CN113884875A - 一种开关粘连检测方法及其应用装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的开关粘连检测方法及其应用装置，应用于电力电子技术领域，该方法响应于粘连检测指令，监测电源电池的电池电压和主开关的后端电压，在电池电压处于预设电压范围内的情况下，首先根据电池电压和主开关的后端电压计算主开关的实测压差比，然后根据实测压差比与第一参考压差比以及实测压差比与第二参考压差比的大小关系，判断主开关和预充开关是否粘连。本发明通过设置不同的参考压差比便可实现主开关和预充开关的粘连检测，由于只需要获取电池电压和主开关的后端电压，与现有技术相比，可减少设置采样模块的数量，能够在实现开关粘连检测功能的基础上，降低检测成本。

Description

一种开关粘连检测方法及其应用装置

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种开关粘连检测方法及其应用装置。

背景技术

在新能源汽车的供电系统中，电源电池经配电模块与整车上的各类用电负载相连，通过配电模块控制电源电池与用电负载之间的连通关系，配电模块是车辆安全行驶的关键之一，因此，为了确保配电模块的可靠运行，需要对配电模块中的核心部件—可控开关进行粘连检测，确保可控开关可以有效响应行车过程中的控制指令。

如图1所示，配电模块包括预充支路和主开关KM1，预充支路具体包括预充开关K1、预充电阻R1和预充防反二极管D1，在配电模块运行前，需要对主开关KM1和预充开关K1进行粘连检测。具体的，检测控制器通过采样模块1获取电池电压U1，通过采样模块2获取预充开关K1的后端电压U2，并通过采样模块3获取主开关KM1的后端电压U3，进一步通过比较电池电压U1与预充开关K1的后端电压U2判断预充开关K1是否粘连，通过比较电池电压U1与主开关KM1的后端电压U3判断主开关KM1是否粘连。

然而，现有技术中的开关粘连检测方法，需要设置三个采样模块，导致检测成本较高。

发明内容

本发明提供一种开关粘连检测方法及其应用装置，在采集电池电压和主开关后端电压的基础上便可实现主开关和预充开关的粘连检测，与现有技术相比，可以减少采样模块的设置数量，降低检测成本。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种开关粘连检测方法，应用于分别与电源电池相连的主开关和预充开关，所述方法包括：

响应粘连检测指令，监测所述电源电池的电池电压和所述主开关的后端电压；

若所述电池电压处于预设电压范围内，根据所述电池电压和所述主开关的后端电压计算所述主开关的实测压差比；

根据所述实测压差比与第一参考压差比以及所述实测压差比与第二参考压差比的大小关系，判断所述主开关和所述预充开关是否粘连。

可选的，所述根据所述实测压差比与第一参考压差比以及所述实测压差比与第二参考压差比的大小关系，判断所述主开关和所述预充开关是否粘连，包括：

若所述实测压差比小于所述第一参考压差比，判定所述主开关粘连；

若所述实测压差比大于等于所述第一参考压差比，且所述实测压差比小于等于所述第二参考压差比，判定所述预充开关粘连。

可选的，所述根据所述实测压差比与第一参考压差比以及所述实测压差比与第二参考压差比的大小关系，判断所述主开关和所述预充开关是否粘连，还包括：

若所述实测压差比小于所述第一参考压差比的持续时长达到预设置信时长，判定所述主开关粘连；

若所述实测压差比大于等于所述第一参考压差比且所述实测压差比小于等于所述第二参考压差比的持续时长达到所述预设置信时长，判定所述预充开关粘连。

可选的，确定所述预设电压范围的过程，包括：

根据第一映射关系，确定所述第一参考压差比对应的电压上限值和所述第二参考压差比对应的电压下限值；

其中，所述第一映射关系中记录有所述主开关的参考压差比与所述电源电池的电池电压之间的对应关系；

将所述电压下限值和所述电压上限值对应的电压范围作为预设电压范围。

可选的，确定所述预设电压范围的过程，包括：

根据第二映射关系，确定所述第一参考压差比对应的检测终止时刻和所述第二参考压差比对应的检测起始时刻；

其中，所述第二映射关系中记录有所述主开关的参考压差比与检测时刻之间的对应关系，且不同时刻的参考压差比按时序降低；

根据第三映射关系，确定所述检测终止时刻对应的电压上限值和所述检测起始时刻对应的电压下限值；

其中，所述第三映射关系中记录有所述电源电池的电池电压与检测时刻之间的对应关系；

将所述电压下限值和所述电压上限值对应的电压范围作为预设电压范围。

可选的，所述第一参考压差比基于对所述主开关进行电压采样的采样精度设置。

可选的，获取所述第二参考压差比的过程，包括:

