电失效时，可通过整车控制器 (VMS，vehicle management System)控制汽车在下次上电时进行警报提醒以提醒驾驶员接触器2触点粘连或主动放电失效，以避免后续汽车上电时致使设备或工作人员触电。

其中，当主触点的前端电压和后端电压均为主触点所在回路的主回路电池电压，且辅助触点输入电压为接触器的辅助触点所在回路的辅助回路电池电压时，判定接触器的触点为粘连状态，即a角电压和b角电压均为主触点所在回路的主回路电池电压且c角电压为12V时，判定接触器2的触点为粘连状态；为避免后续汽车上电时致使设备或工作人员触电，判定接触器2的触点为粘连状态时，通过整车控制器 (VMS，vehicle managementSystem)控制汽车在下次上电时进行警报提醒以提醒驾驶员汽车不可进行高压上电。

当主触点的前端电压和后端电压均为主触点所在回路的主回路电池电压，且辅助触点输入电压为零时，判定主触点的前端电压和后端电压采集失效；即a角电压和b角电压均为主触点所在回路的主回路电池电压且c角电压为0V时，主电路电压采集模块7对回路电压采集失效，则需对电路进行调整，重新获取主触点的前端电压和后端电压，以便进行接触器2状态的判断。

当主触点的前端电压为主触点所在回路的主回路电池电压、主触点的后端电压大于或等于阈值，且辅助触点输入电压为零时，判定接触器主动放电失效；其中，阈值为主触点所在回路的安全电压，对于汽车而言，其阈值为60V；也就是说，a角电压为主触点所在回路的主回路电池电压，b角电压大于60V即b电压未在5s内降为60V以下，且c角电压为0V时，判定接触器主动放电失效；为避免后续汽车上电时致使设备或工作人员触电，判定接触器2为主动放电失效时，通过整车控制器 (VMS，vehicle management System)控制汽车在下次上电时进行警报提醒以提醒驾驶员接触器2主动放电失效。

当主触点的前端电压主触点所在回路的主回路电池电压，且主触点的后端电压小于阈值时，判定接触器正常工作；其中，阈值为主触点所在回路的安全电压，对于汽车而言，其阈值为60V；也就是说，a角电压为主触点所在回路的主回路电池电压，b角电压小于或等于60V即b电压在5s后降为60V以下，而无论c角电压为多少即c角电压为任意值时，判定接触器2正常工作。

也就是说，辅助触点输入电压即c角电压为12V时，接触器2可能为粘连状态亦可能为正常工作，通过主触点的前端电压和后端电压进行进一步冗余判断，以便避免接触器粘连状态的误判。

综上，本实施例提供的接触器触点粘连的冗余判断方法，通过在接触器断开时获取接触器的辅助触点输入电压，以便初步判断接触器的辅助触点位置的粘连情况；通过在接触器断开并延时预设时间时起，采集接触器的主触点的前端电压和后端电压，以便根据前端电压和后端电压结合辅助触点输入电压对接触器的粘连状况和主动放电状况进行冗余判断，能够有效防止接触器辅助触点形变导致的误判。与现有技术相比，仅通过辅助触点两端电压对接触器触点粘连进行判断相比，通过主触点的前端电压和后端电压结合辅助触点输入电压进行判断，可进一步区分判断接触器为粘连状态还是正常工作状态，进而避免了接触器形变导致的误判致使接触器无法正常上电，从而提高了接触器触点粘连判断的准确性和触点状态反馈的可靠性，避免辅助反馈触点意外失效和接触器粘连导致安全事故的发生，以提升整车高压安全性及可靠性，从而确保汽车的正常使用且保证了汽车的安全性。同时，该方法还可对下电时的主动放电情况进行监控，进一步避免电路主动放电失效导致的安全事故，以进一步提高汽车的安全性，与现有技术中仅通过各个控制器反馈的电压信号进行主动放电成功与否的判断，操作简单方便，易于实现。当然，该方法不限于汽车内接触器的粘连状态，亦可判断其他设备上的接触器。

冗余判断系统实施例：

参见图4，图4为本发明实施例提供的接触器触点粘连的冗余判断系统的结构框图。如图所示，该系统包括：主电路电压采集模块7、辅助电路电压采集模块1、粘连判断模块8和执行模块9；其中，主电路电压采集模块7用于自接触器2断开并延时预设时间起，采集接触器2的主触点的前端电压和后端电压；辅助电路电压采集模块1用于自接触器2断开时起，获取接触器2的辅助触点输入电压；粘连判断模块8，其与主电路电压采集模块7和辅助电路电压采集模块1电连接，用于接收主触点的前端电压和后端电压及接触器2的辅助触点输入电压，并根据主触点的前端电压和后端电压及接触器2的辅助触点输入电压比较确认接触器2的粘连状况和主动放电状况。执行模块9用于在接触器的触点失效或主动放电失效时，进行失效警报提醒。其中，粘连判断模块8与主电路电压采集模块7和辅助电路电压采集模块1之间可通过can信号进行电压值的传输。

进一步地，当主触点的前端电压和后端电压均为主触点所在回路的主回路电池电压，且辅助触点输入电压为接触器的辅助触点所在回路的辅助回路电池电压时，粘连判断模块8判定接触器的触点为粘连状态。

