一种继电器粘连检测模块的制作方法

1.本实用新型实施例涉及继电器检测技术，尤其涉及一种继电器粘连检测模块。


背景技术：

2.电动车上配置的电池系统中通常配置有主正继电器、主负继电器、预充继电器等，其中，预充继电器与主正继电器并联，主正继电器设置在电池充放电回路的正极线路中，主负继电器设置在电池充放电回路的负极线路中，上述继电器用于根据控制指令导通或断开电池的充放电回路。为保证电池系统的正常充放电功能，通常需要对继电器进行粘连检测，确保继电器可以按照控制指令正常闭合或断开。
3.现有技术中，通常直接检测主继电器两端的电压，通过主继电器两端的电压判断主继电器是否存在粘连故障，由于主继电器所处的线路为高压线路，因此此种方案存在如下缺陷：高压检测电路的结构复杂，功耗高。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种继电器粘连检测模块，以达到简化继电器粘连检测电路结构、降低继电器粘连检测电路功耗的目的。
5.本实用新型实施例提供了一种继电器粘连检测模块，包括dcdc单元、粘连检测电路以及数据采集单元；
6.所述dcdc单元的第一输出端通过所述粘连检测电路与待测继电器的第一端相连接，所述dcdc单元的第二输出端与所述待测继电器的第二端相连接，所述dcdc单元用于为所述粘连检测电路提供电源电压；
7.所述dcdc单元的供电电路中配置有开关、所述开关用于根据开关信号导通或断开所述dcdc单元的供电电路；
8.所述dcdc单元还用于为所述数据采集单元供电，所述数据采集单元与所述粘连检测电路的采样端相连接。
9.可选的，所述dcdc单元的供电电路中还配置有第一dcdc单元；
10.所述第一dcdc单元的输出端与所述dcdc单元的输入端相连接，所述开关用于根据所述开关信号导通或断开所述第一dcdc单元的供电电源。
11.可选的，所述粘连检测电路包括第一分压单元、第二分压单元；
12.所述第一分压单元与所述第二分压单元串联，所述dcdc单元的第一输出端通过所述第一分压单元、第二分压单元与所述待测继电器的第一端相连接；
13.所述第一分压单元与所述第二分压单元的连接点作为所述采样端。
14.可选的，所述第一分压单元包括第一电阻、所述第二分压单元包括二极管；
15.所述dcdc单元的第一输出端通过所述第一电阻与所述二极管的正极相连接，所述二极管的负极与所述待测继电器的第一端相连接。
16.可选的，所述第一分压单元包括至少一个分压电阻、所述第二分压单元包括至少
一个分压电阻；
17.所述分压电阻串联。
18.可选的，还包括第二电阻、电容；
19.所述采样端通过所述第二电阻与所述数据采集单元相连接，所述电容的两端分别与所述数据采集单元、地相连接。
20.可选的，还包括钳位二极管；
21.所述钳位二极管的负极、正极分别与所述数据采集单元、地相连接。
22.可选的，还包括双路串联开关二极管；
23.所述双路串联开关二极管的负极、正极、公共端分别与所述dcdc单元的第一输出端、地、所述数据采集单元相连接。
24.可选的，所述dcdc单元用于输出5v电。
25.可选的，所述第一dcdc单元用于输出12v电。
26.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的继电器粘连检测模块配置有dcdc单元、粘连检测电路以及数据采集单元，其中，dcdc单元用于提供粘连检测电路以及数据采集单元所需的低压工作电源，进行继电器粘连检测时，数据采集单元不直接采集负极继电器两端的电压，数据采集单元采集dcdc单元注入且经过粘连检测电路后的低压检测信号，整个检测过程无需进行主动控制也无需进行检测信号的降压，相应的，粘连检测电路中不含有受控器件以及电压转换器件，此外，dcdc单元根据开关信号实现启动或停止工作，dcdc单元的控制方式简单，综合粘连监测电路以及dcdc单元控制回路的结构，本实用新型提出的继电器粘连检测模块的结构简单，功耗低。
