繼電器控制端的電氣故障診斷方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明一種繼電器控制端的電氣故障診斷方法，包括：接收電池管理系統(tǒng)發(fā)送的控制指令；測量繼電器控制端的低端電壓；比較閾值電壓和低端電壓的大小，得到低端電壓信號；根據(jù)所述控制指令和所述低端電壓信號判斷所述繼電器控制端是否存在電氣故障：采用控制指令和低端電壓信號配合判斷繼電器控制端的工作是否正常，可提醒駕駛員及時對電池管理系統(tǒng)及繼電器進行維修，防止意外事故；也可方便對繼電器故障的診斷。另外本發(fā)明還提供了一種盤點繼電器控制端電氣故障的診斷裝置。
【專利說明】繼電器控制端的電氣故障診斷方法和裝置

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及繼電器【技術(shù)領域】，特別涉及一種繼電器控制端的電氣故障診斷方法；另外本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)前述繼電器控制端電氣故障診斷方法的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車是未來汽車行業(yè)的重要發(fā)展、升級領域，其通過內(nèi)部動力電池系統(tǒng)作為動力來源。電動汽車中的電池管理系統(tǒng)通過直接控制高壓繼電器的開閉間接控制電池的工作、輸出動力。
[0003]動力電池系統(tǒng)經(jīng)常受到高溫、振動、大電流沖擊，可能使得繼電器出現(xiàn)電氣故障，進而無法實現(xiàn)正常的操作。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中繼電器控制原理圖，其中電池管理系統(tǒng)13控制繼電器11的控制端的通斷電，繼而控制繼電器11的工作端的閉合和斷開實現(xiàn)主電路12的開閉。A端為繼電器11的低端、C端為繼電器11的高端，C端連接電源，AC之間為繼電器11的電磁線圈。當繼電器的A端對C端或?qū)Φ財嗦饭收蠒r，電池管理系統(tǒng)無法控制繼電器閉合導致無法輸出動力；當繼電器的A端對地短路故障時，電池管理系統(tǒng)無法控制繼電器斷開，導致電池能量浪費，可能影響車輛電池使用壽命；在極端情況下，當電池所有的繼電器控制端的A端對地短路時，短路線路存在高壓，可能導致人身傷害。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，對繼電器工作狀況的檢測無法明確為機械處故障還是控制端電氣故障，因此對其診斷和修理帶來困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中進行繼電器故障診斷時無法判斷控制端電氣故障的問題，本發(fā)明提供了一種繼電器控制端的電氣故障診斷方法，另外被發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)前述電氣故障診斷方法的裝置。
[0006]本發(fā)明一種繼電器控制端的電氣故障診斷方法，包括:
[0007]接收電池管理系統(tǒng)發(fā)送的控制指令；
[0008]測量所述繼電器控制端的低端電壓；
[0009]比較閾值電壓和所述低端電壓的大小，得到低端電壓信號；
[0010]根據(jù)所述控制指令和所述低端電壓信號判斷所述繼電器控制端是否存在電氣故障:
[0011]若所述控制指令為工作指令且所述低端電壓信號表示所述低端電壓小于閾值電壓，則所述繼電器控制端正常；
[0012]若所述控制指令為工作指令且所述低端電壓信號表示所述低端電壓大于所述閾值電壓，則所述繼電器控制端短路；
[0013]若所述控制指令為非工作指令且所述低端電壓信號表示所述低端電壓大于閾值電壓，則所述繼電器控制端正常；
[0014]若所述控制指令為非工作指令且所述低端電壓信號顯示所述低端電壓小于閾值電壓，則所述繼電器控制端斷路。
[0015]采用控制指令和低端電壓信號配合判斷繼電器控制端的工作是否正常，可提醒駕駛員及時對電池管理系統(tǒng)及繼電器進行維修，防止意外事故；也可方便對繼電器故障的診斷。
[0016]本發(fā)明還提供一種繼電器控制端的電氣故障診斷裝置，包括:
[0017]與繼電器控制端的低端連接的控制單元，用于接收電池管理系統(tǒng)發(fā)出的控制指令、控制所述繼電器控制端電路的開閉；
[0018]與繼電器控制端的低端相連的測量單元，用于測量繼電器控制端的低端電壓，得到低端電壓信號；