根据第二映射关系，确定所述第一参考压差比对应的检测终止时刻；

其中，所述第二映射关系中记录有所述主开关的参考压差比与检测时刻之间的对应关系，且不同时刻的参考压差比按时序降低；

确定一个在所述检测终止时刻之前的检测起始时刻；

根据所述第二映射关系，确定所述检测起始时刻对应的压差比，得到所述第二参考压差比。

可选的，所述确定一个在所述检测终止时刻之前的检测起始时刻，包括：

获取检测时长；

将所述检测终止时刻之前、与所述检测终止时刻间隔所述检测时长的时刻作为候选检测起始时刻；

在所述第二映射关系中，确定所述候选检测起始时刻对应的压差比，得到候选第二参考压差比；

判断所述候选第二参考压差比是否满足预设筛选条件；

若所述候选第二参考压差比不满足所述预设筛选条件，按照预设调整规则延长所述检测时长，并返回所述获取检测时长步骤；

若所述候选第二参考压差比满足所述预设筛选条件，将所述候选检测起始时刻作为所述检测起始时刻。

可选的，所述判断所述候选第二参考压差比是否满足预设筛选条件，包括：

计算所述候选第二参考压差比与所述第一参考压差比的差值，得到压差比差值；

若所述压差比差值大于等于预设筛选阈值，判定所述候选第二参考压差比满足预设筛选条件；

若所述压差比差值小于所述预设筛选阈值，判定所述候选第二参考压差比不满足所述预设筛选条件；

其中，所述预设筛选阈值基于对所述主开关进行电压采样的采样精度设置。

可选的，所述获取检测时长，包括：

判断是否为首次获取检测时长；

若是首次获取检测时长，将预设置信时长作为检测时长；

若非首次获取所述检测时长，将按照所述预设调整规则延长后的检测时长作为当前的检测时长。

可选的，生成所述第二映射关系的过程，包括：

获取所述电源电池的电池电压由零值上升至额定电压的建压时长；

在所述建压时长范围内确定多个参考时刻；

计算所述主开关在各所述参考时刻的参考压差比；

建立各所述参考压差比与相应的参考时刻之间的对应关系，得到所述第二映射关系。

可选的，所述计算所述主开关在各所述参考时刻的参考压差比，包括：

计算所述预充开关闭合情况下，所述预充开关在各所述参考时刻的参考压差比；

将所述预充开关在各所述参考时刻的参考压差比，作为所述主开关在相应的参考时刻的参考压差比。

可选的，所述根据所述电池电压和所述主开关的后端电压计算所述主开关的实测压差比，包括：

计算所述电池电压与所述主开关的后端电压的差值，得到电压差值；

计算所述电压差值与所述电池电压的比值，得到所述主开关的实测压差比。

第二方面，本发明提供一种开关粘连检测装置，包括：第一电压采集模块、第二电压采集模块和检测控制器，其中，

所述第一电压采集模块采集电源电池的电池电压；

所述第二电压采集模块采集与所述电源电池相连的主开关的后端电压；

所述检测控制器分别与所述第一电压采集模块和所述第二电压采集模块相连，执行本发明第一方面任一项所述的开关粘连检测方法。

第三方面，本发明提供一种供电电源，包括：电源电池、主开关，包括预充开关的预充支路和本发明第二方面所述的开关粘连检测装置，其中，

所述主开关和所述预充支路并联连接，形成并联支路；

所述电源电池的正极与所述并联支路的一端相连；

所述电源电池的负极经用电负载与所述并联支路的另一端相连；

所述开关粘连检测装置分别与所述电源电池和所述主开关相连。

本发明提供的开关粘连检测方法，应用于分别与电源电池相连的主开关和预充开关，该方法响应于粘连检测指令，监测电源电池的电池电压和主开关的后端电压，在电池电压处于预设电压范围内的情况下，首先根据电池电压和主开关的后端电压计算主开关的实测压差比，然后根据实测压差比与第一参考压差比以及实测压差比与第二参考压差比的大小关系，判断主开关和预充开关是否粘连。在预充开关粘连情况下主开关的后端电压，与主开关粘连情况下主开关的后端电压是不同的，相应得到的主开关的实测压差比也会有所不同，因此，本发明通过设置不同的参考压差比便可实现主开关和预充开关的粘连检测，由于只需要获取电池电压和主开关的后端电压，与现有技术相比，可减少设置采样模块的数量，能够在实现开关粘连检测功能的基础上，降低检测成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是现有技术中开关粘连检测装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的电池电压、开关压差比与时间之间对应关系的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种开关粘连检测方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的第二参考压差比确定方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的检测起始时刻确定方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的一种开关粘连检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

