一种继电器粘连检测方法与流程

本发明涉及新能源汽车中的继电器粘连检测方法，特别涉及一种继电器粘连检测方法。

背景技术：

在新能源汽车行业中，电动汽车的动力电池电压往往在60V～800V，在高压状态下，用继电器控制动力电池与外部负载，包括电机、发热丝、外部充电装置的电气连接时，由于继电器控制线圈的电磁感应作用，线圈中将产生一瞬间的高电势，它和电源电压叠加在保护电路电气元件即为高压继电器的触点两端，产生打弧粘连等现象。

传统的继电器粘连检测方法需要先吸合总负后才能检查故障，直接闭合总负继电器会产生较大的电流，导致电路中的元器件容易被烧坏。

技术实现要素：

本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种继电器粘连检测方法，本发明先闭合预充继电器再闭合总负继电器，避免了直接闭合总负继电器而导致回路中产生较大的电流。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术措施：

一种继电器粘连检测方法判断动力电池组在充电过程的继电器粘连情况以及判断动力电池组在放电过程的继电器粘连情况；

判断动力电池组在充电过程的继电器粘连情况的具体步骤包括：

S1、电池管理系统接收到正确的交流充电桩发出的充电连接确认信号或直流充电桩发出的充电连接确认信号时，所述电池管理系统进入充电检查流程；

S2、利用分压检测电路检测充电继电器和充电设备公共点处的电压，电池管理系统判断所述电压与动力电池组正极的电压之间的电压差的绝对值是否小于设定的电压值，若小于设定的电压值，则充电继电器存在粘连情况，电池管理系统报警，中断充电检测流程；若大于设定的电压值，电池管理系统不会报警，充电继电器不存在粘连情况，进行步骤S3；

所述分压检测电路包括分压采样模块、强电弱电电压隔离模块、模数转换及信号隔离模块，所述分压采样电路用于电压进行采集和分压，所述强电弱电电压隔离模块用于接收来自分压采样电路分压后的电压信号，并将所述电压信号进行强电和弱电的电压隔离操作；所述模数转换及信号隔离模块用于将来自强电弱电电压隔离模块的电压信号进行模数转换和信号隔离。

S3、吸合预充继电器；

S4、利用分压检测电路检测总负继电器和负载公共点处的电压，电池管理系统判断所述电压是否小于设定的电压值，若小于设定的电压值，则总负继电器存在粘连情况，电池管理系统报警，中断充电检测流程，若大于设定的电压值，电池管理系统不会报警，总负继电器不存在粘连情况，进行步骤S5；

S5、断开预充继电器；

S6、闭合所述总负继电器和充电继电器；

S7、利用分压检测电路检测加热继电器和发热丝公共点处的电压，电池管理系统判断所述电压与动力电池组正极的电压之间的电压差的绝对值是否小于设定的电压值，若小于设定的电压值，则加热继电器存在粘连情况，电池管理系统报警，中断充电检测流程；若大于设定的电压值，电池管理系统不会报警，加热继电器不存在粘连情况，进入步骤S8；

S8、充电检测没有发现继电器粘连现象，所述动力电池组进入充电状态和/或负载中的发热丝开始发热；

判断动力电池组在放电过程的继电器粘连情况的具体步骤包括：

S11、电池管理系统没有接收到交流充电桩发出的充电连接确认信号或直流充电桩发出的充电连接确认信号时，所述电池管理系统进入放电检查流程；

S12、利用分压检测电路检测总正继电器、预充继电器以及电机公共点处的电压，电池管理系统判断所述电压与动力电池组正极的电压之间的电压差的绝对值是否小于设定的电压值，若小于设定的电压值，则所述总正继电器或预充继电器存在粘连情况，电池管理系统报警，中断放电检测流程；若大于设定的电压值，电池管理系统不会报警，所述总正继电器和预充继电器均不存在粘连情况，进行步骤S13；

