一种继电器状态检测电路及其方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,具体而言,涉及一种继电器状态检测电路及其方法。
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,需要在动作继电器之前或之后对继电器状态进行检测,以检测继电器是否出现粘接故障。
然而,目前对继电器状态的检测,虽然能够检测出电路中是否有继电器出现粘接故障,然而无法确定具体为哪个继电器出现故障,对后续继电器的修复造成困难。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种继电器状态检测电路,以解决现有技术中无法确定出现故障的具体继电器的问题。
本发明的另一目的在于提供一种继电器状态检测方法,以解决现有技术中无法确定出现故障的具体继电器的问题。
为了实现上述目的,本发明实施例采用的技术方案如下:
一方面,本发明实施例提出一种继电器状态检测电路,所述继电器状态检测电路包括控制器、供电主路与第一检测支路,所述供电主路包括第一电源、主负继电器以及预充继电器组,其中,所述主负继电器与所述预充继电器组并联后的一端与所述第一电源的负极电连接,且所述预充继电器组包括预充继电器,所述主负继电器与所述预充继电器组并联后的另一端与所述第一检测支路电连接,所述第一检测支路的输入端与第二电源电连接,且所述第一检测支路包括电压采集装置,所述控制器分别与所述主负继电器、预充继电器以及所述电压采集装置电连接,所述控制器用于依据所述电压采集装置采集到的电压值与预设定的电压区间确定所述主负继电器或所述预充继电器是否出现粘接故障。
进一步地,所述第一检测支路还包括第一负载与第二负载,所述第一负载与所述负载串联后连接于所述第二电源及所述预充继电器之间,所述电压采集装置连接于所述第一负载与所述第二负载之间。
进一步地,所述第一负载包括检测电阻,所述第二负载包括二极管,且所述检测电阻的一端与所述第二电源电连接,所述检测电阻的另一端与所述二极管的正极电连接。
进一步地,所述供电主路还包括主正继电器,所述主正继电器与所述第一电源的正极电连接,所述继电器状态检测电路还包括第二检测支路与第三检测支路,所述第二检测支路分别与所述主正继电器的一端、所述第一电源的负极电连接,所述第三检测支路分别与所述主正继电器的另一端、所述第一电源的负极电连接,所述第二检测支路与所述第三检测支路分别用于检测当前支路的电压,所述控制器用于依据所述第二检测支路与所述第三检测支路检测电压判断所述主正继电器是否出现粘接故障。
进一步地,所述第二检测支路与所述第三检测支路均包括开关与采样电阻,所述采样电阻与所述控制器电连接。
进一步地,所述预充继电器组还包括限流电阻,所述限流电阻与所述预充继电器串联。
进一步地,所述继电器状态检测电路还包括第四检测支路,所述第四检测支路分别与所述第一电源的负极、所述第一检测支路电连接。
另一方面,本发明实施例还提供了一种继电器状态检测方法,应用于继电器状态检测电路,所述继电器状态检测电路包括控制器、供电主路与第一检测支路,所述供电主路包括第一电源、主负继电器以及预充继电器组,其中,所述主负继电器与所述预充继电器组并联后的一端与所述第一电源的负极电连接,且所述预充继电器组包括预充继电器,所述主负继电器与所述预充继电器组并联后的另一端与所述第一检测支路电连接,其中,所述第一检测支路的输入端与第二电源电连接,且所述第一检测支路包括电压采集装置,所述控制器分别与所述主负继电器、预充继电器以及所述电压采集装置电连接,所述继电器状态检测方法包括:
所述控制器控制所述主负继电器与所述预充继电器组处于初始化状态;
所述电压采集装置采集当前状态下的电压值,并将所述电压值传输至所述控制器;
所述控制器依据所述电压值与预设定的电压区间确定所述主负继电器或所述预充继电器是否出现粘接故障。
进一步地,所述供电主路还包括主正继电器,所述主正继电器与所述第一电源的正极电连接,所述继电器状态检测电路还包括第二检测支路与第三检测支路,所述第二检测支路分别与所述主正继电器的一端、所述第一电源的负极电连接,所述第三检测支路分别与所述主正继电器的另一端、所述第一电源的负极电连接,在所述控制器控制所述主负继电器与所述预充继电器组处于初始化状态的步骤之后,所述继电器状态检测方法还包括:
所述第二检测支路与所述第三检测支路分别检测所处支路的电压值,并分别将所述电压值传输至所述控制器;
所述控制器依据所述电压值确定所述主正继电器是否出现粘接故障。
