CN108061853A - 电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***及方法，***包括监控模块和测控模块，测控模块的两端分别连接电动汽车直流充电主回路中的阳极功率开关和阴极功率开关两端，采集时检测主回路功率开关上、下端电压模拟量值；监控模块通过通信连接线连接测控模块，接收测控模块的采集信息，通过控制两个功率开关依次闭合、断开，根据反馈的电压模拟量值，判断是否发生功率开关触点粘连情况。

Description

电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***及方法

技术领域

本发明涉及一种电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***及方法。

背景技术

电动汽车充电行业中，由于充电电压较高，电流较大，接触器等功率开关在接通或断开瞬间，容易发生主触点粘连，严重威胁到人身和设备的安全。国标GB/T 18487.1-20157.1中明确指出，“模式4下，电动汽车应具备充电回路接触器粘连监测和告警功能，供电设备应具备供电回路接触器粘连监测和告警功能。”。

目前电动汽车充电行业内部，粘连检测方法主要有两种：一种是采用功率开关自身的辅助触点或微动开关进行检测，但可选的功率开关型号较少，检测准确度较低。另一种方法是外加其他的检测电路进行检测，该方法检测精度高，但成本较高、外部接线相对复杂。

中国专利ZL201110274981.5提出了一种直流供电***接触器粘连检测装置、方法及电动车辆。这种粘连检测装置自身电容组在充放电过程中会有一定的时间延时，不同电压等级的设备电压检测时需要延时的时间各不相同，导致批量生产时模拟量检测值会产生一定的误差，从而影响检测的准确性。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***及方法，本发明能够避免由于功率开关触点粘连而引起设备损坏或人员伤害，从而提高直流充电桩及***的稳定性及可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***，包括监控模块和测控模块，其中：所述测控模块采集时检测主回路的阳极和阴极功率开关上、下端电压模拟量值，所述监控模块接收测控模块的采集信息，控制两个功率开关依次闭合、断开，根据反馈的电压模拟量值，判断是否发生功率开关触点粘连。

进一步的，所述监控模块一端连接测控模块，另一端通过通信连接线连接直流充电的多个充电模块，控制各个充电模块启动、停止，接收充电模块上传的实时数据。

进一步的，通过闭合主回路中的一个功率开关，检测两个功率开关分别处以打开、关断状态以及主回路功率开关两端电压情况，根据功率开关辅助触点判断功率开关是否闭合，同时检测主回路功率开关两端电压的模拟量值。

进一步的，所述监控模块通过闭合某一功率开关，同时关断另一功率开关，根据功率开关打开、关断状态以及双路功率开关主触点两端的电压值，判断闭合的功率开关是否可控，未闭合的功率开关主触点是否粘连。

进一步的，所述测控模块电压检测电路，包括依次相连的电阻分压电路、参考电压电路、隔离电路以及模数转换电路，通过电平移位将输入电平提高，实现正负双向电压采集。

进一步的，所述通信连接线为CAN总线。

进一步的，所述***工作于电动汽车直流充电***启动充电模块之后，绝缘检测之前完成。

所述电动汽车直流充电主回路包括直流充电枪、正负充电总线和充电模块，所述充电模块连接正负充电总线，所述直流充电枪通过阳极功率开关、直流分流器连接正充电总线，直流充电枪通过阴极功率开关、直流熔断器连接负充电总线，正负充电总线之间设置有泄放回路。

进一步的，所述充电模块起机后，粘连检测过程中，测控模块依据功率开关主触点两端的电压值，判断出主回路中动力线及采集线是否反接，如果检测到有反接的情况，监控模块报警或进行故障处理。

电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测方法，包括以下步骤：

(1)启动充电模块，确定充电模块额定电压；

(2)检测功率开关下端电压值，如果下端电压为零或下端电压不等于额定电压，***报警或故障处理，否则，闭合阳极功率开关；

(3)检测功率开关上端电压值，如果有电压且上端电压值与下端电压值相同，则判断阴极功率开关触点粘连，***报警或故障处理；如果上端电压值为零，则断开阳极功率开关，闭合阴极功率开关；

