CN111123091A - 电动汽车继电器粘连检测电路及粘连检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车继电器粘连检测电路及粘连检测方法，粘连检测电路包括连接的电池包和第一电阻、第一检测电路及第二检测电路，第二检测电路用于并联一测试设备；第一检测电路包括加热片、第二电阻、第一MOS管开关、加热继电器及总负继电器，加热片的第一端与电池包的正极连接，加热片的第二端分别与第二电阻的第一端和加热继电器的第一端连接，第二电阻的第二端通过第一MOS管开关与总负继电器连接，第一MOS管开关与电池包负极的连接点与总负继电器的第一端连接，加热继电器的第二端与电池包负极的连接点与总负继电器的第二端连接，第一MOS管开关的阻抗远大于加热片的电阻，使第二检测电路短路，使连接测试设备不会有触电危险。

Description

电动汽车继电器粘连检测电路及粘连检测方法

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别是涉及一种电动汽车继电器粘连检测电路及粘连检测方法。

背景技术

电动汽车是国家大力倡导的新能源行业，作为依靠电能运转的汽车，电池系统是电动汽车的核心部件，电动汽车对继电器的控制、继电器的粘连检测，通过电池管理系统采集继电器前后端的电压大小来判断继电器是否粘连，若高压继电器存在粘连问题，导致继电器在需要断开的时候不能及时断开，容易导致电池包过放、过温、严重时甚至发生起火、爆炸等事故，严重威胁人事安全，因此，需要可靠的继电器粘连检测电路。

目前，继电器粘连检测电路包括总负继电器和加热继电器两路继电器粘连检测回路，需要连接电池包EOL测试设备进行继电器的吸合测试，然而现有的继电器粘连检测电路的设计存在电压较高的问题，超过了人体的安全电压，操作人员将测试设备连接到继电器粘连检测电路时会有触电的风险，对人身安全造成威胁。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电动汽车继电器粘连检测电路及粘连检测方法，解决现有的继电器粘连检测电路电压超过人体的安全电压，操作人员将测试设备连接到继电器粘连检测电路会有触电的风险。

本发明提供一种电动汽车继电器粘连检测电路，包括内总压测量电路、第一检测电路和第二检测电路；

所述内总压测量电路包括电池包和第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述电池包的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述电池包的负极连接；

所述第一检测电路包括加热片、第二电阻、第一MOS管开关、加热继电器及总负继电器，所述加热片的第一端与所述电池包的正极连接，所述加热片的第二端分别与所述第二电阻的第一端和所述加热继电器的第一端连接，所述第二电阻的第二端通过所述第一MOS管开关与所述总负继电器连接，所述第一MOS管开关与所述电池包负极的连接点与所述总负继电器的第一端连接，所述加热继电器的第二端与所述电池包负极的连接点与所述总负继电器的第二端连接，所述加热片的阻值为所述第一MOS管开关阻值的1/10⁶～1/10⁵；

所述第二检测电路包括连接的第三电阻和第二MOS管开关，所述第三电阻的第一端与所述加热片的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第二MOS管开关的第一端连接，所述加热继电器和所述总负继电器的连接点与所述第二MOS管开关的第二端连接，所述第三电阻的第一端与所述第二MOS管开关的第二端分别与一测试设备的两端连接。

根据本发明提出的电动汽车继电器粘连检测电路，具有以下有益效果：本发明设计的继电器粘连检测电路，电检测试前，总负继电器K1断开，加热继电器K2的阻抗太大，通过加热继电器K2的电流很小，相当于短路，第一检测电路等效为加热片和第一MOS管开关之间的分压，由于加热片的电阻远小于第一MOS管的电阻，使加热片的电压趋近为0，相当于操作人员将测试设备与电压趋近于0的加热片并联，保证操作人员不会有触电危险。

另外，根据本发明提供的电动汽车继电器粘连检测电路，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述加热片的阻值为150Ω～250Ω，所述第一MOS管开关的阻值为200MΩ～250MΩ。

进一步地，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值分别为1.5MΩ。

进一步地，所述第一电阻的阻值和所述第三电阻的阻值相等。

进一步地，所述第三电阻的阻值为1.5MΩ。

进一步地，所述第二MOS管开关的阻抗为200MΩ～250MΩ。

本发明还提供一种电动汽车继电器粘连检测方法，应用于电动汽车继电器粘连检测电路，所述电动汽车继电器检测粘连电路包括内总压测量电路、第一检测电路和第二检测电路；

所述内总压测量电路包括电池包和第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述电池包的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述电池包的负极连接；