发明人通过对实际应用中的新能源汽车的供电系统以及其他应用场景下的供电系统的研究发现，供电系统中的电源电池在响应于供电指令闭合自身接触器之后，电池电压自零值上升至额定电压需要一定的时长，本发明将这一时长定义为建压时长，由于电池特性的不同，不同电源电池的建压时长是不同的。

可以理解的是，在额定电压相同的情况下，建压时间越长，电池电压自零值上升至额定电压的速率越低，如图2所示，当电池电压与时间之间的关系以曲线形式体现时，建压时长越长，曲线的斜率越小。具体的，图2中电池电压与时间的关系曲线图中QX1a和QX2a两条曲线分别示出一种电源电池的建压过程，根据图2所示可以看出，曲线QX1a的建压时长较短，曲线斜率相应较大，而曲线QX2a的建压时长较长，曲线斜率相应较小。

进一步的，配电模块中的主开关和预充开关分别与电源电池相连，就电压的整体变化趋势而言，主开关和预充开关的后端电压的变化趋势与电源电池的电池电压的变化趋势是相似的。如图2所示，曲线QX1b体现的是与曲线QX1 a对应的电源电池相连的主开关的后端电压的变化趋势，相应的，曲线QX2b体现的是与曲线QX2a对应的电源电池相连的主开关的后端电压的变化趋势。

通过对图2上半部分两组曲线的比较可以看出，对于建压时长短的电源电池，在整个建压过程中，同一时刻的主开关的后端电压与电池电压的差距是比较明显的，而对于建压时长较长的电源电池，由于曲线斜率较小，且呈现出线性变化的趋势，同一时刻的主开关的后端电压与电池电压的差距是非常小的，这给有效识别主开关和预充开关的粘连故障带来挑战，这也是本发明需要解决的技术问题之一，也就是说，本发明提供的开关粘连检测方法，不仅可以降低检测成本，同时，对于与曲线QX2a所代表的电池电压呈线性上升的电源电池相连的配电模块而言，还可以有效区分主开关和预充开关的粘连故障，具体实现过程将在后续内容中展开。当然，本发明提供的检测方法对于曲线QX1a所代表的电源电池，也是适用的。

以曲线QX2a对应的电源电池的建压过程为例，电池电压的时域曲线近似为U₁＝kt，其中，k表示电压上升速率(即曲线斜率)，t表示建压时间，结合图1所示检测方案的基本构成，在预充开关粘连或闭合时，可以得到由电源电池、预充支路以及用电负载构成的预充回路，基于预充回路的电气平衡原理，可以得到预充支路的电压方程为：

τdU₂/dt+U₂＝U₁

其中，τ为预充电阻R1与阻容性用电负载中支撑电容共同组成的时间常数。

基于此，在建压过程中，即预充开关的后端电压处于曲线的斜坡阶段时，预充开关的后端电压U2电压可以表示为：

基于此，可以进一步得到预充开关的后端电压与电池电压U1的压差比，可以表示为：

由于在预充开关粘连或闭合的情况下，主开关的后端电压U3与预充开关的后端电压U2是近似相等的，因此，可以将上述预充开关的压差比计算公式作为主开关的压差比计算公式。基于此，可以得到图2中曲线QX1c和曲线QX2c对应的压差比与建压时间之间的关系曲线，其中，曲线QX1c与曲线QX1a以及QX1 b相对应，曲线QX2c与曲线QX2a以及曲线QX2b相对应。

基于上述内容，本发明实施例提供一种开关粘连检测方法，主要用于对配电模块中主开关以及预充开关是否发生粘连故障进行检测，本发明实施例提供的开关粘连检测方法可以应用于电子设备，该电子设备可以是配电模块的控制器，也可以是电源电池的控制器，还可以是专门用于对主开关和预充开关进行粘连检测的控制器，在应用于车辆时，还可以是车辆上其他能够采集相应数据，运行预设控制程序的其他控制器。当然，在某些情况下，还可以应用于网络侧控制器。

参见图3，图3是本发明实施例提供的一种开关粘连检测方法的流程图，本实施例提供的检测方法的流程，可以包括：

S100、响应粘连检测指令，监测电源电池的电池电压和主开关的后端电压。

结合现有技术中主开关和预充开关的工作过程可知，对于主开关和预充开关的粘连检测发生在电源系统正式供电之前，即在电源系统得到供电指令之后，首先需要对主开关和预充开关进行粘连检测，之后在粘连检测通过，判断二者均未发生粘连的情况下，才会按照既定流程控制供电系统上电运行，基于此，可以将供电系统的供电指令作为粘连检测指令，在得到供电指令之后即进行粘连检测，此外，也可以将供电指令作为粘连检测指令的触发条件，在得到供电指令之后，生成粘连检测指令。当然，还可以采用其他方式获取并响应粘连指令，此处不再一一列举。