(4)再次检测功率开关的上端电压值，如果有电压且上端电压值与下端电压值相同，则判断阳极功率开关触点粘连，***报警或故障处理；如果上端电压值为零，再次闭合阳极功率开关，完成粘连检测。

粘连检测完成，进行绝缘检测。

充电模块起机后，粘连检测过程中，测控模块依据功率开关主触点两端的电压值，判断出主回路中的连线是否反接。当采集线正极接到动力线负极，采集线负极接到动力线正极时，***检测电压为负值，则判定有反接的情况，监控模块报警或进行故障处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明针对电动汽车直流充电桩固有硬件资源提出，无需其他外部电路支撑，综合成本低；

(2)本发明嵌套在直流充电桩绝缘检测流程中，与传统的粘连检测方法相比，操作简单、稳定可靠，适用于不同电压等级的设备中，应用广泛；

(3)本发明中提到的测控模块，采用电阻分压，强弱电隔离的采集方式，通过电平移位将输入电平提高，实现了直流电压双向采集，量程宽、精度高，采集***可靠性强；

(4)本发明不受功率开关种类的限制，适用于各种容量型号的功率开关，既适用于直流***，又适用于交流***，同时又适用于交直流供电的电动汽车。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明的测控电路结构图；

图3是本发明的检测流程示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在粘连检测装置自身电容组在充放电过程中会有一定的时间延时，不同电压等级的设备电压检测时需要延时的时间各不相同，导致批量生产时模拟量检测值会产生一定的误差，从而影响检测的准确性的不足，粘连检测装置自身电容组在充放电过程中会有一定的时间延时，不同电压等级的设备电压检测时需要延时的时间各不相同，导致批量生产时模拟量检测值会产生一定的误差，从而影响检测的准确性。

一种典型实施方式，如图1所示，一种功率开关触点粘连检测方法，结合电动汽车直流充电桩硬件结构及工作流程提出，主要依托充电桩***中的监控模块、测控模块、多个充电模块、以及串联在主回路中的阳极功率开关QC1和阴极功率开关QC2等装置完成。

一种功率开关触点粘连检测方法，监控模块通过CAN总线与测控模块连接，下发命令控制整个装置内部相关开关的打开和关断，同时接收测控模块上传的模拟量、开关量信息。同时监控模块通过另一路CAN总线与充电机屏体内的多个充电模块连接，下发命令控制充电模块启动、停止，接收充电模块上传的实时数据。

直流充电桩在启动充电之前需要进行绝缘检测。本发明在***启动充电模块之后，绝缘检测之前完成。通过闭合主回路中的一个功率开关QC1，检测两个功率开关QC1、QC2打开、关断状态以及主回路功率开关两端电压情况，根据功率开关辅助触点判断功率开关是否闭合，同时检测主回路功率开关两端电压V1、V2具体模拟量值。根据功率开关打开、关断状态以及双路功率开关主触点两端的电压值，可判断闭合的功率开关QC1是否可控，未闭合的功率开关QC2主触点是否粘连。同上述方法一致，断开QC1，闭合QC2，可判断闭合的功率开关QC2是否可控，断开的功率开关QC1是否粘连。

如图2所示，测控模块电压检测电路，主要包括电阻分压电路、参考电压电路、强电、弱电隔离电路、以及模数转换电路。通过电平移位将输入电平提高，实现正负双向电压采集功能，量程宽，精度高。通过软件编码实现调零功能，且不增加采集电路的复杂性，电路结构简洁，容易实现。

充电模块起机后，粘连检测过程中，测控模块可依据功率开关主触点两端的电压值，判断出主回路中动力线及采集线是否反接，如果检测到有反接的情况，那么监控模块报警或进行故障处理。有效的提高了粘连检测***的稳定性与可靠性。

