一种继电器状态诊断电路的制作方法

1.本发明涉及一种继电器状态诊断电路，属于继电器状态诊断技术领域。


背景技术：

2.目前电动汽车的安全性越来越受重视，而影响电动汽车安全性的一个重要因素是高压继电器的粘连问题。在高压电气系统应用中，为了控制高压电气系统的通断，保证高压环路的安全性，需要引入继电器进行环路通断的控制。继电器位于电池组和任何受保护装置之间的高压主回路中。在实际电动汽车应用中，期望电气系统不工作时电池组高压与后端其他负载装置自动断开连接，而当继电器出现粘连失效问题时将无法达到期望要求，继电器的粘连失效将直接造成电池组的过冲、过放等情况，轻则造成电池性能衰减，严重时可能引起电池组起火爆炸等重大安全事故，因此继电器的通断状态是否符合预期要求将直接影响到整个高压电气系统的安全性，在车辆静止与运行过程中，需要对继电器的通断状态进行诊断，以确保继电器的状态与实际要求一致。
3.例如申请号为cn109143048a的发明专利申请文件中，公开了一种高压回路继电器粘连诊断电路及诊断方法，其中，正极继电器的状态检测和负极继电器的状态检测需要不同的检测电路，导致继电器粘连诊断电路复杂、成本高；另外，正、负极继电器的状态检测需要分时分步完成不能同时进行，检测效率低，并且检测过程中需要对不同的检测电路进行通断控制，检测过程较为复杂。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种可同时实现正、负极继电器状态诊断的继电器状态诊断电路。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种继电器状态诊断电路，所述诊断电路用于对车辆高压回路中的正极继电器和负极继电器进行状态诊断，所述车辆高压回路至少包括电池组、连接于电池组正极和车辆高压回路正极之间的正极继电器、连接于电池组负极和车辆高压回路负极之间的负极继电器；
6.所述诊断电路包括：第一支路、第二支路和信号采集处理部分；
7.所述第一支路包括依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；所述第一支路的一端用于连接车辆高压回路正极，另一端用于连接车辆高压回路负极；
8.所述第二支路包括辅助电源，所述第二支路的辅助电源正极所在的一端连接第二电阻和第三电阻的串联点，第二支路的辅助电源负极所在的一端用于连接电池组负极；
9.所述第一电阻和第二电阻的串联点为第一电压采样点，所述第三电阻和第四电阻的串联点为第二电压采样点；所述第一电压采样点和第二电压采样点分别连接所述信号采集处理部分。
10.本发明的有益效果是：在利用本发明的继电器状态诊断电路对车辆高压回路中的正极继电器和负极继电器进行状态诊断时，通过采集第一电压采样点的电压值和第二电压
采样点的电压值，根据第一电压采样点的电压值与辅助电源的电压值之间的关系能判断出正极继电器的状态，根据第二电压采样点的电压值与辅助电源的电压值之间的关系能判断出负极继电器的状态；由于第一、第二电压采样点的电压值能同时采集得到，因此利用本发明的继电器状态诊断电路能够同时实现正极继电器和负极继电器的状态诊断，诊断效率高，且不需要对检测电路进行通断控制，检测过程简单，另外，由于正极继电器和负极继电器的状态诊断共用一套电路，诊断电路的成本较低。
11.进一步地，所述诊断电路还包括第一滤波装置和第二滤波装置；所述第一电压采样点通过所述第一滤波装置连接所述信号采集处理部分，所述第二电压采样点通过所述第二滤波装置连接所述信号采集处理部分。
12.进一步地，所述信号采集处理部分包括adc转换电路。
附图说明
13.图1是本发明继电器状态诊断电路实施例1中将继电器状态诊断电路用于单个正极继电器和单个负极继电器诊断时的电路示意图；
14.图2是本发明继电器状态诊断电路实施例2中将继电器状态诊断电路用于三个正极继电器和三个负极继电器诊断时，一个正极继电器粘连的电路示意图；
15.图3是本发明继电器状态诊断电路实施例2中将继电器状态诊断电路用于三个正极继电器和三个负极继电器诊断时，一个负极继电器粘连的电路示意图；