对于电池电压和主开关后端电压的具体监测方法，可以是按照预设采样周期重复的获取电池电压和主开关的后端电压，当然也可以按照其他方法实时获取电池电压和主开关的后端电压，在不超出本发明核心思想范围的前提下，同样属于本发明保护的范围内。

需要说明的是，在本发明各个实施例中述及的主开关的后端以及预充开关的后端，均指相应开关靠近用电负载的一端。

S110、判断电池电压是否处于预设电压范围内，若是，执行S120，若否，则继续对电池电压进行监测，直至电池电压处于预设电压范围内，执行S120。

结合前述主开关的压差比计算公式可知，对于确定的应用场景，即在电源电池、配电模块和用电负载均已知的情况下，可以基于压差比计算公式计算得到主开关在电源电池建压过程中的理论压差比，并基于该压差比计算公式得到图2所示的曲线QX1c和曲线QX2c。本发明实施例以及后续各个实施例中，将主开关的理论压差比定义为参考压差比，由于参考压差比是在理想情况下计算得到的数据，因此，可以作为粘连检测过程中的阈值或标准值使用。

以曲线QX2c以及相应的曲线QX2a和曲线QX2b为例，随着电源电池的电压升高，主开关的参考压差比按照时序逐渐降低，并且，更为重要的是，参考压差比的降低速率越来越小，为了准确识别预充开关粘连和主开关粘连，本检测方法基于曲线QX2c以及对主开关以及电源电池的电压采样精度，选取第一参考压差比P1和第二参考压差比P2，并将二者对应的诊断窗口内的电池电压范围作为预设电压范围，如图2所示，在电池电压处于预设电压范围内的情况下，主开关的参考差压比大于等于第一参考压差比，小于等于第二参考压差比，且第一参考压差比是小于第二参考压差比的。

对于第一参考压差比、第二参考压差比、预设电压范围的设定，将在后续内容中展开，此处暂不详述。

S120、根据电池电压和主开关的后端电压计算主开关的实测压差比。

可选的，基于前述内容可知，在得到电池电压和主开关的后端电压之后，首先计算电池电压与主开关的后端电压的差值，得到电压差值，然后计算电压差值与电池电压的比值，即得到主开关的实测压差比。

可以想到的是，电池电压与主开关的后端电压具有时序相关性，在按照预设采样周期采集电池电压和主开关的后端电压的情况下，每一个采样周期都对应一组采样数据，即每一个采样周期都对应一个电池电压和主开关的后端电压，此种情况下计算主开关的实测压差比时，应针对每一个预设采样周期，计算该采样周期对应的主开关的实测压差比。

S130、根据实测压差比与第一参考压差比以及实测压差比与第二参考压差比的大小关系，判断主开关和预充开关是否粘连。

结合图1所示，假设预充开关K1粘连，预充防反二极管D1处于导通状态，将此时计算得到的主开关KM1的压差比记为第一压差比，进一步的，假设主开关KM1粘连，可以将主开关KM1的压差比记为第二压差比。可以想到的是，由于预充电阻R1、预充防反二极管D1，以及电流回路的不同，两种情况下计算得到的第一压差比和第二压差比必然是不同的，而且第一压差比大于第二压差比。基于此，本发明实施例提供的检测方法，通过提供不同的参考压差比，便可以实现对主开关粘连以及预充开关粘连的区分。

具体的，如果该主开关的实测压差比小于第一参考压差比，则判定主开关粘连，如果实测压差比大于等于第一参考压差比且实测压差比小于等于第二参考压差比，则判定预充开关粘连；相反的，如果主开关的实测压差比大于等于第一参考压差比，则可以判定主开关正常，进一步的，如果主开关的实测压差比大于第二参考压差比，则进一步可以判定预充开关正常。

需要说明的是，结合上述检测过程以及图2所示可以看出，本实施例述及的预设电压范围是基于第一参考压差比和第二参考压差比设置的，在电池电压处于预设电压范围的情况下进行粘连检测，可以保证检测结果的准确性。以图2所示诊断窗口2对应的预设电压范围为例，在t＝0.2之后的时刻，主开关未发生粘连的参考压差比本身就是小于第一参考压差比的，如果在电池电压大于诊断窗口2的上限值，即大于预设电压范围的上限值的情况下进行粘连检测，显然会得到错误的判断结果。

