CN108287536A - 一种负极接触器烧结检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负极接触器烧结检测装置及方法，所述装置包括动力电池、正极接触器、负极接触器、预充接触器、预充电阻；还包括采样回路和检测回路；所述采样回路的一端与所述正极接触器的另一端相连，所述采样回路的另一端与所述动力电池的负极相连；所述采样回路包括串联的第一开关、第一电阻和第二电阻；所述检测回路并联在所述负极检测器的两端；所述检测回路包括串联的信号源、第三电阻、第二开关和第一二极管，以及并联在所述信号源和第三电阻两端的第一检测器。本发明能够解决预充接触器或正极接触器的闭合寿命问题，解决高压母线LINK+与LINK‑对车身地虚压问题，增强检测回路的抗干扰性以及检测结果的可信度。

Description

一种负极接触器烧结检测装置及方法

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种负极接触器烧结检测装置及方法。

背景技术

随着新能源汽车的普及，新能源车电池BAT属于高电压平台，供电回路高压大电流，为确保整车安全在非用电时需切断母线供电回路。接触器低导通压降高耐压性能，使得接触器被大量使用在新能源车上。考虑到接触器存在烧结故障，保证整车安全，高压接触器的诊断是必不可少的，但是目前切实可靠的检测负极接触器粘连的方法却不多见。

为了安全可靠的解决负极接触器粘连问题，本发明提供了一种应用可能性高的负极接触器烧结检测方法，具体地，本发明的正极接触器与负极接触器采用独立方案进行诊断，检测结果真实可信度高；改善诊断负极接触器必须先闭合预充接触器或正极接触器的问题，提高预充接触器或正极接触器的寿命；且电压门限的设置与电池包电压无关，采用恒流源或恒压源驱动，抗扰度高，诊断范围精确，可信度高；通过增加采样回路开关，解决高压母线LINK+与LINK-对车身地虚压问题。

发明内容

本发明提供了一种负极接触器烧结检测装置及方法；

第一方面提供了一种负极接触器烧结检测装置，包括动力电池、正极接触器、负极接触器、预充接触器、预充电阻；所述正极接触器的一端与所述动力电池的正极相连，所述负极接触器与所述动力电池的负极相连，所述预充电阻和预充接触器串联后与所述正极接触器并联；

还包括采样回路和检测回路；

所述采样回路的一端与所述正极接触器的另一端相连，所述采样回路的另一端与所述动力电池的负极相连；所述采样回路包括串联的第一开关、第一电阻和第二电阻；

所述检测回路并联在所述负极检测器的两端；所述检测回路包括串联的信号源、第三电阻、第二开关和第一二极管，以及并联在所述信号源和第三电阻两端的第一检测器。

进一步地，所述采样回路还包括第二检测器，所述第二检测器连接在所述第二电阻的两端，用于检测所述第二电阻两端的电压。

进一步地，所述装置还包括高压负载；

所述正极接触器的另一端为第一连接端，所述负极接触器的另一端为第二连接端，所述高压负载连接在所述第一连接端与所述第二连接端之间。

进一步地，所述信号源为恒流源或恒压源。

第二方面提供了一种负极接触器烧结检测方法，包括：

在动力电池处于静止状态时，断开第一开关；

对负极接触器的运行状态进行检测，包括：

闭合第二开关，并开启信号源，使信号源注入第二连接端，

通过第一检测器检测所述信号源和第三电阻两端的电压；所述负极接触器的当前状态为断开状态的情况下，根据检测结果判断所述负极接触器是否烧结。

进一步地，所述负极接触器的当前状态为断开状态的情况下，所述根据检测结果判断所述负极接触器是否烧结，包括：

若第一检测器检测的结果为信号源电压，则判断出所述负极接触器的真实状态为断开状态，其与所述负极接触器的当前状态一致，则所述负极接触器未烧结；

若所述第一检测器检测的结果为二极管压降电压，则判断出所述负极接触器的真实状态为闭合状态，其与所述负极接触器的当前状态不一致，则所述负极接触器已烧结。

进一步地，在所述第一检测器处设置报警器；若状态对比结果得出所述负极接触器已烧结状态，则报警器被触发发出报警信号。

进一步地，所述第一检测器处设置存储器，所述存储器用于存储所述第一检测器的检测结果。

进一步地，所述信号源为恒流源或恒压源。

本发明能够解决预充接触器或正极接触器的闭合寿命问题；本发明通过对电气回路的控制，解决了高压母线LINK+与LINK-对车身地虚压问题，提高了对应的高压电气系统的安全问题；本发明通过对负极接触器检测回路注入恒定信号，增强了检测回路的抗干扰性，增加了检测结果的可信度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的负极接触器烧结检测拓扑图；

