ES2975185T3 - Sistema y método para diagnosticar un contactor usando un sensor de sonido - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a un sistema y un método para diagnosticar un contactor mediante el uso de un sensor de sonido, que determina si el contactor está funcionando mal, basándose en el resultado de detectar sonidos de transición mecánica generados durante una operación de ENCENDIDO/APAGADO del contactor. pudiendo así hacer frente a roturas causadas por un mal funcionamiento del contactor y registrar el número de sonidos de transición, gestionando así la vida útil del contactor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema y método para diagnosticar un contactor usando un sensor de sonido
[Sector de la técnica]
La presente solicitud reivindica la prioridad respecto a la solicitud de patente coreana n.° 10-2017-0073857 presentada en la Oficina de propiedad intelectual de Corea el 13 de junio de 2017.
La presente invención se refiere a un sistema y a un método de diagnóstico de un contactor a través de un sensor de sonido y, más particularmente, a un sistema y a un método de diagnóstico de un contactor a través de un sensor de sonido, que detectan un sonido de transición mecánica generado durante una operación de encendido/apagado de un contactor provisto en un circuito de sistema de gestión de baterías (BMS) y determinan si el contactor se opera erróneamente basándose en un resultado de detección, manejando de este modo el daño en el contactor debido a la operación errónea del contactor, y que cuentan y registran el número de veces del sonido de transición, gestionando de ese modo la vida útil del contactor.
[Estado de la técnica]
Recientemente, con el fin de disminuir el uso de un motor de combustión interna y usar energía eléctrica ecológica, se han lanzado vehículos montados con baterías de gran capacidad.
Mientras tanto, una batería usada en un vehículo eléctrico tiene una tensión de aproximadamente 350 V a 400 V y la batería está conectada a una carga (un inversor y similares) a través de un contactor, y cuando el contactor se enciende en el estado donde un condensador de entrada de la carga se descarga, una gran cantidad de sobrecorriente fluye momentáneamente por el contactor, de modo que el contactor puede dañarse.
En consecuencia, con el fin de evitar daños en el contactor, actualmente, se usa un circuito de precarga formado por un contactor de precarga y una resistencia que están conectados en serie a un contactor, de modo que se suministra una corriente a través del circuito de precarga por adelantado antes de encender el contactor principal, protegiendo de ese modo el contactor principal.
Sin embargo, en este caso, el circuito de precarga se apaga después de que se cargue el condensador, pero el contactor de precarga está conectado al contactor principal en paralelo, de modo que existe un problema en cuanto a que es difícil diagnosticar una situación en la que el circuito de precarga está apagado. En particular, cuando se genera una soldadura debido a un fallo en el contactor de precarga, existe la preocupación de que una batería se descargue a través del circuito de precarga y se genere calor a través de una resistencia, de modo que existe la preocupación de que la energía se consuma continuamente y el rendimiento se degrade continuamente.
El documento KR 20160089658 A se refiere a un aparato y a un método para comprobar el estado de un contactor. El documento JP 2010 161009 A se refiere a un dispositivo de inspección de relé y un dispositivo de accionamiento. A este respecto, con el fin de resolver los diversos problemas y límites mencionados anteriormente generados durante un proceso de diagnóstico de un contactor a través de un circuito de precarga en la técnica relacionada, los presentes inventores desarrollaron un sistema y un método de diagnóstico de un contactor a través de un sensor de sonido, que detectan un sonido de transición mecánica generado durante una operación de encendido/apagado de un contactor provisto en un circuito de sistema de gestión de baterías (BMS) y determinan si el contactor se opera erróneamente basándose en un resultado de detección, manejando de este modo el daño en la operación errónea del contactor, y que cuentan y registran el número de veces del sonido de transición, gestionando de ese modo la vida útil del contactor.
[Objeto de la invención]
[Problema técnico]
La presente invención se ha concebido para resolver los problemas anteriores y provee un sistema y un método de diagnóstico de un contactor a través de un sensor de sonido, que detectan un sonido de transición mecánica generado durante una operación de encendido/apagado de un contactor provisto en un circuito de sistema de gestión de baterías (BMS) y determinan si el contactor se opera erróneamente basándose en un resultado de detección, manejando de este modo el daño en el contactor debido a la operación errónea del contactor, y que cuentan y registran el número de veces del sonido de transición, gestionando de ese modo la vida útil del contactor.
[Solución técnica]
La presente invención provee un sistema diagnóstico de un contactor a través de un sensor de sonido de acuerdo con la reivindicación 1, incluyendo el sistema: un BMS provisto en un circuito conectado a una batería y contactores principales de electrodo positivo y electrodo negativo proporcionados en el circuito y un circuito de precarga que incluye un contactor de precarga y una resistencia, estando los contactores principales conectados al BMS y estando controlados a través de una señal de control del BMS, un sensor de sonido colocado de manera adyacente a un contactor en un circuito de sistema de gestión de baterías (BMS); y una unidad de determinación de fallos que está diseñada para determinar si el contactor se opera erróneamente basándose en un resultado de detección emitido desde el sensor de sonido.