附图说明
27.图1是实施例中的继电器粘连检测模块结构示意图；
28.图2是实施例中的一种dcdc单元供电电路结构示意图；
29.图3是实施例中的一种粘连检测电路结构示意图；
30.图4是实施例中的另一种粘连检测电路结构示意图；
31.图5是实施例中的另一种继电器粘连检测模块结构示意图；
32.图6是实施例中的另一种继电器粘连检测模块结构示意图；
33.图7是实施例中的另一种继电器粘连检测模块结构示意图。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
35.实施例一
36.本实施例提出一种继电器粘连检测模块，图1是实施例中的继电器粘连检测模块结构示意图，参考图1，继电器粘连检测模块包括dcdc单元100、粘连检测电路200以及数据采集单元300。
37.dcdc单元100的第一输出端vout+通过粘连检测电路200与负极继电器2的第一端
相连接，dcdc单元100的第二输出端vout-与负极继电器2的第二端相连接；粘连检测电路200的采样端与数据采集单元300相连接。
38.dcdc单元100的供电电路中配置有开关k1，开关k1配置为根据开关信号key_on导通或断开dcdc单元100的供电电路。
39.示例性的，本实施例中，开关信号key_on可以为一人工输入信号或由控制器根据预设程序输出的一控制信号。
40.示例性的，本实施例中，dcdc单元100用于为粘连检测电路200提供电源电压、为数据采集单元300供电。
41.示例性的，本实施例中，粘连检测电路200可以用于实现电压采样或电流采样，以将粘连检测电路200配置为电压采样为例，继电器粘连检测模块的使用和工作方式为：
42.步骤1、当开关k1闭合时，dcdc单元100启动工作，开始为为粘连检测电路200、数据采集单元300供电。
43.步骤2、数据采集单元300根据粘连检测电路200输出采样电压判断负极继电器2是否出现粘连。
44.示例性的，本步骤中，数据采集单元300可以按照如下策略进行负极继电器是否出现粘连的判断：
45.数据采集单元300上电启动且经过设定时间后采集粘连检测电路200输出的采样电压；
46.在设定的采样周期内，判断采样电压是否持续大于第一阈值(例如3.5v)，若采样电压持续大于第一阈值，则判定负极继电器2正常断开；
47.在设定的采样周期内，判断采样电压是否持续处于第二阈值范围(例如1.5v～3.0)内，若采样电压持续处于第二阈值范围内，则判定负极继电器2粘连；
48.在设定的采样周期内，判断采样电压是否持续小于第三阈值(例如1.0v)，若采样电压持续小于第三阈值，则判定粘连检测电路200异常。
49.本实施例提出的继电器粘连检测模块配置有dcdc单元、粘连检测电路以及数据采集单元，其中，dcdc单元用于提供粘连检测电路以及数据采集单元所需的低压工作电源，进行继电器粘连检测时，数据采集单元不直接采集负极继电器两端的电压，数据采集单元采集dcdc单元注入且经过粘连检测电路后的低压检测信号，整个检测过程无需进行主动控制也无需进行检测信号的降压，相应的，粘连检测电路中不含有受控器件以及电压转换器件。
50.此外，dcdc单元根据开关信号实现启动或停止工作，dcdc单元的控制方式简单，综合粘连监测电路以及dcdc单元控制回路的结构，本实施例提出的继电器粘连检测模块的结构简单，功耗低。
51.示例性的，在一种可实施方案中，开关信号key_on可以为钥匙开关信号，钥匙开关信号key_on具体表示车辆点火开关状态的信号。
52.结合图1，钥匙开关信号key_on表示车辆点火开关状态的信号时，继电器粘连检测模块适用于针对车载电池充放电回路中负极继电器进行粘连检测的场景。
