CN110888050A - 一种继电器粘连检测装置及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种继电器粘连检测装置，包括电压采样电路、信号处理电路、处理器；所述电压采样电路，用于对设置在电源至电池的充电路径中的第一继电器和第二继电器进行电压采样并获得电压采样信号；所述信号处理电路，用于预处理所述电压采样信号并向所述处理器输出检测处理信号；所述处理器根据所述检测处理信号获得继电器开闭状态，并通过预设的继电器粘连判断表查询得到与所述继电器开闭状态匹配的检测结果。本发明能够通过电压检测方式实现继电器触点粘连状态的检测或实时检测继电器是否正常闭合，同时在简化检测电路的基础上提高了检测的准确性。

Description

一种继电器粘连检测装置及车辆
技术领域
本发明涉及电路技术领域，尤其是涉及一种继电器粘连检测装置及车辆。
背景技术
目前，电动汽车在车辆快充过程中，需要通过PDM((Power Density Modulation，配电模块)中快充回路将快充桩高压电能传递给电池包。为满足高压性能安全要求，在高压动力电池和快充桩之间需通过直流继电器的开闭进行高压检测及隔断。但是，在快充或车辆启停或行驶过程中，如果该直流继电器处于触点粘连状态而整车无法获知时，整车将出现高压带电风险。
发明内容
本发明提供了一种继电器粘连检测装置，以解决现有的PDM检测继电器粘连的技术问题，本发明能够通过电压检测方式实现继电器触点粘连状态的检测，同时在简化检测电路的基础上提高检测的准确性。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种继电器粘连检测装置，包括电压采样电路、信号处理电路、处理器；
所述电压采样电路，用于对设置在电源至电池的充电路径中的第一继电器和第二继电器进行电压采样并获得电压采样信号；
所述信号处理电路，用于预处理所述电压采样信号并向所述处理器输出检测处理信号；
所述处理器根据所述检测处理信号获得继电器开闭状态，并通过预设的继电器粘连判断表查询得到与所述继电器开闭状态相匹配的检测结果。
在其中一个实施例中，在所述预设的继电器粘连判断表中，继电器开闭状态为至少一个继电器闭合时，对应的检测结果为继电器出现粘连。
在其中一个实施例中，所述电压采样电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；
所述第一电阻的一端连接所述第一继电器的一端，所述第二电阻的一端连接所述第一继电器的另一端；
所述第三电阻的一端连接所述第二继电器的一端，所述第四电阻的一端连接所述第二继电器的另一端；
所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的另一端、所述第四电阻的另一端均连接至所述信号处理电路的采样信号端。
在其中一个实施例中，所述继电器粘连检测装置还包括检测控制电路；
所述检测控制电路包括小信号继电器和用于控制所述小信号继电器动作、受控于所述处理器的小信号继电器控制模块；
所述小信号继电器的开关一端分别连接所述第一电阻的另一端、所述第三电阻的另一端，所述小信号继电器的开关另一端分别连接所述第二电阻的另一端、所述第四电阻的另一端。
在其中一个实施例中，所述信号处理电路包括第五电阻、第六电阻、滤波电路、隔离电路；
所述电压采样信号端通过串联的所述第五电阻、所述第六电阻连接至地，所述第五电阻与所述第六电阻之间的连接点通过所述滤波电路连接至所述隔离电路的输入端，所述隔离电路的输出端连接至所述处理器。
在其中一个实施例中，所述滤波电路包括第七电阻和第一电容；
所述第五电阻与所述第六电阻之间的连接点分别与所述第一电容的一端、所述第七电阻的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第七电阻的另一端连接至所述隔离电路的输入端。
在其中一个实施例中，所述小信号继电器控制模块包括第一电源、第一三极管；
所述第一电源通过第八电阻连接所述小信号继电器的一端，所述小信号继电器的另一端连接所述第一三极管的集电极，所述第一三极管的基极分别连接第九电阻的一端、第十电阻的一端，所述第九电阻的另一端连接所述处理器，所述第十电阻的另一端、所述第一三极管的发射极共地。
本发明还提供一种车辆，包括上所述的继电器粘连检测装置，所述处理器将所述检测结果上报至整车控制器。
