一种动力电池高压继电器故障诊断电路的制作方法

本实用新型涉及电动汽车继电器故障诊断，尤其涉及一种电动汽车的动力电池高压继电器故障诊断电路。

背景技术：

动力电池作为电动汽车的能量输出，其中高压继电器控制能量的输出。为确保电动汽车高压回路连接状态以及导通与断开的安全性，需要控制系统或控制器实时监控电动汽车高压回路中高压继电器的状态，以便确保高压继电器安全断开或闭合。传统的检测电路和方法都需要检测电流或电压，并且结合闭合主继电器，才能检测继电器的状态。当有总正继电器发生粘连故障时，若闭合总负继电器检测粘连时，将会有危险发生，无法做出及时的补救措施。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现要素：

为解决现有的用于诊断电动汽车高压回路中继电器状态的方法可靠性差的问题，本实用新型提出一种可靠性高的动力电池高压继电器故障诊断电路。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种动力电池高压继电器故障诊断电路，包括正极总线、负极总线以及连接在所述正极总线与所述负极总线之间的动力电池，所述正极总线上设置有总正主继电器，所述负极总线上设置有总负主继电器，其中诊断电路还包括第一电阻、第二电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、光继电器和双刀双掷继电器，第一电阻的一端与所述正极总线相连，第一电阻的另一端和第二电阻串联构成分压网络，第一电阻和第二电阻之间设置第一电压采集点；第七电阻的一端和所述总正主继电器的非电池侧相连，第七电阻的另一端和第八电阻串联构成分压网络，第七电阻和第八电阻之间设置第四电压采集点；第十电阻的一端与所述正极总线相连，第十电阻的另一端与所述光继电器相连，所述光继电器连接在第十电阻和第九电阻之间，第十电阻、所述光继电器和第九电阻串联构成分压网络，所述光继电器和第九电阻之间设置第五电压采集点；第二电阻、所述总负总线分别与第一采样参考地相连，第八电阻、第九电阻和所述双刀双掷继电器的动触点分别与第二采样参考地相连，其中所述第一采样参考地与所述第二采样参考地相互隔离；所述双刀双掷继电器的两组静触点分别连接在所述总负主继电器的两侧。

进一步地：

还包括并联连接在所述总正主继电器上的预充主继电器及其串联电阻。

还包括连接在所述正极总线上的快充线、设置在所述快充线上的快充主继电器、以及第五电阻和第六电阻，第五电阻的一端和所述快充主继电器的非电池侧相连，第五电阻的另一端和第六电阻串联构成分压网络，第五电阻和第六电阻之间设置第三电压采集点，第六电阻的另一端和所述第二采样参考地相连。

还包括连接在所述正极总线上的慢充线、设置在所述慢充线上的慢充主继电器、以及第三电阻和第四电阻，第三电阻的一端和所述慢充主继电器的非电池侧相连，第三电阻的另一端和第四电阻串联构成分压网络，第三电阻和第四电阻之间设置第二电压采集点，第四电阻的另一端和所述第二采样参考地相连。

还包括并联连接在所述总正主继电器上的预充主继电器及其串联电阻、连接在所述正极总线上的快充线、设置在所述快充线上的快充主继电器、第五电阻、第六电阻、连接在所述正极总线上的慢充线、设置在所述慢充线上的慢充主继电器、以及第三电阻和第四电阻；第五电阻的一端和所述快充主继电器的非电池侧相连，第五电阻的另一端和第六电阻串联构成分压网络，第五电阻和第六电阻之间设置第三电压采集点，第六电阻的另一端和所述第二采样参考地相连；第三电阻的一端和所述慢充主继电器的非电池侧相连，第三电阻的另一端和第四电阻串联构成分压网络，第三电阻和第四电阻之间设置第二电压采集点，第四电阻的另一端和所述第二采样参考地相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：采用本实用新型的动力电池高压继电器故障诊断电路进行检测粘连过程中，不需闭合任意一个主继电器来辅助测试继电器粘连状态，外围电路简单，仅通过增加光继电器和双刀双掷继电器控制电路，就可以诊断所有高压继电器和器件的故障状态，保证动力电池在所有高压继电器和器件工作状态正常的情况下完成高压上电流程，避免了动力电池高压上电流程中的所有不安全因素，同时又能可靠地监测动力电池内电压。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的动力电池高压继电器故障诊断电路的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的动力电池高压继电器故障诊断方法的流程示意图。

