CN115453350A - 一种继电器故障检测方法、装置及充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种继电器故障检测方法、装置及充电桩。继电器故障检测方法应用于充电桩，所述充电桩采用三相三线制功率单元；该故障检测方法：对输入继电器进行粘连检测；其中，对所述输入继电器中的任一触点进行粘连检测包括：控制所述输入继电器的辅助检测触点和被检测触点断开；其中，所述输入继电器包括至少两个触点，所述至少两个触点中的一个为所述被检测触点，另外一个为所述辅助检测触点；采集所述辅助检测触点的输入侧和所述被检测触点的输出侧的电压差，记为粘连检测电压差；根据所述粘连检测电压差的电压值判断所述被检测触点是否发生粘连故障。本发明实施例实现了对三相三线制功率单元中继电器触点的故障检测，有利于避免过电流风险。

Description

一种继电器故障检测方法、装置及充电桩

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种继电器故障检测方法、装置及充电桩。

背景技术

继电器是实现电路断开和导通的重要电力器件，也是保护电力设备使用安全的重要器件。因此，继电器广泛应用于充电桩等设备中，用于实现充电桩电路与电网的分断和闭合。然而，继电器容易发生粘连故障，在现有技术中，继电器粘连故障检测的应用场景为三相四线制的配电模式。然而，对于三相三线制的应用场景(例如，充电桩)，由于三相三线制的配电模式缺少中性线，故三相四线制的继电器粘连检测方法在三相三线制配电模式中不适用。因此，对于三相三线制功率单元，当继电器发生故障时，充电桩等电气系统无法精确识别故障部位，不利于检修人员进行故障分析与定位。

发明内容

本发明提供了一种继电器故障检测方法、装置及充电桩，以实现对三相三线制功率单元中继电器触点的故障检测。

根据本发明的一方面，提供一种继电器故障检测方法，应用于充电桩，所述充电桩采用三相三线制功率单元；所述继电器故障检测方法包括：对输入继电器进行粘连检测；其中，对所述输入继电器中的任一触点进行粘连检测包括：

控制所述输入继电器的辅助检测触点和被检测触点断开；其中，所述输入继电器包括至少两个触点，所述至少两个触点中的一个为所述被检测触点，另外一个为所述辅助检测触点；

采集所述辅助检测触点的输入侧和所述被检测触点的输出侧的电压差，记为粘连检测电压差；

根据所述粘连检测电压差的电压值判断所述被检测触点是否发生粘连故障。

可选地，所述输入继电器包括第一触点、第二触点和第三触点；对所述输入继电器进行粘连检测还包括：对所述输入继电器的第一触点、第二触点和第三触点同时进行粘连检测；所述第一触点、所述第二触点和所述第三触点均作为所述被检测触点和辅助检测触点。

可选地，对所述输入继电器的第一触点、第二触点和第三触点同时进行粘连检测，包括：

控制所述第一触点、所述第二触点和所述第三触点断开；

采集所述第一触点的输入侧和所述第二触点的输出侧的电压差，记为第一电压差；采集所述第二触点的输入侧和所述第三触点的输出侧的电压差，记为第二电压差；采集所述第三触点的输入侧和所述第一触点的输出侧的电压差，记为第三电压差；

根据所述第一电压差的电压值判断所述第二触点是否发生粘连故障，根据所述第二电压差的电压值判断所述第三触点是否发生粘连故障，根据所述第三电压差的电压值判断所述第一触点是否发生粘连故障。