相比于现有技术，本发明实施例提供了一种继电器粘连检测装置，包括电压采样电路、信号处理电路、处理器；所述电压采样电路，用于对设置在电源至电池的充电路径中的第一继电器和第二继电器进行电压采样并获得电压采样信号；所述信号处理电路，用于预处理所述电压采样信号并向所述处理器输出检测处理信号；所述处理器根据所述检测处理信号获得继电器开闭状态，并通过预设的继电器粘连判断表查询得到与所述继电器开闭状态匹配的检测结果。本实施例通过所述电压采样电路对所述第一继电器、所述第二继电器进行电压采样，并对采样电压信号进行信号处理后输入到所述处理器，由所述处理器根据所述检测信号计算并准确判断继电器的开闭状态，以此判断是否发生继电器粘连或继电器是否正常闭合，并可供整车控制器获取继电器检测结果。这样，通过赋予汽车的PDM继电器检测功能，并能够将得到的结果实时上报，以电压检测方式替代现有的复杂的电流检测方式，不仅有效降低检测电路复杂度，还能提高检测结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1是本发明一个实施例的继电器粘连检测装置用于继电器粘连检测的结构示意图；
图2是本发明一个实施例的继电器粘连检测装置用于继电器粘连检测的电路结构图；
图3是本发明一个实施例的继电器粘连检测装置的滤波电路图；
图4是本发明一个实施例的继电器粘连检测装置的隔离电路图。
其中，说明书附图中的附图标记如下：
1、处理器；2、信号处理电路；3、电压采样电路。
具体实施方式
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参见图1，本发明优选实施例提供了一种继电器粘连检测装置，包括电压采样电路3、信号处理电路2、处理器1；其中，处理器1可以为DSP处理器1；当所述继电器粘连检测装置用于继电器粘连检测时，各部分电路作用如下：
电压采样电路3，用于对设置在电源至电池的充电路径中的第一继电器和第二继电器进行电压采样并获得电压采样信号；
信号处理电路2信号处理电路，用于预处理电压采样信号并向处理器输出检测处理信号；
处理器1根据检测信号获得继电器开闭状态，并通过预设的继电器粘连判断表查询得到与继电器开闭状态相匹配的检测结果。
在本实施例中，通过电压采样电路3对第一继电器、第二继电器进行电压采样，并对采样电压信号进行信号处理后输入到处理器1，由处理器1根据检测信号计算并准确判断继电器的开闭状态，以此判断是否发生继电器粘连或继电器是否正常闭合，并可供整车控制器获取继电器检测结果。这样，通过赋予汽车的PDM继电器检测功能，并能够将得到的结果实时上报，以电压检测方式替代现有的复杂的电流检测方式，不仅有效降低检测电路复杂度，还能提高检测结果的准确性。
请参见图2，在上述实施例的其中一种实施方式中，继电器粘连检测装置应用于车辆的充电设备中。可选的，第一继电器为高压正极继电器J1、第二继电器为高压负极继电器J2，通过电压采样电路3实现对J1、J2的电压采样。
请继续参见图2，本发明以电压采样检测方式替代现有的电流检测方式，将改良继电器的检测电路，在其中一种可行的实施方式中，电压采样电路2包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；具体的电路连接关系如下：
第一电阻R1的一端连接高压正极继电器J1的一端，第二电阻R2的一端连接高压正极继电器J1的另一端；
第三电阻R3的一端连接高压负极继电器J2的一端，第四电阻R4的一端连接高压负极继电器J2的另一端；
第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的另一端均连接至信号处理电路2的采样信号端。
在本实施例中，通过第一电阻R1、第二电阻R2参与高压正极继电器J1的分压，第三电阻R3、第四电阻R4参与高压负极继电器J1的分压，能够实现电压采样电路2对J1、J2继电器两端的电压采样，并将电压采样信号发送至信号处理电路2。
请继续参见图2，在其中一种实施例中，信号处理电路2包括第五电阻R5、第六电阻R6、滤波电路、隔离电路；电压采样信号端通过串联的第五电阻R5、第六电阻R6连接至地，第五电阻R5与第六电阻R6之间的连接点通过滤波电路连接至隔离电路的输入端，隔离电路的输出端连接至处理器1。
滤波电路如图3所示，包括第七电阻R7和第一电容C1；第五电阻R5与第六电阻R6之间的连接点分别与第一电容C1的一端、第七电阻R7的一端连接，第一电容C1的另一端接地，第七电阻R7的另一端连接至如图4所示的隔离电路的输入端。
结合图2至图4所示，作为进一步的，继电器粘连检测装置还包括采样继电器控制电路；采样继电器控制电路包括小信号继电器J3和用于控制小信号继电器J3动作、受控于处理器1的小信号继电器控制模块；
小信号继电器J3的开关一端分别连接第一电阻R1的另一端、第三电阻R3的另一端，小信号继电器J3的开关另一端分别连接第二电阻R2的另一端、第四电阻R4的另一端。
在其中一种优选实施方式中，小信号继电器控制模块包括第一电源、第一三极管Q4；第一电源通过第八电阻R71连接小信号继电器J3的一端，小信号继电器J3的另一端连接第一三极管Q4的集电极，第一三极管Q4的基极分别连接第九电阻R72的一端、第十电阻R73的一端，第九电阻R72的另一端连接处理器1，第十电阻R73的另一端、第一三极管Q4的发射极共地。
