CN107561436A - 一种继电器粘连检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种继电器粘连检测方法，其方法包括：闭合继电器之前的检测：先在限定时间内连续采样b点电压值Vb1，若b点前后电压值Vb1无变化，则判断预充继电器K1和主控继电器K2状态正常；否则计算出b点的变化斜率K3；根据变化斜率K3判断出是预充继电器K1出现粘连故障还是主控继电器K2出现粘连故障；断开继电器之后的检测：首先读取b点电压值Vb2，并在限定时间内连续采样b点电压值Vb3，并计算出变化斜率K4，然后分析b点采样电压的变化斜率K4，判断出继电器是否粘连故障；其中，所述b点表示闭合预充继电器K1或主控继电器K2与负载的连接端；本发明可通过监测继电器两端电压的变化斜率，判断继电器的粘连状态。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术和新能源汽车领域，尤其涉及一种继电器粘连检测方法。
背景技术
新能源汽车行业中，高压配电柜对高压继电器工作状态安全有效的管理，涉及到整车高压上下电的安全；在实际运行过程中，当零部件负载出现短路失效时，或者整车控制时序不合理，动力线上会产生大电流导致继电器粘连，在继电器粘连的情况下，高压直接通到负载端，由于未有合理的检测及故障提醒，潜在的隐患容易造成安全事故，为了避免造成不必要的安全隐患，必须对继电器的状态进行检测。
发明内容
本发明提供一种继电器粘连检测方法，目的在于监控继电器两端电压的变化斜率，准确判断出继电器的粘连状态，防止整车因为异常带电所带来的潜在安全隐患。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种继电器粘连检测方法，采用的继电器粘连检测电路包括电源、与所述电源正极相连的主控继电器K2、负载和与所述主控继电器并联的电阻R1、预充继电器K1，所述负载为电容C和电阻R2组成的并联电路；
所述方法包括如下步骤：
闭合预充继电器K1和主控继电器K2之前的检测：先在限定时间内连续采样b点电压值Vb1，若b点前后电压值Vb1无变化，则判断预充继电器K1和主控继电器K2状态正常；若b点电压值Vb1有变化，则计算出b点的变化斜率K3；并且根据变化斜率K3判断出是预充继电器K1出现粘连故障还是主控继电器K2出现粘连故障；
断开预充继电器K1和主控继电器K2之后的检测：首先读取b点电压值Vb2，并在限定时间内连续采样b点电压值Vb3，并计算出变化斜率K4，然后分析b点采样电压的变化斜率K4，判断出继电器是否粘连故障；
其中，所述b点表示闭合预充继电器K1或主控继电器K2与负载的连接端。
进一步地，闭合预充继电器K1和主控继电器K2之前的检测，还包括：读取a点电压值Va1，判断Va1与电源电压是否一致，若不一致，则报电源电压异常故障；
其中，所述a点表示电源的正极。
进一步地，所述根据变化斜率K3判断出是预充继电器K1出现粘连故障还是主控继电器K2出现粘连故障，包括：提前计算出预充继电器K1和主控继电器K2单独闭合时的b点斜率；若变化斜率K3与预充继电器K1斜率相近或相同，则判断预充继电器K1粘连故障，否则判断主控继电器K2粘连故障。
进一步地，所述分析b点采样电压的变化斜率K4，判断出继电器是否粘连故障，包括：若b点电压值Vb3无变化，则判断预充继电器K1和主控继电器K2粘连故障，否则判断预充继电器K1和主控继电器K2正常工作。
进一步地，所述提前计算出预充继电器K1的b点斜率,包括：预充继电器K1根据控制命令执行闭合动作，***处于充电状态；此时，计算出电容的等效串联电阻：Req=R1//R2；
电容端等效电压：Veq=Va*R2/（R1+R2）；
电容充满电后的电压：Vb﹥99%Veq；
电容充满电后的时间：t=5Req*C；
电容充电斜率角度：θ=arctan（0.99Veq/t）；
通过斜率角度得出预充继电器K1的b点斜率。
进一步地，所述提前计算出主控继电器K2的b点斜率，包括：预充继电器K1根据控制命令执行断开动作，主控继电器K2根据控制命令执行闭合动作；该状态下电容直接与电源短路，此时a点电压Va等于b点电压Vb；电容充满电时间：t≈0；电容充电斜率角度：θ=arctan（∞）；通过斜率角度得出预充继电器K1的b点斜率。
本发明的继电器粘连检测方法，通过高压配电柜检测继电器两端电压的变化斜率，准确判断出继电器的粘连状态，及时汇报继电器的粘连情况，防止整车异常带电所带来的潜在安全隐患。
附图说明
图1为本发明一种继电器粘连检测方法的高压回路示意图；
图2为本发明继电器K1、K2单独闭合时b点斜率的曲线图；
图3为本发明一种继电器粘连检测方法的上下高压电示意图；
图4为本发明闭合继电器之前的检测方法流程图；
图5为本发明断开继电器之后的检测方法流程图；
图6为本发明判断继电器K1或K2粘连故障的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
图1是本发明实施例中电机控制器高压回路示意图，如图1所示，所述电路包括电源、与所述电源正极相连的主控继电器K2、负载和与所述主控继电器并联的电阻R1、预充继电器K1，所述负载为电容C和电阻R2组成的并联电路；
图2是本发明实施例中继电器K1、K2单独闭合时b点斜率的曲线图，当图1中的预充继电器K1闭合，且主控继电器K2断开时，电容C处于充电状态，此时的电容等效电阻：Req=R1//R2；
电容端等效电压：Veq=Va*R2/（R1+R2），其中Va为图1中a点电压值；
电容充满电后的电压：Vb﹥99%Veq；
电容充满电后的时间：t=5Req*C；因为电源Vu通过等效电阻Req给电容C充电，且电容初始电压为OV，则电容充电公式为：Vt= Vu * [1 – exp( -t/RC)]，其中Vt为任意时刻t时电容上的电压值；由上述公式可知，因为指数值只可能无限接近与0，但永远不会等于0，所述电容电量要完全充满需要无穷大的时间，所以：当t=Req*C时，Vt=Vu*[1 –0.37] =0.63Vu；以此类推，当t=5Req*C时，Vt=Vu*[1 –0.01]=0.99Vu；所以电容充满电所需时间为t=5Req*C。
电容充电斜率角度：θ=arctan（0.99Veq/t）；通过斜率角度得出预充继电器K1的b点斜率，并得到图2中的K1斜率曲线图。
当图1中的预充继电器K1断开，且主控继电器K2闭合时，电容直接与电源短路，此时Va=Vb；t≈0；该状态下电容充电斜率角度：θ = arctan(∞)；通过斜率角度得出主控继电器K2的b点斜率，并得到图2中的K2斜率曲线图。
完成所有的预充后，则进行断高压继电器检测，断开主控继电器K2，使所述继电器均断开，此时电容处于放电状态；电容等效电阻：Req= R2；
电容端等效电压：Veq=Va*R2/（R1+R2），其中Va为图1中a点电压值；
电容充满电后的电压：Vb﹤1%Veq；
电容充满电后的时间：t=5Req*C；因为电容充满电后，电容C会通过等效电阻Req放电，则任意时刻t，电容上的电压为：Vt= Vu * [1 – exp( -t/RC)]；与电容充电同理，当t=Req*C时，Vt= Vu*[1 –0.63] =0.37Vu；以此类推，当t=5Req*C时，Vt=Vu*[1 –0.99]=0.01Vu；所以电容放完电所需时间为t=5Req*C。
图3是本发明一种继电器粘连检测方法的上下高压电示意图，其中①曲线表示主控继电器K2直接闭合，电容处于充电状态时，Vb的电压曲线；②曲线表示预充继电器K1直接闭合，电容处于充电状态时，Vb的电压曲线；③曲线表示电容充满电后，继电器K1、K2粘连时，K1无法断开时，Vb的电压曲线；④曲线表示继电器K1、K2继电器正常时，主控继电器K2断开，电容处于放电状态时，Vb的电压曲线。
图4为本发明闭合继电器之前的检测方法流程图，包括如下步骤：
步骤S1，读取图1中a点的电压值Va1，判断Va1与电源电压是否一致；
若Va1与电源电压一致时，执行步骤S2：在限定时间内连续采样图1中b点的电压值Vb1；否则执行步骤S3：上报电源电压异常故障；
执行完步骤S2后，若电压值Vb1无变化，则执行步骤S4：判断预充继电器K1与主控继电器K2状态正常；否则执行步骤S5：计算出b点的变化斜率K3；
步骤S6：根据变化斜率K3，判断出是预充继电器K1粘连故障还是主控继电器K2粘连故障。
图5为本发明断开继电器之后的检测方法流程图，包括如下步骤：
步骤A1，读取图1中b点的电压值Vb2；
步骤A2，在限定时间内连续采样b点电压值Vb3，并计算出变化斜率K4；
步骤A3，分析b点变化斜率K4，因为此时K1、K2继电器控制信号已要求断开，若b点电压变化斜率K4如图3中的③曲线所示，则可判断继电器粘连故障。
图6为本发明如何判断继电器K1或K2粘连故障的流程图，包括如下步骤：
步骤S101，在闭合高压继电器之前先计算出如图2所示的预充继电器K1和主控继电器K2单独闭合时b点斜率的曲线示意图；
步骤S102，分析b点采样电压变化斜率K3，若此时b点变化斜率K3与图2中K1斜率相近或相同，则判断预充继电器K1粘连故障，若此时b点变化斜率K3与图2中K2斜率相同或相近，则判断主控继电器K2粘连故障。
本发明实施例的继电器粘连检测方法，通过高压配电柜监控继电器两端电压的变化戒律，准确判断出继电器的粘连状态，并及时汇报继电器的粘连情况，准确性和可靠性高，检测速度快。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；对于本技术领域的普通技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种继电器粘连检测方法，其特征在于：采用的继电器粘连检测电路包括电源、与所述电源正极相连的主控继电器K2、负载和与所述主控继电器并联的电阻R1、预充继电器K1，所述负载为电容C和电阻R2组成的并联电路；
所述方法包括如下步骤：
闭合预充继电器K1和主控继电器K2之前的检测：先在限定时间内连续采样b点电压值Vb1，若b点前后电压值Vb1无变化，则判断预充继电器K1和主控继电器K2状态正常；若b点电压值Vb1有变化，则计算出b点的变化斜率K3；并且根据变化斜率K3判断出是预充继电器K1出现粘连故障还是主控继电器K2出现粘连故障；
断开预充继电器K1和主控继电器K2之后的检测：首先读取b点电压值Vb2，并在限定时间内连续采样b点电压值Vb3，并计算出变化斜率K4，然后分析b点采样电压的变化斜率K4，判断出继电器是否粘连故障；
其中，所述b点表示闭合预充继电器K1或主控继电器K2与负载的连接端。
2.根据权利要求1所述的继电器粘连检测方法，其特征在于：闭合预充继电器K1和主控继电器K2之前的检测，还包括：读取a点电压值Va1，判断Va1与电源电压是否一致，若不一致，则报电源电压异常故障；
其中，所述a点表示电源的正极。
3.根据权利要求1所述的继电器粘连检测方法，其特征在于：所述根据变化斜率K3判断出是预充继电器K1出现粘连故障还是主控继电器K2出现粘连故障，包括：提前计算出预充继电器K1和主控继电器K2单独闭合时的b点斜率；若变化斜率K3与预充继电器K1斜率相近或相同，则判断预充继电器K1粘连故障，否则判断主控继电器K2粘连故障。
4.根据权利要求1所述的继电器粘连检测方法，其特征在于：所述分析b点采样电压的变化斜率K4，判断出继电器是否粘连故障，包括：若b点电压值Vb3无变化，则判断预充继电器K1和主控继电器K2粘连故障，否则判断预充继电器K1和主控继电器K2正常工作。
5.根据权利要求3所述的继电器粘连检测方法，其特征在于：所述提前计算出预充继电器K1的b点斜率,包括：预充继电器K1根据控制命令执行闭合动作，***处于充电状态；此时，计算出电容的等效串联电阻：Req=R1//R2；
电容端等效电压：Veq=Va*R2/（R1+R2）；
电容充满电后的电压：Vb﹥99%Veq；
电容充满电后的时间：t=5Req*C；
电容充电斜率角度：θ=arctan（0.99Veq/t）；
通过斜率角度得出预充继电器K1的b点斜率。
6.根据权利要求3所述的继电器粘连检测方法，其特征在于：所述提前计算出主控继电器K2的b点斜率，包括：预充继电器K1根据控制命令执行断开动作，主控继电器K2根据控制命令执行闭合动作；该状态下电容直接与电源短路，此时a点电压Va等于b点电压Vb；电容充满电时间：t≈0；电容充电斜率角度：θ=arctan（∞）；通过斜率角度得出预充继电器K1的b点斜率。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180109 |