CN109839587B - 一种电池系统的故障检测及定位装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池系统的故障检测及定位装置和方法，该装置包括：高压继电器模块(1)、高压采集模块(2)、数据运算模块(3)、继电器控制模块(4)和信号交互模块。本发明的方案，可以克服现有技术中故障率高、维护难度大和安全性差等缺陷，实现故障率低、维护难度小和安全性好的有益效果。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体涉及一种电池系统的故障检测及定位装置和方法，尤其涉及一种电池系统多个高压继电器触点状态检测及故障定位装置。
背景技术
近年来随着人们环保意识的增强，越来越多的电动汽车、储能系统被应用到人们生活当中。电动汽车和储能系统的基础是电池系统，电池系统的安全问题尤为重要，高压继电器触点状态检测是一个十分重要的安全参数。当高压继电器的触点出现故障时(GB/T18384.3-2001电动汽车安全要求第三部分：人员触电防护中规定对于任何B级电压电路的带电部件，都应为人员提供危险接触的防护)，一方面会造成人触电危险，另一方面会影响电动汽车的安全。电池系统一般由多个继电器构成动力控制机构，如果发生电池系统高压继电器触点粘连或触点不动作故障，如何能快速准确的找出故障点位置，进而进行维修是一件十分有意义和必要的事情。
可见，现有技术中，存在故障率高、维护难度大和安全性差等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种电池系统的故障检测及定位装置和方法，以解决现有技术中电池系统高压继电器触点粘连或触点不动作故障维护难度大的问题，达到维护难度小的效果。
本发明提供一种电池系统的故障检测及定位装置，包括：高压继电器模块、高压采集模块、数据运算模块、继电器控制模块和信号交互模块；其中，所述高压继电器模块，分别与所述高压采集模块、所述继电器控制模块和所述信号交互模块适配连接，用于控制所述电池系统；所述高压采集模块，适配连接在所述高压继电器模块与所述数据运算模块之间，用于采集所述高压继电器模块的高压正极继电器触点前后与高压负极之间的电压值；所述数据运算模块，分别与所述高压采集模块、所述继电器控制模块和所述信号交互模块适配连接，用于根据所述电压值，分析确定高压正极继电器触点状态及是否发生故障，并向所述继电器控制模块和所述信号交互模块发送相应的控制指令；所述继电器控制模块，用于根据所述数据运算模块发送的控制指令，控制所述高压继电器模块的高压正极或高压负极继电器的闭合与断开；所述信号交互模块，用于根据所述数据运算模块发送的控制指令，向所述高压继电器模块的高压负极继电器触点一端注入信号；和/或，回读所述高压继电器模块的高压负极继电器触点另一端信号。
可选地，所述高压继电器模块，包括：高压正极继电器、高压正极预充继电器、充电正极继电器、电附件正极继电器、转向泵正极继电器、加热正极继电器、高压负极继电器、充电负极继电器中的任意几种。
可选地，所述高压采集模块，包括：适配设置的多通道ADC模块、电阻网络、隔离DC/DC模块、线性LDO模块、隔离通信芯片；其中，所述隔离通信芯片，包括：磁隔离、光隔离、电容隔离中的至少之一。
可选地，数据运算模块，包括：处理器。
可选地，继电器控制模块，包括：适配设置的MOSFET、高边驱动开关、低边驱动开关、继电器、固态继电器。
可选地，信号交互模块，包括：信号注入模块和/或信号回读模块。
可选地，所述信号注入模块，包括：适配设置的MOSFET、继电器、固态继电器、隔离DC/DC模块、二极管、光耦、电阻。
可选地，所述信号回读模块，包括：适配设置的隔离DC/DC模块、光耦、继电器、固态继电器、比较器、二极管、电阻、DAC模块。
与上述装置相匹配，本发明还提供了一种电池系统的故障检测及定位方法，包括：使用以上所述的电池系统的故障检测及定位，对所述电池系统的多个高压继电器触点状态进行故障检测及定位处理。
可选地，对所述电池系统的多个高压继电器触点状态进行故障检测及定位处理，包括：由所述数据运算模块向所述继电器控制模块发送指令，所述继电器控制模块控制相应高压继电器吸合或断开；由所述数据运算模块向信号注入模块发送指令，所述信号注入模块向高压负极继电器注入隔离的低频信号；所述高压采集模块实时测量高压正极继电器触点前后对高压负极电压，并将实时电压值发送给所述数据运算模块；
所述数据运算模块根据其向所述继电器控制模块发送的指令、所述高压采集模块所采集到的电压值，判断高压正极继电器状态；所述数据运算模块根据其向所述继电器控制模块发送的指令、其向所述信号注入模块发送的指令、信号回读模块读取的状态信息，判断高压负极继电器状态；若存在高压继电器触点故障，所述数据运算模块直接计算出触点故障位置。
