电动汽车用高压继电器的触点检测装置和方法
【专利摘要】本申请公开了一种电动汽车用高压继电器的触点检测装置和方法，其中所述触点检测装置包括微控制器、测试单元、采集单元和转换单元；在本申请中，通过为被测触点设有测试单元，从而可以与被测触点的电路适配的电流值来向被测触点输出测试电流，进而可以检测高压继电器触点的状态时，通过采集检流电阻的电压来测定被测触点是否正常；本申请可以方便的通过微控制器向被测触点输出测试电流后，通过采集单元来获得测试被测触点自身的电流信息的数字信号，进而生成检测结果；由于本申请的检测对象为被检测触点本身，且可以实时/按需的对该被测触点进行检测，所以可以直接、及时、有效的来进行电动汽车高压继电器触点状态的检测。
【专利说明】电动汽车用高压继电器的触点检测装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车自动控制领域，特别是涉及一种电动汽车用高压继电器的触点检 测装置和方法。
【背景技术】
[0002] CAN(Controller Area Network,控制器局域网络）广泛应用于汽车电子控制技术 中，用于实现汽车的监测与控制；具体的，通过CAN总线，可以实现诸如发动机的定时、注油 控制，加速、刹车控制（ASC)及复杂的抗锁定刹车系统（ABS)等电子控制系统中各单元间的 数据通讯。
[0003] 电动汽车的电子控制系统中，高压继电器作为具有隔离作用的自动开关元件，可 以实现对于多种汽车中电路的控制。
[0004] 高压继电器中，触点的好坏会影响对汽车控制的有效性，S卩，当高压继电器的触点 故障时，会造成电子控制系统的控制失效，从而造成行车的安全隐患；为此，需要对高压继 电器的触点进行有效地检测，以排除安全隐患。
[0005] 现有技术中，高压继电器的触点检测方法包括，通过电池管理系统监测高压接通 时回路中电流变化，来推导出高压继电器触点是否粘连。
[0006] 发明人经过研究发现，现有技术中，通过电池管理系统监测的方式只能在每次启 动时才能进行检测，所以不具备实时性，不能及时地发现高压继电器触点的故障；所以存在 失效或误判的可能。
[0007] 因此，现有技术中，需要一种可以及时且有效的进行高压继电器的触点检测的方 式。
【发明内容】
[0008] 为了解决现有技术中所存在的高压继电器的触点检测不及时的问题，本发明所提 供一种电动汽车用高压继电器的触点检测装置，包括：微控制器、测试单元、采集单元和转 换单元；
[0009] 所述测试单元包括：隔离直流/直流变换器DC/DC、开关管和检流电阻；
[0010] 所述隔离DC/DC，用于根据所述微控制器的控制指令生成与被测触点的电路适配 的测试电流；所述隔离DC/DC的正极与所述开关管串联后，与所述被测触点的一侧连接；所 述被测触点的另一侧与所述检流电阻串联后，与所述隔离DC/DC的负极连接；
[0011] 所述采集单元包括，用于将所述检流电阻的模拟电压信号转换为数字信号的数模 转换器ADC模块，和，用于将ADC模块的数字信号的电压值调整为与所述微控制器适配的隔 离模块；
[0012] 所述转换单元与控制器局域网络CAN总线连接，用于当所述微控制器根据所述数 字信号生成检测结果后，将所述检测结果转换为符合所述CAN总线协议标准的数据。
[0013] 优选的，在本发明实施例中，所述微控制器包括用于与所述隔离DC/DC连接的通 用输入/输出接口。
[0014] 优选的，在本发明实施例中，所述被测触点包括有多个，每个所述被测触点分别连 接有对应的测试单元；
[0015] 所述微控制器包括多个通用输入/输出接口，多个通用输入/输出接口分别与各 所述隔离DC/DC连接。
[0016] 优选的，在本发明实施例中，所述开关管包括二极管。
[0017] 优选的，在本发明实施例中，所述通信包括：
[0018] CAN 收发器。
[0019] 优选的，在本发明实施例中，所述微控制器还包括：
[0020] 用于将所述检测结果发送至电动汽车中各控制器的I2C接口、SCI接口或/和通 用输入/输出接口中的一种或任意组合。
[0021] 在本申请的另一面，还提供了一种电动汽车用高压继电器的触点检测方法，包括 步骤：