53.示例性的，本方案中，当点火开关置于on档时，开关k1导通dcdc单元100的供电电路，当点火开关置于off档时，开关k1断开dcdc单元100的供电电路。
54.示例性的，本方案中，dcdc单元100的供电电源可以来源于车载电池或者bms
(battery management system)模块。
55.示例性的，本方案中，粘连检测电路200可以用于实现电压采样或电流采样，以将粘连检测电路200配置为电压采样为例，继电器粘连检测模块的使用和工作方式为：
56.步骤1、当钥匙开关信号key_on表示点火开关置于on档时，dcdc单元100启动工作，开始为为粘连检测电路200、数据采集单元300供电。
57.步骤2、数据采集单元300根据粘连检测电路200输出采样电压判断负极继电器2是否出现粘连。
58.示例性的，本步骤中，数据采集单元300可以按照如下策略进行负极继电器是否出现粘连的判断：
59.数据采集单元300上电启动且经过设定时间后采集粘连检测电路200输出的采样电压；
60.在设定的采样周期内，判断采样电压是否持续大于第一阈值(例如3.5v)，若采样电压持续大于第一阈值，则判定负极继电器2正常断开；
61.在设定的采样周期内，判断采样电压是否持续处于第二阈值范围(例如1.5v～3.0)内，若采样电压持续处于第二阈值范围内，则判定负极继电器2粘连；
62.在设定的采样周期内，判断采样电压是否持续小于第三阈值(例如1.0v)，若采样电压持续小于第三阈值，则判定粘连检测电路200异常。
63.图2是实施例中的一种dcdc单元供电电路结构示意图，参考图2，作为一种可实施方案，本实施例中，dcdc单元100的供电电路中还可以配置第一dcdc单元3。
64.第一dcdc单元3的输出端与dcdc单元100的输入端相连接，开关k1用于根据钥匙开关信号key_on导通或断开第一dcdc单元3的供电电源。
65.示例性的，图2所示的方案中，第一dcdc单元3为配置在bms中的dcdc变换器，钥匙开关信号key_on配置为bms的唤醒信号，当bms唤醒时，第一dcdc单元3启动工作，进而使dcdc单元100启动工作。
66.示例性的，本方案中，第一dcdc单元3用于将电池包输出的电压转换至bms所需的工作电压(例如12v电压)，dcdc单元100用于将第一dcdc单元3输出的电压进一步降低至粘连检测电路200以及数据采集单元300所需的工作电压(例如5v电压)。
67.本方案中，钥匙开关信号配置为bms的唤醒信号，当bms唤醒时，第一dcdc单元以及dcdc单元启动工作，进而时继电器粘连检测模块实现继电器的粘连检测功能，由于bms未被唤醒时，不进行继电器的粘连检测，因此，在bms未被唤醒时，继电器粘连检测模块无功耗，可以在一定程度上减小电池的能量损耗。
68.实施例二
69.在实施例一记载的继电器粘连检测模块的基础上，本实施例中，配置粘连检测电路用于电压采样。
70.本实施例中，配置粘连检测电路包括第一分压单元、第二分压单元，配置第一分压单元与第二分压单元串联；
71.配置第一分压单元与第二分压单元的连接点作为与数据采集单元相连接的采样端。
72.图3是实施例中的一种粘连检测电路结构示意图，参考图3，作为一种可实施方案，
粘连检测电路中的第一分压单元包括第一电阻r1、第二分压单元包括二极管d1。
73.dcdc单元的第一输出端vout+通过第一电阻r1与二极管d1的正极相连接，二极管d1的负极与负极继电器的第一端相连接；
74.第一电阻r1与二极管d1的连接点作为粘连检测电路的采样端，与数据采样单元300相连接。
75.示例性的，以dcdc单元输出5v电为例，本方案中，继电器粘连检测模块的工作方式为：