进一步地，当主触点的前端电压和后端电压均为主触点所在回路的主回路电池电压，且辅助触点输入电压为零时，粘连判断模块8判定主触点的前端电压和后端电压采集失效。

进一步地，当主触点的前端电压主触点所在回路的主回路电池电压，主触点的后端电压大于或等于阈值，且辅助触点输入电压为零时，粘连判断模块8判定接触器主动放电失效。

进一步地，当主触点的前端电压主触点所在回路的主回路电池电压且主触点的后端电压小于阈值时，粘连判断模块8判定接触器正常工作。

进一步地，预设时间为主触点与其所在回路中的负载形成的后端回路的放电延时时间。

进一步地，放电延时时间为在接触器未发生粘连的情况下，从接触器断开至主触点的后端电压下降至阈值的时间。

其中，主电路电压采集模块7、辅助电路电压采集模块1、粘连判断模块8和执行模块9的具体实施过程参见上述方法实施例即可，本实施例在此不再赘述。

由于冗余判断方法实施例具有上述效果，所以该冗余判断系统实施例也具有相应的技术效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种接触器触点粘连的冗余判断方法，其特征在于，包括：

主电路电压采集步骤，自接触器断开并延时预设时间起，采集所述接触器的主触点的前端电压和后端电压；

辅助电路电压采集步骤，自所述接触器断开时起，获取所述接触器的辅助触点输入电压；

粘连判断步骤，根据所述主触点的前端电压和后端电压及所述接触器的辅助触点输入电压，比较确认所述接触器的粘连状况和主动放电状况；当所述主触点的前端电压和后端电压均为所述主触点所在回路的主回路电池电压，且所述辅助触点输入电压为所述接触器的辅助触点所在回路的辅助回路电池电压时，判定所述接触器的触点为粘连状态；当所述主触点的前端电压为所述主触点所在回路的主回路电池电压、所述主触点的后端电压大于或等于阈值，且所述辅助触点输入电压为零时，判定所述接触器主动放电失效。

2.根据权利要求1所述的接触器触点粘连的冗余判断方法，其特征在于，

在所述粘连判断步骤中，当所述主触点的前端电压和后端电压均为所述主触点所在回路的主回路电池电压，且所述辅助触点输入电压为零时，判定所述主触点的前端电压和后端电压采集失效。

3.根据权利要求1所述的接触器触点粘连的冗余判断方法，其特征在于，

在所述粘连判断步骤中，当所述主触点的前端电压为所述主触点所在回路的主回路电池电压，且所述主触点的后端电压小于阈值时，判定所述接触器正常工作。

4.根据权利要求1至3任一项所述的接触器触点粘连的冗余判断方法，其特征在于，

所述预设时间为所述主触点与其所在回路中的负载形成的后端回路的放电延时时间。

5.根据权利要求4所述的接触器触点粘连的冗余判断方法，其特征在于，

所述放电延时时间为在所述接触器未发生粘连的情况下，从所述接触器断开至所述主触点的后端电压下降至阈值的时间。

6.根据权利要求1至3任一项所述的接触器触点粘连的冗余判断方法，其特征在于，还包括：

执行步骤，在所述接触器的触点失效或主动放电失效时，进行失效警报提醒。

7.一种接触器触点粘连的冗余判断系统，其特征在于，包括：

主电路电压采集模块，用于在接触器断开并延时预设时间后，采集所述接触器的主触点的前端电压和后端电压；

辅助电路电压采集模块，用于在所述接触器断开后，获取所述接触器的辅助触点输入电压；

粘连判断模块，其与所述主电路电压采集模块和所述辅助电路电压采集模块电连接，用于接收所述主触点的前端电压和后端电压及所述接触器的辅助触点输入电压，并根据所述主触点的前端电压和后端电压及所述接触器的辅助触点输入电压比较确认所述接触器的粘连状况和主动放电状况；当所述主触点的前端电压和后端电压均为所述主触点所在回路的主回路电池电压，且所述辅助触点输入电压为所述接触器的辅助触点所在回路的辅助回路电池电压时，所述粘连判断模块判定所述接触器的触点为粘连状态；当所述主触点的前端电压为所述主触点所在回路的主回路电池电压，所述主触点的后端电压大于或等于阈值，且辅助触点输入电压为零时，所述粘连判断模块判定所述接触器主动放电失效。

8.根据权利要求7所述的接触器触点粘连的冗余判断系统，其特征在于，

当所述主触点的前端电压和后端电压均为所述主触点所在回路的主回路电池电压，且所述辅助触点输入电压为零时，所述粘连判断模块判定所述主触点的前端电压和后端电压采集失效。

9.根据权利要求7所述的接触器触点粘连的冗余判断系统，其特征在于，

当所述主触点的前端电压为所述主触点所在回路的主回路电池电压，且所述主触点的后端电压小于阈值时，所述粘连判断模块判定所述接触器正常工作。

10.根据权利要求7至9任一项所述的接触器触点粘连的冗余判断系统，其特征在于，

所述预设时间为所述主触点与其所在回路中的负载形成的后端回路的放电延时时间。

11.根据权利要求10所述的接触器触点粘连的冗余判断系统，其特征在于，

所述放电延时时间为在所述接触器未发生粘连的情况下，从所述接触器断开至所述主触点的后端电压下降至阈值的时间。

12.根据权利要求7至9任一项所述的接触器触点粘连的冗余判断系统，其特征在于，还包括：

执行模块，用于在所述接触器的触点失效或主动放电失效时，进行失效警报提醒。

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