CN110506213A - 使用声音传感器诊断接触器的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过声音传感器来诊断接触器的系统和方法，其基于感测在接触器的接通/关断操作期间产生的机械过渡声音的结果，来确定接触器是否被错误操作，从而处理由接触器的错误操作而导致的对接触器的损坏，并记录过渡声音的次数，从而管理接触器的寿命。

Description

使用声音传感器诊断接触器的系统和方法
技术领域
本申请要求于2017年6月13日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0073857的优先权和权益，其全部内容通过引用被合并在此。
本发明涉及一种通过声音传感器诊断接触器的系统和方法，并且更具体地，涉及如下一种通过声音传感器诊断接触器的系统和方法，其感测在电池管理系统(BMS)电路上设置的接触器的接通/关断操作期间产生的机械过渡声音，并基于检测结果确定接触器是否被错误操作，从而处理由于接触器的错误操作而导致的对接触器的损坏，并且其计数和记录过渡声音的次数，从而管理接触器的寿命。
背景技术
近来，为了减少内燃机的使用并使用环保电能，已经发售了安装有大容量电池的车辆。
同时，在电动车辆中使用的电池具有大约350V至400V的电压，并且电池经由接触器与负载(逆变器等)相连接，并且当在负载的输入电容器放电的状态下接触器被接通时，大量的浪涌电流瞬间流入接触器，使得可能损坏接触器。
因此，为了防止损坏接触器，目前使用由预充电接触器和与接触器串联连接的电阻器形成的预充电电路，使得在主接触器被接通之前提前通过预充电电路供应电流，从而保护主接触器。
然而，在这种情况下，预充电电路在电容器充电后被切断，但是预充电接触器与主接触器并联连接，因此存在下述问题，即，难以诊断预充电电路被切断的情况。特别地，当由于预充电接触器的故障而产生熔接时，担心电池通过预充电电路被放电，并且通过电阻器产生热量，使得担心能量持续消耗并且性能不断下降。
在这方面，为了解决在现有技术中通过预充电电路诊断接触器的过程中产生的前述各种问题和限制，本发明人开发一种通过声音传感器诊断接触器的系统和方法，其感测在电池管理系统(BMS)电路上设置的接触器的接通/关断操作期间产生的机械过渡声音，并基于感测结果来确定接触器是否被错误地操作，从而处理对接触器的错误操作的损坏，并且其计数和记录过渡声音的次数，从而管理接触器的寿命。
发明内容
技术问题
本发明被构思以解决前述问题，并且提供一种通过声音传感器诊断接触器的系统和方法，其感测在电池管理系统(BMS)电路上设置的接触器的接通/关断操作期间产生的机械过渡声音，并且基于检测结果确定接触器是否被错误操作，从而处理由于接触器的错误操作而对接触器造成的损坏，并且其计数和记录过渡声音的次数，从而管理接触器的寿命。
技术解决方案
本发明的示例性实施例提供一种用于通过声音传感器诊断接触器的系统，该系统包括：声音传感器，该声音传感器与电池管理系统(BMS)电路上的接触器相邻地定位；和故障确定单元，该故障确定单元基于从声音传感器输出的感测结果来确定接触器是否被错误地操作。
在示例性实施例中，声音传感器可以感测在接触器的接通或关断操作期间产生的机械过渡声音，并且当机械过渡声音不同于预定的机械过渡声音时，故障确定单元可以确定在接触器中产生故障。
在示例性实施例中，BMS电路可以与主接触器和预充电接触器电连接，并且声音传感器可以与主接触器和预充电接触器中的每一个相邻地定位。
在示例性实施例中，声音传感器可以计数在接触器的接通或关断操作期间产生的机械过渡声音的次数。
在示例性实施例中，故障确定单元可以基于从BMS施加到接触器的接触器控制信号和从声音传感器输出的感测结果，来确定接触器是否被错误地操作并且从BMS施加的接触器控制信号是否被错误地操作。
本发明的另一示例性实施例提供一种通过声音传感器诊断接触器的方法，该方法包括：通过与电池管理系统(BMS)电路上的接触器相邻地定位的声音传感器感测在接触器的接通或关断操作期间产生的机械过渡声音；和由故障确定单元基于从声音传感器输出的感测结果来确定接触器是否被错误地操作。
有益效果