具体实施方式

下面对照附图并结合优选的实施方式对本实用新型作进一步说明。

在本实用新型的优选实施例中，一种动力电池高压继电器故障诊断电路，主继电器具体包括：总正主继电器K1、预充主继电器K2、快充主继电器K3、慢充主继电器K4和总负主继电器K5，其中总正主继电器K1、预充主继电器K2、快充主继电器K3、慢充主继电器K4和总负主继电器K5的控制侧均与控制器连接，总正主继电器K1、预充主继电器K2、快充主继电器K3和慢充主继电器K4的驱动侧均与高压源的正极连接，预充主继电器K2的驱动侧和总正主继电器K1的驱动侧并联，总负主继电器K5的驱动侧与高压源的负极连接。

参考图1，在一种实施例中，动力电池高压继电器故障诊断电路包括正极总线BUS+、负极总线BUS-以及连接在正极总线BUS+与负极总线BUS-之间的动力电池，正极总线BUS+上设置有总正主继电器K1，负极总线BUS-上设置有总负主继电器K5，还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、光继电器Q1和双刀双掷继电器K6，第一电阻R1的一端与正极总线BUS+相连，第一电阻R1的另一端和第二电阻R2串构成分压网络，第一电阻R1和第二电阻R2之间设置第一电压V1采集点；第七电阻R7的一端和总正主继电器K1的非电池侧PRE+相连，第七电阻R7的另一端和第八电阻R8串联构成分压网络，第七电阻R7和第八电阻R8之间设置第四电压V4采集点；第十电阻R10的一端与正极总线BUS+相连，第十电阻R10的另一端与光继电器Q1相连，光继电器Q1连接在第十电阻R10和第九电阻R9之间，第十电阻R10、光继电器Q1和第九电阻R9串联构成分压网络，光继电器Q1和第九电阻R9之间设置第五电压V5采集点；第二电阻R2、总负总线BUS-分别与第一采样参考地A相连，第八电阻R8、第九电阻R9和双刀双掷继电器K6的动触点分别与第二采样参考地B相连，其中第一采样参考地A与第二采样参考地B相互隔离；双刀双掷继电器K6的两组静触点分别连接在总负主继电器K6的两侧。

在优选的实施例中，动力电池高压继电器故障诊断电路还包括连接在并联连接在总正主继电器K1上的预充主继电器K2及其串联电阻R0。

在优选的实施例中，动力电池高压继电器故障诊断电路还包括连接在正极总线BUS+上的快充线、设置在快充线上的快充主继电器K3、以及第五电阻R5和第六电阻R6，第五电阻R5的一端和快充主继电器K3的非电池侧P_FC+相连，第五电阻R5的另一端和第六电阻R6串联构成分压网络，第五电阻R5和第六电阻R6之间设置第三电压V3采集点，第六电阻R6的另一端和第二采样参考地B相连。

在优选的实施例中，动力电池高压继电器故障诊断电路还包括连接在正极总线BUS+上的慢充线、设置在慢充线上的慢充主继电器K4、以及第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3的一端和慢充主继电器K4的非电池侧P_SC+相连，第三电阻R3的另一端和第四电阻R4串联构成分压网络，第三电阻R3和第四电阻R4之间设置第二电压V2采集点，第四电阻R4的另一端和第二采样参考地B相连。

在一些实施例中，控制器为单片机，光继电器Q1和双刀双掷继电器K6是通过单片机I0口实现的，双刀双掷继电器K6的默认状态为投切至总负主继电器K5的非电池侧PRE-，即第二采样参考地B与总负主继电器K5的非电池侧PRE-相连接，此时第一采样参考地A与第二采样参考地B是相互隔离的；而当双刀双掷继电器K6投切至总负主继电器的电池侧(即负极总线BUS-)端时，第二采样参考地B与第一采样参考地A相互连通。

其中通过单片机可以检测第一电压V1、第二电压V2、第三电压V3、第四电压V4和第五电压V5，第一电压V1为采集动力电池内电压，参考地为第一采样参考地A；第二电压V2为采集慢充主继电器K4侧的电压，第三电压V3为采集快充主继电器K3侧的电压，第四电压V4为采集总正主继电器K1或预充主继电器K2侧的电压，第五电压V5为采集动力电池内电压，参考地为第二采样参考地B。

一种动力电池高压继电器故障诊断方法，可采用前述任一实施例的动力电池高压继电器故障诊断电路，其可以包括以下任一检测过程：

对总负主继电器K5的粘连检测：

闭合光继电器Q1，双刀双掷继电器K6投切至总负主继电器K5的非电池侧PRE-，采集得到第一电压V1和第五电压V5，比较第一电压V1和第五电压V5的大小，若V5＝V1，则判断总负主继电器K5粘连；