如图3所示，一种功率开关触点粘连检测方法，具体包括以下步骤：

(1)***启动充电，

(2)监控模块下发命令，启动充电模块，电压值为充电模块额定电压V。

(3)测控模块检测V1电压，如果V1＝0即无电压或V1≠V，***报警或故障处理；如果有电压且V1＝V，QC1闭合。

(4)测控模块检测V2电压值，如果有电压且V2＝V1，那么认为功率开关QC2触点粘连，***报警或故障处理；如果V2＝0即无电压，那么断开QC1，闭合QC2。

(5)模块再次检测V2电压值，如果有电压且V2＝V1，那么认为功率开关QC1触点粘连，***报警或故障处理；如果V2＝0即无电压，再次闭合QC1。

(6)粘连检测完成，***进行绝缘检测。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***，其特征是：包括监控模块和测控模块，所述测控模块采集时检测主回路的阳极和阴极功率开关上、下端电压模拟量值，所述监控模块接收测控模块的采集信息，控制两个功率开关依次闭合、断开，根据反馈的电压模拟量值，判断是否发生功率开关触点粘连。

2.如权利要求1所述的一种电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***，其特征是：所述监控模块一端连接测控模块，另一端通过通信连接线连接直流充电的多个充电模块，控制各个充电模块启动、停止，接收充电模块上传的实时数据。

3.如权利要求1所述的一种电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***，其特征是：通过闭合主回路中的一个功率开关，检测两个功率开关分别处以打开、关断状态以及主回路功率开关两端电压情况，根据功率开关辅助触点判断功率开关是否闭合，同时检测主回路功率开关两端电压的模拟量值。

4.如权利要求1所述的一种电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***，其特征是：所述监控模块通过闭合某一功率开关，同时关断另一功率开关，根据功率开关打开、关断状态以及双路功率开关主触点两端的电压值，判断闭合的功率开关是否可控，未闭合的功率开关主触点是否粘连。

5.如权利要求1所述的一种电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***，其特征是：所述测控模块电压检测电路，包括依次相连的电阻分压电路、参考电压电路、隔离电路以及模数转换电路，通过电平移位将输入电平提高，实现正负双向电压采集。

6.如权利要求2所述的一种电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***，其特征是：所述通信连接线为CAN总线。

7.如权利要求1所述的一种电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***，其特征是：所述***工作于电动汽车直流充电***启动充电模块之后，绝缘检测之前完成。

8.如权利要求1所述的一种电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***，其特征是：所述电动汽车直流充电主回路包括直流充电枪、正负充电总线和充电模块，所述充电模块连接正负充电总线，所述直流充电枪通过阳极功率开关、直流分流器连接正充电总线，直流充电枪通过阴极功率开关、直流熔断器连接负充电总线，正负充电总线之间设置有泄放回路。

9.如权利要求8所述的一种电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测***，其特征是：所述充电模块起机后，粘连检测过程中，测控模块依据功率开关主触点两端的电压值，判断出主回路中动力线及采集线是否反接，如果检测到有反接的情况，监控模块报警或进行故障处理。

10.电动汽车直流充电的功率开关触点粘连检测方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)启动充电模块，确定充电模块额定电压；

(2)检测功率开关下端电压值，如果下端电压为零或下端电压不等于额定电压，报警或故障处理；否则，闭合阳极功率开关；

(3)检测功率开关上端电压值，如果有电压且上端电压值与下端电压值相同，则判断阴极功率开关触点粘连，报警或故障处理；如果上端电压值为零，则断开阳极功率开关，闭合阴极功率开关；

(4)再次检测功率开关的上端电压值，如果有电压且上端电压值与下端电压值相同，则判断阳极功率开关触点粘连，报警或故障处理；如果上端电压值为零，再次闭合阳极功率开关，完成粘连检测。