根据本发明的一个方面，能够感测在电池管理系统(BMS)电路上设置的接触器的接通/关断操作期间产生的机械过渡声音，并且基于感测结果确定接触器是否被错误地操作，使得存在能够处理由于接触器的错误操作的对接触器的损坏的优点。
特别地，根据本发明的方面，当接触器具有操作缺陷时，通过声音传感器诊断接触器是否操作，从而能够确定接触器是否具有故障或接触器的连接线路具有故障。
此外，根据本发明的示例性实施例，当BMS记录接触器的接通/关断操作的次数并且管理接触器的寿命时，BMS计数过渡声音的次数，并且然后将过渡声音的计数次数发送到BMS，使得存在能够通过双重检查接触器的接通/关断操作的次数来改进可靠性的优点。
附图说明
图1是图示现有技术中通过电池管理系统(BMS)控制预充电接触器和主接触器的配置的图。
图2是图示在图1所图示的现有技术中的接触器的接通/关断操作期间产生的序列的图。
图3是图示根据本发明的示例性实施例的用于通过声音传感器诊断接触器的系统100的配置的图。
图4是顺序地图示通过用于通过图3中图示的声音传感器诊断接触器的系统100诊断接触器的错误操作的过程的图。
具体实施方式
在下文中，呈现用于帮助理解本发明的示例性实施例。然而，以下示例性实施例仅仅为了更容易理解本发明而提供，并且本发明的内容不受示例性实施例的限制。
图1是图示现有技术中通过电池管理系统(BMS)控制预充电接触器和主接触器的配置的图，并且图2是图示在图1所图示的现有技术中的接触器的接通/关断操作期间产生的序列的图。
参考图1，BMS设置在与电池相连接的电路上，并且设置在电路上的正电极和负电极主接触器以及设置在正电极主接触器的前端处的预充电电路(包括预充电接触器和电阻器)与BMS相连接并通过来自BMS的控制信号控制。
在这种情况下，当在电路上设置的电容器(未被图示)充电之后切断预充电电路时，预充电接触器和主接触器彼此并联连接，使得存在难以诊断其中预充电接触器被切断的情况，并且此外，当由于预充电接触器故障而产生熔接时，电池可能通过预充电电路被持续放电，并且通过电阻器产生热量，使得担心能量被消耗并且电池的性能降低。
参考图2，当现有技术中电容器充电后主接触器被连接(闭合)时，尽管预充电接触器被开路，主接触器和预充电接触器也相互并联连接，使得不能够诊断预充电接触器是否被开路。
此外，在现有技术中，当在预充电接触器中产生熔接时，即使主接触器被开路，电流也持续地流过预充电路径，这导致能量的持续消耗。
因此，在本发明中，将参考图3和图4描述能够解决现有技术中的问题和限制的通过声音传感器诊断接触器的系统100和方法。
图3是图示根据本发明的示例性实施例的用于通过声音传感器诊断接触器的系统100的配置的图。
参考图3，根据本发明的示例性实施例的用于通过声音传感器诊断接触器的系统100通常可以包括声音传感器110和故障确定单元120。
首先，声音传感器110可以在BMS相连接的电路上与接触器，更具体地主接触器1和预充电接触器2，相邻地定位并且用于感测在主接触器1和预充电接触器2的接通或关断操作期间产生的机械过渡声音，并将感测到的机械过渡声音发送到下面将描述的故障确定单元120。
声音传感器110还可以计数在主接触器1和预充电接触器2的接通或关断操作期间产生的机械过渡声音的次数，并且这里，机械过渡声音可以意指当主接触器1和预充电接触器2的物理状态从接通状态变成关断状态或从关断状态变成接通状态时产生的机械声音，并且声音传感器110可以通过机械过渡声音来诊断主接触器1和预充电接触器2的操作状态。
产生的机械过渡声音通过声音传感器110被发送到下面将描述的故障确定单元120，并且故障确定单元120记录机械过渡声音的次数，使得机械过渡声音可以被用于管理主接触器1和预充电接触器2的寿命。
此外，在示例性实施例中，主接触器1和预充电接触器2被相邻地定位，使得一个声音传感器110可以应用于主接触器1和预充电接触器2。
接下来，故障确定单元120可以用于基于从声音传感器110输出(发送)的感测结果来确定主接触器1和预充电接触器2是否被错误地操作。