可选的，在实际应用中，难免会出现因为受到外界电磁环境干扰而导致的电压采样结果不准确的问题，为了进一步提高检测结果的准确性，本发明实施例还进一步设置预设置信时长，通过预设置信时长排除外界电磁环境对检测结果的影响。

具体的检测方法是在前述基于参考压差比和实测压差比实现的检测过程的基础上，添加基于预设置信时长进行检测结果的有效性判断。即如果实测压差比小于第一参考压差比的持续时长达到预设置信时长，则判定主开关粘连；如果实测压差比大于等于第一参考压差比且实测压差比小于等于第二参考压差比的持续时长达到预设置信时长，则判定预充开关粘连。

相反的，如果主开关的实测压测比大于等于第一参考压差比，或者实测压差比小于第一参考压差比的持续时长未达到预设置信时长，则判定主开关正常；如果实测压差比大于第二参考压差比，或者实测压差比大于等于第一参考压差比且实测压差比小于等于第二参考压差比的持续时长未达到预设置信时长，则判定预充开关正常。

需要说明的是，对于预设置信时长的设置，可以基于具体的检测精度要求，以及检测方法的实际运行环境确定，本发明对于预设置信时长的具体选择不做限定。

综上所述，由于在预充开关粘连情况下主开关的后端电压，与主开关粘连情况下主开关的后端电压是不同的，相应得到的主开关的实测压差比也会有所不同，本发明通过设置不同的参考压差比便可实现主开关和预充开关的粘连检测，由于只需要获取电池电压和主开关的后端电压，与现有技术相比，可减少设置采样模块的数量，能够在实现开关粘连检测功能的基础上，降低检测成本。

参见图2所示的曲线图，特别是在电源电池建压时间较长，电池电压上升缓慢的情况下，主开关的参考压差比的差异是非常小的，比如图2中曲线QX2c所示的情况下，如果P2点继续向右移动，将直接导致第二参考压差比与第一参考压差比非常接近，考虑到预充开关粘连情况下，预充开关的后端电压与主开关的后端电压的差异较小，如果两个参考压差比选取不合理，将容易导致错误的检测为主开关粘连，也就是说，合理选择第一参考压差比、第二参考压差比是进一步提高检测准确性的关键。

可选的，本发明实施例提供的第一参考压差比可以基于对主开关进行电压采样的采样精度设置。具体的，结合现有技术可知，在获取主开关的后端电压时，是通过相应的电压采集模块实现的，其必然对应着确定的采样精度，可以在相应的采样精度的基础上添加一定的裕量，即得到第一参考压差比，以图2所示P1点为例，电压采样模块的采样精度为3％，第一参考压差比可以设置为10％。

至于第二参考压差比的设置，可以结合图4所示流程图所示，本实施例提供的第二参考压差比的确定方法的流程，可以包括：

S200、根据第二映射关系，确定第一参考压差比对应的检测终止时刻。

本发明实施例提供第二映射关系，该第二映射关系中记录有主开关的参考压差比与检测时刻之间的对应关系，且不同时刻的参考压差比按时序降低，即通过第二映射关系，可以确定在不同的检测时刻主开关对应的参考压差比。需要提前说明的是，本实施例中述及的检测时刻是与电源电池的建压时长对应的，由于在电源电池达到额定电压之后，主开关和预充开关的后端电压同样将达到该额定电压，因此，在一般情况下，第二映射关系中体现电池电压自零值上升至额定电压的相关信息即可，图2中曲线QX1c和曲线QX2c便是第二映射关系的具体体现形式。

至于第二映射关系的具体获取，可以按照如下方法实现：

首先，获取电源电池的电池电压由零值上升至额定电压的建压时长，这一过程可以基于现有技术实现，本发明对此不做限定，然后在所得建压时长范围内确定多个参考时刻，基于前述内容记载的压差比计算公式，计算主开关在各参考时刻的参考压差比，进而得到各个参考时刻对应的参考压差比，建立各参考压差比与相应的参考时刻之间的对应关系，便可得到第二映射关系。

可选的，基于前述内容给出的压差比计算公式可知，本发明实施例提供的检测方法只采集主开关的后端电压，主开关的参考压差比是以预充开关的参考压差比计算公式计算得到的，因此，在计算任一参考时刻的参考压差比时，计算预充开关闭合情况下，预充开关在各参考时刻的参考压差比，并将预充开关在各参考时刻的参考压差比，作为主开关在相应的参考时刻的参考压差比。