可选地，在对所述输入继电器进行粘连检测之后，还包括：对所述输入继电器进行接通故障检测；其中，对所述输入继电器的任一触点进行接通故障检测包括：

控制所述被检测触点吸合；

采集所述被检测触点的输出侧和所述辅助检测触点的输入侧的电压差，记为接通检测电压差；

根据所述接通检测电压差的电压值判断所述被检测触点是否发生接通故障。

可选地，在对所述输入继电器进行粘连检测之后，还包括：对缓起继电器进行粘连检测；其中，对所述缓起继电器进行粘连检测包括：

控制所述缓起继电器的触点断开；控制所述输入继电器的至少部分触点吸合；其中，吸合的所述输入继电器的触点与所述缓起继电器的触点位于同一相支路；

根据所述功率单元中的阻容充放电电路计算所述功率单元中的等效电阻；

根据所述等效电阻和缓起电阻，判断所述缓起继电器是否发生粘连故障。

可选地，根据所述等效电阻和缓起电阻，判断所述缓起继电器是否发生粘连故障，包括：

若所述等效电阻小于所述缓起电阻且不为0，则所述缓起继电器的部分触点发生粘连故障；

若所述等效电阻为0，则所述缓起继电器的全部触点发生粘连故障；

若所述等效电阻等于所述缓起电阻，则所述缓起继电器未发生粘连故障。

可选地，所述缓起继电器包括第四触点和第五触点，所述缓起电阻包括第一电阻和第二电阻；其中，所述第四触点与所述第一电阻并联连接，所述第五触点与所述第二电阻并联连接；

根据所述等效电阻和缓起电阻，判断所述缓起继电器是否发生粘连故障，包括：

若所述等效电阻等于所述第一电阻或所述第二电阻，则所述缓起继电器的第四触点或第五触点发生粘连故障；

若所述等效电阻为0，则所述缓起继电器的第四触点和第五触点均发生粘连故障；

若所述等效电阻等于所述第一电阻和所述第二电阻的和，则所述缓起继电器未发生粘连故障。

可选地，所述缓起继电器的第四触点与所述输入继电器的第一触点位于同一相支路；所述缓起继电器的第五触点与所述输入继电器的第二触点位于同一相支路；

在判断所述缓起继电器的第四触点或第五触点发生粘连故障之后，还包括：

控制所述第一触点断开；控制所述第二触点和所述第三触点吸合；

根据所述功率单元中的阻容充放电电路计算所述功率单元中的等效电阻；

若所述等效电阻为0，则所述第五触点发生粘连故障；

若所述等效电阻等于所述第二电阻，则所述第五触点未发生粘连故障。

可选地，在对所述缓起继电器进行粘连检测之后，还包括：对所述缓起继电器进行接通故障检测；其中，对所述缓起继电器的第四触点进行接通故障检测包括：

控制所述缓起继电器的第四触点吸合、第五触点断开；控制所述输入继电器的至少部分触点吸合；其中，吸合的所述输入继电器的触点与所述缓起继电器的第四触点和第五触点分别位于同一相支路；

根据所述功率单元中的阻容充放电电路计算所述功率单元中的等效电阻；

若所述等效电阻等于第一电阻和第二电阻的和，则所述第四触点发生接通故障。

可选地，在对所述输入继电器进行粘连检测之后，至少还包括依次执行的如下检测：

对所述输入继电器进行接通故障检测；

对缓起继电器进行粘连检测；

对所述缓起继电器进行接通故障检测。

根据本发明的另一方面，提供了一种继电器故障检测装置，应用于充电桩，所述充电桩采用三相三线制功率单元，所述继电器故障检测装置包括：输入粘连检测模块，用于对输入继电器进行粘连检测；所述输入粘连检测模块包括：

触点控制单元，用于控制所述输入继电器的辅助检测触点和被检测触点断开；其中，所述输入继电器包括至少两个触点，所述至少两个触点中的一个为所述被检测触点，另外一个为所述辅助检测触点；

电压采样单元，用于采集所述辅助检测触点的输出侧和所述被检测触点的输入侧的电压差，记为粘连检测电压差；

故障判断单元，用于根据所述粘连检测电压差的电压值判断所述被检测触点是否发生粘连故障。

根据本发明的另一方面，提供了一种充电桩，包括：三相三线制功率单元和控制单元；所述控制单元能够执行以上任一实施例所述的继电器故障检测方法。根据所述第一电压差的电压值判断所述第二触点是否发生粘连故障。

本发明实施例的技术方案，通过控制输入继电器的辅助检测触点和被检测触点断开；采集辅助检测触点的输入侧和被检测触点的输出侧的电压差，记为粘连检测电压差；根据粘连检测电压差的电压值判断被检测触点是否发生粘连故障。与现有的三相四线制粘连检测相比，本发明实施例改变了三相三线制功率单元的电压采样点，通过获取输入继电器一个触点输入侧电压采样点和另一触点输出侧电压采样点间的电压差来判断输入继电器触点是否发生粘连故障。因此，本发明实施例实现了根据三相三线制功率单元自身的特点来确定采样点，进而实现了对继电器触点的故障检测。另外，本发明实施例无需增加新的检测线路，检测方法简单，成本较低。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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是本发明实施例提供的一种充电桩的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种输入继电器粘连检测方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的另一种输入继电器粘连检测方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的又一种输入继电器故障检测方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的又一种缓起继电器故障检测方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的一种功率单元RC等效充电模型；

图7是本发明实施例提供的另一种功率单元RC等效充电模型；

图8是本发明实施例提供的又一种功率单元RC等效充电模型；

图9是本发明实施例提供的另一种缓起继电器故障检测方法的流程图；

图10是本发明实施例提供的又一种缓起继电器故障检测方法的流程图；

图11是本发明实施例提供的一种继电器故障检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供了一种继电器故障检测方法、装置及充电桩，该充电桩包括三相三线制功率单元和控制单元；该控制单元可用于执行本发明任意实施例所提供的继电器故障检测方法。为了便于理解本发明实施例所提供的继电器故障检测方法，首先对应用该继电器故障检测方法的充电桩的电气结构进行说明。

图1是本发明实施例提供的一种充电桩的部分结构示意图。参照图1，充电桩110包括：功率单元150和控制单元140。其中，功率单元150为三相三线制功率单元，控制单元140用于执行本发明任意实施例所提供的继电器故障检测方法，该继电器故障检测方法将在后续实施例中进行解释。

其中，功率单元150包括输入继电器和缓起继电器。输入继电器包括线圈(图1中未示出)和触点(图1中示例性地示出了第一触点K1、第二触点K2和第三触点K3)。缓起继电器包括线圈(图1中未示出)和触点(图1中示例性地示出了第四触点K4和第五触点K5)

其中，控制单元140的设置方式有多种，示例性地，如图1所示，控制单元140包括主控板120和控制器130。具体地，输入继电器的触点与主控板120连接，输入继电器由主控板120控制。缓起继电器的触点与控制器130连接，缓起继电器由控制器130控制。控制器130与主控板120连接，并接收主控板120的控制信号。

可选地，控制单元140中的主控板120和控制器130还可以集成于一体。控制单元140的安装位置可以位于功率单元150中，也可以位于功率单元150外。本发明实施例对控制单元140的设置方式与安装位置不作限定。

继续参见图1，可选地，功率单元150还包括电感、缓起电阻、电容和整流电路。

具体地，功率单元150与电网110相连，电网包括U相支路、V相支路和W相支路，输入继电器的三个触点开关与电网的三相支路一一对应设置。示例性地，输入继电器的第一触点K1位于功率单元150的U相支路上，第一触点K1的第一端连接电网110，第一触点K1的第二端连接电感L1的第一端。输入继电器第二触点K2位于功率单元150的V相支路上，第二触点K2的第一端连接电网110，第二触点K2的第二端连接电感L2的第一端。输入继电器第三触点K3位于功率单元150的W相支路上，第三触点K3的第一端连接电网110，第三触点K3的第二端连接电感L3的第一端。