更具体地，故障确定单元120可以包括在BMS中，并且当在主接触器1和预充电接触器2的接通或关断操作期间产生的机械过渡声音不同于预定的机械过渡声音时，故障确定单元120可以确定在相应的接触器中产生故障，并且特别地，故障确定单元120可以基于从BMS施加到主接触器1和预充电接触器2的接通/关断控制信号以及通过声音传感器110输出的感测结果确定主接触器1和预充电接触器2是否被错误地操作并且从BMS施加的信号是否被错误地操作。
具体地，故障确定单元120可以基于声音传感器110的感测结果，确定主接触器1和预充电接触器2是否根据从BMS施加的接通/关断控制信号被正确地操作，并且当不能控制主接触器1和预充电接触器2时，故障确定单元120可以确定在主接触器1和预充电接触器2中是否产生故障并且是否在控制信号路径中产生故障。
接下来，将参考图4描述诊断接触器的错误操作的过程。
图4是顺序地图示通过用于通过图3中所图示的声音传感器诊断接触器的系统100诊断接触器的错误操作的过程的图。
参考图4，BMS将接通/关断控制信号施加到主接触器和预充电接触器(S401)，并且根据施加的接通/关断控制信号操作主接触器和预充电接触器。
在这种情况下，声音传感器感测主接触器和预充电接触器的机械过渡声音(S402)，并将感测结果输出(发送)到BMS内的故障确定单元。
然后，故障确定单元基于从BMS施加的接通/关断控制信号和从声音传感器输出的感测结果来确定主接触器和预充电接触器是否被正常操作(S403)。
在上文中，已经参考本发明的示例性实施例描述本发明，但是本领域的技术人员可以理解，可以在不脱离在所附权利要求中描述的本发明的精神和范围的范围内对本发明进行各种修正和改变。

Claims (8)

1.一种用于通过声音传感器诊断接触器的系统，所述系统包括：
声音传感器，所述声音传感器与电池管理系统(BMS)电路上的接触器相邻地定位；和
故障确定单元，所述故障确定单元基于从所述声音传感器输出的感测结果来确定所述接触器是否被错误地操作，
其中，所述声音传感器感测在所述接触器的接通或关断操作期间产生的机械过渡声音，并且当所述机械过渡声音不同于预定的机械过渡声音时，所述故障确定单元确定在所述接触器中产生故障。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述BMS电路与主接触器和预充电接触器电连接，并且
所述声音传感器与所述主接触器和所述预充电接触器中的每一个相邻地定位。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述声音传感器计数在所述接触器的接通或关断操作期间产生的所述机械过渡声音的次数。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述故障确定单元基于从所述BMS施加到所述接触器的接触器控制信号和从所述声音传感器输出的所述感测结果，来确定所述接触器是否被错误地操作并且从所述BMS施加的所述接触器控制信号是否被错误地操作。
5.一种通过声音传感器诊断接触器的方法，所述方法包括：
通过与电池管理系统(BMS)电路上的接触器相邻地定位的声音传感器感测在所述接触器的接通或关断操作期间产生的机械过渡声音；和
由故障确定单元基于从所述声音传感器输出的感测结果来确定所述接触器是否被错误地操作，
其中，当所述机械过渡声音不同于预定的机械过渡声音时，所述故障确定单元确定在所述接触器中产生故障。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述BMS电路与主接触器和预充电接触器电连接，并且
所述声音传感器与所述主接触器和所述预充电接触器中的每一个相邻地定位。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述声音传感器计数在所述接触器的接通或关断操作期间产生的所述机械过渡声音的次数。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述故障确定单元基于从所述BMS施加到所述接触器的接触器控制信号和从所述声音传感器输出的所述感测结果，来确定所述接触器是否被错误地操作并且从所述BMS施加的所述接触器控制信号是否被错误地操作。
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