S13、吸合预充继电器；

S14、利用分压检测电路检测总负继电器和负载公共点处的电压，电池管理系统判断所述电压是否小于设定的电压值，若小于设定的电压值，则总负继电器存在粘连情况，电池管理系统报警，中断放电检测流程，若大于设定的电压值，电池管理系统不会报警，总负继电器不存在粘连情况，进行步骤S15；

S15、吸合所述总负继电器；

S16、放电检测没有发现继电器粘连现象，所述动力电池组进入预充状态。

优选的，在进行步骤S1和步骤S11之前，电池管理系统需要先进行功能自检，自检正常后，再进行步骤S1或步骤S11。

优选的，所述设定的电压值为20V。

进一步的，所述模数转换及信号隔离模块包括模数转换器和隔离芯片，所述模数转换器的信号输入端连接强电弱电电压隔离模块的信号输出端，模数转换器的信号输出端连接隔离芯片的信号输入端。

进一步的，所述模数转换器的芯片型号为ADS1015QDGSRQ1，隔离芯片的芯片型号为ADUM1250ARZ。

本发明的有益效果在于：

1)、本发明通过分压检测电路来实现充电继电器和充电设备公共点处的电压检测，总负继电器和负载公共点处的电压检测，加热继电器和发热丝公共点处的电压检测，总正继电器、预充继电器以及电机公共点处的电压检测，总负继电器和负载公共点处的电压检测，再结合设定的电压值来判断动力电池组在充电过程的继电器粘连情况以及判断动力电池组在放电过程的继电器粘连情况，因此本发明可以提前确认动力电池组所在的高压回路中，所有的高压继电器是否处于正常的工作状态，避免了由于继电器的粘连造成的充放电过程不受控制，进而减少对动力电池组和外部负载的损伤。

2)、本发明的检测方法需要先闭合预充继电器再闭合总负继电器，预充继电器闭合后，由于预充电阻的存在，回路中的电流较小，因此避免了直接闭合总负继电器而导致回路中产生较大的电流，设计更加合理可靠，确保电路中元器件的安全。

3)、本发明中的分压检测电路将分压得到的模拟量直接转换成了数字量，有效地避免了传统的分压检测方法将模拟量一级一级放大来检测，减少了误差的产生渠道，而且成本低廉。

附图说明

图1为新能源汽车的高压回路电路连接框图；

图2为本发明的判断电池在充电过程的继电器粘连情况的流程图；

图3为本发明的判断电池在放电过程的继电器粘连情况的流程图。

具体实施方式

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。

图1为新能源汽车的高压回路，由动力电池提供动能，动力电池组内部经过串并组成了高压的汽车的动力源，电池管理系统通过间接驱动高压继电器的方式来控制动力电池驱动各种负载设备。图1中的B1-是动力电池组的负极，同时是分压检测电路检测各个公共点处电压的参考地；B1+是分压检测电路检测到的动力电池组的正极电压；HV1是分压检测电路检测到的总正继电器、预充继电器以及电机公共点处的电压；HV2是分压检测电路检测到的总负继电器与电机、充电设备以及发热丝等负载的公共点处的电压；HV3是分压检测电路检测到的充电继电器与充电设备公共点处的电压；HV4是分压检测电路检测到的加热继电器与发热丝公共点处的电压。

动力电池组在补充能量的情况下，处于充电状态，动力电池驱动电动汽车的各种设备，以保证汽车各模块正常工作时，处于放电状态。高压继电器的粘连在充电和放电两种情况下都有可能发生，因此这两种情况下都要进行高压继电器的粘连检测。

一种继电器粘连检测方法包括判断动力电池组在充电过程的继电器粘连情况以及判断动力电池组在放电过程的继电器粘连情况。

如图2所示，判断动力电池组在充电过程的继电器粘连情况的具体步骤包括：

S1、电池管理系统进行功能自检，自检正常，电池管理系统接收到正确的交流充电桩发出的充电连接确认信号或直流充电桩发出的充电连接确认信号时，所述电池管理系统进入充电检查流程；