可选地，电感的数量为三个，参见图1，电感L1以串联的方式连接到U相支路上，电感L2以串联的方式连接到V相支路上，电感L3以串联的方式连接到W相支路上。具体地，电感L1的第一端与第一触点K1的第二端电连接，电感L2的第一端与第二触点K2的第二端电连接，电感L3的第一端与第三触点K3的第二端电连接。

可选地，缓起电阻的数量为至少两个，参见图1，示例性地，缓起电阻的数量为两个。缓起电阻R1以串联的方式连接到U相支路上，缓起电阻R2以串联的方式连接到V相支路上。具体地，缓起电阻R1的第一端与电感L1的第二端连接；缓起电阻R2的第一端与电感L1的第二端连接。相应地，缓起继电器的第四触点K4和缓起继电器第五触点K5分别以并联的方式连接到缓起电阻R1和缓起电阻R2的两端。

整流电路包括二极管和MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)。二极管D1的阳极和二极管D4的阴极均与缓起电阻R1的第二端连接。二极管D2的阳极和二极管D5的阴极均与缓起电阻R2的第二端连接。二极管D3的阳极和二极管D6的阴极均与电感L3的第二端连接。二极管D1、二极管D2和二极管D3的阴极均与电容C1的第一端连接。二极管D4、二极管D5、二极管D6的阳极均与电容C2的第二端连接。电容C1的第二端与电容C2的另一端连接。MOS管M1的源极与缓起电阻R1的第二端连接，漏极与MOS管M2的漏极连接。MOS管M3源极与缓起电阻R2的第二端连接，漏极与MOS管M4的漏极连接。MOS管M5源极与电感L3的第二端连接，漏极与MOS管M6漏极连接。MOS管M2的源极、MOS管M4的源极和MOS管M6的源极均连接至电容C1的第二端。

需要说明的是，缓起继电器的第四触点K4和缓起继电器第五触点K5可以设置在U相、V相和W相三条支路中任意两条上，本发明实施例对此不作限定。也可以在U相、V相和W相所在的三条支路上均设置，以更好地降低过电流风险。

本发明实施例还提供了一种继电器故障检测方法，该方法适用于对充电桩等电气系统进行继电器故障检测具体地，充电桩采用三相三线制功率单元。该故障检测方法可以由故障检测装置执行，该装置可以由软件和/或硬件实现，该装置可以集成于充电桩的控制单元中。控制单元通过执行继电器故障检测方法，在充电桩启动前对继电器进行故障检测，降低继电器吸合瞬间的过电流风险。以下实施例将对控制单元140执行的继电器故障检测方法进行具体说明。

图2是本发明实施例提供的一种输入继电器粘连检测方法的流程图。参照图2，该继电器粘连检测方法包括以下步骤：

S210、控制输入继电器的第一触点和第二触点断开。

参照图1，当辅助检测触点为第一触点K1、被检测触点为第二触点K2时，示例性地，主控板120对输入继电器下发断开指令，输入继电器接收到指令后执行动作，断开第一触点K1和第二触点K2。通常情况下，对输入继电器的粘连故障检测需要在系统上电前进行，因此，第一触点K1、第二触点K2和第三触点K3均处于断开状态。需要说明的是，输入继电器的第一触点K1和第二触点K2位于电网110输入的U、V、W三相支路中的任意两相支路，本实施例对此不做具体限定。在以下步骤中，以第一触点K1和第二触点K2分别位于U相支路和V相支路为例进行说明。

S220、采集第一触点的输入侧和第二触点的输出侧的电压差，记为第一电压差。

具体地，参照图1，当辅助检测触点为第一触点K1、被检测触点为第二触点K2时，对于输入继电器而言，其触点靠近电网110的一侧为输入侧，另一侧为输出侧。示例性地，采集当前状态下的第一触点K1输入侧电压采样点A和第二触点K2输出侧电压采样点b间的电压差，将此电压差标记为第一电压差U_Ab。

S230、根据第一电压差的电压值判断第二触点是否发生粘连故障。

具体地，继电器触点的故障通常包括粘连故障和导通故障。粘连故障是指继电器接收到的是断开指令，但其触点无法正常断开。接通故障的导通故障是指继电器接收到的是闭合指令，但其触点无法正常闭合。其中，粘连故障比导通故障更容易带来系统风险，因此，本发明实施例首先对粘连故障进行检测。

参照图1，第一电压差U_Ab表征U相与V相是否形成回路，进而表征第二触点是否发生粘连故障。具体地，当辅助检测触点为第一触点K1、被检测触点为第二触点K2时，在输入继电器触点未发生粘连故障时，输入继电器的第一触点K1和第二触点K2处于断开状态，此时，采样点A和采样点b之间没有导通路径，即U相与V相未形成回路，第一电压差U_Ab为零(接近零也可以看作为零)。因此，当采集到的第一电压差U_Ab为零时，可以判断出第二触点K2未发生粘连故障。相反地，若第二触点K2发生粘连故障，第二触点K2则处于导通状态，采样点A的电压为电网U相电压，采样点b的电压为电网V相电压，U相与V相形成回路，此时第一电压差U_Ab为U相与V相间的线电压。据此判断，若第一电压差为零，则第二触点K2正常未发生粘连故障；若第一电压差为U相与V相之间的线电压，则第二触点K2发生粘连故障。