[0022] S11、在高压继电器处于吸合/断开状态时，向被测触点输入与被测触点的电路适 配的测试电流，并通过检流电阻获取所述被测触点的模拟电压信号；所述测试电流由隔离 DC/DC根据所述微控制器的控制指令生成；
[0023] S12、将所述检流电阻的模拟电压信号转换为数字信号；并将所述数字信号的电压 值调整为与所述微控制器适配检测数据；
[0024] S13、所述微控制器根据所述检测数据生成检测结果；
[0025] S14、将所述检测结果转换为符合CAN总线协议标准的数据，并发送至所述CAN总 线。
[0026] 优选的，在本发明实施例中，所述将所述检流电阻的模拟电压信号转换为数字信 号，包括：
[0027] 通过ADC模块所述检流电阻的模拟电压信号转换为数字信号。
[0028] 优选的，在本发明实施例中，所述将所述数字信号的电压值调整为与所述微控制 器适配，包括：
[0029] 通过隔离模块将所述数字信号的电压值调整为与所述微控制器适配。
[0030] 优选的，在本发明实施例中，所述微控制器通过通用输入/输出接口与所述隔离 DC/DC连接。
[0031] 优选的，在本发明实施例中，所述开关管包括二极管。
[0032] 优选的，在本发明实施例中，所述将所述检测结果转换为符合CAN总线协议标准 的数据，包括：
[0033] 通过CAN收发器将所述检测结果转换为符合CAN总线协议标准的数据。
[0034] 优选的，在本发明实施例中，还包括：
[0035] 通过所述微控制器的I2C接口、SCI接口或/和通用输入/输出接口发送所述检 测结果至电动汽车各控制器。
[0036] 从上述的技术方案可以看出，在本申请中，通过为被测触点设有测试单元，从而可 以以与被测触点的电路适配的电流值来向被测触点输出测试电流，进而可以检测高压继电 器触点的状态时，通过采集检流电阻的电压来测定被测触点是否正常；本申请可以方便的 通过微控制器向被测触点输出测试电流后，通过采集单元来获得测试被测触点自身的电流 信息的数字信号，进而生成检测结果；由于本申请的检测对象为被检测触点本身，且可以实 时/按需的对该被测触点进行检测，所以可以直接、及时、有效的来进行电动汽车高压继电 器触点状态的检测。
【专利附图】
【附图说明】
[0037] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例，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。
[0038] 图1为本申请中所述电动汽车用高压继电器的触点检测装置的结构示意图；
[0039] 图2为本申请中所述电动汽车用高压继电器的触点检测方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0040] 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，所描述的实施例仅是本 发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0041] 为了能够解决现有技术中对高压继电器触点的检测不能直接且准确的技术问题， 在本申请中提供了一种电动汽车用高压继电器的触点检测装置，如图1所示，包括：微控制 器01、测试单元02、采集单元03和转换单元04 ;
[0042] 测试单元02包括隔离DC/DC23、开关管24和检流电阻25 ;其中，隔离DC/DC23用 于根据微控制器01的控制指令生成与被测触点22的电路适配的测试电流；隔离DC/DC23 的正极与开关管24串联后与被测触点22的一侧连接；被测触点22的另一侧与检流电阻25 串联后与隔离DC/DC23的负极连接；
[0043] 采集单元03包括，用于将检流电阻25的模拟电压信号转换为数字信号的ADC模 块31，和，用于将ADC模块31的数字信号的电压值调整为与微控制器01适配的隔离模块 32 ；
[0044] 转换单元04与CAN总线连接，用于当微控制器01根据数字信号生成检测结果后， 将检测结果转换为符合CAN总线协议标准的数据。