S2、利用分压检测电路检测充电继电器和充电设备公共点处的电压，电池管理系统判断所述电压与动力电池组正极的电压之间的电压差的绝对值是否小于20V，若小于20V，则充电继电器存在粘连情况，电池管理系统报警，中断充电检测流程；若大于20V，电池管理系统不会报警，充电继电器不存在粘连情况，进行步骤S3；

所述分压检测电路包括分压采样模块、强电弱电电压隔离模块、模数转换及信号隔离模块，所述分压采样电路用于电压进行采集和分压，所述强电弱电电压隔离模块用于接收来自分压采样电路分压后的电压信号，并将所述电压信号进行强电和弱电的电压隔离操作；所述模数转换及信号隔离模块用于将来自强电弱电电压隔离模块的电压信号进行模数转换和信号隔离。

S3、吸合预充继电器；

S4、利用分压检测电路检测总负继电器和负载公共点处的电压，电池管理系统判断所述电压是否小于20V，若小于20V，则总负继电器存在粘连情况，电池管理系统报警，中断充电检测流程，若大于20V，电池管理系统不会报警，总负继电器不存在粘连情况，进行步骤S5；

S5、断开预充继电器；

S6、闭合所述总负继电器和充电继电器；

S7、利用分压检测电路检测加热继电器和发热丝公共点处的电压，电池管理系统判断所述电压与动力电池组正极的电压之间的电压差的绝对值是否小于20V，若小于20V，则加热继电器存在粘连情况，电池管理系统报警，中断充电检测流程；若大于20V，电池管理系统不会报警，加热继电器不存在粘连情况，进入步骤S8；

S8、充电检测没有发现继电器粘连现象，所述动力电池组进入充电状态和/或负载中的发热丝开始发热；

如图3所示，判断动力电池组在放电过程的继电器粘连情况的具体步骤包括：

S11、电池管理系统进行功能自检，自检正常，电池管理系统没有接收到交流充电桩发出的充电连接确认信号或直流充电桩发出的充电连接确认信号时，所述电池管理系统进入放电检查流程；

S12、利用分压检测电路检测总正继电器、预充继电器以及电机公共点处的电压，电池管理系统判断所述电压与动力电池组正极的电压之间的电压差的绝对值是否小于20V，若小于20V，则所述总正继电器或预充继电器存在粘连情况，电池管理系统报警，中断放电检测流程；若大于20V，电池管理系统不会报警，所述总正继电器和预充继电器均不存在粘连情况，进行步骤S13；

S13、吸合预充继电器；

S14、利用分压检测电路检测总负继电器和负载公共点处的电压，电池管理系统判断所述电压是否小于20V，若小于20V，则总负继电器存在粘连情况，电池管理系统报警，中断放电检测流程，若大于20V，电池管理系统不会报警，总负继电器不存在粘连情况，进行步骤S15；

S15、吸合所述总负继电器；

S16、放电检测没有发现继电器粘连现象，所述动力电池组进入预充状态。

CC信号是交流充电桩发出的充电连接确认信号，是模拟量，用来确认充电枪是否与电动汽车对接良好。

CC2信号是直流充电桩发出的充电连接确认信号，是模拟量，用来确认充电枪是否与电动汽车对接良好。

所述模数转换及信号隔离模块包括模数转换器和隔离芯片，所述模数转换器的信号输入端连接强电弱电电压隔离模块的信号输出端，模数转换器的信号输出端连接隔离芯片的信号输入端，所述模数转换器的芯片型号为ADS1015QDGSRQ1，隔离芯片的芯片型号为ADUM1250ARZ。分压检测电路将分压得到的模拟量直接转换成了数字量，有效地避免了传统的分压检测方法将分压电路得到的模拟量一级一级放大的来检测。