76.步骤1、dcdc单元启动工作后，开始为为粘连检测电路、数据采集单元供电。
77.步骤2、数据采集单元根据粘连检测电路采样端输出的采样电压判断负极继电器是否出现粘连。
78.本方案中，数据采集单元上电启动且经过设定时间(例如200ms)后采集粘连检测电路输出的采样电压；
79.在设定的采样周期(例如200ms)内，判断采样电压是否持续处于0v～0.5v范围内，若采样电压持续处于上述范围内，则判定负极继电器粘连。
80.示例性的，本方案中，可以按照如下方式判断采样电池是否持续处于设定范围内：
81.若在采样周期内，采样电压处于设定范围内的总数量大于设定值，则认为采样电池持续处于设定的范围内；
82.例如，在采用周期内共采集10个采样电压，其中8个采样电压处于设定范围内，则认为采样电压持续处于设定范围内。
83.也可以按照如下方式判断采样电池是否持续处于设定范围内：
84.若在采样周期内，采样电压均处于设定范围内，且任意两采样电压的差值处于设定的误差范围(例如-20mv～20mv)内，则认为采样电压持续处于设定范围内。
85.作为一种可实施方案，粘连检测电路中的第一分压单元可以包括至少一个分压电阻、第二分压单元包括至少一个分压电阻。
86.图4是实施例中的另一种粘连检测电路结构示意图，参考图4，粘连检测电路中配置多个分压电阻时，第一分压单元可以包括电阻r2、电阻r3，第二分压单元可以包括电阻r4、电阻r5、电阻r6；
87.电阻r2～r6串联，dcdc单元的第一输出端vout+与电阻r2的一端相连接，电阻r6的一端与负极继电器的第一端相连接；
88.电阻r3与电阻r4的连接点作为粘连检测电路的采样端，与数据采样单元300相连接。
89.示例性的，以dcdc单元输出5v电为例，本方案中，继电器粘连检测模块的工作方式为：
90.步骤1、dcdc单元启动工作后，开始为为粘连检测电路、数据采集单元供电。
91.步骤2、数据采集单元根据粘连检测电路采样端输出的采样电压判断负极继电器是否出现粘连。
92.本方案中，数据采集单元上电启动且经过设定时间(例如200ms)后采集粘连检测电路输出的采样电压；
93.在设定的采样周期(例如200ms)内，判断采样电压是否持续处于1.7v～2.5v范围
内，若采样电压持续处于上述范围内，则判定负极继电器粘连。
94.图5是实施例中的另一种继电器粘连检测模块结构示意图，参考图5，在图1所示方案的基础上，继电器粘连检测模块还包括第二电阻r20、电容c1；
95.粘连检测电路200采样端通过第二电阻r20与数据采集单元300相连接，电容c1的两端分别与数据采集单元300、地相连接。
96.示例性的，图5所示的方案中，电阻r20以及电容c1用于采样信号的限流、滤波。
97.图6是实施例中的另一种继电器粘连检测模块结构示意图，参考图6，在图5所示方案的基础上，继电器粘连检测模块还包括钳位二极管d10；
98.钳位二极管d10的负极、正极分别与数据采集单元300、地相连接。
99.示例性的，图6所示的方案中，钳位二极管d10用于输入至数据采集单元300中的采样信号的钳位。
100.图7是实施例中的另一种继电器粘连检测模块结构示意图，参考图7，在图5所示方案的基础上，继电器粘连检测模块还包括双路串联开关二极管d20；
101.双路串联开关二极管d20的负极、正极、公共端分别与dcdc单元的第一输出端vout+、地、数据采集单元300相连接。
102.示例性的，图7所示的方案中，双路串联开关二极管d20用将输入至数据采集单元300中的采样信号的电压限值在0～vout+之间。
103.本实施例中记载的继电器粘连检测模块的有益效果与实施例一中记载的有益效果相同，在此不再赘述。
104.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。