本发明实施例的技术方案本发明实施例改变了三相三线制功率单元的电压采样点，通过获取输入继电器一个触点(辅助检测触点)输入侧电压采样点和另一触点(被检测触点)输出侧电压采样点间的电压差来判断输入继电器触点是否发生粘连故障。此外，本发明实施例根据三相三线制功率单元自身的特点来确定采样点，实现对继电器触点的故障检测。另外，本发明实施例无需增加新的检测线路，检测方法简单，成本较低。

在上述实施例中，示例性地示出了对被检测触点的粘连故障进行检测的方法，被检测触点可以是U、V、W任一相中的输入继电器触点。在其他实施例中，可选地，输入继电器包括第一触点K1、第二触点K2和第三触点K3，在对输入继电器进行粘连检测时，可以对输入继电器的第一触点K1、第二触点K2和第三触点K3同时进行粘连检测，从而简化检测步骤。第一触点K1、第二触点K2和第三触点K3均作为被检测触点和辅助检测触点。下面对输入继电器的第一触点K1、第二触点K2和第三触点K3同时进行粘连检测的方案进行具体说明。

图3是本发明实施例提供的另一种输入继电器粘连检测方法的流程图。该输入继电器粘连检测方法可以同时对输入继电器的三相触点进行粘连检测。参照图1和图3，该继电器粘连检测方法包括以下步骤：

S310、控制第一触点K1、第二触点K2和第三触点K3同时断开。

具体地，主控板120对输入继电器下发断开指令，输入继电器接收到指令后执行动作，断开第一触点K1、第二触点K2和第三触点K3。通常情况下，对输入继电器的粘连故障检测需要在系统上电前进行，因此，第一触点K1、第二触点K2和第三触点K3均处于断开状态，无需另外下发断开指令。

S320、采集第一触点的输入侧和第二触点的输出侧的电压差，记为第一电压差；采集第二触点的输入侧和第三触点的输出侧的电压差，记为第二电压差；采集第三触点的输入侧和第一触点的输出侧的电压差，记为第三电压差。

具体地，在辅助检测触点为第一触点K1、被检测触点为第二触点K2时，采集当前状态下的第一触点K1输入侧电压采样点A和第二触点K2输出侧电压采样点b间的电压差，将此电压差标记为第一电压差U_Ab；在辅助检测触点为第二触点K2、被检测触点为第三触点K3时，采集当前状态下的第二触点K2输入侧电压采样点B和第三触点K3输出侧电压采样点c间的电压差，将此电压差标记为第二电压差U_Bc；在辅助检测触点为第三触点K3、被检测触点为第一触点K1时，采集当前状态下的第三触点K3输入侧电压采样点C和第一触点K1输出侧电压采样点a间的电压差，将此电压差标记为第三电压差U_Ca。

S330、根据第一电压差的电压值判断第二触点是否发生粘连故障，根据第二电压差的电压值判断第三触点是否发生粘连故障，根据第三电压差的电压值判断第一触点是否发生粘连故障。

具体地，若第一电压差为零，则第二触点K2正常未发生粘连故障；若第一电压差为U相与V相之间的线电压，则第二触点K2发生粘连故障，其技术原理已经在前述实施例中进行了说明，这里不再赘述。类似地，对于第一触点和第三触点的粘连故障判断方法为：若第二电压差为零，则第三触点K3正常未发生粘连故障；若第二电压差为V相与W相之间的线电压，则第三触点K3发生粘连故障。若第三电压差为零，则第一触点K1正常未发生粘连故障；若第三电压差为W相与U相之间的线电压，则第一触点K1发生粘连故障。

通过S310-S330，实现了对输入继电器的第一触点、第二触点和第三触点同时进行粘连检测，检测方法简单，易于实现，有利于提高系统的鲁棒性和可靠性。

在上述各实施例中对输入继电器的粘连故障进行了说明，下面对输入继电器的接通故障检测进行说明。由前述分析可知，粘连检测故障通常在系统上电前进行，因此，可以在对输入继电器的粘连故障进行检测之后，进行输入继电器的接通故障检测。

图4是本发明实施例提供的又一种输入继电器故障检测方法的流程图。参照图4，该继电器故障检测方法在对输入继电器进行粘连检测之后，还包括：对所述输入继电器进行接通故障检测；其中，对输入继电器的第一触点进行接通故障检测包括：

S410、控制被检测触点吸合。

参照图1，示例性地，主控板120对输入继电器下发闭合指令，输入继电器接收到指令后执行动作，闭合被检测触点。

S420、采集被检测触点的输出侧和辅助检测触点的输入侧的电压差，记为接通检测电压差。

参照图1，示例性的，采集当前状态下的被检测触点输出侧电压采样点和辅助检测触点输入侧电压采样点的电压差，将此电压差标记为接通检测电压差。

S430、根据接通检测电压差的电压值判断被检测触点是否发生接通故障。

具体地，接通故障的导通故障是指继电器接收到的是闭合指令，但其触点无法正常闭合。参照图1，在第三触点为辅助检测触点，第一触点为被检测触点时，接通检测电压差表征W相与U相是否形成回路，进而表征第一触点是否发生接通故障。具体地，在输入继电器未发生接通故障时，输入继电器的第一触点处于闭合状态，此时，采样点C和采样点a之间存在导通路径，即W相与U相形成回路，此时接通检测电压差为W相与U相间的线电压。因此，当采集到的接通检测电压差为W相与U相间的线电压时，可以判断出第一触点未发生接通故障。相反地，若第一触点发生接通故障，第一触点则处于断开状态，采样点C和采样点a间无法形成回路，接通检测电压差为零(接近零也可以看作为零)。因此，当采集到的接通检测电压差为零时，可以判断出第一触点发生接通故障。据此判断，若接通检测电压差为零，则第一触点发生接通故障；若接通检测电压差为第一触点和第二触点所在两相支路间的线电压，则第一触点正常未发生接通故障。