[0019]分別與控制單元和測量單元連接的判斷單元，所述判斷單元接收所述控制單元的控制指令和所述測量單元測量的低端電壓信號，判斷繼電器控制端是否出現(xiàn)故障；
[0020]若所述控制指令為工作指令且所述低端電壓信號表示所述低端電壓小于閾值電壓，所述繼電器控制端正常；
[0021]若所述控制指令為工作指令且所述低端電壓信號表示所述低端電壓大于所述閾值電壓，所述繼電器控制端短路；
[0022]若所述控制指令為非工作指令且所述低端電壓信號表示所述低端電壓大于閾值電壓，所述繼電器控制端正常；
[0023]若所述控制指令為非工作指令且所述低端電壓信號顯示所述低端電壓小于閾值電壓，則所述繼電器控制端斷路。
[0024]優(yōu)選的，所述控制單元包括MOS管，所述MOS管的漏極與所述繼電器控制端的低端連接。
[0025]優(yōu)選的，所述測量單元具有運算放大器，所述運算放大器的第一輸入端與所述繼電器控制端的低端連接，所述運算放大器的第二輸入端輸入閾值電壓信號。
[0026]優(yōu)選的，所述測量單元具有直流電流源，所述直流電流源的第一端接地；當檢測所述繼電器控制端的開路故障時，所述直流電流源的第二端連接所述繼電器控制端的低端。
[0027]優(yōu)選的，所述閾值電壓信號大小為1.25V。
[0028]優(yōu)選的，所述運算放大器的第一輸入端為正向輸入端，所述運算放大器的第二輸入端為反向輸入端。
[0029]優(yōu)選的，所述運算放大器的輸出電壓為0-5V。
[0030]優(yōu)選的，所述測量單元還包括與非門，運算放大器的輸出端與所述與非門的第一輸入端連接，所述與非門的第二輸入端輸入抗尖峰脈沖信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中繼電器控制原理圖；
[0032]圖2為本發(fā)明實施例一的判斷繼電器控制端電氣故障方法的流程圖；
[0033]圖3為本發(fā)明實施例二的電氣故障診斷裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明實施例二的電氣故障診斷裝置判斷繼電器控制端有無斷路故障時控制單元和測量單元的電路圖；
[0035]圖5為本發(fā)明實施例二判斷繼電器控制端無負載斷路故障時各信號的波形圖；
[0036]圖6為本發(fā)明實施例二判斷繼電器控制端負載斷路故障時各信號的波形圖；
[0037]圖7為本發(fā)明實施例二的電器故障診斷裝置判斷繼電器控制端有無短路時控制單元和測量單元的電路圖；
[0038]圖8為本發(fā)明實施例二判斷繼電器控制端無負載短路故障時各信號的波形圖；
[0039]圖9為本發(fā)明實施例二判斷繼電器控制端負載短路故障時各信號的波形圖。

【具體實施方式】
[0040]為使本領域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0041]實施例一:
[0042]圖2為本發(fā)明實施例一的判斷繼電器控制端電氣故障方法的流程圖。從圖2中可看出，為了診斷繼電器控制端是否具有電氣故障，包括以下步驟:
[0043]步驟21:接收電池管理系統(tǒng)發(fā)送的控制指令；
[0044]步驟22:測量繼電器控制端的低端電壓；
[0045]步驟23:比較閾值電壓和所述低端電壓的大小，得到低端電壓信號；
[0046]步驟24:根據(jù)控制指令和低端電壓信號判斷繼電器控制端是否存在電氣故障:
[0047]若控制指令為工作指令且低端電壓信號表示低端電壓小于閾值電壓，則繼電器控制端正常；
[0048]若控制指令為工作指令且低端電壓信號表示低端電壓大于閾值電壓，則繼電器控制端短路；
[0049]若控制指令為非工作指令且低端電壓信號表示低端電壓大于閾值電壓，則繼電器控制端正常；
[0050]若控制指令為非工作指令且低端電壓信號顯示低端電壓小于閾值電壓，則繼電器控制端斷路。
[0051]因繼電器控制端的高端連接電源，其高端電壓一直為電源輸出電壓，正常情況下繼電器控制端的低端因形成通路而電壓為0、因為斷路電壓為電源電壓；而閾值電壓是根據(jù)電路特性確定的數(shù)值為0V到電源輸出電壓之間的合理電壓，因此根據(jù)閾值電壓判斷輸出電壓的狀況得到低端電壓信號，利用低端電壓信號和控制指令結(jié)合判斷繼電器控制端是否具有電氣故障。
[0052]實施例二:
[0053]圖3為本發(fā)明實施例二的電氣故障診斷裝置結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例的控制單元31與繼電器控制端33的低端連接、接收電池管理系統(tǒng)發(fā)出的控制指令、控制繼電器控制端33的工作狀態(tài)；測量單元32可測量低端的低端電壓，根據(jù)低端電壓轉(zhuǎn)換為低端電壓信號；判斷單元34與控制單元31和測量單元32連接，根據(jù)控制指令類型和低端電壓信號綜合判斷繼電器控制端是否出現(xiàn)故障。
