CN104793135A - 一种混合动力汽车继电器状态检测电路及方法 - Google Patents

一种混合动力汽车继电器状态检测电路及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种混合动力汽车继电器状态检测电路，电流传感器、二极管、电阻R1、电阻R2依次串联，电阻R2后串接NPN三极管的集电极，NPN三极管的发射极接地，电阻R1与电阻R2之间串接电容后接地，在电阻R1与电阻R2之间取点作为电流采样端，电流采样端连接到单片机的AD输入端口，电阻R3的一端串接NPN三极管的基极，电阻R3的另一端连接到单片机的IO输出端口。同时还提供了一种使用前述检测电路检测继电器状态的方法。本发明的检测电路简单，可实时快速的检测到继电器的状态，成本低，可靠性高，保证电池混合动力***的正常工作，且易于维护。

Description

一种混合动力汽车继电器状态检测电路及方法
技术领域
本发明涉及一种混合动力汽车继电器状态检测电路及方法。
背景技术
新能源混合动力汽车(HEV)多以继电器的通断来实现动力电池的充放电过程，由于车载用动力电池功率都比较大，在使用过程中继电器的工作瞬态电流非常大，随着通断次数的不断增加，继电器的开合触点会因为电火花的作用逐渐变得不再平整和光滑，长时间就会形成拉弧现象，导致部分触点金属融化而发生粘连，继而控制继电器断开时无法到达分离触点的目的，无法切断后续电路的充放电控制，电池包容易发生过充过放现象，严重威胁电池包的使用寿命和使用安全，严重者可能会导致人身安全事故的发生。目前常用的诊断方法是维修检测或者增加复杂的检测电路，可维护性不强，无法实时发现问题，没有太强的预防性，而且还增加设计成本和维护难度。由此可见，一种可靠、简单的继电器粘连故障诊断计策方法是非常有必要的。
发明内容
本发明旨在提供一种实时快速、可靠的混合动力汽车继电器状态检测电路及方法。
本发明通过以下方案实现：
一种混合动力汽车继电器状态检测电路，电流传感器、二极管、电阻R1、电阻R2依次串联，电阻R2后串接NPN三极管的集电极，NPN三极管的发射极接地，电阻R1与电阻R2之间串接电容后接地，在电阻R1与电阻R2之间取点作为电流采样端，电流采样端连接到单片机的AD输入端口，电阻R3的一端串接NPN三极管的基极，电阻R3的另一端连接到单片机的IO输出端口。
进一步地，所述电阻R1的阻值为2.0～10KΩ，电阻R2的阻值为2.0～10KΩ，电阻R3的阻值为1.0～4.7KΩ。电阻R1的作用是滤波，电阻R2的作用是泄放，电阻R3的作用是限流。
进一步地，所述电容的值为1.0～4.0μF，耐压15V以上。
一种混合动力汽车继电器状态检测方法，将上述的混合动力汽车继电器状态检测电路的电流传感器套在高压***的主回路上，在需要高压***接通或断开时，根据检测电路检测到的高压***主回路的电流I与预定值Im相比较，大于预定值Im则判定继电器处于粘连状态。
在需要高压***接通时，采用以下步骤，
(1)整车控制单元发出闭合高压***继电器指令，高压***主回路的电流I与电流预定值Im相比较，若I＞Im，则判定主负继电器为粘连状态，预充继电器和主正继电器中至少一个为粘连状态；若电流I≤Im，则转入第(2)步；
(2)闭合预充继电器，再次将高压***主回路的电流I与电流预定值Im相比较，若I＞Im，则判定主负继电器为粘连状态；若电流I≤Im，则转入第(3)步；
(3)断开预充继电器，随后闭合主负继电器，再次将高压***主回路的电流I与电流预定值Im相比较，若电流I>Im，则判定主正继电器和预充继电器中至少一个为粘连状态，若电流I≤Im，则判定所有继电器为未粘连状态，此时先闭合预充继电器，再闭合主正继电器，最后断开预充继电器，完成高压***接通过程，即完成上强电过程。在判定有继电器出现粘连状态后，就会进入故障处理程序。
上述过程中，所述电流预定值Im为0～1.0A，不包含0A。
在需要高压***断开时，整车控制器发出断开高压***继电器指令，首先将高压***主回路的电流I与电流预定值相比较，若I>In，则判定此时不适合断开继电器，除非遇到更高级的故障预警，强行中断，否则持续判定I，直至满足电流I≤In条件；若电流I≤In，则断开主正继电器，再将高压***主回路的电流I与预定值Im相比较，若I>Im，则判定预充继电器和主正继电器中至少一个为粘连状态，若I≤Im，则判定预充继电器和主正继电器为未粘连状态，之后断开主负继电器，完成高压***断开过程，即下强电过程完成。在判定有继电器出现粘连状态后，就会进入故障处理程序。