[0045] 在现有技术中的检测方式中，通过电池管理系统监测高压接通时回路中电流变 化，来推导出高压继电器触点是否粘连的方式，只能在每次启动时才能进行检测，所以不具 备实时性，不能及时地发现高压继电器触点的故障，为此，在本申请，通过直接为被测触点 构建测试电路的方式，来直接获取被测触点的电气状态信息，从而达到实时检测被测触点 的目的。
[0046] 具体的，在本申请中，为了可以实时的获取被测触点22的通断性信息，采用了为 被测触点22构建测试电路来直接对被测触点进行检测的方式，具体的，本申请中的触点检 测装置按照各单元的功能的不同，可以分为微控制器01、测试单元02、采集单元03和转换 单元04这几部分，其中微控制器01作为控制部件，可以通过其自身的软件程序设定，或是， 通过转换单元04所接收的反馈数据等网络数据来生成控制指令；此外，微控制器01还可以 根据接收的数字信号进行预设的运算等处理以生成检测结果。
[0047] 在微控制器01生成控制指令后，隔离DC/DC23可以根据该控制指令向被测触点22 输出测试电流；由于隔离DC/DC23可以起到隔离的作用，从而可以避免被测触点22处的相 对高压电流对于微控制器01的影响或可能的损坏。
[0048] 在实际应用中，高压继电器中的被测触点22可以包括有多个，为此，隔离DC/DC23 也需要与多个被测触点22--对应，即，每个被测触点22对应有一个隔离DC/DC23,此时， 可以通过微控制器01的多个通用输入/输出接口分别与多个隔离DC/DC23对应连接，以使 多个隔离DC/DC23可以分别向每个被测触点22输出测试电流。
[0049] 测试单元02还包括串联于隔离DC/DC23的正极和被测触点22之间的开关管24， 开关管24可以防止多个被测触点同时工作时，相互干扰；此外，测试单元02还包括串联于 隔离DC/DC23的负极和被测触点22之间的检流电阻25,通过采集检流电阻25的电压值，就 可以实现对流经被测触点22的电流的检测。在实际应用中，开关管24 -般可以为二极管。
[0050] 为了将检流电阻25的电压值转换为可用的数据信息，在本申请中，还设有采集单 元03,采集单元03具体包括ADC模块31和隔离模块32,其中ADC模块31与检流电阻25 连接后，将检流电阻25两端的模拟电压信号转换为数字信号，然后在经过隔离模块32对数 字信号进行隔离/调压以生成与微控制器01电压适配的数字信号，隔离模块32与微控制 器01连接，因此微控制器01可以接收到检流电阻25的电阻信息数据，进而可以判断被测 触点22的接通/断开状态；
[0051] 为了实现远程网络控制，在本申请中，触点检测装置还包括转换单元04,转换单元 04与控制器局域网络CAN总线连接，用于微控制器01根据控制网络需求进行被测触点22 的检测时刻，和采集单元03的数字信号生成检测结果后，将检测结果转换为符合CAN总线 协议标准的数据。通信04具体可以是CAN收发器，从而可以通过CAN总线实现与车辆中其 他设备的数据交互。
[0052] 进一步的，在本申请中，微控制器01还可以包括有I2C接口、SCI接口或/和通用 输入/输出接口，这样，通过上述接口，就可以将微控制器〇1所生成的检测结果发送至电动 汽车中各控制器中。
[0053] 综上所述，在本申请中，通过为被测触点设有测试单元，从而可以以与被测触点的 电路适配的电流值来向被测触点输出测试电流，进而可以检测高压继电器触点的状态时， 通过采集检流电阻的电压来测定被测触点是否正常；本申请可以方便的通过微控制器向被 测触点输出测试电流后，通过采集单元来获得测试被测触点自身的电流信息的数字信号， 进而生成检测结果；由于本申请的检测对象为被检测触点本身，且可以实时/按需的对该 被测触点进行检测，所以可以直接、及时、有效的来进行电动汽车高压继电器触点状态的检 测。
[0054] 在本申请的另一面，还提供了一种电动汽车用高压继电器的触点检测方法，如图2 所示，包括步骤：
[0055] S11、在高压继电器处于吸合/断开状态时，向被测触点输入与被测触点的电路适 配的测试电流，并通过检流电阻获取被测触点的模拟电压信号；测试电流由隔离DC/DC根 据微控制器的控制指令生成；