图2是实施例一提供的一种负极接触器烧结检测拓扑图；

图3是实施例二提供的一种负极接触器烧结检测方法流程图。

图4是实施例二提供的对负极接触器的运行状态进行检测的方法流程图；

图5是实施例二提供的所述根据检测结果判断所述负极接触器是否烧结的方法流程图。

图中：动力电池1，正极接触器2，负极接触器3，预充接触器4，预充电阻5，采样回路6，检测回路7，第一开关61，第一电阻62，第二电阻63，第二检测器64，第一连接端65，信号源71，第三电阻72，第二开关73，第一二极管74，第一检测器75，第二连接端76，第四电阻77，高压负载8。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，现有技术中的负极接触器烧结检测电气拓扑图，其中，系统回路的通断由正极接触器与负极接触器进行控制；具体结合图1对正极接触器和负极接触器的诊断进行说明：其中包括动力电池、1正极接触器2、负极接触器3、预充接触器4和预充电阻5，所述正极接触器的一端与所述动力电池的正极相连，所述负极接触器与所述动力电池的负极相连，所述预充电阻和预充接触器串联后与所述正极接触器并联；还包括第一电阻62、第二电阻63、第三电阻72、第四电阻77；所述第一电阻的一端与所述负极接触器的另一端相连，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端串联连接，所述第二电阻的另一端与所述动力电池的负极相连，所述第三电阻和第四电阻串联后并接在所述负极接触器的两端。其中，现有技术的装置中还包括第一检测器和第二检测器，所述第一检测器连接在第二电阻的两端，所述第二检测器连接在第三电阻的两端。其中，所述正极接触器的另一端LINK+为第一连接端，所述负极接触器的另一端LINK-为第二连接端，所述电池包包括动力电池正极(BAT+)和正极电池负极(BAT-)具体地，正极接触器的诊断：

诊断断开：检测LINK+(第一连接端)相对于BAT-(动力电池的负极)的电压，LINK+相对于BAT-的电压有呈现下降的趋势并且与电池组总压进行比对，若两者相差较大，则认为正极接触器已经断开。

诊断闭合：检测LINK+相对于BAT-的电压，LINK+相对于BAT-的电压有呈现上升的趋势并且与电池组总压进行比对，若两者相差很小，则认为正极接触器已经闭合。

负极接触器的诊断：其中，诊断负极接触器前，需要闭合正极接触器或者闭合预充接触器。

诊断断开：检测LINK-(第二连接端)相对于BAT-的电压，若LINK-相对于BAT-的电压无变化，或者变化率很小，并与LINK+相对于BAT-的电压进行比对，若两者相差很小，则认为负极接触器已经断开。

诊断闭合：检测LINK-相对于BAT-的电压，若LINK-相对于BAT-的电压基本为0，且无较明显变化，并与LINK+相对于BAT-的电压进行比对，若两者相差很大，则认为负极接触器已经闭合。

基于上述的现有技术，其中存在的问题是：

进行负极接触器诊断时，需要闭合正极接触器，会严重影响正极接触器的寿命以及出现高压安全问题；

正负极接触器诊断不是独立的，是互相影响的，若其中一个出现故障，会影响另一个接触器诊断的结果置信度；

相关电压判断门限较难设置，需要精确控制时序；其中，门限电压指的是上述诊断过程中电压的比较，其中有“很大”“很小”，电压判断门限指的是对很大很小进行量化。如：与LINK+相对于BAT-的电压进行比对，若两者相差很大，则认为负极接触器已经闭合；