16.图4是本发明继电器状态诊断电路实施例2中将继电器状态诊断电路用于三个正极继电器和三个负极继电器诊断时，一个正极继电器和一个负极继电器粘连的电路示意图；
17.图5是本发明继电器状态诊断电路实施例2中将继电器状态诊断电路用于三个正极继电器和三个负极继电器诊断时，两个正极继电器同时粘连的电路示意图；
18.图6是本发明继电器状态诊断电路实施例2中将继电器状态诊断电路用于三个正极继电器和三个负极继电器诊断时，两个负极继电器同时粘连的电路示意图；
19.图7是本发明继电器状态诊断电路实施例2中将继电器状态诊断电路用于三个正极继电器和三个负极继电器诊断时，两个正极继电器和两个负极继电器粘连的电路示意图；
20.图8是本发明继电器状态诊断电路实施例2中将继电器状态诊断电路用于三个正极继电器和三个负极继电器诊断时，三个正极继电器同时粘连的电路示意图；
21.图9是本发明继电器状态诊断电路实施例2中将继电器状态诊断电路用于三个正极继电器和三个负极继电器诊断时，三个负极继电器同时粘连的电路示意图；
22.图10是本发明继电器状态诊断电路实施例2中将继电器状态诊断电路用于三个正极继电器和三个负极继电器诊断时，三个正极继电器和三个负极继电器粘连的电路示意图。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
24.继电器状态诊断电路实施例1：
25.本实施例的继电器状态诊断电路用于对车辆高压回路中的正极继电器和负极继电器进行状态诊断。下面以将本实施例的继电器状态诊断电路用于单个正极继电器和单个负极继电器的状态诊断为例，对本实施例的继电器状态诊断电路进行详细介绍：
26.如图1所示，车辆高压回路至少包括电池组、连接于电池组正极和车辆高压回路正极hv+之间的正极继电器relayp、连接于电池组负极和车辆高压回路负极hv-之间的负极继电器relayn。其中，正极继电器relayp用以控制正极回路的通断，负极继电器relayn用以控制负极回路的通断。
27.如图1所示，本实施例的继电器状态诊断电路包括：第一支路、第二支路、第一滤波装置、第二滤波装置和信号采集处理部分；其中，第一支路包括依次串联的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4；第一支路的一端用于连接车辆高压回路正极hv+，另一端用于连接车辆高压回路负极hv-；第二支路包括辅助电源，第二支路的辅助电源正极所在的一端连接第二电阻r2和第三电阻r3的串联点，第二支路的辅助电源负极所在的一端用于连接电池组负极；第一电阻r1和第二电阻r2的串联点为第一电压采样点，第三电阻r3和第四电阻r4的串联点为第二电压采样点；第一电压采样点通过第一滤波装置连接信号采集处理部分，第二电压采样点通过第二滤波装置连接信号采集处理部分。
28.其中，滤波装置为现有技术中常用的滤波器，其作用是对电压采样点采集得到的电压值进行滤波处理，使信号采集处理部分得到的电压信号更加稳定可靠。
29.如图1所示，本实施例中，第一电阻r1、第二电阻r2和第一滤波装置组成正极检测部分，用于检测正极继电器的状态，并将正极继电器的状态信息转换成电压信号；第三电阻r3、第四电阻r4和第二滤波装置组成负极检测部分，用于检测负极继电器的状态，并将负极继电器的状态信息转换成电压信号；信号采集处理部分包括adc转换电路和处理器，主要用于将正、负极继电器的状态信息对应的电压信号模拟量转换成数字量的电压值，然后对数字量的电压值进行运算处理得出正、负极继电器的状态信息。
30.其中，辅助电源的电压值vref、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4的取值根据电池组的电压值确定；作为一种实施方式，当电池组的电压为200v时，辅助电源的电压为3v，r1＝100kω，r2＝1kω，r3＝1kω，r4＝100kω。
31.在车辆高压回路中的电池组工作且需要高压输出时，正极继电器relayp与负极继电器relayn需要同时闭合(即同时处于接通状态)，后端高压电路开始工作；在车辆高压回路中的电池组工作但需要停止高压输出时或者车辆高压回路中的电池组不工作时，正极继电器relayp与负极继电器relayn需要同时断开，后端高压电路与高压连接断开停止工作；但是在实际工作过程中，当需要继电器断开时，继电器可能会出现粘连无法正常断开的情况；当需要继电器闭合时，继电器可能会出现粘连无法正常闭合的情况。