由于已经确定了第一参考压差比，通过查询第二映射关系，便可得到第一参考压差比对应的检测时刻，得到检测终止时刻。

S210、确定一个在检测终止时刻之前的检测起始时刻。

根据前述预设电压范围的大致设定原则可以看出，在检测终止时刻之前确定检测起始时刻的主要目的还是确保实测压差比的获取操作，不会出现在检测终止时刻之后，确保检测结果的有效性。

结合图2中曲线QX2c可以看出，P1点为第一参考压差比，t4点则相应的为检测终止时刻，自电源电池开始建压到t4点之间，检测起始时刻有多种选择，如何确保第二参考压差比与第一参考压差比之间的差异满足使用要求，是确定检测起始时刻的关键所在。

基于上述内容，参见图5，图5示出一种确定检测起始时刻的方法的流程，该流程可以包括：

S300、获取检测时长。

在实际应用中，首先判断当前获取检测时长的操作是否为首次，如果是，则将前述的预设置信时长作为首个检测时长，如果当前操作并非首次，则将上一周期中按照预设调整规则延长后的检测时长作为当前的检测时长。

结合图2所示，检测窗口对应的时长，即本实施例中述及的最终确定的检测时长。

S310、将检测终止时刻之前、与检测终止时刻间隔检测时长的时刻作为候选检测起始时刻。

即以检测终止时刻为起点，回退检测时长，对应的检测时刻即作为候选检测起始时刻。

S320、在第二映射关系中，确定候选检测起始时刻对应的压差比，得到候选第二参考压差比。

查询第二映射关系，确定候选检测起始时刻对应的压差比，便可得到候选第二参考压差比。

S330、判断候选第二参考压差比是否满足预设筛选条件，若否，执行S340，若是，执行S350。

具体的，计算候选第二参考压差比与第一参考压差比的差值，得到压差比差值，如果所得压差比差值大于等于预设筛选阈值，则判定候选第二参考压差比满足预设筛选条件；相反的，如果所得压差比差值小于预设筛选阈值，则判定候选第二参考压差比不满足预设筛选条件。

需要说明的是，预设筛选阈值可以基于对主开关进行电压采样的采样精度设置，比如，采样精度为3％，则预设筛选阈值可以选取为10％，当然，也可以选择更大的阈值，在实际应用中，需要结合具体的检测精度要求以及电压采样的采样精度选择，本发明对于预设筛选阈值的具体取值不做限定。

S340、按照预设调整规则延长检测时长。

如果候选第二参考压差比不满足预设筛选规则，则需要按照预设调整规则延长检测时长，从而加大基于检测时长确定的第二参考压差比与第一参考压差比之间的差距。

可选的，可以按照预设步长延长检测时长，也可以按照一定的比例延长检测时长，这都是可选的，在不超出本发明核心思想范围的前提下，同样属于本发明保护的范围内。

S350、将候选检测起始时刻作为检测起始时刻。

如果候选第二参考压差比满足预设筛选条件，则将候选第二参考压差比对应的候选检测起始时刻作为最终使用的检测起始时刻。

可以理解的是，按照图5所示方法获得的检测起始时刻，是满足前述检测要求的、检测时长最短的检测时刻，仍以图2中曲线QX2c为例，t3点对应的检测时刻便是检测时长最短的检测起始时刻，在理论上，0时刻至t3时刻之间的检测时刻都是满足要求的。但是，为了提高检测精度，希望电源电池在建立一定的电池电压之后再进行粘连检测，以降低采样误差在电池电压中所占的比例，因此，优选以上述方法确定检测起始时刻。

S220、根据第二映射关系，确定检测起始时刻对应的压差比，得到第二参考压差比。

确定检测起始时刻之后，查询第二映射关系便可得到相应的第二参考压差比。

综上所述，本实施例中第二参考压差比是基于第一参考压差比、预设置信时长以及预设筛选条件确定得到的，通过合理设置第一参考压差比和第二参考压差比之前的差距，可以将预充开关粘连检测所依据的第二参考压差比，以及主开关粘连检测的第一参考压差比区分开，并且能够在同一时间段内完成主开关和预充开关的检测，不仅提高开关粘连检测的效率，同时还提高粘连检测的准确率，避免主开关和预充开关在后端电压接近时误报主开关粘连。

可选的，考虑到实际应用中，是无法检测到第一参考压差比和第二参考压差比的，因此，检测起始时刻和检测终止时刻的确定，可以基于电池电压确定。

结合图2所示，在第二映射关系的基础上，本发明实施例还提供第三映射关系，该第三映射关系中记录电源电池的电池电压与检测时刻之间的对应关系，具体的，图2中曲线QX1a和曲线QX2a即第三映射关系的具体体现形式。

