一种继电器故障诊断电路及方法与流程

本发明涉及继电器诊断领域，特别是涉及一种继电器故障诊断电路及方法。

背景技术：

随着电动汽车的快速发展，对电动汽车的动力电池性能要求越来越严格，从而高压继电器的故障诊断越来越重要。参考图1，目前电动汽车的BMS中诊断高压继电器常用的方法需要检测多个电压值，每一个电压值的检测分别对应一路独立的电压检测电路，如内总压检测电路，外总压检测电路、动力电池总正端与负极端之间的电压检测电路、负极正极端与动力电池总负端之间的电压检测电路等。现有技术中。每一路电压检测电路包括AD转换单元、高压低压隔离单元、分压电阻单元等。因此，现有技术的BMS在需要检测多路电压值的情况下，需要采用多路的电压检测电路，造成BMS电路结构复杂、生产成本高、占用空间大，且复杂的电路结构影响BMS整体性能。同时，多路电压检测电路需要占用BMS中控制中心的多个AD口，过多占用BMS中控制中心非常有限的AD口资源。

此外，高压继电器的故障包括粘连和失效(失效即为无法闭合状态，行业内通用的说法)两种状态。但现有的高压继电器诊断方法通常仅能诊断出高压继电器处于粘连状态，未能精确诊断出高压继电器是否处于失效状态，诊断结果不全面，进而影响BMS性能。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种继电器故障诊断方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种继电器故障诊断电路，包括：总正继电器Kp、预充电阻R、预充继电器Kpre、总负继电器Kn、检测支路选择单元、BMS控制单元和电压检测单元，所述总正继电器Kp串接在电池包总正端，所述总负继电器Kn串接在电池包总负端，总正继电器Kp与总负继电器Kn之间串联负载；

所述预充电阻与所述预充继电器Kpre串联连接形成的串联支路并联于所述总正继电器Kp；

所述检测支路选择单元的第一输入端连接所述电池包的总正端，第二输入端连接所述负载的正极端，第三输入端连接所述电池包的总负端，第四输入端连接所述负载的负极端，第五输入端连接所述预充电阻R与所述预充继电器Kpre的连接节点，所述检测支路选择单元的输出端与所述电压检测单元连接；

所述检测支路选择单元与所述BMS控制单元信号连接。

在其中一个实施例中，所述第一输入端、所述支路选择单元(100)、所述电压检测单元及所述第三输入端构成第一电压检测支路；所述第三输入端、支路选择单元、电压检测单元及所述第五输入端构成第二电压检测支路，所述第一输入端、所述支路选择单元、所述电压检测单元及所述第四输入端构成第三电压检测支路，所述第二输入端、所述支路选择单元、所述电压检测单元及所述第三输入端构成第四电压检测支路。

基于继电器故障诊断电路的故障诊断方法，包括以下步骤：

S01：在电路低压上电后，BMS控制单元控制检测支路选择单元进行相应的电压检测支路选通操作；

S02：当前选通的电压检测支路对其两端的电压进行检测；

S03：将电压检测支路检测的电压进行比较，根据比较结果判断各继电器的粘连状态；

S04：若步骤S03中各继电器均无粘连，则对相应的继电器进行操作控制，并选通相应的电压检测支路进行电压检测，根据所检测的电压判断相应继电器的失效状态。

在其中一个实施例中，所述步骤S01具体为：

在电路低压上电后，BMS控制单元的控制检测支路选择单元轮流选通第一电压检测支路、第二电压检测支路、第三电压检测支路、第四电压检测支路。

在其中一个实施例中，所述步骤S02具体为：

选通第一电压检测支路时，第一电压检测支路对其两端的电压进行检测得到检测电压V1；选通第二电压检测支路时，第二电压检测支路对其两端的电压进行检测得到检测电压V2；选通第三电压检测支路时，第三电压检测支路对其两端的电压进行检测得到检测电压V3；选通第四电压检测支路时，第四电压检测支路对其两端的电压进行检测得到检测电压V4。