由此，本发明的方案，通过适配设置的高压继电器模块、高压采集模块、数据运算模块、继电器控制模块和信号交互模块，解决现有技术中电池系统高压继电器触点粘连或触点不动作故障维护难度大的问题，从而，克服现有技术中故障率高、维护难度大和安全性差的缺陷，实现故障率低、维护难度小和安全性好的有益效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的电池系统的故障检测及定位装置的一实施例的结构示意图；
图2为本发明的装置中高压正极预充继电器触点状态检测及故障定位电路的一实施例的原理图；
图3为本发明的装置中充电正极继电器触点状态检测及故障定位电路的一实施例的原理图；
图4为本发明的装置中电附件正极继电器触点状态检测及故障定位电路的一实施例的原理图；
图5为本发明的装置中转向泵正极继电器触点状态检测及故障定位电路的一实施例的原理图；
图6为本发明的装置中加热正极继电器触点状态检测及故障定位电路的一实施例的原理图；
图7为本发明的装置中高压负极继电器触点状态检测及故障定位电路的一实施例的原理图；
图8为本发明的装置中充电负极继电器触点状态检测及故障定位电路的一实施例的原理图；
图9为本发明的装置中高压正极继电器触点状态检测及故障定位处理的的一实施例的流程图；
图10为本发明的装置中高压正极预充继电器触点状态检测及故障定位处理的的一实施例的流程图；
图11为本发明的装置中充电正极继电器触点状态检测及故障定位处理的的一实施例的流程图；
图12为本发明的装置中电附件正极继电器触点状态检测及故障定位处理的的一实施例的流程图；
图13为本发明的装置中转向泵正极继电器触点状态检测及故障定位处理的的一实施例的流程图；
图14为本发明的装置中加热正极继电器触点状态检测及故障定位处理的的一实施例的流程图；
图15为本发明的装置中高压负极正极继电器触点状态检测及故障定位处理的的一实施例的流程图；
图16为本发明的装置中充电负极继电器触点状态检测及故障定位处理的的一实施例的流程图；
图17为本发明的装置中各模块的一实施例的电气连接示意图。
结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
1-高压继电器模块；2-高压采集模块；3-数据运算分析模块；4-继电器控制模块；5-信号注入模块；6-信号回读模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
根据本发明的实施例，提供了一种电池系统的故障检测及定位装置(例如：电池系统多个高压继电器触点状态检测及故障定位装置)。该电池系统的故障检测及定位装置可以包括：高压继电器模块(例如：高压继电器模块1)、高压采集模块(例如：高压采集模块2)、数据运算分析模块(例如：数据运算模块3)、继电器控制模块(例如：继电器控制模块4)、信号注入模块(例如：信号注入模块5)、信号回读模块(例如：信号回读模块6)。
在一个可选例子中，所述高压继电器模块，可以用于控制电池系统参与到整车动力系统中，用于控制电池系统参与到充电系统中。
可选地，高压继电器模块，可以包括：高压正极继电器、高压正极预充继电器、充电正极继电器、电附件正极继电器、转向泵正极继电器、加热正极继电器、高压负极继电器、充电负极继电器。
在一个可选例子中，所述采样高压采集模块(例如：高压采集模块2)，实时采集高压正极继电器触点前后高压负极的电压。
例如：高压采集模块，用于实时采集高压正极继电器触点前后对高压-的电压值。
可选地，高压采集模块，可以包括：多通道ADC模块、高精度电阻网络、隔离DC/DC模块、线性LDO模块、隔离通信芯片(磁隔离，光隔离或电容隔离)。
在一个可选例子中，所述继电器控制模块，依据数据运算分析模块给出的指令控制高压正极或高压负极继电器的闭合与断开。
例如：继电器控制模块，依据数据运算分析模块指令控制一个或者多个高压继电器吸合或者断开。
可选地，继电器控制模块，可以包括：MOSFET、继电器、高边驱动开关、低边驱动开关。
例如：所述继电器控制模块，可以包括：MOSFET、高边驱动开关、低边驱动开关、继电器、固态继电器。
在一个可选例子中，所述信号注入模块依据数据运算分析模块给出的指令向高压负极继电器触点一端注入信号。
例如：信号注入模块，依据数据运算分析模块指令向高压负极继电器触点一端注入信号。
可选地，信号注入模块为MOSFET、继电器、固态继电器、隔离DC/DC 模块、二极管、光耦、电阻。
在一个可选例子中，所述信号回读模块实时回读高压负极继电器触点另一端信号。
例如：信号回读模块，实时回读高压负极继电器触点另一端信号。
可选地，信号回读模块，可以包括：隔离DC/DC模块、光耦、继电器、固态继电器、比较器、二极管、电阻、DAC模块。
在一个可选例子中，所述数据运算分析模块依据所述高压采集模块采集到的电压值、其向继电器控制模块发送的控制指令，经数据运算分析确定高压正极继电器触点状态及是否发生故障。
在一个可选例子中，所述数据运算分析模块依据其向信号注入模块发送的指令、其向继电器控制模块发送的控制指令、信号回读模块回读的信号，经数据运算分析确定高压负极继电器触点状态及是否发生故障。
可选地，数据运算处理模块，可以包括：为处理器。