基于此，在确定预设电压范围时，已经确定了第一参考压差比和第二参考压差比，根据第二映射关系，可以得到检测终止时刻和检测起始时刻。进一步的，可以根据第三映射关系，确定检测终止时刻对应的电压上限值和检测起始时刻对应的电压下限值，电压下限值和电压上限值对应的电压范围即预设电压范围。在应用图3所示实施例提供的检测方法时，便可根据电池电压与预设电压范围的关系，确定何时进行粘连检测。

进一步的，结合图2所示，以及前述第二映射关系和第三映射关系记载的内容可知，第二映射关系和第三映射关系都是基于检测时刻建立的，且同一检测时刻对应着唯一的电池电压和主开关参考压差比，基于此，可以建立主开关的参考压差比与电源电池的电池电压之间的对应关系，进而得到第一映射关系。

在选定第一参考压差比和第二参考压差比的情况下，根据第一映射关系，同样可以确定第一参考压差比对应的电压上限值和第二参考压差比对应的电压下限值，进而得到电压下限值和电压上限值对应的预设电压范围。

综上所述，在基于电压采样精度的基础上设置第一参考压差比之后，第二参考压差比是基于电源电池的工作特性以及前述相关参数确定的，可以满足用户应用于不同电源电池的需求，使用范围非常广泛。

可选的，参见图6，图6是本发明实施例提供的开关粘连检测装置的结构示意图，本实施例提供的开关粘连检测装置包括：第一电压采集模块、第二电压采集模块和检测控制器，其中，

第一电压采集模块采集电源电池的电池电压；

第二电压采集模块采集与电源电池相连的主开关的后端电压；

检测控制器分别与第一电压采集模块和第二电压采集模块相连，执行上述任一实施例提供的开关粘连检测方法。

可选的，本发明实施例还提供一种供电电源，包括：电源电池、主开关，包括预充开关的预充支路和上述实施例提供的开关粘连检测装置，其中，

主开关和预充支路并联连接，形成并联支路；

电源电池的正极与并联支路的一端相连；

电源电池的负极经用电负载与并联支路的另一端相连；

开关粘连检测装置分别与电源电池和主开关相连。

本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (15)

1.一种开关粘连检测方法，其特征在于，应用于分别与电源电池相连的主开关和预充开关，所述方法包括：

响应粘连检测指令，监测所述电源电池的电池电压和所述主开关的后端电压；

若所述电池电压处于预设电压范围内，根据所述电池电压和所述主开关的后端电压计算所述主开关的实测压差比；

根据所述实测压差比与第一参考压差比以及所述实测压差比与第二参考压差比的大小关系，判断所述主开关和所述预充开关是否粘连。

2.根据权利要求1所述的开关粘连检测方法，其特征在于，所述根据所述实测压差比与第一参考压差比以及所述实测压差比与第二参考压差比的大小关系，判断所述主开关和所述预充开关是否粘连，包括：

若所述实测压差比小于所述第一参考压差比，判定所述主开关粘连；

若所述实测压差比大于等于所述第一参考压差比，且所述实测压差比小于等于所述第二参考压差比，判定所述预充开关粘连。

3.根据权利要求2所述的开关粘连检测方法，其特征在于，所述根据所述实测压差比与第一参考压差比以及所述实测压差比与第二参考压差比的大小关系，判断所述主开关和所述预充开关是否粘连，还包括：

若所述实测压差比小于所述第一参考压差比的持续时长达到预设置信时长，判定所述主开关粘连；

若所述实测压差比大于等于所述第一参考压差比且所述实测压差比小于等于所述第二参考压差比的持续时长达到所述预设置信时长，判定所述预充开关粘连。

4.根据权利要求1所述的开关粘连检测方法，其特征在于，确定所述预设电压范围的过程，包括：

根据第一映射关系，确定所述第一参考压差比对应的电压上限值和所述第二参考压差比对应的电压下限值；

其中，所述第一映射关系中记录有所述主开关的参考压差比与所述电源电池的电池电压之间的对应关系；

将所述电压下限值和所述电压上限值对应的电压范围作为预设电压范围。

5.根据权利要求1所述的开关粘连检测方法，其特征在于，确定所述预设电压范围的过程，包括：

根据第二映射关系，确定所述第一参考压差比对应的检测终止时刻和所述第二参考压差比对应的检测起始时刻；

其中，所述第二映射关系中记录有所述主开关的参考压差比与检测时刻之间的对应关系，且不同时刻的参考压差比按时序降低；

根据第三映射关系，确定所述检测终止时刻对应的电压上限值和所述检测起始时刻对应的电压下限值；

其中，所述第三映射关系中记录有所述电源电池的电池电压与检测时刻之间的对应关系；

将所述电压下限值和所述电压上限值对应的电压范围作为预设电压范围。

6.根据权利要求1所述的开关粘连检测方法，其特征在于，所述第一参考压差比基于对所述主开关进行电压采样的采样精度设置。

7.根据权利要求1所述的开关粘连检测方法，其特征在于，获取所述第二参考压差比的过程，包括:

根据第二映射关系，确定所述第一参考压差比对应的检测终止时刻；

其中，所述第二映射关系中记录有所述主开关的参考压差比与检测时刻之间的对应关系，且不同时刻的参考压差比按时序降低；

确定一个在所述检测终止时刻之前的检测起始时刻；

根据所述第二映射关系，确定所述检测起始时刻对应的压差比，得到所述第二参考压差比。

8.根据权利要求7所述的开关粘连检测方法，其特征在于，所述确定一个在所述检测终止时刻之前的检测起始时刻，包括：

获取检测时长；

将所述检测终止时刻之前、与所述检测终止时刻间隔所述检测时长的时刻作为候选检测起始时刻；

在所述第二映射关系中，确定所述候选检测起始时刻对应的压差比，得到候选第二参考压差比；

判断所述候选第二参考压差比是否满足预设筛选条件；

若所述候选第二参考压差比不满足所述预设筛选条件，按照预设调整规则延长所述检测时长，并返回所述获取检测时长步骤；

若所述候选第二参考压差比满足所述预设筛选条件，将所述候选检测起始时刻作为所述检测起始时刻。

9.根据权利要求8所述的开关粘连检测方法，其特征在于，所述判断所述候选第二参考压差比是否满足预设筛选条件，包括：

计算所述候选第二参考压差比与所述第一参考压差比的差值，得到压差比差值；

若所述压差比差值大于等于预设筛选阈值，判定所述候选第二参考压差比满足预设筛选条件；

若所述压差比差值小于所述预设筛选阈值，判定所述候选第二参考压差比不满足所述预设筛选条件；

其中，所述预设筛选阈值基于对所述主开关进行电压采样的采样精度设置。

10.根据权利要求8所述的开关粘连检测方法，其特征在于，所述获取检测时长，包括：

判断是否为首次获取检测时长；

若是首次获取检测时长，将预设置信时长作为检测时长；

若非首次获取所述检测时长，将按照所述预设调整规则延长后的检测时长作为当前的检测时长。

11.根据权利要求5或7任一项所述的开关粘连检测方法，其特征在于，生成所述第二映射关系的过程，包括：

获取所述电源电池的电池电压由零值上升至额定电压的建压时长；

在所述建压时长范围内确定多个参考时刻；

计算所述主开关在各所述参考时刻的参考压差比；

建立各所述参考压差比与相应的参考时刻之间的对应关系，得到所述第二映射关系。

12.根据权利要求11所述的开关粘连检测方法，其特征在于，所述计算所述主开关在各所述参考时刻的参考压差比，包括：

计算所述预充开关闭合情况下，所述预充开关在各所述参考时刻的参考压差比；

将所述预充开关在各所述参考时刻的参考压差比，作为所述主开关在相应的参考时刻的参考压差比。

13.根据权利要求1-12任一项所述的开关粘连检测方法，其特征在于，所述根据所述电池电压和所述主开关的后端电压计算所述主开关的实测压差比，包括：

计算所述电池电压与所述主开关的后端电压的差值，得到电压差值；

计算所述电压差值与所述电池电压的比值，得到所述主开关的实测压差比。

14.一种开关粘连检测装置，其特征在于，包括：第一电压采集模块、第二电压采集模块和检测控制器，其中，

所述第一电压采集模块采集电源电池的电池电压；

所述第二电压采集模块采集与所述电源电池相连的主开关的后端电压；

所述检测控制器分别与所述第一电压采集模块和所述第二电压采集模块相连，执行权利要求1-13任一项所述的开关粘连检测方法。

15.一种供电电源，其特征在于，包括：电源电池、主开关，包括预充开关的预充支路和权利要求14所述的开关粘连检测装置，其中，

所述主开关和所述预充支路并联连接，形成并联支路；

所述电源电池的正极与所述并联支路的一端相连；

所述电源电池的负极经用电负载与所述并联支路的另一端相连；

所述开关粘连检测装置分别与所述电源电池和所述主开关相连。

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