通过S410-S430实现了输入继电器的第一触点作为被检测触点时的接通故障检测。其中，第一触点、第二触点和第三触点均作为被检测触点和辅助检测触点。类似地，还可以采用类似的方法对输入继电器的第二触点和第三触点进行接通故障检测。具体地，采集第二触点输出侧和第三触点输入侧的电压，记为第五电压差，根据第五电压差的电压值判断第二触点是否发生接通故障；采集第三触点输出侧和第一触点输入侧的电压，记为第六电压差，根据第六电压差的电压值判断第三触点是否发生接通故障。由此可见，本发明实施例改变了三相三线制功率单元的电压采样点，通过获取输入继电器一个触点输入侧电压采样点和另一触点输出侧电压采样点间的电压差来判断输入继电器触点是否发生接通故障。因此，本发明实施例实现了根据三相三线制功率单元自身的特点来确定采样点，进而实现了对输入继电器触点的接通故障检测。另外，本发明实施例无需增加新的检测线路，检测方法简单，成本较低，有利于提高系统的鲁棒性和可靠性。

在上述各实施例中对输入继电器的粘连故障和接通故障进行了说明，下面对缓起继电器的故障检测进行说明。其中输入继电器是功率单元的电力接入继电器，在输入继电器功能正常的前提下，可以对功率单元中的其他继电器进行进一步检测。因此，优选在对输入继电器的故障进行检测之后，再进行缓起继电器的故障检测。与输入继电器类似，对缓起继电器的检测包括粘连故障检测和接通故障检测。

图5是本发明实施例提供的又一种继电器故障检测方法的流程图。该继电器故障检测方法为对缓起继电器进行粘连故障检测。参照图5，该继电器粘连检测方法包括：

S510、控制缓起继电器的触点断开；控制输入继电器的至少部分触点吸合；其中，吸合的输入继电器的触点与缓起继电器的触点位于同一相支路。

参见图1，在第一触点K1、第二触点K2作为辅助检测触点，第四触点K4、第五触点K5作为被检测触点时，示例性地，控制器130对缓起继电器下发断开指令，缓起继电器接收到指令后执行动作，断开第四触点K4和第五触点K5。相应地，主控板120对输入继电器下发闭合指令，输入继电器接收到指令后执行动作，闭合第一触点K1和第二触点K2。

S520、根据功率单元中的阻容充放电电路计算功率单元中的等效电阻。

其中，在缓起继电器的触点的不同故障下，功率单元RC等效充电模型不同，相应地，阻容充放电电路的充放电时间不同。通过计算出阻容充放电电路的充电时间，结合阻容充放电电路中的电容这一已知量，可以由阻容充放电电路的充电时间和电容反推出电路中的电阻值。

具体地，等效电阻和缓起电阻的关系包括：等效电阻小于缓起电阻且不为0、等效电阻为0或等效电阻等于缓起电阻。

参见图1，在第一触点K1、第二触点K2作为辅助检测触点，第四触点K4、第五触点K5作为被检测触点时，示例性地，功率单元中包括缓起电阻和电容，在第四触点和第五触点的不同故障下，功率单元RC等效充电模型不同。图6为本发明实施例提供的一种功率单元RC等效充电模型，图7为本发明实施例提供的另一种功率单元RC等效充电模型，图8为本发明实施例提供的又一种功率单元RC等效充电模型。具体地，在缓起继电器的第五触点和第六触点中的一个发生粘连故障时，阻容充放电电路的等效模型如图6所示，阻容充放电电路中的与第四触点或第五触点并联的缓起电阻被短接，电路中的等效电阻小于缓起电阻且不为0；在缓起继电器的第五触点和第六触点均未发生粘连故障时，阻容充放电电路的等效模型如图7所示，阻容充放电电路中的与第四触点或第五触点并联的缓起电阻均处于正常工作状态，电路中的等效电阻等于缓起电阻；在缓起继电器的第五触点和第六触点均发生粘连故障时，阻容充放电电路的等效模型如图8所示，阻容充放电电路中的与第四触点和第五触点并联的缓起电阻均被短接，电路中的等效电阻为0。

S530、根据等效电阻和缓起电阻，判断缓起继电器是否发生粘连故障。

由S520的分析可知，等效电阻和缓起电阻之间的关系能够表征缓起继电器的故障状态，因此，由反推得出的电路中的等效电阻的电阻值和电路中的缓起电阻的电阻值大小的比较，判断缓起继电器是否发生粘连故障。

具体地，参见图6，若等效电阻小于缓起电阻且不为0，则缓起继电器的部分触点发生粘连故障；参见图8，若等效电阻为0，则缓起继电器的全部触点发生粘连故障；参见图7，若等效电阻等于缓起电阻，则缓起继电器未发生粘连故障。

参见图1，在第一触点K1、第二触点K2作为辅助检测触点，第四触点K4、第五触点K5作为被检测触点时，示例性地，缓起继电器包括第四触点和第五触点，缓起电阻包括第一电阻和第二电阻。其中第四触点与第一电阻并联，第五触点与第二电阻并联。结合图1和图6，若等效电阻等于第一电阻或第二电阻，则缓起继电器的第四触点或第五触点发生粘连故障；结合图1和图8，若等效电阻为0，则缓起继电器的第四触点和第五触点均发生粘连故障；结合图1和图9，若等效电阻等于第一电阻和第二电阻的和，则缓起继电器未发生粘连故障。