上述过程中，所述电流预定值In为0～10.0A，不包含0A；所述电流预定值Im为0～1.0A，不包含0A。
本发明的混合动力汽车继电器状态检测电路简单，可实时快速的测得高压***主回路的电流并将电流反馈至单片机，通过单片机进行判定，并将信息传递至整车控制器，由整车控制器作出相应的指令。使用本发明的检测电路检测继电器状态的方法，成本低，可靠性高，操作方便，能快速诊断继电器是否处于粘连故障，保证电池混合动力***的正常工作，且后续程序可维护性和可升级性强。
附图说明
图1：混合动力汽车继电器状态检测电路示意图
图2：现有混合动力汽车中的高压***结构示意图
图3：混合动力汽车继电器状态检测电路与高压***主回路的连接示意图
图4：高压***接通过程中各继电器状态检测方法的流程图
图5：高压***断开过程中各继电器状态检测方法的流程图
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种混合动力汽车继电器状态检测电路，如图1所示，电流传感器1、二极管2、电阻R1、电阻R2依次串联，电阻R2后串接NPN三极管3的集电极，NPN三极管的发射极接地，电阻R1与电阻R2之间串接电容4后接地，在电阻R1与电阻R2之间取点作为电流采样端5，电流采样端5连接到单片机6的AD输入端口，电阻R3的一端串接NPN三极管3的基极，电阻R3的另一端连接到单片机6的IO输出端口。
其中，电阻R1的阻值为2.0～10KΩ，电阻R2的阻值为2.0～10KΩ，电阻R3的阻值为1.0～4.7KΩ，电阻R1的作用是滤波，电阻R2的作用是泄放，电阻R3的作用是限流。
电容的值为1.0～4.0μF，耐压15V以上。
现有混合动力汽车中高压***，如图2所示，包括主负继电器7、主正继电器8、预充继电器9、电机10、动力电池组11和预充电阻R。为了实现高压***的安全接通，继电器的闭合顺序是有要求的。在高压***接通过程和断开过程中，各继电器可能存在粘连的故障，因此在高压***的接通和断开过程中，需要判定各继电器是否存在粘连故障。
一种混合动力汽车继电器状态检测方法，将上述的混合动力汽车继电器状态检测电路的电流传感器1套在高压***的主回路上，如图3所示，在需要高压***接通或断开时，根据检测电路检测到的高压***主回路的电流I与预定值Im相比较，大于预定值Im则判定继电器处于粘连状态。
高压***接通过程中各继电器状态检测方法的流程图如图4所示。在需要高压***接通时，采用以下步骤，
(1)整车控制单元发出闭合高压***继电器指令，高压***主回路的电流I与电流预定值Im相比较，若I＞Im，其中Im为0～1.0A，不包含0A，则判定主负继电器为粘连状态，预充继电器和主正继电器中至少一个为粘连状态；若电流I≤Im，则转入第(2)步；
(2)闭合预充继电器，再次将高压***主回路的电流I与电流预定值Im相比较，若I＞Im，则判定主负继电器为粘连状态；若电流I≤Im，则转入第(3)步；
(3)断开预充继电器，随后闭合主负继电器，再次将高压***主回路的电流I与电流预定值Im相比较，若电流I>Im，则判定主正继电器和预充继电器中至少一个为粘连状态，若电流I≤Im，则判定所有继电器为未粘连状态，此时先闭合预充继电器，再闭合主正继电器，最后断开预充继电器，完成高压***接通过程，即完成上强电过程。在判定有继电器出现粘连状态后，就会进入故障处理程序。
高压***断开过程中各继电器状态检测方法的流程图如图5所示。在需要高压***断开时，整车控制器发出断开高压***继电器指令，首先将高压***主回路的电流I与电流预定值相比较，若I>In，其中In为0～10.0A，不包含0A，则判定此时不适合断开继电器，除非遇到更高级的故障预警，强行中断，否则持续判定I，直至满足电流I≤In条件；若电流I≤In，则断开主正继电器，再将高压***主回路的电流I与预定值Im相比较，若I>Im，其中Im为0～1.0A，不包含0A，则判定预充继电器和主正继电器中至少一个为粘连状态，若I≤Im，则判定预充继电器和主正继电器为未粘连状态，之后断开主负继电器，完成高压***断开过程，即下强电过程完成。在判定有继电器出现粘连状态后，就会进入故障处理程序。