En la invención, el sensor de sonido está diseñado para detectar un sonido de transición mecánica generado durante una operación de encendido o apagado del contactor y cuando el sonido de transición mecánica es diferente de un sonido de transición mecánica predeterminado, la unidad de determinación de fallos está diseñada para determinar que se ha generado un fallo en el contactor.
En la invención, el sensor de sonido está colocado de manera adyacente a cada uno del contactor principal y del contactor de precarga y el sensor de sonido está diseñado para contar el número de veces que se produce el sonido de transición mecánica generado durante la operación de encendido o apagado del contactor.
En una realización ilustrativa, la unidad de determinación de fallos está diseñada para determinar si el contactor se opera erróneamente basándose en la señal de control del contactor aplicada desde el BMS al contactor y el resultado de detección emitido desde el sensor de sonido.
La presente invención provee un método de diagnóstico de un contactor a través de un sensor de sonido de acuerdo con la reivindicación 3, incluyendo el método: detectar un sonido de transición mecánica generado durante una operación de encendido o apagado de un contactor a través de un sensor de sonido colocado de manera adyacente al contactor en un circuito de sistema de gestión de baterías (BMS); y determinar, mediante una unidad de determinación de fallos, si el contactor se opera erróneamente basándose en un resultado de detección emitido desde el sensor de sonido, en donde, cuando el sonido de transición mecánica es diferente de un sonido de transición mecánica predeterminado, la unidad de determinación de fallos determina que se ha generado un fallo en el contactor, en donde el circuito BMS está conectado eléctricamente a un contactor principal y a un contactor de precarga, y el sensor de sonido está colocado de manera adyacente a cada uno del contactor principal y del contactor de precarga, en donde el sensor de sonido cuenta el número de veces que se produce un sonido de transición mecánica generado durante la operación de encendido-apagado del contactor.
[Efectos ventajosos]
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, es posible detectar un sonido de transición mecánica generado durante una operación de encendido/apagado de un contactor provisto en un circuito de sistema de gestión de baterías (BMS) y determinar si el contactor se opera erróneamente basándose en el resultado de detección, de modo que existe la ventaja de que es posible manejar daños en el contactor debido al funcionamiento erróneo del contactor.
En particular, de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, cuando un contactor tiene un defecto de funcionamiento, si el funcionamiento del contactor se diagnostica a través del sensor de sonido, de modo que sea posible determinar si el contactor tiene un fallo o una línea de conexión del contactor tiene un fallo.
Además, de acuerdo con una realización ilustrativa de la presente invención, cuando el BMS registra el número de veces de una operación de encendido/apagado del contactor y gestiona la vida útil del contactor, el BMS cuenta el número de veces que se produce un sonido de transición y, a continuación, transmite el número de veces contado que se produce el sonido de transición al BMS, de modo que existe la ventaja de que es posible mejorar la fiabilidad a través de una doble comprobación del número de veces de la operación de encendido/apagado del contactor.
[Descripción de las figuras]
La Figura 1 es un diagrama que ilustra una configuración en la que un contactor de precarga y un contactor principal se controlan a través de un sistema de gestión de baterías (BMS) en la técnica relacionada.
La Figura 2 es un diagrama que ilustra una secuencia generada durante una operación de encendido/apagado del contactor en la técnica relacionada ilustrada en la Figura 1.
La Figura 3 es un diagrama que ilustra una configuración de un sistema 100 para diagnosticar un contactor a través de un sensor de sonido de acuerdo con una realización ilustrativa de la presente invención.
La Figura 4 es un diagrama que ilustra secuencialmente un proceso de diagnóstico de una operación errónea de un contactor a través del sistema 100 para diagnosticar un contactor a través de un sensor de sonido ilustrado en la Figura 3.
[Descripción detallada de la invención]
En lo sucesivo en el presente documento, se presenta una realización ilustrativa para ayudar a entender la presente invención. Sin embargo, la siguiente realización ilustrativa se proporciona simplemente para facilitar la comprensión de la presente invención, y los contenidos de la presente invención no están limitados por la realización ilustrativa.
La Figura 1 es un diagrama que ilustra una configuración en la que un contactor de precarga y un contactor principal se controlan a través de un sistema de gestión de baterías (BMS) en la técnica relacionada, y la Figura 2 es un diagrama que ilustra una secuencia generada durante una operación de encendido/apagado del contactor en la técnica relacionada ilustrada en la Figura 1.
Con referencia a la Figura 1, un BMS está provisto en un circuito conectado a una batería, y contactores principales de electrodo positivo y electrodo negativo provisto en el circuito y un circuito de precarga (que incluye un contactor de precarga y una resistencia) provisto en un extremo frontal del contactor principal de electrodo positivo están conectados al BMS y se controlan a través de una señal de control del BMS.
En este caso, cuando el circuito de precarga se apaga después de que se haya cargado un condensador (no ilustrado) provisto en el circuito, el contactor de precarga y el contactor principal están conectados entre sí en paralelo, de modo que existe un problema en cuanto a que es difícil diagnosticar la situación en la que el circuito de precarga está apagado y, además, cuando se genera una soldadura debido a un fallo del contactor de precarga, una batería puede descargarse continuamente a través del circuito de precarga y se genera calor a través de una resistencia, de modo que existe la preocupación de que se consuma energía y se degrade el rendimiento de la batería.
Con referencia a la Figura 2, cuando el contactor principal está conectado (cerrado) después de que el condensador se haya cargado en la técnica relacionada, aunque el contactor de precarga esté abierto, el contactor principal y el contactor de precarga están conectados entre sí en paralelo, de modo que es imposible diagnosticar si el contactor de precarga está abierto.
Además, en la técnica relacionada, cuando se genera una soldadura en el contactor de precarga, aunque el contactor principal esté abierto, una corriente fluye continuamente a través de una trayectoria de precarga, lo que provoca un consumo continuo de energía.
En consecuencia, en la presente invención, un sistema 100 y un método de diagnóstico de un contactor a través de un sensor de sonido que son capaces de resolver los problemas y los límites de la técnica relacionada, se describirán con referencia a las Figuras 3 y 4.
La Figura 3 es un diagrama que ilustra una configuración de un sistema 100 para diagnosticar un contactor a través de un sensor de sonido de acuerdo con una realización de la presente invención.
Con referencia a la Figura 3, el sistema 100 para diagnosticar un contactor a través de un sensor de sonido de acuerdo con la realización de la presente invención generalmente incluye un sensor de sonido 110 y una unidad de determinación de fallos 120.
En primer lugar, el sensor de sonido 110 se coloca de manera adyacente a un contactor, más particularmente, un contactor principal 1 y un contactor de precarga 2, en un circuito conectado a un BMS, y sirve para detectar un sonido de transición mecánica generado durante las operaciones de encendido o apagado del contactor principal 1 y el contactor de precarga 2 y transmite el sonido de transición mecánica detectado a la unidad de determinación de fallos 120 que se describirá a continuación.
El sensor de sonido 110 también cuenta el número de veces que se produce el sonido de transición mecánica generado durante las operaciones de encendido o apagado del contactor principal 1 y el contactor de precarga 2 y, en el presente documento, el sonido de transición mecánica significa un sonido mecánico generado cuando los estados físicos del contactor principal 1 y el contactor de precarga 2 cambian del estado encendido al estado apagado o del estado apagado al estado encendido, y el sensor de sonido 110 diagnostica los estados de operación del contactor principal 1 y el contactor de precarga 2 a través del sonido de transición mecánica.
El sonido de transición mecánica generado se transmite a la unidad de determinación de fallos 120, que se describirá a continuación, a través del sensor de sonido 110 y la unidad de determinación de fallos 120 registra el número de veces que se produce el sonido de transición mecánica, de modo que el sonido de transición mecánica pueda usarse para gestionar la vida útil del contactor principal 1 y del contactor de precarga 2.
Además, en la realización, el contactor principal 1 y el contactor de precarga 2 están colocados muy cerca, de modo que se pueda aplicar un sensor de sonido 110 al contactor principal 1 y al contactor de precarga 2.
A continuación, la unidad de determinación de fallos 120 sirve para determinar si el contactor principal 1 y el contactor de precarga 2 se operan erróneamente basándose en la salida del resultado de detección (transmitida) desde el sensor de sonido 110.
Más particularmente, la unidad de determinación de fallos 120 está incluida en el BMS, y cuando un sonido de transición mecánica generado durante las operaciones de encendido o apagado del contactor principal 1 y del contactor de precarga 2 es diferente de un sonido de transición mecánica predeterminado, la unidad de determinación de fallos 120 determina que se genera un fallo en el contactor correspondiente y, en particular, la unidad de determinación de fallos 120 puede determinar si el contactor principal 1 y el contactor de precarga 2 se operan erróneamente y si una señal de control de encendido/apagado aplicada desde el BMS se opera erróneamente basándose en una señal de control de encendido/apagado aplicada desde el BMS al contactor principal 1 y el contactor de precarga 2 y el resultado de detección emitido a través del sensor de sonido 110.
En particular, la unidad de determinación de fallos 120 determina si el contactor principal 1 y el contactor de precarga 2 se operan correctamente de conformidad con la señal de control de encendido/apagado aplicada desde el BMS basándose en el resultado de detección del sensor de sonido 110 y cuando falla controlar el contactor principal 1 y el contactor de precarga 2, la unidad de determinación de fallos 120 puede determinar si se genera un fallo en el contactor principal 1 y el contactor de precarga 2 y si se genera un fallo en una trayectoria de la señal de control.
A continuación, se describirá un proceso de diagnóstico de un funcionamiento erróneo del contactor con referencia a la Figura 4.
La Figura 4 es un diagrama que ilustra secuencialmente un proceso de diagnóstico de una operación errónea de un contactor a través del sistema 100 para diagnosticar un contactor a través de un sensor de sonido ilustrado en la Figura 3.
Con referencia a la Figura 4, el BMS aplica una señal de control de encendido/apagado al contactor principal y al contactor de precarga (S401), y el contactor principal y el contactor de precarga se operan de conformidad con la señal de control de encendido/apagado aplicada.
En este caso, el sensor de sonido detecta un sonido de transición mecánica del contactor principal y del contactor de precarga (S402) y emite (transmite) el resultado de detección a la unidad de determinación de fallos dentro del BMS.
Entonces, la unidad de determinación de fallos determina si el contactor principal y el contactor de precarga se operan normalmente basándose en la señal de control de encendido/apagado aplicada desde el BMS y el resultado de detección emitido desde el sensor de sonido (S403).
En lo que precede, la presente invención se ha descrito con referencia a las realizaciones preferidas de la presente invención, aunque los expertos en la materia podrán apreciar que la presente invención puede corregirse y modificarse de diversas formas dentro del alcance de la presente invención descrita en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (4)
1. Un sistema (100) para diagnosticar un contactor (1, 2) a través de un sensor de sonido (110), comprendiendo el sistema:
un sistema de gestión de baterías, BMS, provisto en un circuito conectado a una batería, y contactores principales (1) de electrodo positivo y electrodo negativo provistos en el circuito y un circuito de precarga que incluye un contactor de precarga (2) y una resistencia, estando los contactores principales (1) conectados al BMS y estando controlados a través de una señal de control del BMS, el sensor de sonido (110) colocado de manera adyacente a un contactor (1, 2) en un circuito BMS; y
una unidad de determinación de fallos (120) que está diseñada para determinar si el contactor se opera erróneamente basándose en un resultado de detección emitido desde el sensor de sonido (110),
en donde el sensor de sonido está diseñado para detectar un sonido de transición mecánica generado durante una operación de encendido o apagado del contactor (1, 2),
caracterizado por que, cuando el sonido de transición mecánica es diferente de un sonido de transición mecánica predeterminado, la unidad de determinación de fallos (120) está diseñada para determinar que se ha generado un fallo en el contactor,
en donde el sensor de sonido (110) está colocado de manera adyacente a cada uno del contactor principal (1) y el contactor de precarga (2), y
en donde el sensor de sonido (110) está diseñado para contar el número de veces que se produce un sonido de transición mecánica generado durante la operación de encendido o apagado del contactor (1, 2).
2. El sistema (100) de la reivindicación 1, en donde la unidad de determinación de fallos (120) está diseñada para determinar si el contactor (1,2) se opera erróneamente basándose en la señal de control del contactor aplicada desde el BMS al contactor y el resultado de detección emitido desde el sensor de sonido (110).
3. Un método de diagnóstico de un contactor (1, 2) a través de un sensor de sonido (110), comprendiendo el método:
detectar un sonido de transición mecánica generado durante una operación de encendido o apagado de un contactor a través de un sensor de sonido (110) colocado de manera adyacente al contactor en un circuito BMS; y determinar, mediante una unidad de determinación de fallos (120), si el contactor se opera erróneamente basándose en un resultado de detección emitido desde el sensor de sonido (110),
caracterizado por que, cuando el sonido de transición mecánica es diferente de un sonido de transición mecánica predeterminado, la unidad de determinación de fallos (120) determina que se ha generado un fallo en el contactor (1, 2),
en donde el circuito BMS está conectado eléctricamente a un contactor principal (1) y a un contactor de precarga (2) , y
el sensor de sonido (110) está colocado de manera adyacente a cada uno del contactor principal (1) y del contactor de precarga (2), y
en donde el sensor de sonido (110) cuenta el número de veces que se produce el sonido de transición mecánica generado durante la operación de encendido o apagado del contactor (1, 2).
4. El método de la reivindicación 3, en donde la unidad de determinación de fallos (120) determina si el contactor (1, 2) se opera erróneamente basándose en la señal de control del contactor aplicada desde el BMS al contactor (1, 2) y el resultado de detección emitido desde el sensor de sonido (110).
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