[0054]圖4為本發(fā)明實施例二的電氣故障診斷裝置判斷繼電器控制端有無斷路故障時控制單元和測量單元的電路圖。其中控制單元31包括MOS管311，此MOS管311的漏極與繼電器控制端33的低端A點連接；測量單元32包括運算放大器321、直流電流源322和與非門323。運算放大器321的正向輸入端連接繼電器控制端33的低端A點、反向輸入端輸入閾值電壓；與非門323的一個輸入端與運算放大器321的輸出端連接、另一輸入端輸入抗脈沖尖峰信號。繼電器控制端33的高端C點電壓為12V。運算放大器321的正向輸入端和直流電流源322的一端分別與繼電器控制端33的低端A連接，運算放大器321的反向輸入端輸入1.25V的閾值電壓。運算放大器321的輸出端電壓為0-5V。本實施例中與非門323的作用是通過輸入抗尖峰脈沖信號消除運算放大器輸出信號的尖峰脈沖，在其他實施例中可不設置與非門323。當然，從原理考慮，只要測得繼電器控制端33的低端電壓，就可將其提供至判斷單元34進行判斷，因此在其他實施例中也可不設置運算放大器321和直流電流源322。應當注意，本發(fā)明實施例中的運算放大器321的正向輸入端連接繼電器控制端33的低端、反向輸入端輸入閾值電壓；當然，在本發(fā)明的其他實施例中，也可調(diào)換。
[0055]圖5為本發(fā)明實施例二判斷繼電器控制端無負載斷路故障時各信號的波形圖。如繼電器控制端33無斷路故障，則控制指令由高電平轉(zhuǎn)為低電平時，MOS管311從導通狀態(tài)變?yōu)榉菍顟B(tài)，繼電器控制端33的低端A點電壓將由0V升至12V，如波形圖顯示，A點電壓經(jīng)過一定時間波動后穩(wěn)定在12V電壓。因此，運算放大器321的正向輸入端電壓大于閾值電壓，運算放大器321的輸出端輸出高電平，高電平與抗尖峰脈沖經(jīng)過與非門323計算后輸出高電平的低端電壓信號，判斷單元34根據(jù)高電平的低端電壓信號和工作指令判定繼電器控制端33無斷路故障。
[0056]圖6為本發(fā)明實施例二判斷繼電器控制端負載斷路故障時各信號的波形圖。如圖，繼電器控制端33存在斷路故障，則控制指令由高電平轉(zhuǎn)為低電平時，MOS管311從導通狀態(tài)變?yōu)榉菍顟B(tài)，繼電器控制端33的低端A點電壓理論上不變化。但由于電路本身特性，在直流電流源322作用下，經(jīng)過一段時間波動后繼電器控制端33的低端變?yōu)?V。運算放大器321的正向輸入端電壓小于閾值電壓，運算放大器321的輸出端輸出低電平至與非門電路323，與抗尖峰脈沖經(jīng)過與非門323計算后輸出低電平的低端電壓信號，判斷單元34根據(jù)低電平的低端電壓信號和工作指令判定繼電器控制端33存在斷路故障。
[0057]圖7為本發(fā)明實施例二的電器故障診斷裝置判斷繼電器控制端有無短路時控制單元和測量單元的電路圖。與圖4不同的是，短路故障無需采用電流源322，因此沒有將體現(xiàn)在圖中。
[0058]圖8為本發(fā)明實施例二判斷繼電器控制端無負載短路故障時各信號的波形圖。如圖，如繼電器控制端33無短路故障，則控制指令由低電平轉(zhuǎn)為高電平時，MOS管311從非導通狀態(tài)變?yōu)閷顟B(tài)，繼電器控制端33的低端A點電壓將由12V降至0V，如波形圖顯示，A點電壓經(jīng)過一定時間波動后穩(wěn)定在0V。因此，運算放大器321的正向輸入端電壓小于閾值電壓，運算放大器321的輸出端輸出低電平至與非門電路323、與非門計算后輸出高電平的低端電壓信號，判斷單元34根據(jù)高電平的低端電壓信號和工作指令判定繼電器控制端33無斷路故障。
[0059]圖9為本發(fā)明實施例二判斷繼電器控制端負載短路故障時各信號的波形圖。如圖，如繼電器控制端33存在短路故障，則控制指令由低電平轉(zhuǎn)為高電平時，M0S管311從非導通狀態(tài)變?yōu)閷顟B(tài)，繼電器控制端33的低端Α點理論電壓是12V，如波形圖顯示，A點電壓經(jīng)過一定時間波動后穩(wěn)定在12V。因此，運算放大器321的正向輸入端電壓大于閾值電壓，運算放大器321的輸出端輸出高電平至與非門電路323，與非門323輸出低電平的低端電壓信號，判斷單元34根據(jù)控制指令和低電平的低端電壓信號判定繼電器控制端存在斷路故障。
[0060]當然，在本發(fā)明的其他實施例中，控制繼電器控制端33開閉的控制單元31也可采用其他的控制元件，比如采用另一繼電器。從原理上分析，獲取繼電器控制端33的低端電壓或低端電壓信號也可采用其他類型的測量單元32。