可选地，上述的电池系统多个高压继电器触点状态检测及故障点定位装置的测量方法，包括如下步骤：
步骤1、由数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制相应高压继电器吸合或断开。
步骤2、由数据运算分析模块向信号注入模块发送指令，信号注入模块向高压负极继电器注入隔离的低频信号。
步骤3、高压采集模块实时测量高压正极继电器触点前后对高压负极电压，并将实时电压值发送给数据运算分析模块。
步骤4、数据运算分析模块根据其向继电器控制模块发送的指令、高压采集模块所采集到的电压值，判断高压正极继电器状态。
步骤5、数据运算分析模块根据其向继电器控制模块发送的指令、其向信号注入模块发送的指令、信号回读模块读取的状态信息，判断高压负极继电器状态。
步骤6、若存在高压继电器触点故障，数据运算分析模块可直接计算出触点故障位置。
经验证，本发明的方案，至少可以达到的有益效果包括：提供了准确的高压继电器触点状态，提供了准确的高压继电器触点故障位置，减少了工作人员的工作量。
具体地，下面通过借助附图(例如：图1至图17)可详细描述本发明的优选实施方
式。
如图1所示，高压继电器模块1的检测及故障点定位装置，该装置包括：
高压采集模块2，实时采集高压正极继电器触点前后对高压负极电压；
数据运算分析模块3，向继电器控制模块发送指令；向信号注入模块发送指令；接收信号回读模块回读信息；接收高压采集模块采集的高压正极继电器触点前后电压值；依据其向继电器控制模块发送的指令、高压采集模块采集到的电压值，计算出高压正极继电器触点状态及是否存在故障。依据其向信号注入模块发送的指令、信号回读模块回读信息，计算出高压负极继电器触点状态及是否存在故障。
继电器控制模块4，依据数据运算分析模块指令控制高压正/负极继电器吸合或断开；
信号注入模块5，依据数据运算分析模块指令向高压负极继电器触点一端注入信号。
信号回读模块6，实时采集高压负极继电器触点另一端信号。
如图17所示，充电正继电器、高压正极预充继电器、高压正极继电器、电附件继电器、转向泵正极继电器、加热正极继电器、总负继电器按照上图电气特征构成高压继电器模块1。图17中，V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7共 7个电压表按照上图电气特征构成高压采集模块。
在本发明的一个优选方式中，如本发明的测量原理图2及测量原理图3所示，V1、V2、V3优选电阻分压网络+多通道ADC模块作为高压采集模块。H1、 H2优选高边驱动芯片作为继电器控制模块。V1、V2、V3作为采集到的电压值送入到数据运算分析模块。H1、H2输出高电平或低电平受数据运算分析模块指令控制。高压正极继电器触点状态和故障是未知的。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H1、H2输出低电平，此时高压正极预充继电器触点、高压正极继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块读取V1、V2、V3电压值。
若V1-V3的绝对值小于50V，则高压正极预充继电器触点粘连，高压正极预充继电器触点处于闭合状态。
若V1-V3的绝对值不小于50V，则计算V1-V2的绝对值，若V1-V2的绝对值小于50V，则高压正极继电器触点粘连，高压正极继电器触点处于闭合状态。
若V1-V2的绝对值不小于50V，则数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，控制H1输出低电平，H2输出高电平，此时高压正极继电器触点应处于打开状态，高压正极预充继电器触点应处于闭合状态。
若V1-V3的绝对值大于50V，则高压正极预充继电器触点不动作，高压正极预充继电器触点处于打开状态。
若V1-V3的绝对值不大于50V，则数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，控制H1输出高电平，H2输出低电平，此时高压正极继电器触点应处于闭合状态，高压正极预充继电器触点应处于打开状态。
若V1-V2绝对值大于50V，则高压正极继电器触点不动作，高压正极继电器触点处于打开状态。
若V1-V2绝对值不大于50V，则高压正极继电器触点正常，高压正极继电器触点处于闭合状态，高压正极预充继电器触点正常，高压正极预充继电器触点处于打开状态。
实施例1：
电池系统总电压为530VDC，若高压正极预充继电器触点粘连。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H1、H2输出低电平，此时高压正极预充继电器触点、高压正极继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块读取V1、V2、V3电压值。
此时V1-V3的绝对值小于50V，因此高压正极预充继电器触点粘连，高压正极预充继电器触点处于闭合状态。