在以上实施例提供的缓起继电器中，第四触点与输入继电器的第一触点位于同一相支路；第五触点与输入继电器的第二触点位于同一相支路。进一步地，在判断出缓起继电器的第四触点或第五触点发生粘连故障后，还可以通过追加的步骤确定粘连故障的具体位置，具体判断方法包括：控制第一触点断开，控制第二触点和第三触点吸合，根据功率单元中的阻容充放电电路计算功率单元中的等效电阻。此时，等效电阻的情况有两种，一种是等效电阻为0，另一种是等效电阻等于第二电阻。若等效电阻为0，则第五触点发生粘连故障。这是因为，输入继电器的第三触点K3所在支路中没有设置缓起电阻，阻容充放电电路中的等效电阻为零，由此说明缓起继电器中的第五触点K5发生粘连故障。若等效电阻等于第二电阻，则第五触点未发生粘连故障。这是因为，输入继电器第三触点K3所在支路中没有设置缓起电阻，阻容充放电电路中的等效电阻为第二电阻R2，则说明缓起继电器中的第五触点K5未发生粘连故障。

通过S510-S530，实现了对缓起继电器的粘连故障检测。具体地，通过阻容充放电电路的充电时间反推电路中的等效电阻，并依此判断缓起继电器的工作状况，实现对缓起继电器粘连故障的检测。本发明实施例通过对缓起继电器的触点进行粘连故障检测，有利于及时发现粘连故障点，降低了输入继电器吸合时产生冲击电流的风险。

在上述各实施例中对缓起继电器的粘连故障进行了说明，下面对缓起继电器的接通故障检测进行说明。图9是本发明实施例提供的另一种缓起继电器故障检测方法的流程图。该继电器故障检测方法对缓起继电器进行接通故障检测。其中，对缓起继电器的第四触点进行接通故障检测，第四触点可以是U、V、W中任一相中的缓起继电器的触点。参照图9，该缓起继电器第四触点接通故障检测方法，包括：

S910、控制缓起继电器的第四触点吸合、第五触点断开；控制输入继电器的至少部分触点吸合；其中，吸合的输入继电器的触点与缓起继电器的第四触点和第五触点分别位于同一相支路。

参见图1，在第一触点K1、第二触点K2以及第五触点K5作为辅助检测触点，第触点K4作为被检测触点时，示例性地，控制器130对缓起继电器下发吸合与断开指令，缓起继电器接收到指令后执行动作，闭合第四触点K4，断开第五触点K5。主控板120对输入继电器下发吸合指令，输入继电器接收到指令后执行动作，闭合第一触点K1和第二触点K2。

S920、根据功率单元中的阻容充放电电路计算功率单元中的等效电阻。

S930、若等效电阻等于第一电阻和第二电阻的和，则第四触点发生接通故障。

具体地，在第一触点K1、第二触点K2以及第五触点K5作为辅助检测触点，第触点K4作为被检测触点时，阻容充放电电路的缓起继电器第四触点闭合，第五触点断开，电路中与第四触点并联的第一电阻被短接，电路中等效电路图如图6所示，阻容充放电电路中等效电阻值为电路中第二电阻值。若缓起继电器第四触点发生接通故障，电路中与第四触点并联的第一电阻处于正常工作状态，电路中等效电路图如图7所示，阻容充放电电路中等效电阻值为电路中第一电阻与第二电阻的和，则说明阻容充放电电路中缓起继电器的第四触点发生接通故障。

通过S410-S930实现了对缓起继电器的第四触点的接通故障检测。类似地，还可以采用类似的方法对缓起继电器的第五触点进行接通故障检测。具体地，控制缓起继电器的第四触点断开、第五触点吸合；控制输入继电器的至少部分触点吸合；其中，吸合的输入继电器的触点与缓起继电器的第四触点和第五触点分别位于同一相支路；根据功率单元中的阻容充放电电路计算功率单元中的等效电阻；若等效电阻等于第一电阻和第二电阻的和，则第五触点发生接通故障。

在上述各实施例中，分别对输入继电器的粘连故障、接通故障，缓起继电器的粘连故障、接通故障进行了说明。在实际应用中，通过调整各故障检测的步骤可以进一步提升检测的准确性和简洁性。图10是本发明实施例提供的又一种缓起继电器故障检测方法的流程图。该继电器故障检测方法对以上检测方法作出了优化。在上述各实施例的基础上，可选地，继电器故障检测方法按照以下步骤执行：

S101、在对输入继电器进行粘连检测。

S101、对输入继电器进行接通故障检测。

S102、对缓起继电器进行粘连检测。

S103、对缓起继电器进行接通故障检测。

具体地，继电器触点的故障通常包括粘连故障和导通故障。粘连故障是指，继电器接收到的是断开指令，但其触点无法正常断开。接通故障的导通故障是指，继电器接收到的是闭合指令，但其触点无法正常闭合。其中，粘连故障比导通故障更容易带来系统风险。输入继电器作为系统的电源输入开关装置，对整个系统起到最基本的保护作用，也是系统最后一道保护装置。因此，在系统启动过程中首先对输入继电器的粘连、接通故障进行检测，在对缓起继电器的粘连、接通故障进行检测。

本发明实施例还提供了一种继电器故障检测装置，该装置可以由软件和/或硬件实现，该装置可以集成于充电桩的控制单元中，该装置可用于执行本发明任意实施例所提供的继电器故障检测方法，其技术原理和产生的效果类似，不再赘述。