进一步地,所述控制器依据所述电压值与预设定的电压区间确定所述主负继电器或所述预充继电器是否出现粘接故障的步骤包括:
当所述电压值等于所述第二电源的电压值时,确定所述主负继电器与所述预充继电器均处于正常状态;
当所述电压值处于预设定的第一电压区间时,确定所述主负继电器出现粘接故障;
当所述电压值处于预设定的第二电压区间时,确定所述预充继电器出现粘接故障。
相对现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明提供了一种继电器状态检测电路及其方法,该继电器状态检测电路包括控制器、供电主路与第一检测支路,供电主路包括第一电源、主负继电器以及预充继电器组,其中,主负继电器与预充继电器组并联后的一端与第一电源的负极电连接,且预充继电器组包括预充继电器,主负继电器与预充继电器组并联后的另一端与第一检测支路电连接,第一检测支路的输入端与第二电源电连接,且第一检测支路包括电压采集装置,控制器分别与主负继电器、预充继电器以及电压采集装置电连接,控制器用于依据电压采集装置采集到的电压值与预设定的电压区间确定主负继电器或预充继电器是否出现粘接故障。由于在确定出现粘接故障的具体继电器时,预充继电器及与其并联的继电器出现粘接故障时,无法确定出现故障具体继电器,通过外加第二电源的方式,并通过电压采集装置进行电压值的采集,由于预充继电器所在线路以及与其并联的线路的电阻值并不相同,因此当不同继电器出现粘接故障时,电压采集装置采集到的电压并不相同,因此依据采集到的电压值以及预设定的电压区间的比较能够确定主负继电器或预充继电器是否出现故障,便于后续的修护。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
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示出了本发明的一个实施例提供的继电器状态检测电路的模块示意图。
图2示出了本发明的一个实施例提供的继电器状态检测电路的电路示意图。
图3示出了本发明的一个实施例提供的继电器状态检测方法的流程图。
图4示出了本发明的一个实施例提供的图3中S105的子步骤的流程图。
图标:100-继电器状态检测电路;110-控制器;120-供电主路;121-第一电源;122-主负继电器;123-预充继电器组;1231-预充继电器;1232-限流电阻;124-主正继电器;130-第一检测支路;131-电压采集装置;132-第一负载;133-第二负载;140-第二检测支路;150-第三检测支路;160-第四检测支路。
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。
下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。同时,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,术语“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。下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
第一实施例
请参阅图1与图2,本发明实施例提供了一种继电器状态检测电路100,该继电器状态检测电路100包括控制器110、供电主路120、第一检测支路130、第二检测支路140、第三检测支路150以及第四检测支路160,控制器110分别与供电主路120、第一检测支路130、第二检测支路140、第三检测支路150以及第四检测支路160电连接,且供电主路120包括第一电源121、主正继电器124、主负继电器122以及预充继电器组123。其中,主正继电器124与第一电源121的正极电连接,主负继电器122与预充继电器组123并联后与第一电源121的负极电连接。
需要说明的是,在电动汽车进行高压上电的过程中,由于整车高压系统部件存在电容元件,为了防止脉冲电流过大导致的继电器粘连及导致电容元件损坏,因此,会采用预充继电器组123实现的电容元件的充电过程,同时在电容元件的充电过程完成后,再导通与该预充继电器1231并联的继电器并同时断开预充继电器完成高压上电的过程。即在高压上电过程中,首先进行预充过程,并在预充过程完成后导通与该预充继电器1231闭合的继电器同时断开预充继电器1231。