实际人工检测，高压正极预充继电器触点粘连，触点状态检测准确，故障定位准确。
实施例2：
电池系统总电压为530VDC，若高压正极预充继电器触点不动作。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H1、H2输出低电平，此时高压正极预充继电器触点、高压正极继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块读取V1、V2、V3电压值。
此时V1-V3绝对值大于50V，程序向下执行判断V1-V2的绝对值，此时 V1-V2的绝对值大于50V，程序向下执行，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，控制H1输出低电平，H2输出高电平，此时高压正极继电器触点应处于打开状态，高压正极预充继电器触点应处于闭合状态。
此时若V1-V3的绝对值大于50V，因此高压正极预充继电器触点不动作，高压正极预充继电器触点处于打开状态。
实际人工检测，高压正极预充继电器触点不动作，触点状态检测准确，故障定位准确。
实施例3：
电池系统总电压为530VDC，若高压正极继电器触点粘连。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H1、H2输出低电平，此时高压正极预充继电器触点、高压正极继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块读取V1、V2、V3电压值。
此时V1-V3的绝对值大于50V，程序向下执行，计算V1-V2的绝对值，此时V1-V2的绝对值小于50V，因此高压正极继电器触点粘连，高压正极继电器触点处于闭合状态。
实际人工检测，高压正极继电器触点粘连，触点状态检测准确，故障定位准确。
实施例4：
电池系统总电压为530VDC，若高压正极继电器触点不动作。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H1、H2输出低电平，此时高压正极预充继电器触点、高压正极继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块读取V1、V2、V3电压值。
此时V1-V3的绝对值大于50V，程序向下执行，计算V1-V2的绝对值，此时V1-V2的绝对值大于50V，程序向下执行，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，控制H1输出低电平，H2输出高电平，此时高压正极继电器触点应处于打开状态，高压正极预充继电器触点应处于闭合状态。
此时V1-V3的绝对值小于50V，程序向下执行，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，控制H1输出高电平，H2输出低电平，此时高压正极继电器触点应处于闭合状态，高压正极预充继电器触点应处于打开状态。
此时V1-V2绝对值大于50V，因此高压正极继电器触点不动作，高压正极继电器触点处于打开状态。
实际人工检测，高压正极继电器触点不动作，触点状态检测准确，故障定位准确。
实施例5：
电池系统总电压为530VDC，若高压正极继电器触点正常、高压正极预充继电器触点正常。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H1、H2输出低电平，此时高压正极预充继电器触点、高压正极继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块读取V1、V2、V3电压值。
此时V1-V3的绝对值大于50V，程序向下执行，计算V1-V2的绝对值，此时V1-V2的绝对值大于50V，程序向下执行，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，控制H1输出低电平，H2输出高电平，此时高压正极继电器触点应处于打开状态，高压正极预充继电器触点应处于闭合状态，此时V1-V3 的绝对值小于50V，程序向下执行，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，控制H1输出高电平，H2输出低电平，此时高压正极继电器触点应处于闭合状态，高压正极预充继电器触点应处于打开状态，此时V1-V2绝对值不大于50V，因此高压正极继电器触点正常，高压正极继电器触点处于闭合状态，高压正极预充继电器触点正常，高压正极预充继电器触点处于打开状态。
实际人工检测，高压正极继电器工作正常，高压预充继电器工作正常，触点状态检测准确。