实际应用中，会出现高压母线LINK+与LINK-对车身地虚压问题；需要说明的是，车上跟电池正极和负极经过接触器连接的另外一段，称为LINK，也可以成为母线，本发明用LINK+(第一连接端)与LINK-(第二连接端)进行表示。

实施例一：

基于上述技术问题，本实施例提供了一种负极接触器烧结检测装置，如图2所示，包括动力电池1、正极接触器2、负极接触器3、预充接触器4、预充电阻5；所述正极接触器2的一端与所述动力电池1的正极相连，所述负极接触器3与所述动力电池1的负极相连，所述预充电阻5和预充接触器4串联后与所述正极接触器2并联；

还包括采样回路6和检测回路7；

所述采样回路6的一端与所述正极接触器2的另一端相连，所述采样回路6的另一端与所述动力电池1的负极相连；所述采样回路6包括串联的第一开关61、第一电阻62和第二电阻63；

所述检测回路7并联在所述负极检测器的两端；所述检测回路7包括串联的信号源71、第三电阻72、第二开关73和第一二极管74，以及并联在所述信号源71和第三电阻72两端的第一检测器75。其中，所述第一检测器75用于检测信号源71和第三电阻72两端的电压，也就是所述第三电阻72右端对电池负极的电压，通过该检测电压值来判断负极接触器烧结状态；其中的第一二极管74用于电路保护作用，其中的信号源71为恒流源或恒压源，优选为5V。

其中，检测回路7和采样回路6中的组件的位置关系并不限定为图1中的位置，可以进行调换，只要能够实现对应的功能即可。

作为一种优选地实施方式，所述采样回路6还包括第二检测器，所述第二检测器74连接在所述第二电阻63的两端，用于检测所述第二电阻63两端的电压，主要是用于辅助正极接触器的检测。

进一步地，所述装置还包括高压负载8；所述正极接触器2的另一端为第一连接端65，所述负极接触器3的另一端为第二连接端76，所述高压负载8连接在所述第一连接端与所述第二连接端之间。

实施例二：

本实施例提供了一种负极接触器烧结检测方法，如图3所示，包括：

S101.在动力电池处于静止状态时，断开第一开关；

其中，第一开关在电池包(动力电池处于静止状态时断开，是用于解决高压母线LINK+与LINK-对车身地虚压问题。

S102.对负极接触器的运行状态进行检测，如图4所示,包括：

S1021.闭合第二开关，并开启信号源，使信号源注入第二连接端，具体地，所述信号源为恒流源或恒压源；

S1022.通过第一检测器检测所述信号源和第三电阻两端的电压；在所述负极接触器的当前状态为断开状态的情况下，根据检测结果判断所述负极接触器是否烧结。

其中，所述在所述负极接触器的当前状态为断开状态的情况下，根据检测结果判断所述负极接触器是否烧结，如图5所示,包括：

S1022a.若所述第一检测器检测的结果为信号源电压，则判断出所述负极接触器的真实状态为断开状态，其与所述负极接触器的当前状态一致，则所述负极接触器未烧结；

S1022b.若所述第一检测器检测的结果为二极管压降电压(这里的二极管也就是图2中的第一二极管)，则判断出所述负极接触器的真实状态为闭合状态，其与所述负极接触器的当前状态是不一致，则所述负极接触器已烧结。

其中，真实状态为结合外界因素使负极接触器正在处于的一种状态；当前状态是人为给与的控制操作使负极接触器处于的一种状态。

作为一种优选的实施方式，在得出所述负极接触器烧结的情况下，还能够通过报警器给与工作人员提醒，进行对应装置的检修或替换；所以，对应地，本实施例还包括：

在所述第一检测器处设置报警器；若状态对比结果得出所述负极接触器已烧结状态，则报警器被触发发出报警信号。

作为一种优选的实施方式，对于检测结果或负极接触器是否烧结的信息或代码，还能够进一步存储，作为后续对器件检测查询或维修的依据；所以，对应地，本实施例还包括：在所述第一检测器处设置存储器，所述存储器用于存储所述第一检测器的检测结果。