在其中一个实施例中，所述步骤S03具体包括以下步骤：

若第三电压检测支路的检测电压V3等于第一电压检测支路的检测电压V1，则总负继电器Kn粘连；

若第四电压检测支路的检测电压V4等于第一电压检测支路的检测电压V1，则总正继电器Kp粘连；

若第四电压检测支路的检测电压V4按照预充曲线上升，则总负继电器Kn和预充继电器Kpre同时粘连；

若第四电压检测支路的检测电压V4等于第二电压检测支路的检测电压V2，则预充继电器Kpre粘连或充继电器Kpre和总正继电器Kp预同时粘连。

在其中一个实施例中，所述步骤S04中对相应的继电器进行操作控制，并选通相应的电压检测支路进行电压检测，根据所检测的电压判断相应继电器的失效状态的步骤包括预充继电器Kpre的失效判断步骤S041：

闭合预充继电器Kpre，依次选通第一电压检测支路和第四电压检测支路，获取检测电压V1和检测电压V4；

若检测电压V4等于检测电压V1，则预充继电器Kpre正常闭合；

若检测电压V4等于零，则预充继电器Kpre失效；

若检测电压V4按照预充曲线上升，则预充继电器Kpre正常闭合且总负继电器Kn粘连。

在其中一个实施例中，若所述步骤S041中诊断结果均无故障，则所述步骤S04还包括总负继电器Kn的失效判断步骤S042：

闭合总负继电器kn，依次选通第一电压检测支路和第三电压检测支路，获取检测电压V1和检测电压V3；

若检测电压V3等于检测电压V1，则总负继电器Kn正常闭合；

若检测电压V3等于零，则总负继电器Kn失效。

在其中一个实施例中，若所述步骤S042中诊断结果均无故障，则所述步骤S04还包括总正继电器Kp的失效判断步骤S043：

先闭合总负继电器kn，再闭合预充继电器Kpre；

预充完成后先闭合总正继电器kp，然后断开预充继电器kpre；

依次选通第一电压检测支路和第四电压检测支路，获取检测电压V1和检测电压V4；

若检测电压V4等于检测电压V1，则总正继电器Kp正常闭合；

若检测电压V4小于检测电压V1，且检测电压V4下降，则总正继电器Kp失效。

本次技术方案相比于现有技术有以下有益效果：

1.通过设置检测支路检测单元在多路待检测电压电路之间进行任意切换，实现一路电压检测单元可检测多路电压值，大大节省电压检测的元件成本，简化BMS硬件电路，利于缩小BMS占用空间，而且是BMS性能更加稳定。

2.本技术方案在不复杂电路的前提下，可以进行多路电压检测，在进行高压继电器的诊断时，能准确诊断出高压继电器的粘连和失效两种故障情况。

3.诊断流程方法简单，诊断结果全面，且高效可靠。

附图说明

图1为现有技术的继电器诊断电路原理图；

图2为本实施例中的继电器故障诊断电路原理图；

图3为本实施例中的继电器故障诊断的电路电压检测支路示意图；

图4为本实施例中的继电器故障诊断方法流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图,2所示为继电器故障诊断电路，请一并结合参照图3，包括：总正继电器Kp、预充电阻R、预充继电器Kpre、总负继电器Kn、检测支路选择单元100、BMS控制单元200和电压检测单元300，所述总正继电器Kp串接在电池包总正端，所述总负继电器Kn串接在电池包总负端，总正继电器Kp与总负继电器Kn之间串联负载；

所述预充电阻与所述预充继电器Kpre串联连接形成的串联支路并联于所述总正继电器Kp；

所述检测支路选择单元100的第一输入端连接所述电池包的总正端，第二输入端连接所述负载的正极端，第三输入端连接所述电池包的总负端，第四输入端连接所述负载的负极端，第五输入端连接所述预充电阻R与所述预充继电器Kpre的连接节点，所述检测支路选择单元100的输出端与所述电压检测单元300连接；

所述检测支路选择单元100与所述BMS控制单元200信号连接。

进一步地，所述第一输入端、所述支路选择单元100、所述电压检测单元300及所述第三输入端构成第一电压检测支路；所述第三输入端、支路选择单元100、电压检测单元300及所述第五输入端构成第二电压检测支路，所述第一输入端、所述支路选择单元100、所述电压检测单元300及所述第四输入端构成第三电压检测支路，所述第二输入端、所述支路选择单元100、所述电压检测单元300及所述第三输入端构成第四电压检测支路。