图11是本发明实施例提供的一种继电器故障检测装置的结构示意图。该继电器故障检测装置应用于充电桩，具体地，充电桩采用三相三线制功率单元。该继电器故障检测装置包括：输入粘连检测模块。参照图11，该输入粘连检测模100，包括：触点控制单元111、电压采样单元112、故障判断单元113。

触点控制单元，用于控制输入继电器的辅助检测触点和被检测触点断开；其中，所述输入继电器包括至少两个触点，所述至少两个触点中的一个为所述被检测触点，另外一个为所述辅助检测触点。

电压采样单元，用于采集辅助检测触点的输出侧和被检测触点的输入侧的电压差，记为粘连检测电压差。

故障判断单元，用于根据粘连检测电压差的电压值判断被检测触点是否发生粘连故障。

可选地，电压采样单元还用于，对输入继电器的第一触点、第二触点和第三触点同时进行粘连检测。

可选地，继电器故障检测装置还用于对输入继电器的第一触点、第二触点和第三触点同时进行粘连检测。具体地，粘连检测电压差包括第一电压差、第二电压差以及第三电压差。触点控制单元还用于控制第一触点、第二触点和第三触点断开；电压采样单元还用于采集第一触点的输入侧和第二触点的输出侧的电压差，记为第一电压差；采集第二触点的输入侧和第三触点的输出侧的电压差，记为第二电压差；采集第三触点的输入侧和第一触点的输出侧的电压差，记为第三电压差；故障判断单元还用于根据第一电压差的电压值判断第二触点是否发生粘连故障，根据第二电压差的电压值判断第三触点是否发生粘连故障，根据第三电压差的电压值判断第一触点是否发生粘连故障。

可选地，继电器故障检测方法还用于在对输入继电器进行粘连检测之后对输入继电器进行接通故障检测；其中，对输入继电器的第一触点进行接通故障检测包括：控制第一触点吸合；采集第一触点的输出侧和第二触点的输入侧的电压差，记为第四电压差；根据第四电压差的电压值判断第一触点是否发生接通故障。

可选地，继电器故障检测方法还用于在对输入继电器进行粘连检测之后对缓起继电器进行粘连检测；其中，对缓起继电器进行粘连检测包括：控制缓起继电器的触点断开；控制输入继电器的至少部分触点吸合；其中，吸合的输入继电器的触点与缓起继电器的触点位于同一相支路；根据功率单元中的阻容充放电电路计算功率单元中的等效电阻；根据等效电阻和缓起电阻，判断缓起继电器是否发生粘连故障。

可选地，继电器故障检测方法还用于根据等效电阻和缓起电阻，判断缓起继电器是否发生粘连故障，包括：

若等效电阻小于缓起电阻且不为0，则缓起继电器的部分触点发生粘连故障；若等效电阻为0，则缓起继电器的全部触点发生粘连故障；若等效电阻等于缓起电阻，则缓起继电器未发生粘连故障。

可选地，缓起继电器包括第四触点和第五触点，缓起电阻包括第一电阻和第二电阻；其中，第四触点与第一电阻并联连接，第五触点与第二电阻并联连接；根据等效电阻和缓起电阻，判断缓起继电器是否发生粘连故障，包括：若等效电阻等于第一电阻或第二电阻，则缓起继电器的第四触点或第五触点发生粘连故障；若等效电阻为0，则缓起继电器的第四触点和第五触点均发生粘连故障；若等效电阻等于第一电阻和第二电阻的和，则缓起继电器未发生粘连故障。

可选地，缓起继电器的第四触点与输入继电器的第一触点位于同一相支路；缓起继电器的第五触点与输入继电器的第二触点位于同一相支路；在判断缓起继电器的第四触点或第五触点发生粘连故障之后，还包括：控制第一触点断开；控制第二触点和第三触点吸合；根据功率单元中的阻容充放电电路计算功率单元中的等效电阻；若等效电阻为0，则第五触点发生粘连故障；若等效电阻等于第二电阻，则第五触点未发生粘连故障。

可选地，继电器故障检测方法还用于在对缓起继电器进行粘连检测之后对缓起继电器进行接通故障检测；其中，对缓起继电器的第四触点进行接通故障检测包括：控制缓起继电器的第四触点吸合、第五触点断开；控制输入继电器的至少部分触点吸合；其中，吸合的输入继电器的触点与缓起继电器的第四触点和第五触点分别位于同一相支路；根据功率单元中的阻容充放电电路计算功率单元中的等效电阻；若等效电阻等于第一电阻和第二电阻的和，则第四触点发生接通故障。

可选地，继电器故障检测方法在对输入继电器进行粘连检测之后，至少还包括依次执行的如下检测：对输入继电器进行接通故障检测；对缓起继电器进行粘连检测；对缓起继电器进行接通故障检测。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (12)

1.一种继电器故障检测方法，其特征在于，应用于充电桩，所述充电桩采用三相三线制功率单元；所述继电器故障检测方法包括：对输入继电器进行粘连检测；其中，对所述输入继电器中的任一触点进行粘连检测包括：

控制所述输入继电器的辅助检测触点和被检测触点断开；其中，所述输入继电器包括至少两个触点，所述至少两个触点中的一个为所述被检测触点，另外一个为所述辅助检测触点；

采集所述辅助检测触点的输入侧和所述被检测触点的输出侧的电压差，记为粘连检测电压差；

根据所述粘连检测电压差的电压值判断所述被检测触点是否发生粘连故障。

2.根据权利要求1所述的继电器故障检测方法，其特征在于，所述输入继电器包括第一触点、第二触点和第三触点；对所述输入继电器进行粘连检测还包括：对所述输入继电器的第一触点、第二触点和第三触点同时进行粘连检测；所述第一触点、所述第二触点和所述第三触点均作为所述被检测触点和辅助检测触点。