[0061]從圖以上本發(fā)明實施例中的繼電器控制端電氣故障診斷方法和診斷裝置進行了詳細介紹。本文應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想，在不脫離本發(fā)明原理的情況下，還可對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種繼電器控制端的電氣故障診斷方法，其特征在于，包括: 接收電池管理系統(tǒng)發(fā)送的控制指令； 測量所述繼電器控制端的低端電壓； 比較閾值電壓和所述低端電壓的大小，得到低端電壓信號； 根據(jù)所述控制指令和所述低端電壓信號判斷所述繼電器控制端是否存在電氣故障:若所述控制指令為工作指令且所述低端電壓信號表示所述低端電壓小于閾值電壓，則所述繼電器控制端正常； 若所述控制指令為工作指令且所述低端電壓信號表示所述低端電壓大于所述閾值電壓，則所述繼電器控制端短路； 若所述控制指令為非工作指令且所述低端電壓信號表示所述低端電壓大于閾值電壓，則所述繼電器控制端正常； 若所述控制指令為非工作指令且所述低端電壓信號顯示所述低端電壓小于閾值電壓，則所述繼電器控制端斷路。
2.一種繼電器控制端的電氣故障診斷裝置，其特征在于，包括: 與繼電器控制端的低端連接的控制單元(311)，用于接收電池管理系統(tǒng)發(fā)出的控制指令、控制所述繼電器控制端(33)電路的開閉； 與繼電器控制端(33)的低端相連的測量單元(32)，用于測量繼電器控制端(33)的低端電壓，得到低端電壓信號； 分別與控制單元(31)和測量單元(32)連接的判斷單元(34)，所述判斷單元(34)接收所述控制單元(32)的控制指令和所述測量單元(32)測量的低端電壓信號，判斷繼電器控制端(33)是否出現(xiàn)故障: 若所述控制指令為工作指令且所述低端電壓信號表示所述低端電壓小于閾值電壓，所述繼電器控制端(33)正常； 若所述控制指令為工作指令且所述低端電壓信號表示所述低端電壓大于所述閾值電壓，所述繼電器控制端(33)短路； 若所述控制指令為非工作指令且所述低端電壓信號表示所述低端電壓大于閾值電壓，所述繼電器控制端(33)正常； 若所述控制指令為非工作指令且所述低端電壓信號顯示所述低端電壓小于閾值電壓，則所述繼電器控制端(33)斷路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣故障診斷裝置，其特征在于，所述控制單元(31)包括MOS管(311)，所述MOS管(311)的漏極與所述繼電器控制端(33)的低端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣故障診斷裝置，其特征在于，所述測量單元(32)具有運算放大器(321)，所述運算放大器(321)的第一輸入端與所述繼電器控制端(33)的低端連接，所述運算放大器(321)的第二輸入端輸入閾值電壓信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電氣故障診斷裝置，其特征在于，所述測量單元(32)具有直流電流源(322)，所述直流電流源(322)的第一端接地；當檢測所述繼電器控制端(33)的開路故障時，所述直流電流源(322)的第二端連接所述繼電器控制端(33)的低端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4述的電氣故障診斷裝置，其特征在于，所述閾值電壓信號大小為1.25Vo
7.根據(jù)權(quán)利要求4述的電氣故障診斷裝置，其特征在于，所述運算放大器的第一輸入端為正向輸入端，所述運算放大器的第二輸入端為反向輸入端。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電氣故障診斷裝置，其特征在于，所述運算放大器(321)的輸出電壓為0-5V。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電器故障診斷裝置，其特征在于，所述測量單元(32)還包括與非門(323)，運算放大器(321)的輸出端與所述與非門(323)的第一輸入端連接，所述與非門(323)的第二輸入端輸入抗尖峰脈沖信號。
【文檔編號】G01R31/02GK104483588SQ201410792350
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】劉冬群, 楊輝前, 姚振輝, 周安健, 蘇嶺, 鄧柯軍, 賀剛, 劉波 申請人:重慶長安汽車股份有限公司, 重慶長安新能源汽車有限公司