基于继电器故障诊断电路的故障诊断方法，请参照图4，包括以下步骤：

S01：在电路低压上电后，BMS控制单元200控制检测支路选择单元100进行相应的电压检测支路选通操作；

S02：当前选通的电压检测支路对其两端的电压进行检测；

S03：将电压检测支路检测的电压进行比较，根据比较结果判断各继电器的粘连状态；

S04：若步骤S03中各继电器均无粘连，则对相应的继电器进行操作控制，并选通相应的电压检测支路进行电压检测，根据所检测的电压判断相应继电器的失效状态。

进一步地，所述步骤S01具体为：

在电路低压上电后，BMS控制单元200控制检测支路选择单元100轮流选通第一电压检测支路、第二电压检测支路、第三电压检测支路、第四电压检测支路。

进一步地，所述步骤S02具体为：

选通第一电压检测支路时，第一电压检测支路对其两端的电压进行检测得到检测电压V1；选通第二电压检测支路时，第二电压检测支路对其两端的电压进行检测得到检测电压V2；选通第三电压检测支路时，第三电压检测支路对其两端的电压进行检测得到检测电压V3；选通第四电压检测支路时，第四电压检测支路对其两端的电压进行检测得到检测电压V4。

进一步地，所述步骤S03具体包括以下步骤：

若第三电压检测支路的检测电压V3等于第一电压检测支路的检测电压V1，则总负继电器Kn粘连；

若第四电压检测支路的检测电压V4等于第一电压检测支路的检测电压V1，则总正继电器Kp粘连；

若第四电压检测支路的检测电压V4按照预充曲线上升，则总负继电器Kn和预充继电器Kpre同时粘连；

若第四电压检测支路的检测电压V4等于第二电压检测支路的检测电压V2，则预充继电器Kpre粘连或充继电器Kpre和总正继电器Kp预同时粘连。

进一步地，所述步骤S04中对相应的继电器进行操作控制，并选通相应的电压检测支路进行电压检测，根据所检测的电压判断相应继电器的失效状态的步骤包括预充继电器Kpre的失效判断步骤S041：

闭合预充继电器Kpre，依次选通第一电压检测支路和第四电压检测支路，获取检测电压V1和检测电压V4；

若检测电压V4等于检测电压V1，则预充继电器Kpre正常闭合；

若检测电压V4等于零，则预充继电器Kpre失效；

若检测电压V4按照预充曲线上升，则预充继电器Kpre正常闭合且总负继电器Kn粘连。

进一步地，若所述步骤S041中诊断结果均无故障，则所述步骤S04还包括总负继电器Kn的失效判断步骤S042：

闭合总负继电器kn，依次选通第一电压检测支路和第三电压检测支路，获取检测电压V1和检测电压V3；

若检测电压V3等于检测电压V1，则总负继电器Kn正常闭合；

若检测电压V3等于零，则总负继电器Kn失效。

进一步地，若所述步骤S042中诊断结果均无故障，则所述步骤S04还包括总正继电器Kp的失效判断步骤S043：

先闭合总负继电器kn，再闭合预充继电器Kpre；

预充完成后先闭合总正继电器kp，然后断开预充继电器kpre；

依次选通第一电压检测支路和第四电压检测支路，获取检测电压V1和检测电压V4；

若检测电压V4等于检测电压V1，则总正继电器Kp正常闭合；

若检测电压V4小于检测电压V1，且检测电压V4下降，则总正继电器Kp失效。

需要说明的是，当总负继电器Kn和预充继电器Kpre同时粘连，电池包、总负继电器Kn、预充继电器Kpre和负载形成回路，由于负载中存在电容，第四电压检测支路的检测电压V4按照预充曲线上升为本领域技术人员所能理解的范围，在说明书中不再对预充曲线的定义解释说明，同理，第四电压检测支路的检测电压下降也不再进行解释说明。

还需要说明的是，所示BMS控制单元200与电压检测单元信号连接。

还需要说明的是，所述的继电器失效状态为继电器无法正常闭合的状态。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。