在本发明的一个优选方式中，如本发明的测量原理图4所示，V1、V4优选电阻分压网络+多通道ADC模块作为高压采集模块。H3优选高边驱动芯片作为继电器控制模块。V1、V4作为采集到的电压值送入到数据运算分析模块。H3输出高电平或低电平受数据运算分析模块指令控制。充电正极继电器触点状态和故障是未知的。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H3输出低电平，此时充电正极预充继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块读取V1、V4电压值。
若V1-V4的绝对值小于50V，则充电正极预充继电器触点粘连，充电正极预充继电器触点处于闭合状态。
若V1-V4的绝对值不小于50V，则数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，控制H3输出高电平，此时充电正极继电器触点应处于闭合状态。
若V1-V4的绝对值大于50V，则充电正极继电器触点不动作，充电正极继电器触点处于打开状态。
若V1-V4的绝对值不大于50V，则充电正极继电器触点正常，充电正极继电器触点处于闭合状态。
实施例1：
电池系统总电压为530VDC，若充电正极继电器触点粘连。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H3输出低电平，此时充电正极预充继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块读取V1、V4电压值。
此时V1-V4的绝对值小于50V，因此充电正极预充继电器触点粘连，充电正极预充继电器触点处于闭合状态。
实际人工检测，充电正极继电器触点粘连，触点状态检测准确，故障定位准确。
实施例2
电池系统总电压为530VDC，若充电正极继电器触点不动作。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H3输出低电平，此时充电正极预充继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块读取V1、V4电压值。
此时V1-V4的绝对值大于50V，程序向下执行，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，控制H3输出高电平，此时充电正极继电器触点应处于闭合状态。
此时V1-V4的绝对值大于50V，因此充电正极继电器触点不动作，充电正极继电器触点处于打开状态。
实际人工检测，充电正极继电器触点不动作，触点状态检测准确，故障定位准确。
实施例3
电池系统总电压为530VDC，若充电正极继电器触点正常。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H3输出低电平，此时充电正极预充继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块读取V1、V4电压值。
此时V1-V4的绝对值大于50V，程序向下执行，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，控制H3输出高电平，此时充电正极继电器触点应处于闭合状态。
此时V1-V4的绝对值小于50V，因此充电正极继电器触点正常，充电正极继电器触点处于闭合状态。
实际人工检测，充电正极继电器触点工作正常。
在本发明的一个优选方式中，如本发明的测量原理图5至图7所示，其高压正极继电器触点状态检测及故障定位原理同充电正极继电器触点状态检测及故障定位，这里不再赘述。
在本发明的一个优选方式中，如本发明的测量原理图8所示，优选隔离 DC/DC模块+固态继电器+电阻+二极管作为信号注入模块。优选隔离DC/DC 模块+电阻+二极管+比较器+隔离运放+DAC模块+光耦作为信号回读模块。数据运算模块发送指令给信号注入模块，信号注入模块根据指令控制K1吸合或者断开。Gp1作为信号回读模块的回读信息送入到数据运算分析模块。H7输出高电平或低电平受数据运算分析模块指令控制。高压负极继电器触点状态和故障是未知的。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H7输出低电平，此时高压负极继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块向信号注入模块发送指令，信号注入模块控制K1吸合，数据运算模块读取信号回读模块信息。
若Gp1等于1，则高压负极继电器触点粘连，高压负极继电器触点处于吸合状态。
若Gp1不等于1，则数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H7输出高电平，此时高压负极继电器触点应处于闭合状态，数据运算模块读取信号回读模块信息。
若Gp1等于0，则高压负极继电器触点不动作，高压负极继电器触点处于打开状态。
若Gp1不等于0，则高压负极继电器触点正常，高压负极继电器触点处于闭合状态。
实施例1，高压负极继电器粘连。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H7输出低电平，此时高压负极继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块向信号注入模块发送指令，信号注入模块控制K1吸合，数据运算模块读取信号回读模块信息。