[0056] 在现有技术中的检测方式中，通过电池管理系统监测高压接通时回路中电流变 化，来推导出高压继电器触点是否粘连的方式，只能在每次启动时才能进行检测，所以不具 备实时性，不能及时地发现高压继电器触点的故障，为此，在本申请，通过直接为被测触点 构建测试电路的方式，来直接获取被测触点的电气状态信息，从而达到实时检测被测触点 的目的。
[0057] 本申请所使用的微控制器作为控制部件，可以通过其自身的软件程序设定，或是， 通过转换单元所接收的反馈数据等网络数据来生成控制指令；此外，微控制器还可以根据 接收的数字信号进行预设的运算等处理以生成检测结果。
[0058] 在微控制器生成控制指令后，隔离DC/DC可以根据该控制指令向被测触点输出测 试电流；由于隔离DC/DC可以起到隔离的作用，从而可以避免被测触点处的相对高压电流 对于微控制器的影响或可能的损坏。
[0059] 在实际应用中，高压继电器中的被测触点可以包括有多个，为此，隔离DC/DC也需 要与多个被测触点--对应，即，每个被测触点对应有一个隔离DC/DC，此时，可以通过微控 制器的多个通用输入/输出接口分别与多个隔离DC/DC对应连接，以使多个隔离DC/DC可 以分别向每个被测触点输出测试电流。
[0060] 本申请中，串联于隔离DC/DC的正极和被测触点之间的开关管可以防止多个被测 触点同时工作时，相互干扰；此外，串联于隔离DC/DC的负极和被测触点之间还设有检流电 阻，通过采集检流电阻的电压值，就可以实现对流经被测触点的电流的检测。在实际应用 中，开关管一般可以采用二极管。
[0061] S12、将检流电阻的模拟电压信号转换为数字信号；并将数字信号的电压值调整为 与微控制器适配检测数据；
[0062]为了将检流电阻的电压值转换为可用的数据信息，在本申请中，还设有与检流电 阻连接的ADC模块，ADC模块将检流电阻两端的模拟电压信号转换为数字信号，然后在经过 隔离模块对数字信号进行隔离/调压以生成与微控制器电压适配的数字信号，隔离模块与 微控制器连接，因此微控制器可以接收到检流电阻的电阻信息数据，进而可以判断被测触 点的接通/断开状态。
[0063] S13、微控制器根据检测数据生成检测结果；
[0064] 由于微控制器自身具有数据处理功能，所以可以据检测数据来生成对于被测触点 的检测结果；
[0065] S14、将检测结果转换为符合CAN总线协议标准的数据，并发送至CAN总线。
[0066] 为了实现远程网络控制，在本申请中，还可以通过与控制器局域网络CAN总线连 接的转换单元，将检测结果转换为符合CAN总线协议标准的数据；具体的可以是，微控制器 根据控制网络需求进行被测触点的检测时刻，和采集单元的数字信号生成检测结果后，通 过CAN收发器，从而可以通过CAN总线实现与车辆中其他设备的数据交互。
[0067] 进一步的，在本申请中，微控制器还可以包括有I2C接口、SCI接口或/和通用输 入/输出接口，这样，通过上述接口，就可以将微控制器所生成的检测结果发送至电动汽车 中各控制器中。
[0068] 综上所述，在本申请中，通过为被测触点设有测试单元，从而可以以与被测触点的 电路适配的电流值来向被测触点输出测试电流，从而可以在高压继电器处于吸合/断开状 态时，通过采集检流电阻的电压来测定被测触点是否正常；本申请可以方便的通过微控制 器向被测触点输出测试电流后，通过采集单元来获得测试被测触点自身的电流信息的数字 信号，进而生成检测结果；由于本申请的检测对象为被检测触点本身，且可以实时/按需的 对该被测触点进行检测，所以可以直接、及时、有效的来进行电动汽车高压继电器触点状态 的检测。
[0069] 本说明书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。对于实施例提供的装置 而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说 明即可。