重要的是，本发明的正极接触器和负极接触器的烧结检测为独立的，二者不受影响，也就是说，针对图2的拓扑图同样能够进行正极接触器诊断。方法为：

闭合第一开关，通过判断LINK+对BAT-电压对正极接触器的运行状态进行检测；包括：在正极接触器和预充接触器的当前状态均是断开的情况下，若通过第二电阻两端的电压计算得出LINK+与BAT-两端的检测电压为电池包电压，则正极接触器烧结；若检测电压为0，则正极接触器正常。

下面进一步地，根据图2对本发明负极接触器的工作过程给与描述：

第一步：开关在电池包处于静止状态时断开，解决高压母线LINK+与LINK-对车身地虚压；

第二步：进行负极接触器断开诊断：

开关S2闭合时，信号源注入到LINK-和BAT-上，ADC(第一检测器)检测R3对BAT-电压，ADC(第一检测器)检测电压为信号源电压，则判断负极接触器断开。

第三步：进行负极接触器闭合诊断：

开关S2闭合时，信号源注入到LINK-和BAT-上，ADC(第一检测器)检测R3对BAT-电压，ADC(第一检测器)检测电压为二极管压降电压，则判断负极接触器闭合。

基于上述的分析，本发明能够：

1、通过对现有的负极接触器诊断电气拓扑的改善，使得负极极接触器的烧结检测与正极接触器是独立的，不用再负极接触器检测的时候预先闭合正极接触器或预充接触器，从而延长了正极接触器或预充接触器的使用寿命；

2、通过在电气拓扑回路中增加采样回路开关，解决了高压母线LINK+与LINK-对车身地虚压问题，提高了对应的高压电气系统的安全问题；

3、通过对负极接触器检测回路注入恒定信号，在负极接触器检测过程中，增强了检测回路的抗干扰性，从而增加了检测结果的可信度。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种负极接触器烧结检测装置，包括动力电池(1)、正极接触器(2)、负极接触器(3)、预充接触器(4)、预充电阻(5)；所述正极接触器的一端与所述动力电池的正极相连，所述负极接触器与所述动力电池的负极相连，所述预充电阻和预充接触器串联后与所述正极接触器并联；

其特征在于，还包括采样回路(6)和检测回路(7)；

所述采样回路的一端与所述正极接触器的另一端相连，所述采样回路的另一端与所述动力电池的负极相连；所述采样回路(6)包括串联的第一开关(61)、第一电阻(62)和第二电阻(63)；

所述检测回路并联在所述负极检测器的两端；所述检测回路(7)包括串联的信号源(71)、第三电阻(72)、第二开关(73)和第一二极管(74)，以及并联在所述信号源和第三电阻两端的第一检测器(75)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采样回路还包括第二检测器(64)，所述第二检测器连接在所述第二电阻的两端，用于检测所述第二电阻两端的电压。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括高压负载(8)；

所述正极接触器的另一端为第一连接端，所述负极接触器的另一端为第二连接端，所述高压负载连接在所述第一连接端与所述第二连接端之间。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号源为恒流源或恒压源。

5.一种利用权利要求1所述装置进行负极接触器烧结检测的方法，其特征在于，包括：

在动力电池处于静止状态时，断开第一开关；

对负极接触器的运行状态进行检测，包括：

闭合第二开关，并开启信号源，使信号源注入第二连接端，

通过第一检测器检测所述信号源和第三电阻两端的电压；在所述负极接触器的当前状态为断开状态的情况下，根据检测结果判断所述负极接触器是否烧结。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述负极接触器的当前状态为断开状态的情况下，所述根据检测结果判断所述负极接触器是否烧结，包括：

若第一检测器检测的结果为信号源电压，则判断出所述负极接触器的真实状态为断开状态，其与所述负极接触器的当前状态一致，则所述负极接触器未烧结；

若所述第一检测器检测的结果为二极管压降电压，则判断出所述负极接触器的真实状态为闭合状态，其与所述负极接触器的当前状态不一致，则所述负极接触器已烧结。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述第一检测器处设置报警器；若状态对比结果得出所述负极接触器已烧结状态，则报警器被触发发出报警信号。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一检测器处设置存储器，所述存储器用于存储所述第一检测器的检测结果。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述信号源为恒流源或恒压源。