此时Gp1等于1，因此高压负极继电器触点粘连，高压负极继电器触点处于闭合状态。
实际人工检测，高压极继电器触点粘连，高压负极继电器处于闭合状态。
实施例2，高压负极继电器不动作。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H7输出低电平，此时高压负极继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块向信号注入模块发送指令，信号注入模块控制K1吸合，数据运算模块读取信号回读模块信息。
此时Gp1不等于1，程序向下执行，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H7输出高电平，此时高压负极继电器触点应处于闭合状态，数据运算模块读取信号回读模块信息。
此时Gp1等于0，因此高压负极继电器触点不动作，高压负极继电器触点处于打开状态。
实际人工检测，高压极继电器触点不动作，高压负极继电器处于打开状态。
实施例3，高压负极继电器正常。
测量开始时，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H7输出低电平，此时高压负极继电器触点应处于打开状态，数据运算分析模块向信号注入模块发送指令，信号注入模块控制K1吸合，数据运算模块读取信号回读模块信息。
此时Gp1不等于1，程序向下执行，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H7输出高电平，此时高压负极继电器触点应处于闭合状态，数据运算模块读取信号回读模块信息。
此时Gp1不等于0，因此高压负极继电器触点正常，高压负极继电器触点处于闭合状态。
实际人工检测，高压极继电器触点工作正常。
在本发明的一个优选方式中，如本发明的测量原理图9所示，其充电负极继电器触点状态检测及故障定位原理同高压负极继电器触点状态检测及故障定位，这里不再赘述。
可见，该电池系统多个高压继电器触点状态检测及故障定位装置，包括高压继电器模块、高压采集模块、数据运算分析模块、继电器控制模块、信号注入模块、信号回读模块。测量高压正极继电器触点状态时，高压采集模块实时采集高压正极继电器触点前后对高压负极的电压，将该电压值送入到数据运算分析模块，最后数学运算分析模块依据其向继电器控制模块发送的指令及从高压采集模块处回读到的电压值进行运算，从而得到高压正极继电器触点状态，如发生高压正极继电器触点不动作或高压正极继电器触点粘连故障，则可通过本装置检测出故障及定位故障点。测量高压负极继电器触点状态时，数据运算分析模块向信号注入模块发送指令，信号注入模块向高压负极继电器触点一端注入信号，数据运算分析模块向继电器控制模块发送指令，信号回读模块在高压负极继电器触点另一端回读信号，数据运算分析模块依据其向继电器控制模块发送的指令、其向信号注入模块发送的指令、信号回读模块回读到的信息进行计算，从而得出高压负极继电器触点状态，如发生高压负极继电器触点不动作或高压负极继电器触点粘连故障，则可通过本装置检测出故障及定位故障点。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，可快速、精确测定继电器触点状态及故障位置，可有效解决现有技术中电池系统无法测量多个高压继电器触点状态及出现触点故障时无法准确、快速定位故障位置的问题。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，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权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种电池系统的故障检测及定位装置，其特征在于，包括：高压继电器模块(1)、高压采集模块(2)、数据运算模块(3)、继电器控制模块(4)和信号交互模块；其中，
所述高压继电器模块(1)，分别与所述高压采集模块(2)、所述继电器控制模块(4)和所述信号交互模块适配连接，用于控制所述电池系统；
所述高压采集模块(2)，适配连接在所述高压继电器模块(1)与所述数据运算模块(3)之间，用于采集所述高压继电器模块(1)的高压正极继电器触点前后与高压负极之间的电压值；