所述第一检测电路包括加热片、第二电阻、第一MOS管开关、加热继电器及总负继电器，所述加热片的第一端与所述电池包的正极连接，所述加热片的第二端分别与所述第二电阻的第一端和所述加热继电器的第一端连接，所述第二电阻的第二端通过所述第一MOS管开关与所述总负继电器连接，所述第一MOS管开关与所述电池包负极的连接点与所述总负继电器的第一端连接，所述加热继电器的第二端与所述电池包负极的连接点与所述总负继电器的第二端连接，所述加热片的阻值为所述第一MOS管开关阻值的1/10⁶～1/10⁵；

所述第二检测电路包括连接的第三电阻和第二MOS管开关，所述第三电阻的第一端与所述加热片的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第二MOS管开关的第一端连接，所述加热继电器和所述总负继电器的连接点与所述第二MOS管开关的第二端连接，所述第三电阻的第一端与所述第二MOS管开关的第二端分别与一测试设备的两端连接，所述第一电阻和所述第三电阻的阻值相等；

所述电动汽车继电器粘连检测方法包括如下步骤：

断开所述加热继电器和第一MOS管开关，闭合所述第二MOS管开关，检测所述第一电阻的电压是否等于所述测试设备测得的电压；

若是，判定所述总负继电器粘连；

若否，断开所述第二MOS管开关，闭合所述第一MOS管开关和所述总负继电器，检测所述第二电阻与所述加热继电器的连接点与所述电池包的负极之间的电压是否为0；

若是，判定所述加热继电器粘连。

进一步地，若所述第二电阻与所述加热继电器的连接点与所述电池包的负极之间的电压不为0，闭合所述加热继电器，继电器检测粘连结束，电池包进入正常放电或充电。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例的电动汽车继电器粘连检测电路的电路图；

图2是图1的等效电路图；

图3是本发明实施例的继电器粘连检测方法的流程图；

图4是本发明实施例的继电器粘连检测方法中测试总负继电器粘连的电路图；

图5是本发明实施例的继电器粘连检测方法中测试加热继电器粘连的电路图；

10、内总压测量电路；20、第一检测电路；30、第二检测电路；40、测试设备。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

请参照图1所示，本发明的实施例提供一种电动汽车继电器粘连检测电路，包括内总压测量电路10、第一检测电路20和第二检测电路30。

所述内总压测量电路10包括电池包V和第一电阻R1，所述第一电阻R1的第一端与所述电池包V的正极连接，所述第一电阻R1的第二端与所述电池包V的负极连接。

所述第一检测电路包括加热片R0、第二电阻R2、第一MOS管开关S1、加热继电器K2及总负继电器K1，所述加热片R0的第一端与所述电池包V的正极连接，所述加热片R0的第二端分别与所述第二电阻R2的第一端和所述加热继电器K2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端通过所述第一MOS管开关S1与所述总负继电器K1连接，所述第一MOS管开关S1与所述电池包V负极的连接点与所述总负继电器K1的第一端连接，所述加热继电器K2的第二端与所述电池包V负极的连接点与所述总负继电器K1的第二端连接，所述加热片R0的阻值为所述第一MOS管开关S1阻值的1/10⁶～1/10⁵。

所述第二检测电路包括连接的第三电阻R3和第二MOS管开关S2，所述第三电阻R3的第一端与所述加热片R0的第一端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第二MOS管开关S2的第一端连接，所述加热继电器K2和所述总负继电器K1的连接点与所述第二MOS管开关S2的第二端连接，所述第三电阻R3的第一端与所述第二MOS管开关S2的第二端分别与一测试设备40的两端连接。

本发明的工作原理为：第一电阻R1和电池包V之间构成的回路为内总压测量电路10，第二检测电路30为外总压测量电路，测试设备40为电池EOL测试设备40，用于测试电池包V的电压、温度、绝缘电阻和耐压等，测试设备40具有较大的阻抗，阻值约为200MΩ，总负继电器K1断开时阻抗>10GΩ，可视为无穷大，加热继电器K2属于高压继电器，但相关电气参数低于总负继电器K1，一般断开时阻抗约为1GΩ，第一MOS管开关S1为光耦MOS管，规格书中阻抗值为200MΩ～250MΩ，加热片R0的电阻为150～250Ω的级别。继电器粘连检测电路的等效电路图如图2所示，在电检测试前总负继电器K1是断开的，加热继电器K2的阻抗太大，通过加热继电器K2的电流很小，相当于短路，此时第二检测电路30之间的电压趋近于0，第一检测电路20等效为加热片R0和第一MOS管开关S1之间的分压，即等效为200Ω和200MΩ之间的分压，此时Vout+和Vout-之间的电压相当于加热片R0上面的电压，150～250Ω的电压与200MΩ的电压相比几乎忽略，进而Vout+和Vout-之间的电压趋近于0，操作人员将测试设备40和电压趋近于0的加热片并联连接，不会对人体产生危害。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明设计的继电器粘连检测电路，电检测试前，第一检测电路20等效为加热片R0和第一MOS管开关S1之间的分压，由于加热片R0的电阻远小于第一MOS管的电阻，使加热片R0的电压趋近为0，操作人员将测试设备40和电压趋近于0的第二检测电路30并联，操作人员不会有触电危险。