Claims (8)

1.一种混合动力汽车继电器状态检测电路，其特征在于：电流传感器、二极管、电阻R1、电阻R2依次串联，电阻R2后串接NPN三极管的集电极，NPN三极管的发射极接地，电阻R1与电阻R2之间串接电容后接地，在电阻R1与电阻R2之间取点作为电流采样端，电流采样端连接到单片机的AD输入端口，电阻R3的一端串接NPN三极管的基极，电阻R3的另一端连接到单片机的IO输出端口。
2.如权利要求1所述的一种混合动力汽车继电器粘连故障检测电路，其特征在于：所述电阻R1的阻值为2.0～10KΩ，电阻R2的阻值为2.0～10KΩ，电阻R3的阻值为1.0～4.7KΩ。
3.如权利要求1或2所述的一种混合动力汽车继电器粘连故障检测电路，其特征在于：所述电容的值为1.0～4.0μF，耐压15V以上。
4.一种混合动力汽车继电器状态检测方法，其特征在于：将如权利要求1～3任一所述的混合动力汽车继电器状态检测电路的电流传感器套在高压***的主回路上，在需要高压***接通或断开时，根据检测电路检测到的高压***主回路的电流I与预定值Im相比较，大于预定值Im则判定继电器处于粘连状态。
5.如权利要求4所述的混合动力汽车继电器状态检测方法，其特征在于：所述在需要高压***接通时，采用以下步骤，
(1)整车控制单元发出闭合高压***继电器指令，高压***主回路的电流I与电流预定值Im相比较，若I＞Im，则判定主负继电器为粘连状态，预充继电器和主正继电器中至少一个为粘连状态；若电流I≤Im，则转入第(2)步；
(2)闭合预充继电器，再次将高压***主回路的电流I与电流预定值Im相比较，若I＞Im，则判定主负继电器为粘连状态；若电流I≤Im，则转入第(3)步；
(3)断开预充继电器，随后闭合主负继电器，再次将高压***主回路的电流I与电流预定值Im相比较，若电流I>Im，则判定主正继电器和预充继电器中至少一个为粘连状态，若电流I≤Im，则判定所有继电器为未粘连状态。
6.如权利要求5所述的混合动力汽车继电器状态检测方法，其特征在于：所述电流预定值Im为0～1.0A，不包含0A。
7.如权利要求4所述的混合动力汽车继电器状态检测方法，其特征在于：在需要高压***断开时，整车控制器发出断开高压***继电器指令，首先将高压***主回路的电流I与电流预定值相比较，若I>In，则判定此时不适合断开继电器，若电流I≤In，则断开主正继电器，再将高压***主回路的电流I与预定值Im相比较，若I>Im，则判定预充继电器和主正继电器中至少一个为粘连状态，若I≤Im，则判定预充继电器和主正继电器为未粘连状态。
8.如权利要求7所述的混合动力汽车继电器状态检测方法，其特征在于：所述电流预定值In为0～10.0A，不包含0A；所述电流预定值Im为0～1.0A，不包含0A。
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Address after: 528031, room 1, building 131, No. 601-604, Hua Hua Xi Road, Chancheng District, Guangdong, Foshan, China, A

Applicant after: CORUN HYBRID POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 410205 No. 348 west slope, Changsha hi tech Development Zone, Hunan, 101, 102, Tongzi

Applicant before: CORUN HYBRID POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
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TR01 Transfer of patent right
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Effective date of registration: 20230404

Address after: 410221 No. 348, Tongzipo West Road, Changsha High tech Development Zone, Changsha City, Hunan Province

Patentee after: HUNAN COPOWER EV BATTERY Co.,Ltd.

Address before: 528031 room 601-604, building a, building 1, No. 131, Jihua West Road, Chancheng District, Foshan City, Guangdong Province

Patentee before: CORUN HYBRID POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd.