CN105137377A - 电池包继电器故障模拟注入测试电路 - Google Patents

电池包继电器故障模拟注入测试电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电池管理继电器的故障诊断注入装置技术领域，具体涉及电池包继电器故障模拟注入测试电路。继电器故障注入盒中第四继电器与电池包连接盒的正极相连，另一端与第六继电器相连接；电池包连接盒的正极高压引出接口与第六继电器相连；MCU控制板与台架有四路线束连接，CAN_H、CAN_L、12V以及GND，与模拟盒内部的5个继电器相连接的是各自的控制线的正负接线。它能很方便的模拟出继电器的突然断路、粘连等故障，并且还包含整车模拟电容及主动放电电阻，从而保证使用安全。

Description

电池包继电器故障模拟注入测试电路
技术领域
本发明涉及电池管理继电器的故障诊断注入装置技术领域，具体涉及电池包继电器故障模拟注入测试电路。
背景技术
目前，通用的电动汽车电池包的继电器有三个，分别为主正、主负及预充继电器，这三个继电器通常被封装成一个电池包连接盒（BDU，BatteryDisconnectUnit）。通过控制这三个继电器的闭合、断开实现对电池包的上电、预充及下电等多种操作。这三个继电器的正常工作对电池包的安全使用尤其重要，故在电池管理***的设计中需考虑对这三个继电器检测短路、突然断路及粘连等故障进行检测，以便保证电池包的安全使用。但是，如何在台架上去模拟这些故障，并检验电池管理***这方面的功能，没有专门的工具，这给检测工作带来了难度。
发明内容
本发明的目的是提供电池包继电器故障模拟注入测试电路，它能很方便的模拟出继电器的突然断路、粘连等故障，并且还包含整车模拟电容及主动放电电阻，从而保证使用安全。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它包含电池包连接盒a和继电器故障注入盒b，所述的电池包连接盒a包含第一继电器1、第二继电器2、第三继电器3、第一电阻9、低压输入输出接口10；所述的继电器故障注入盒b包含第四继电器4、第五继电器5、第六继电器6、第七继电器7、第八继电器8、第二电阻11、第三电阻12、放电电阻13、电容14、MCU控制转换模块15，电池包正极端分别与第一继电器1的一端、第二电阻11连接，第一继电器1的另一端连接到第六继电器6的一端；所述的第二继电器2与第一电阻9串联后并联在第一继电器1的两端，电池包负极端分别与第三继电器3的一端和第三电阻12连接，第三继电器3的另一端与第七继电器7的一端连接；所述的第二电阻11的另一端与第四继电器4串联后与第六继电器6的一端连接，第六继电器6的另一端连接在HV_BUS+端口上；所述的第三电阻12与第五继电器5串联后与第七继电器7的一端连接，第七继电器7的另一端连接在HV_BUS-端口上；所述的电容14的两端分别连接在HV_BUS+端口与HV_BUS-端口之间；所述的第八继电器8与放电电阻13串联后并联在电容14上。
所述的电池包连接盒a上集成有低压输入输出接口10。
所述的电池包继电器故障模拟注入测试电路，其特征在于所述的继电器故障注入盒b上集成有MCU控制转换模块15。
本发明的工作原理：
1、当第一继电器1、第二继电器2闭合时，第五继电器5、第六继电器6常闭，此时检测HV_BUS两端有电压，然后突然断开第六继电器6，则若此时检测HV_BUS两端无电压，则可模拟出第一继电器1的突然断开故障；同理，突然断开第七继电器7，则可模拟出第三继电器3的突然断开故障；
2、当第一继电器1、第三继电器3闭合时，第五继电器5、第六继电器6常闭，此时检测HV_BUS两端有电压，然后先闭合第四继电器4，再断开第一继电器1，则若此时检测HV_BUS两端仍有电压，则可模拟出第一继电器1的粘连故障；同理，先闭合第五继电器5，再断开第三继电器3，则可模拟出第三继电器3的粘连故障；
3、当第一继电器1、第三继电器3断开时，第五继电器5、第六继电器6常闭，闭合地第二继电器2、第八继电器8，由于存在主动放电电阻分压的情况，所以会导致HV_BUS两端电压一直不能达到某个门限值，导致预充电过程不能完成。可以模拟由于电池后端局部短路造成的预充电超时故障诊断；
4、每次试验后，断开第一继电器1、第三继电器3、第四继电器4、第五继电器5、第六继电器6、第七继电器7，闭合第八继电器8，则可完成主动放电功能；
5、若每次试验后，断开第一继电器1、第三继电器3、第四继电器4、第五继电器5、第六继电器6、第七继电器7、第八继电器8，则HV_BUS两端一直维持比较高的电压值，可模拟主动放电异常。
本发明的有益效果：它可以不改变电池包连接盒的设计，通过控制继电器故障注入盒中的继电器的开闭组合，即可模拟出继电器的断路和粘连故障。结构简单，有通用性。
此外，故障注入盒还添加了一个控制信号转换模块，低压供电，输入为CAN信号，这个模块将CAN信号转换成盒内继电器开关的控制信号然后输出。既简化了外部引脚数量，又实现了电脑端控制功能。
附图说明：
图1为本发明的电路结构示意图。
附图标记：电池包连接盒a、继电器故障注入盒b、第一继电器1、第二继电器2、第三继电器3、第四继电器4、第五继电器5、第六继电器6、第七继电器7、第八继电器8、第一电阻9、低压输入输出接口10、第二电阻11、第三电阻12、放电电阻13、电容14、MCU控制转换模块15。
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参看图1，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含电池包连接盒a和继电器故障注入盒b，所述的电池包连接盒a包含第一继电器1、第二继电器2、第三继电器3、第一电阻9、低压输入输出接口10；所述的继电器故障注入盒b包含第四继电器4、第五继电器5、第六继电器6、第七继电器7、第八继电器8、第二电阻11、第三电阻12、放电电阻13、电容14、MCU控制转换模块15，电池包正极端分别与第一继电器1的一端、第二电阻11连接，第一继电器1的另一端连接到第六继电器6的一端；所述的第二继电器2与第一电阻9串联后并联在第一继电器1的两端，电池包负极端分别与第三继电器3的一端和第三电阻12连接，第三继电器3的另一端与第七继电器7的一端连接；所述的第二电阻11的另一端与第四继电器4串联后与第六继电器6的一端连接，第六继电器6的另一端连接在HV_BUS+端口上；所述的第三电阻12与第五继电器5串联后与第七继电器7的一端连接，第七继电器7的另一端连接在HV_BUS-端口上；所述的电容14的两端分别连接在HV_BUS+端口与HV_BUS-端口之间；所述的第八继电器8与放电电阻13串联后并联在电容14上。
所述的电池包连接盒a上集成有低压输入输出接口10。
所述的电池包继电器故障模拟注入测试电路，其特征在于所述的继电器故障注入盒b上集成有MCU控制转换模块15。
本具体实施方式的工作原理：
1、当第一继电器1、第二继电器2闭合时，第五继电器5、第六继电器6常闭，此时检测HV_BUS两端有电压，然后突然断开第六继电器6，则若此时检测HV_BUS两端无电压，则可模拟出第一继电器1的突然断开故障；同理，突然断开第七继电器7，则可模拟出第三继电器3的突然断开故障；
2、当第一继电器1、第三继电器3闭合时，第五继电器5、第六继电器6常闭，此时检测HV_BUS两端有电压，然后先闭合第四继电器4，再断开第一继电器1，则若此时检测HV_BUS两端仍有电压，则可模拟出第一继电器1的粘连故障；同理，先闭合第五继电器5，再断开第三继电器3，则可模拟出第三继电器3的粘连故障；
3、当第一继电器1、第三继电器3断开时，第五继电器5、第六继电器6常闭，闭合地第二继电器2、第八继电器8，由于存在主动放电电阻分压的情况，所以会导致HV_BUS两端电压一直不能达到某个门限值，导致预充电过程不能完成。可以模拟由于电池后端局部短路造成的预充电超时故障诊断；
4、每次试验后，断开第一继电器1、第三继电器3、第四继电器4、第五继电器5、第六继电器6、第七继电器7，闭合第八继电器8，则可完成主动放电功能；
5、若每次试验后，断开第一继电器1、第三继电器3、第四继电器4、第五继电器5、第六继电器6、第七继电器7、第八继电器8，则HV_BUS两端一直维持比较高的电压值，可模拟主动放电异常。
本具体实施方式的有益效果：它可以不改变电池包连接盒的设计，通过控制继电器故障注入盒中的继电器的开闭组合，即可模拟出继电器的断路和粘连故障。结构简单，有通用性。
此外，故障注入盒还添加了一个控制信号转换模块，低压供电，输入为CAN信号，这个模块将CAN信号转换成盒内继电器开关的控制信号然后输出。既简化了外部引脚数量，又实现了电脑端控制功能。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.电池包继电器故障模拟注入测试电路，其特征在于：它包含电池包连接盒(a)和继电器故障注入盒(b)，所述的电池包连接盒(a)包含第一继电器(1)、第二继电器(2)、第三继电器(3)、第一电阻(9)、低压输入输出接口(10)；所述的继电器故障注入盒(b)包含第四继电器(4)、第五继电器(5)、第六继电器(6)、第七继电器(7)、第八继电器(8)、第二电阻(11)、第三电阻(12)、放电电阻(13)、电容(14)、MCU控制转换模块(15)，电池包正极端分别与第一继电器(1)的一端、第二电阻(11)连接，第一继电器(1)的另一端连接到第六继电器(6)的一端；所述的第二继电器(2)与第一电阻(9串联后并联在第一继电器(1)的两端，电池包负极端分别与第三继电器(3)的一端和第三电阻(12)连接，第三继电器(3)的另一端与第七继电器(7)的一端连接；所述的第二电阻(11)的另一端与第四继电器(4)串联后与第六继电器(6)的一端连接，第六继电器(6)的另一端连接在HV_BUS+端口上；所述的第三电阻(12)与第五继电器(5)串联后与第七继电器(7)的一端连接，第七继电器(7)的另一端连接在HV_BUS-端口上；所述的电容(14)的两端分别连接在HV_BUS+端口与HV_BUS-端口之间；所述的第八继电器(8)与放电电阻(13)串联后并联在电容(14)上。
2.根据权利要求1所述的电池包继电器故障模拟注入测试电路，其特征在于所述的电池包连接盒(a)上集成有低压输入输出接口(10)。
3.根据权利要求1所述的电池包继电器故障模拟注入测试电路，其特征在于所述的继电器故障注入盒(b)上集成有MCU控制转换模块(15)。
4.电池包继电器故障模拟注入测试电路，其特征在于：它的工作原理：
1)当第一继电器(1)、第二继电器(2)闭合时，第五继电器(5)、第六继电器(6)常闭，此时检测HV_BUS两端有电压，然后突然断开第六继电器(6)，则若此时检测HV_BUS两端无电压，则可模拟出第一继电器(1)的突然断开故障；同理，突然断开第七继电器(7)，则可模拟出第三继电器(3)的突然断开故障；
2)当第一继电器(1)、第三继电器(3)闭合时，第五继电器(5)、第六继电器(6)常闭，此时检测HV_BUS两端有电压，然后先闭合第四继电器(4)，再断开第一继电器(1)，则若此时检测HV_BUS两端仍有电压，则可模拟出第一继电器(1的粘连故障；同理，先闭合第五继电器(5)，再断开第三继电器(3)，则可模拟出第三继电器(3)的粘连故障；
3)当第一继电器(1)、第三继电器(3)断开时，第五继电器(5)、第六继电器(6)常闭，闭合地第二继电器(2)、第八继电器(8)，由于存在主动放电电阻分压的情况，所以会导致HV_BUS两端电压一直不能达到某个门限值，导致预充电过程不能完成，可以模拟由于电池后端局部短路造成的预充电超时故障诊断；
4)每次试验后，断开第一继电器(1)、第三继电器(3)、第四继电器(4)、第五继电器(5)、第六继电器(6)、第七继电器(7)，闭合第八继电器(8)，则可完成主动放电功能；
5)若每次试验后，断开第一继电器(1)、第三继电器(3)、第四继电器(4)、第五继电器(5)、第六继电器(6)、第七继电器(7)、第八继电器(8)，则HV_BUS两端一直维持比较高的电压值，可模拟主动放电异常。
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