因此,当发生继电器粘接故障时,无法区分具体为哪个继电器故障。在本实施例中,粘接故障继电器由于损耗等原因造成始终处于导通状态,而无法处于断开状态。当出现继电器粘接故障后,可能会导致高压回路始终处于导通状态的风险,所以在进行充电与放电之前,需进行继电器粘连故障的检测。
具体地,在本实施例中,为了便于区分预充继电器1231及与其并联的继电器之间出现粘连故障的具体继电器,继电器状态检测电路100设置有的第二电源,其中,第二电源为第一检测电路供电,为了检测的方便性,与预充继电器1231并联的继电器为主负继电器122,当然地,在其它的一些实施例中,与预充继电器1231并联的继电器也可以为主正继电器124,本实施例对此并不做任何限定。
其中,主负继电器122与预充继电器组123并联后的一端与第一电源121的负极电连接,且预充继电器组123包括预充继电器1231,主负继电器122与预充继电器组123并联后的另一端与第一检测支路130电连接,第一检测支路130的输入端与第二电源电连接,且第一检测支路130包括电压采集装置131,控制器110分别与主负继电器122、预充继电器1231以及电压采集装置131电连接,控制器110用于依据电压采集装置131采集到的电压值与预设定的电压区间确定主负继电器122或预充继电器1231是否出现粘接故障。
具体地,第一检测支路130还包括第一负载132与第二负载133,其中,第一负载132与负载串联后连接于第二电源及预充继电器1231之间,电压采集装置131连接于第一负载132与第二负载133之间,且第一负载132与第二负载133用于实现分压,以实现在不同的继电器出现粘接故障时,电压采集装置131采集到的电压不同。
需要说明的是,在本实施例中,第一负载132包括检测电阻,第二负载133包括二极管,且检测电阻的一端与第二电源电连接,检测电阻的另一端与二极管的正极电连接。当然地,在其它的一些实施例中,第一负载132与第二负载133也可以为其它元器件,本实施例对此并不做任何限定。
并且,预充继电器组123还包括限流电阻1232,限流电阻1232与预充继电器1231串联。通过设置限流电阻1232,在预充继电器1231导通时,供电主路120上的电流不会过高,保护电路连接的电容元器件。
下面对继电器状态检测电路100的具体工作原理进行说明:
由于控制器110与主正继电器124、主负继电器122以及预充继电器1231均电连接,因此在对预充继电器1231与主负继电器122进行是否出现粘接故障的判断时,控制器110控制主正继电器124、主负继电器122以及预充继电器1231均处于初始化状态,其中,初始化状态值控制器110控制主正继电器124、主负继电器122以及预充继电器1231均处于断开状态,当继电器出现粘接故障时,则继电器在接收到初始化指令后,仍处于闭合状态。
由于主负继电器122与预充继电器1231的支路均连接于第一电源121的负极,且预充继电器1231与限流电阻1232连接,因此当主负继电器122或预充继电器1231出现粘连故障时,电压采集装置131采集到的电压不同。
其中,当主负继电器122与预充继电器1231均未出现粘连故障时,则第一检测支路130无法形成闭合回路,电压采集装置131实际采集的电压值为第二电源的电压值。在本实施例中,第二电源的电压值为5V,即电压采集装置131实际采集的电压值为5V。
当主负继电器122的发生粘接故障时,则第一检测支路130通过主负继电器122连接于第一电源121的负极,形成闭合回路,此时该闭合回路内的负载包括检测电阻与二极管,且电压采集装置131实际采集的电压值为二极管的电压降,对于硅二极管而言,其理想状态下电压降一般为0.7V,但由于其在实际应用中,可能出现误差或其它情况,因此在控制器110中预设置有电压区间,例如,电压区间设置为0-1V,当电压采集装置131采集到的电压值在此区间内时,控制器110判断此时主负继电器122出现粘接故障。
当预充继电器1231发生粘接故障时,则第一检测支路130通过预充继电器1231连接于第一电源121的负极,形成闭合回路,此时该闭合回路内的负载包括检测电阻、二极管以及限流电阻1232,且电压采集装置131实际采集的电压值为二极管与限流电阻1232的电压值,根据分压定理可知,该电压值小于5V,且大于0.7V,因此,在控制器110中预设置有电压区间,例如,电压区间设置为大于1V且小于5V,当电压采集装置131采集到的电压值在此区间内时,控制器110判断此时预充继电器1231出现粘接故障。进一步地,当确定限流电阻1232的电压范围,通过比较电压采集装置131采集到的电压值,能够实现判断出预充继电器1231与主负继电器122是否出现粘接故障。