[0070] 对所提供的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所提供的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【权利要求】
1. 一种电动汽车用高压继电器的触点检测装置，其特征在于，包括：微控制器、测试单 元、采集单元和转换单元； 所述测试单元包括：隔离直流/直流变换器DC/DC、开关管和检流电阻； 所述隔离DC/DC，用于根据所述微控制器的控制指令生成与被测触点的电路适配的测 试电流；所述隔离DC/DC的正极与所述开关管串联后，与所述被测触点的一侧连接；所述被 测触点的另一侧与所述检流电阻串联后，与所述隔离DC/DC的负极连接； 所述采集单元包括，用于将所述检流电阻的模拟电压信号转换为数字信号的数模转换 器ADC模块，和，用于将ADC模块的数字信号的电压值调整为与所述微控制器适配的隔离模 块； 所述转换单元与控制器局域网络CAN总线连接，用于当所述微控制器根据所述数字信 号生成检测结果后，将所述检测结果转换为符合所述CAN总线协议标准的数据。
2. 根据权利要求1所述电动汽车用高压继电器的触点检测装置，其特征在于， 所述微控制器包括用于与所述隔离DC/DC连接的通用输入/输出接口。
3. 根据权利要求2所述电动汽车用高压继电器的触点检测装置，其特征在于， 所述被测触点包括有多个，每个所述被测触点分别连接有对应的测试单元； 所述微控制器包括多个通用输入/输出接口，多个通用输入/输出接口分别与各所述 隔离DC/DC连接。
4. 根据权利要求3所述电动汽车用高压继电器的触点检测装置，其特征在于， 所述开关管包括二极管。
5. 根据权利要求4所述电动汽车用高压继电器的触点检测装置，其特征在于，所述通 信包括： CAN收发器。
6. 根据权利要求5所述电动汽车用高压继电器的触点检测装置，其特征在于，所述微 控制器还包括： 用于将所述检测结果发送至电动汽车中各控制器的I2C接口、SCI接口或/和通用输 入/输出接口中的一种或任意组合。
7. -种电动汽车用高压继电器的触点检测方法，其特征在于，包括步骤： 511、 在高压继电器处于吸合/断开状态时，向被测触点输入与被测触点的电路适配的 测试电流，并通过检流电阻获取所述被测触点的模拟电压信号；所述测试电流由隔离DC/ DC根据所述微控制器的控制指令生成； 512、 将所述检流电阻的模拟电压信号转换为数字信号；并将所述数字信号的电压值调 整为与所述微控制器适配检测数据； 513、 所述微控制器根据所述检测数据生成检测结果； 514、 将所述检测结果转换为符合CAN总线协议标准的数据，并发送至所述CAN总线。
8. 根据权利要求7所述电动汽车用高压继电器的触点检测方法，所述将所述检流电阻 的模拟电压信号转换为数字信号，包括： 通过ADC模块所述检流电阻的模拟电压信号转换为数字信号。
9. 据权利要求8所述电动汽车用高压继电器的触点检测方法，所述将所述数字信号的 电压值调整为与所述微控制器适配，包括： 通过隔离模块将所述数字信号的电压值调整为与所述微控制器适配。
10. 根据权利要求9所述电动汽车用高压继电器的触点检测方法，其特征在于， 所述微控制器通过通用输入/输出接口与所述隔离DC/DC连接。
11. 根据权利要求10所述电动汽车用高压继电器的触点检测方法，其特征在于， 所述开关管包括二极管。
12. 根据权利要求11所述电动汽车用高压继电器的触点检测方法，其特征在于，所述 将所述检测结果转换为符合CAN总线协议标准的数据，包括： 通过CAN收发器将所述检测结果转换为符合CAN总线协议标准的数据。
13. 根据权利要求12所述电动汽车用高压继电器的触点检测方法，其特征在于，还包 括： 通过所述微控制器的I2C接口、SCI接口或/和通用输入/输出接口发送所述检测结 果至电动汽车各控制器。
【文档编号】G01R31/327GK104155603SQ201410440458
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】丁勇, 王东晨, 吴畏, 黄敏, 倪婧, 明磊, 刘明, 袁思佳 申请人:一汽-大众汽车有限公司