对总正主继电器K1的粘连检测：

断开光继电器Q1，双刀双掷继电器K6投切至总负主继电器K5的电池侧(即负极总线BUS-)，延时5ms，采集得到第一电压V1和第四电压V4，比较第一电压V1和第四电压V4的大小，若V4＝V1，则判断总正主继电器K1粘连；

对预充主继电器K2的粘连检测：

断开光继电器Q1，双刀双掷继电器K6投切至总负主继电器K5的电池侧(即负极总线BUS-)，延时100ms，采集得到第一电压V1和第四电压V4，比较第一电压V1和第四电压V4的大小，若V4＝V1，则判断预充主继电器K2粘连；

对快充主继电器K3的粘连检测：

断开光继电器Q1，双刀双掷继电器投切至总负主继电器K5的电池侧(即负极总线BUS-)，采集得到第一电压V1和第三电压V3，比较第一电压V1和第三电压V3的大小，若V3＝V1，则判断快充主继电器K3粘连；

对慢充主继电器K4的粘连检测：

断开所述光继电器，所述双刀双掷继电器投切至所述总负主继电器的电池侧，采集得到第一电压V1和第二电压V2，比较第一电压V1和第二电压V2的大小，若V2＝V1，则判断慢充主继电器K4粘连。

参考图2所示，本实用新型优选实施例的动力电池高压继电器故障诊断方法包括以下步骤：

步骤1：检查总负主继电器K5，单片机控制闭合光继电器Q1，双刀双掷继电器K6投切至总负主继电器K5的非电池侧PRE-(默认状态)，单片机测得第一电压V1和第五电压V5，比较第一电压V1和第五电压V5的大小，若V5＝V1，则判断总负主继电器K5粘连，若V5≠V1，则判断总负主继电器K5不粘连，进入步骤2；

步骤2：检查总正主继电器K1，单片机控制断开光继电器Q1，双刀双掷继电器K6投切至总负主继电器K5的电池侧(即负极总线BUS-)，延时5ms，单片机测得动力电池总正继电器K1外侧电压即第四电压V4，比较第一电压V1和第四电压V4的大小，若V4＝V1，则判断总正主继电器K1粘连，如V4≠V1，则判断总正主继电器K1不粘连，进入步骤3；

步骤3：检查预充主继电器K2，延时100ms，单片机测得动力电池总正继电器K1外侧电压即第四电压V4，比较第一电压V1和第四电压V4的大小，若V4＝V1，则判断预充主继电器K2粘连，如V4≠V1，则判断预充主继电器K2不粘连，进入步骤4；

步骤4：检查快充主继电器K3，单片机测得动力电池快充主继电器K3外侧电压即第三电压V3，比较第一电压V1和第三电压V3的大小，若V3＝V1，则判断快充主继电器K3粘连，若V3≠V1，则判断快充主继电器K3不粘连，进入步骤5；

步骤5：检查慢充主继电器K4，单片机测得动力电池慢充主继电器K4外侧电压即第二电压V2，比较第一电压V1和第二电压V2的大小，若V2＝V1，则判断慢充主继电器K4粘连，若V2≠V1，则判断慢充主继电器K4不粘连，进入步骤6；

步骤6：单片机控制双刀双掷继电器K6投切至总负主继电器K5的非电池侧PRE-，恢复默认状态，至此高压上电粘连检测完毕。

本实用新型的动力电池高压继电器故障诊断电路中，在电池组正极和整车电气设备之间串联了总正主继电器K1、快充主继电器K3以及慢充主继电器K4，在总正主继电器K1的两端并联了预充主继电器K2及其串联电阻R0，在电池组负极与整车电器设备之间串联了总负主继电器K5，同时增加电池管理系统的动力电池内外总压测量功能，针对特定控制策略，对总负主继电器的非电池侧PRE-和电池组的负极总线BUS-之间对双刀双掷继电器K6进行切换，在整个检测粘连器件，不需要闭合任意一个主继电器(K1、K2、K3、K4和K5)，就可以实现测试主继电器的粘连状态，外围电路简单，仅仅通过增设光继电器Q1和双刀双掷继电器K6来控制电路，就可以诊断所有高压继电器和器件的故障状态，保证动力电池在所有高压继电器和器件工作状态正常的情况下完成高压上电流程，通过该诊断电路进行诊断的方法简便可行，可靠性高。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。