而现有技术的继电器粘连检测电路，Vout+和Vout-之间的电压为电池包V总压的1/3，电池包V电压为320V时，Vout+和Vout-之间的电压为107V，远远超过人体安全电压36V，操作人员安装测试设备40具有触电的危险。

在本发明的实施例中，所述加热片的阻值选为150Ω，所述第一MOS管开关S1的阻抗选为200MΩ，在本发明的其他实施例中，所述加热片的阻值可以180Ω、200Ω或者150Ω～250Ω中的值，第一MOS管开关S1的阻抗可以选为200MΩ、250MΩ或者200MΩ～250MΩ中的值。所述第一电阻和所述第二电阻的阻值分别为1.5MΩ。所述第一电阻的阻值和所述第三电阻的阻值相等，都为1.5MΩ，该阻值的设计是为了检测继电器粘连检测电路是否粘连。第一MOS管开关S1和第二MOS管开关S2均为光耦MOS管，所述第二MOS管开关S2的阻抗为200MΩ，在本发明的其他实施例中，第二MOS管开关S2可以为200MΩ～250MΩ中的值。

本发明还提供一种电动汽车继电器粘连检测方法，应用于上述电动汽车继电器粘连检测电路，该电动汽车继电器检测粘连电路包括内总压测量电路10、第一检测电路20和第二检测电路30；

所述第一检测电路包括加热片R0、第二电阻R2、第一MOS管开关S1、加热继电器K2及总负继电器K1，所述加热片R0的第一端与所述电池包V的正极连接，所述加热片R0的第二端分别与所述第二电阻R2的第一端和所述加热继电器K2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端通过所述第一MOS管开关S1与所述总负继电器K1连接，所述第一MOS管开关S1与所述电池包V负极的连接点与所述总负继电器K1的第一端连接，所述加热继电器K2的第二端与所述电池包V负极的连接点与所述总负继电器K1的第二端连接，所述加热片R0的阻值为所述第一MOS管开关S1阻值的1/10⁶～1/10⁵；

所述第二检测电路包括连接的第三电阻R3和第二MOS管开关S2，所述第三电阻R3的第一端与所述加热片R0的第一端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第二MOS管开关S2的第一端连接，所述加热继电器K2和所述总负继电器K1的连接点与所述第二MOS管开关S2的第二端连接，所述第三电阻R3的第一端与所述第二MOS管开关S2的第二端分别与一测试设备40的两端连接，所述第一电阻R1和所述第三电阻R3的阻值相等；

如图3所示，所述电动汽车继电器粘连检测方法包括如下步骤：

上电检测流程开始，断开所述加热继电器K2和第一MOS管开关S1，闭合所述第二MOS管开关S2，检测所述第一电阻R1的电压是否等于所述测试设备40测得的电压，即外总压是否等于内总压；

若是，判定所述总负继电器K1粘连；

若否，断开所述第二MOS管开关S2，闭合所述第一MOS管开关S1和所述总负继电器K1，检测所述第二电阻R2与所述加热继电器K2的连接点与所述电池包V的负极之间的电压是否为0，即HV1和B-之间的电压是否为0；

若是，判定所述加热继电器K2粘连。

本发明采用电压检测法判断继电器是否粘连，先测试总负继电器K1是否粘连，总负继电器K1没有粘连后再测试加热继电器K2是否粘连，采用上述的粘连检测方法的检测准确率高。

测试总负继电器K1粘连的电路图如图4所示，第三电阻R3和总负继电器K1串联后与第一电阻R1并联，第三电阻R3和第一电阻R1的电阻值相等，当第一电阻R1两端测得的电压等于第三电阻R3两端的电压时，判定总负继电器K1粘连。

测试加热继电器K2是基于总负继电器K1不粘连的情形下进行，测试加热继电器K2粘连的电路图如图5所示，断开第二MOS管开关S2，电路中剩下内总压测量电路10和第一检测电路20，当所述第二电阻R2与加热继电器K2的连接点与电池包V的负极之间的电压为0，即图5中HV1和B-之间的电压为0，表明加热继电器K2粘连。若加热片R0与加热继电器K2的连接点与电池包V的负极之间的电压不为0，为电池包V的电压时，说明加热继电器K2不粘连，那就闭合加热继电器K2，继电器检测粘连结束，电池包V进入正常放电或充电的流程。