在本发明实施例中，应当说明的是，在预设的继电器粘连判断表中，高压继电器开闭状态为至少一个继电器闭合时，对应的检测结果为高压继电器出现粘连。下面继电器粘连检测装置的工作原理进行详细说明：
如图2所示，J1为高压正极继电器，J2为高压负极继电器，J3为小信号继电器。高压继电器开闭状态共分为8种组合(0表示断开，1表示闭合)：
当J3闭合时，J1、J2的通断状态决定R1、R3是否接入电路参与分压，继电器状态组合结果如表1所示：
表1继电器状态组合表
Figure BDA0002270396360000061
R1、R3的接入状态可得到电路输入输出对应的固定比率，DSP处理器根据当前电池电压V1和运放输出电压Vout进行计算(Ratio＝Vout/V1[mV/V])，高压继电器每种通断状态在不同电池电压范围仅对应一种比率关系，因此通过Ratio的值即可判断高压继电器当前通断状态。
当J3断开时，无论J1、J2处于何种状态，都将是电池电压V1数据，因此实测中将不作此状态测量。
则预设的继电器粘连判断表如表2所示：
表2继电器粘连判断表
Figure BDA0002270396360000071
本实施例通过对高压正极继电器J1、高压负极继电器J2分别进行电压采样，并对采样电压信号进行信号处理后输入到处理器1，由处理器1根据检测信号计算并准确判断继电器的开闭状态或实时检测继电器是否正常闭合，从而供整车控制器获取继电器检测结果。这样，通过赋予汽车的PDM高压继电器检测功能，并能够将得到的结果实时上报，通过电压检测方式替代现有的复杂的电流检测方式，不仅有效降低检测电路复杂度，还能提高检测结果的准确性。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种继电器粘连检测装置，其特征在于，包括电压采样电路、信号处理电路、处理器；
所述电压采样电路，用于对设置在电源至电池的充电路径中的第一继电器和第二继电器进行电压采样并获得电压采样信号；
所述信号处理电路，用于预处理所述电压采样信号并向所述处理器输出检测处理信号；
所述处理器根据所述检测处理信号获得继电器开闭状态，并通过预设的继电器粘连判断表查询得到与所述继电器开闭状态相匹配的检测结果。
2.如权利要求1所述的继电器粘连检测装置，其特征在于，在所述预设的继电器粘连判断表中，继电器开闭状态为至少一个继电器闭合时，对应的检测结果为继电器出现粘连。
3.如权利要求1或2所述的继电器粘连检测装置，其特征在于，所述电压采样电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；
所述第一电阻的一端连接所述第一继电器的一端，所述第二电阻的一端连接所述第一继电器的另一端；
所述第三电阻的一端连接所述第二继电器的一端，所述第四电阻的一端连接所述第二继电器的另一端；
所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的另一端、所述第四电阻的另一端均连接至所述信号处理电路的采样信号端。
4.如权利要求3所述的继电器粘连检测装置，其特征在于，所述继电器粘连检测装置还包括检测控制电路；
所述检测控制电路包括小信号继电器和用于控制所述小信号继电器动作、受控于所述处理器的小信号继电器控制模块；
所述小信号继电器的开关一端分别连接所述第一电阻的另一端、所述第三电阻的另一端，所述小信号继电器的开关另一端分别连接所述第二电阻的另一端、所述第四电阻的另一端。
5.如权利要求3所述的继电器粘连检测装置，其特征在于，所述信号处理电路包括第五电阻、第六电阻、滤波电路、隔离电路；
所述电压采样信号端通过串联的所述第五电阻、所述第六电阻连接至地，所述第五电阻与所述第六电阻之间的连接点通过所述滤波电路连接至所述隔离电路的输入端，所述隔离电路的输出端连接至所述处理器。
6.如权利要求5所述的继电器粘连检测装置，其特征在于，所述滤波电路包括第七电阻和第一电容；
所述第五电阻与所述第六电阻之间的连接点分别与所述第一电容的一端、所述第七电阻的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第七电阻的另一端连接至所述隔离电路的输入端。
7.如权利要求4所述的继电器粘连检测装置，其特征在于，所述小信号继电器控制模块包括第一电源、第一三极管；
所述第一电源通过第八电阻连接所述小信号继电器的一端，所述小信号继电器的另一端连接所述第一三极管的集电极，所述第一三极管的基极分别连接第九电阻的一端、第十电阻的一端，所述第九电阻的另一端连接所述处理器，所述第十电阻的另一端、所述第一三极管的发射极共地。
8.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的继电器粘连检测装置，所述处理器将所述检测结果上报至所述车辆的整车控制器。
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