32.通过将本实施例的继电器状态诊断电路接入车辆高压回路，就能利用本实施例的继电器状态诊断电路对车辆高压回路中的正极继电器和负极继电器进行状态诊断，具体地，通过采集第一电压采样点的电压值vp和第二电压采样点的电压值vn，根据电压值vp和电压值vn与辅助电源的电压值vref之间的关系就能判断出正极继电器和负极继电器的状态。
33.由图1可以得到，在车辆高压回路中的电池组工作时：
34.当relayp和relayn均处于断开状态时：vp＝vref，vn＝vref；
35.当relayp处于接通状态、relayn处于断开状态时：
36.vn＝vref
[0037][0038][0039]
式中，vsum为电池组正极对电池组负极的电压值。
[0040]
当relayp处于断开状态、relayn处于接通状态时：
[0041]
vp＝vref
[0042][0043][0044]
当relayp和relayn均处于接通状态时：
[0045][0046][0047][0048][0049]
综上所述，得到如表1所示的继电器状态判断表：
[0050]
表1继电器状态判断表
[0051][0052]
从而在采集得到电压值vp后，通过将电压值vp与表1进行对比就能确定正极继电
器relayp的状态；采集得到电压值vn后，通过将电压值vn与表1进行对比就能判断出负极继电器relayn的状态；由于电压值vp和电压值vn能同时采集得到，因此利用本实施例的继电器状态诊断电路能够同时实现正极继电器和负极继电器的状态诊断，诊断效率高，且正极继电器和负极继电器的状态诊断共用一套电路，成本低。在实际应用中，通过利用本实施例的继电器状态诊断电路实时获取正极继电器、负极继电器的状态信息，就能通过判断继电器的状态与实际要求是否一致来提高汽车安全性。
[0053]
继电器状态诊断电路实施例2：
[0054]
继电器状态诊断电路实施例1中以单个正极继电器和单个负极继电器的状态诊断为例，对继电器状态诊断电路进行了详细介绍，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例的继电器状态诊断电路可以用于多个正极继电器和多个负极继电器的状态诊断，下面以三个正极继电器和三个负极继电器的状态诊断为例进行详细说明，当正极和/或负极继电器的数量发生改变时，可类似得到相应的状态诊断方式，不再赘述。
[0055]
将继电器状态诊断电路用于三个正极继电器和三个负极继电器的状态诊断时，各种情况对应的具体电路见图2-图10，图中，v1代表电池组，relayp1、relayp2、relayp3为三个正极继电器，relayn1、relayn2、relayn3为三个负极继电器，此时继电器状态诊断电路除了包括辅助电源v2所在的支路和串联的电阻r1、r2、r3、r4所在的支路，还包括串联的电阻r7、r6、r5、r8所在的支路以及串联的电阻r11、r10、r9、r12所在的支路，并且辅助电源v2的一端用于连接电池组v1的负极，另一端用于连接电阻r2和r3的串联点、电阻r6和r5的串联点以及电阻r10和r9的串联点，电阻与正极继电器的串联点用于连接车辆高压回路正极，电阻与负极继电器的串联点用于连接车辆高压回路负极。图中探针所在位置为电压采样点。
[0056]
图2为一个正极继电器粘连时的电路示意图，图3为一个负极继电器粘连时的电路示意图，图4为一个正极继电器和一个负极继电器粘连时的电路示意图，图5为两个正极继电器同时粘连时的电路示意图，图6为两个负极继电器同时粘连时的电路示意图，图7为两个正极继电器和两个负极继电器粘连时的电路示意图，图8为三个正极继电器同时粘连时的电路示意图，图9为三个负极继电器同时粘连时的电路示意图，图10为三个正极继电器和三个负极继电器粘连时的电路示意图，其中，每种情况下各电压采样点处的电压值如相应图中所示，结合各电压采样点处的电压值和辅助电源的电压值之间的关系就能判断出各继电器的状态。