3.根据权利要求2所述的继电器故障检测方法，其特征在于，对所述输入继电器的第一触点、第二触点和第三触点同时进行粘连检测，包括：

控制所述第一触点、所述第二触点和所述第三触点断开；

采集所述第一触点的输入侧和所述第二触点的输出侧的电压差，记为第一电压差；采集所述第二触点的输入侧和所述第三触点的输出侧的电压差，记为第二电压差；采集所述第三触点的输入侧和所述第一触点的输出侧的电压差，记为第三电压差；

根据所述第一电压差的电压值判断所述第二触点是否发生粘连故障，根据所述第二电压差的电压值判断所述第三触点是否发生粘连故障，根据所述第三电压差的电压值判断所述第一触点是否发生粘连故障。

4.根据权利要求1所述的继电器故障检测方法，其特征在于，在对所述输入继电器进行粘连检测之后，还包括：对所述输入继电器进行接通故障检测；其中，对所述输入继电器的任一触点进行接通故障检测包括：

控制所述被检测触点吸合；

采集所述被检测触点的输出侧和所述辅助检测触点的输入侧的电压差，记为接通检测电压差；

根据所述接通检测电压差的电压值判断所述被检测触点是否发生接通故障。

5.根据权利要求1所述的继电器故障检测方法，其特征在于，在对所述输入继电器进行粘连检测之后，还包括：对缓起继电器进行粘连检测；其中，对所述缓起继电器进行粘连检测包括：

控制所述缓起继电器的触点断开；控制所述输入继电器的至少部分触点吸合；其中，吸合的所述输入继电器的触点与所述缓起继电器的触点位于同一相支路；

根据所述功率单元中的阻容充放电电路计算所述功率单元中的等效电阻；

根据所述等效电阻和缓起电阻，判断所述缓起继电器是否发生粘连故障。

6.根据权利要求5所述的继电器故障检测方法，其特征在于，根据所述等效电阻和缓起电阻，判断所述缓起继电器是否发生粘连故障，包括：

若所述等效电阻小于所述缓起电阻且不为0，则所述缓起继电器的部分触点发生粘连故障；

若所述等效电阻为0，则所述缓起继电器的全部触点发生粘连故障；

若所述等效电阻等于所述缓起电阻，则所述缓起继电器未发生粘连故障。

7.根据权利要求5所述的继电器故障检测方法，其特征在于，所述缓起继电器包括第四触点和第五触点，所述缓起电阻包括第一电阻和第二电阻；其中，所述第四触点与所述第一电阻并联连接，所述第五触点与所述第二电阻并联连接；

根据所述等效电阻和缓起电阻，判断所述缓起继电器是否发生粘连故障，包括：

若所述等效电阻等于所述第一电阻或所述第二电阻，则所述缓起继电器的第四触点或第五触点发生粘连故障；

若所述等效电阻为0，则所述缓起继电器的第四触点和第五触点均发生粘连故障；

若所述等效电阻等于所述第一电阻和所述第二电阻的和，则所述缓起继电器未发生粘连故障。

8.根据权利要求7所述的继电器故障检测方法，其特征在于，所述缓起继电器的第四触点与所述输入继电器的第一触点位于同一相支路；所述缓起继电器的第五触点与所述输入继电器的第二触点位于同一相支路；

在判断所述缓起继电器的第四触点或第五触点发生粘连故障之后，还包括：

控制所述第一触点断开；控制所述第二触点和所述第三触点吸合；

根据所述功率单元中的阻容充放电电路计算所述功率单元中的等效电阻；

若所述等效电阻为0，则所述第五触点发生粘连故障；

若所述等效电阻等于所述第二电阻，则所述第五触点未发生粘连故障。

9.根据权利要求5所述的继电器故障检测方法，其特征在于，在对所述缓起继电器进行粘连检测之后，还包括：对所述缓起继电器进行接通故障检测；其中，对所述缓起继电器的第四触点进行接通故障检测包括：

控制所述缓起继电器的第四触点吸合、第五触点断开；控制所述输入继电器的至少部分触点吸合；其中，吸合的所述输入继电器的触点与所述缓起继电器的第四触点和第五触点分别位于同一相支路；

根据所述功率单元中的阻容充放电电路计算所述功率单元中的等效电阻；

若所述等效电阻等于第一电阻和第二电阻的和，则所述第四触点发生接通故障。

10.根据权利要求1所述的继电器故障检测方法，其特征在于，在对所述输入继电器进行粘连检测之后，至少还包括依次执行的如下检测：

对所述输入继电器进行接通故障检测；

对缓起继电器进行粘连检测；

对所述缓起继电器进行接通故障检测。

11.一种继电器故障检测装置，其特征在于，应用于充电桩，所述充电桩采用三相三线制功率单元，所述继电器故障检测装置包括：输入粘连检测模块，用于对输入继电器进行粘连检测；所述输入粘连检测模块包括：

触点控制单元，用于控制所述输入继电器的辅助检测触点和被检测触点断开；其中，所述输入继电器包括至少两个触点，所述至少两个触点中的一个为所述被检测触点，另外一个为所述辅助检测触点；

电压采样单元，用于采集所述辅助检测触点的输出侧和所述被检测触点的输入侧的电压差，记为粘连检测电压差；

故障判断单元，用于根据所述粘连检测电压差的电压值判断所述被检测触点是否发生粘连故障。

12.一种充电桩，其特征在于，包括：三相三线制功率单元和控制单元；所述控制单元能够执行权利要求1-10中任一项所述的继电器故障检测方法。

Images