综上所述，本发明提供的一种电动汽车继电器粘连检测电路，电检测试前，总负继电器K1断开，加热继电器K2的阻抗太大，通过加热继电器K2的电流很小，相当于短路，第一检测电路20等效为加热片R0和第一MOS管开关S1之间的分压，由于加热片R0的电阻远小于第一MOS管S1的电阻，使加热片的电压趋近为0，相当于操作人员将测试设备40与电压趋近于0的加热片R0并联，保证操作人员不会有触电危险。

本发明还提供一种电动汽车继电器粘连检测方法，采用电压检测法先测试总负继电器K1是否粘连，总负继电器K1没有粘连后再测试加热继电器K2是否粘连，采用该粘连检测方法的检测准确率高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种电动汽车继电器粘连检测电路，其特征在于，包括内总压测量电路、第一检测电路和第二检测电路；

所述内总压测量电路包括电池包和第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述电池包的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述电池包的负极连接；

所述第一检测电路包括加热片、第二电阻、第一MOS管开关、加热继电器及总负继电器，所述加热片的第一端与所述电池包的正极连接，所述加热片的第二端分别与所述第二电阻的第一端和所述加热继电器的第一端连接，所述第二电阻的第二端通过所述第一MOS管开关与所述总负继电器连接，所述第一MOS管开关与所述电池包负极的连接点与所述总负继电器的第一端连接，所述加热继电器的第二端与所述电池包负极的连接点与所述总负继电器的第二端连接，所述加热片的阻值为所述第一MOS管开关阻值的1/10⁶～1/10⁵；

所述第二检测电路包括连接的第三电阻和第二MOS管开关，所述第三电阻的第一端与所述加热片的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第二MOS管开关的第一端连接，所述加热继电器和所述总负继电器的连接点与所述第二MOS管开关的第二端连接，所述第三电阻的第一端与所述第二MOS管开关的第二端分别与一测试设备的两端连接。

2.根据权利要求1所述的电动汽车继电器粘连检测电路，其特征在于，所述加热片的阻值为150Ω～250Ω，所述第一MOS管开关的阻值为200MΩ～250MΩ。

3.根据权利要求1所述的电动汽车继电器粘连检测电路，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值分别为1.5MΩ。

4.根据权利要求1～3任一项所述的电动汽车继电器粘连检测电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值和所述第三电阻的阻值相等。

5.根据权利要求4所述的电动汽车继电器粘连检测电路，其特征在于，所述第三电阻的阻值为1.5MΩ。

6.根据权利要求1所述的电动汽车继电器粘连检测电路，其特征在于，所述第二MOS管开关的阻抗为200MΩ～250MΩ。

7.一种电动汽车继电器粘连检测方法，应用于电动汽车继电器粘连检测电路，所述电动汽车继电器检测粘连电路包括内总压测量电路、第一检测电路和第二检测电路；

所述内总压测量电路包括电池包和第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述电池包的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述电池包的负极连接；

所述第一检测电路包括加热片、第二电阻、第一MOS管开关、加热继电器及总负继电器，所述加热片的第一端与所述电池包的正极连接，所述加热片的第二端分别与所述第二电阻的第一端和所述加热继电器的第一端连接，所述第二电阻的第二端通过所述第一MOS管开关与所述总负继电器连接，所述第一MOS管开关与所述电池包负极的连接点与所述总负继电器的第一端连接，所述加热继电器的第二端与所述电池包负极的连接点与所述总负继电器的第二端连接，所述加热片的阻值为所述第一MOS管开关阻值的1/10⁶～1/10⁵；

所述第二检测电路包括连接的第三电阻和第二MOS管开关，所述第三电阻的第一端与所述加热片的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第二MOS管开关的第一端连接，所述加热继电器和所述总负继电器的连接点与所述第二MOS管开关的第二端连接，所述第三电阻的第一端与所述第二MOS管开关的第二端分别与一测试设备的两端连接，所述第一电阻和所述第三电阻的阻值相等；

所述电动汽车继电器粘连检测方法包括如下步骤：

断开所述加热继电器和第一MOS管开关，闭合所述第二MOS管开关，检测所述第一电阻的电压是否等于所述测试设备测得的电压；

若是，判定所述总负继电器粘连；

若否，断开所述第二MOS管开关，闭合所述第一MOS管开关和所述总负继电器，检测所述第二电阻与所述加热继电器的连接点与所述电池包的负极之间的电压是否为0；

若是，判定所述加热继电器粘连。

8.根据权利要求7所述的电动汽车继电器粘连检测方法，其特征在于，若所述第二电阻与所述加热继电器的连接点与所述电池包的负极之间的电压不为0，闭合所述加热继电器，继电器检测粘连结束，电池包进入正常放电或充电。

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