所述数据运算模块(3)，分别与所述高压采集模块(2)、所述继电器控制模块(4)和所述信号交互模块适配连接，用于根据所述电压值，分析确定高压正极继电器触点状态及是否发生故障，并向所述继电器控制模块(4)和所述信号交互模块发送相应的控制指令；V1、V2、V3采用电阻分压网络+多通道ADC模块作为高压采集模块，H1、H2采用高边驱动芯片作为继电器控制模块，V1、V2、V3作为采集到的电压值送入到数据运算模块(3)，H1、H2输出高电平或低电平受数据运算模块(3)指令控制；测量开始时，数据运算模块(3)向继电器控制模块发送指令，继电器控制模块控制H1、H2输出低电平，此时高压正极预充继电器触点、高压正极继电器触点应处于打开状态，数据运算模块(3)读取V1、V2、V3电压值；若V1-V3的绝对值小于50V，则高压正极预充继电器触点粘连，高压正极预充继电器触点处于闭合状态；若V1-V3的绝对值不小于50V，则计算V1-V2的绝对值，若V1-V2的绝对值小于50V，则高压正极继电器触点粘连，高压正极继电器触点处于闭合状态；若V1-V2的绝对值不小于50V，则数据运算模块(3)向继电器控制模块发送指令，控制H1输出低电平，H2输出高电平，此时高压正极继电器触点应处于打开状态，高压正极预充继电器触点应处于闭合状态；若V1-V3的绝对值大于50V，则高压正极预充继电器触点不动作，高压正极预充继电器触点处于打开状态；若V1-V3的绝对值不大于50V，则数据运算模块(3)向继电器控制模块发送指令，控制H1输出高电平，H2输出低电平，此时高压正极继电器触点应处于闭合状态，高压正极预充继电器触点应处于打开状态；若V1-V2绝对值大于50V，则高压正极继电器触点不动作，高压正极继电器触点处于打开状态；若V1-V2绝对值不大于50V，则高压正极继电器触点正常，高压正极继电器触点处于闭合状态，高压正极预充继电器触点正常，高压正极预充继电器触点处于打开状态；
所述继电器控制模块(4)，用于根据所述数据运算模块(3)发送的控制指令，控制所述高压继电器模块(1)的高压正极或高压负极继电器的闭合与断开；
所述信号交互模块，用于根据所述数据运算模块(3)发送的控制指令，向所述高压继电器模块(1)的高压负极继电器触点一端注入信号；和/或，回读所述高压继电器模块(1)的高压负极继电器触点另一端信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高压继电器模块(1)，包括：高压正极继电器、高压正极预充继电器、充电正极继电器、电附件正极继电器、转向泵正极继电器、加热正极继电器、高压负极继电器、充电负极继电器中的任意几种。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述高压采集模块(2)，包括：适配设置的多通道ADC模块、电阻网络、隔离DC/DC模块、线性LDO模块、隔离通信芯片；其中，
所述隔离通信芯片，包括：磁隔离、光隔离、电容隔离中的至少之一。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，数据运算模块(3)，包括：处理器。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，继电器控制模块(4)，包括：适配设置的MOSFET、高边驱动开关、低边驱动开关、继电器、固态继电器。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，信号交互模块，包括：信号注入模块(5)和/或信号回读模块(6)。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信号注入模块(5)，包括：适配设置的MOSFET、继电器、固态继电器、隔离DC/DC模块、二极管、光耦、电阻。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信号回读模块(6)，包括：适配设置的隔离DC/DC模块、光耦、继电器、固态继电器、比较器、二极管、电阻、DAC模块。
9.一种电池系统的故障检测及定位方法，其特征在于，包括：
使用如权利要求1-8任一所述的电池系统的故障检测及定位装置，对所述电池系统的多个高压继电器触点状态进行故障检测及定位处理。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，对所述电池系统的多个高压继电器触点状态进行故障检测及定位处理，包括：
由所述数据运算模块(3)向所述继电器控制模块(4)发送指令，所述继电器控制模块(4)控制相应高压继电器吸合或断开；
由所述数据运算模块(3)向信号注入模块(5)发送指令，所述信号注入模块(5)向高压负极继电器注入隔离的低频信号；
所述高压采集模块(2)实时测量高压正极继电器触点前后对高压负极电压，并将实时电压值发送给所述数据运算模块(3)；
所述数据运算模块(3)根据其向所述继电器控制模块(4)发送的指令、所述高压采集模块(2)所采集到的电压值，判断高压正极继电器状态；
所述数据运算模块(3)根据其向所述继电器控制模块(4)发送的指令、其向所述信号注入模块(5)发送的指令、信号回读模块(6)读取的状态信息，判断高压负极继电器状态；
若存在高压继电器触点故障，所述数据运算模块(3)直接计算出触点故障位置。
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