进一步地,为了检测主正继电器124是否出现粘接故障,继电器状态检测电路100还包括第二检测支路140与第三检测支路150,第二检测支路140分别与主正继电器124的一端、第一电源121的负极电连接,第三检测支路150分别与主正继电器124的另一端、第一电源121的负极电连接,第二检测支路140与第三检测支路150分别用于检测当前支路的电压,控制器110用于依据第二检测支路140与第三检测支路150检测电压判断主正继电器124是否出现粘接故障。
需要说明的是,第二检测支路140与第三检测支路150均包括开关与采样电阻,采样电阻与控制器110电连接。其中,本实施例所述的采样电阻,可能为直接对电压值采样的电阻,也可以为普通电阻,然后测量图示中U_p与U_pl的电位。
当主正继电器124出现粘接故障时,则第二检测支路140与第三检测支路150均能形成闭合回路,能够检测到电压值;而当主正继电器124未出现粘接故障时,则第二检测支路140能够形成闭合回路,第三检测支路150不能形成闭合回路,检测的电压值为0。同时,通过设置第二检测支路140,能够确定第一电源121是否出现短路故障,当第一电源121出现短路时,则第二检测支路140检测到的电压值为0。
进一步地,继电器状态检测电路100还包括第四检测支路160,第四检测支路160分别与第一电源121的负极、第一检测支路130电连接。
第二实施例
请参阅图3,本发明实施例提供了一种的继电器状态检测方法,应用于第一实施例的继电器状态检测电路100,对于继电器状态检测电路100的电路构造,在本实施例中不做赘述。具体地,该继电器状态检测方法包括:
S101,控制器控制主负继电器与预充继电器组处于初始化状态。
S102,第二检测支路与第三检测支路分别检测所处支路的电压值,并分别将电压值传输至控制器。
S103,依据电压值确定主正继电器是否出现粘接故障。
其中,当第二检测支路140与第三检测支路150均检测到电压值时,则表示主正继电器124出现故障;当第二检测支路140检测到电压值,而第三检测支路150未检测到电压值时,表示主正继电器124正常。
S104,电压采集装置采集当前状态下的电压值,并将电压值传输至控制器。
S105,控制器依据电压值与预设定的电压区间确定主负继电器或预充继电器是否出现粘接故障。
具体地,请参阅图4,S105包括:
S1051,判断电压值是否等于第二电源的电压值,如果是,则执行S1052,如果否,则执行S1053。
S1052,确定主负继电器与预充继电器均处于正常状态。
S1053,判断电压值是否处于预设定的第一电压区间,如果是,则执行S1054,如果否,则执行S1055。
S1054,确定主负继电器出现粘接故障。
S1055,确定预充继电器出现粘接故障。
在本实施例中,第一电压区间设置为0-1V,当电压值不处于第一电压区间时,则判定电压值处于第二电压区间,确定为预充继电器1231出现粘接故障。
综上所述,本发明提供了一种继电器状态检测电路及其方法,该继电器状态检测电路包括控制器、供电主路与第一检测支路,供电主路包括第一电源、主负继电器以及预充继电器组,其中,主负继电器与预充继电器组并联后的一端与第一电源的负极电连接,且预充继电器组包括预充继电器,主负继电器与预充继电器组并联后的另一端与第一检测支路电连接,第一检测支路的输入端与第二电源电连接,且第一检测支路包括电压采集装置,控制器分别与主负继电器、预充继电器以及电压采集装置电连接,控制器用于依据电压采集装置采集到的电压值与预设定的电压区间确定主负继电器或预充继电器是否出现粘接故障。由于在确定出现粘接故障的具体继电器时,预充继电器及与其并联的继电器出现粘接故障时,无法确定出现故障具体继电器,通过外加第二电源的方式,并通过电压采集装置进行电压值的采集,由于预充继电器所在线路以及与其并联的线路的电阻值并不相同,因此当不同继电器出现粘接故障时,电压采集装置采集到的电压并不相同,因此依据采集到的电压值以及预设定的电压区间的比较能够确定主负继电器或预充继电器是否出现故障,便于后续的修护。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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。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。