继电器状态诊断电路的制作方法

1.本公开涉及动力电池包检测技术领域，具体地，涉及一种继电器状态诊断电路。


背景技术：

2.随着新能源企业行业的快速发展，新能源车辆技术以其低污染、低耗能的优势正获得飞速发展，与此同时市场上对电动车辆的安全性能要求也越来越高。无论是插电式混动或纯电动车辆，高压电池包都是其主要动力输出来源，其总电压一般比较高，有的可能达到千伏。
3.继电器是新能源汽车高压安全系统中的开关，是极其重要的安全器件。继电器在动作时可能发生粘连问题，影响整车和人员安全。另外，软件的不可靠也可能会导致电池管理系统(battery management system，bms)误报粘连问题。在车辆上电之前，也需确认好高压电池包中继电器的开闭状态，防止粘连导致的问题发生。


技术实现要素：

4.本公开的目的是提供一种简单且可靠性较高的继电器状态诊断电路。
5.为了实现上述目的，本公开提供一种继电器状态诊断电路，应用于动力电池包，所述动力电池包包括第一电池模组和第二电池模组，所述第一电池模组通过中间继电器与所述第二电池模组串联连接，在所述中间继电器闭合的情况下，所述第一电池模组和所述第二电池模组串联向外供电，所述电路包括：
6.模数转换模块，所述模数转换模块的输入端分别与第一节点、第二节点连接，所述第一节点为所述第一电池模组与所述中间继电器之间的节点，所述第二节点为所述第二电池模组与所述中间继电器之间的节点，所述模数转换模块用于分别将所述第一节点和所述第二节点的电压信号由模拟信号转换成数字信号；
7.信号产生模块，用于生成检测电压信号，所述信号产生模块的输出端与所述第一节点或所述第二节点连接；
8.比较电路，所述比较电路的输入端连接所述模数转换模块的输出端；
9.单片机，与所述比较电路的输出端连接，用于根据所述比较电路输出的电平信号确定诊断结果。
10.可选地，所述模数转换模块包括：
11.第一模数转换子模块，所述第一模数转换子模块的输入端与所述第一节点连接，所述第一模数转换子模块用于将所述第一节点的电压信号由模拟信号转换成数字信号；
12.第二模数转换子模块，所述第二模数转换子模块的输入端与所述第二节点连接，所述第二模数转换子模块用于将所述第二节点的电压信号由模拟信号转换成数字信号。
13.可选地，所述第一电池模组的正极接主正继电器，所述第二电池模组的正极通过第一继电器接主正继电器，所述第一电池模组的负极通过第二继电器接主负继电器，所述第二电池模组的负极接主负继电器，所述第一电池模组的负极通过所述中间继电器接所述
第二电池模组的正极。
14.可选地，所述比较电路为与门。
15.可选地，所述信号产生模块集成在电池管理系统bms中。
16.可选地，所述单片机集成在bms中。
17.可选地，所述电路还包括：
18.二极管，所述信号产生模块接所述二极管的正极，所述二极管的负极接所述第二节点。
19.可选地，所述电路还包括：
20.输出模块，与所述单片机连接，用于将所述单片机确定的诊断结果输出。
21.可选地，所述输出模块包括指示灯和/或蜂鸣器。
22.通过上述技术方案，无需高压上电，即可实时、安全、准确地诊断中间继电器的状态，判断中间继电器是否粘连，从硬件层面解决了软件方法中有可能出现的误报问题。本方案逻辑清晰，电路简单可靠，成本低，经济性强，检测周期较小。
23.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
24.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
25.图1是一示例性实施例提供的动力电池包的结构框图；
26.图2是一示例性实施例提供的继电器状态诊断电路的结构框图；
27.图3是另一示例性实施例提供的继电器状态诊断电路的结构框图；
28.图4是又一示例性实施例提供的继电器状态诊断电路的结构框图；
29.图5是又一示例性实施例提供的继电器状态诊断电路的结构框图。
具体实施方式
30.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
31.本方案应用于动力电池包中的继电器粘连状态的诊断。图1是一示例性实施例提供的动力电池包的结构框图。如图1所示，该动力电池包包括第一电池模组20和第二电池模组30。第一电池模组20的正极接主正继电器70，第二电池模组30的正极通过第一继电器50接主正继电器70，第一电池模组20的负极通过第二继电器60接主负继电器80，第二电池模组30的负极接主负继电器80，第一电池模组20的负极通过中间继电器40接第二电池模组30的正极。预充继电器90和预充电阻串联后与主正继电器70并联。
32.图1的动力电池包可以实现两种供电策略。1、依次闭合中间继电器40、主负继电器80、主正继电器70，其他继电器常开状态，可实现第一电池模组20和第二电池模组30串联的供电策略(例如，800v)；2、依次闭合第一继电器50、第二继电器60、主负继电器80、主正继电器70，其他继电器常开状态，可实现第一电池模组20和第二电池模组30并联的供电策略(例如，400v)。
33.上述的第一电池模组20、第二电池模组30以及中间继电器40之间的连接关系为本
领域技术人员所公知，因此，此处不再赘述。
34.可以理解的是，本公开不仅应用于包括两个电池模组的动力电池包，还可以应用于包括两个以上的多个电池模组的情况，此处不做限定。
35.图2是一示例性实施例提供的继电器状态诊断电路的结构框图。如图2所示，电路10可以包括模数转换模块1、信号产生模块2、比较电路3和单片机4。
36.模数转换模块1的输入端分别与第一节点、第二节点连接，第一节点为第一电池模组20与中间继电器40之间的节点，第二节点为第二电池模组30与中间继电器40之间的节点，模数转换模块1用于分别将第一节点和第二节点的电压信号由模拟信号转换成数字信号。
37.信号产生模块2用于生成检测电压信号，信号产生模块2的输出端与第一节点或第二节点连接(图2
‑
图5中均以与第二节点连接为例)；比较电路3的输入端连接模数转换模块1的输出端；单片机4和比较电路3的输出端连接，用于根据比较电路3输出的电平信号确定诊断结果。
38.通过上述技术方案，无需高压上电，即可实时、安全、准确地诊断中间继电器的状态，判断中间继电器是否粘连，从硬件层面解决了软件方法中有可能出现的误报问题。本方案逻辑清晰，电路简单可靠，成本低，经济性强，检测周期较小。
39.图3是另一示例性实施例提供的继电器状态诊断电路的结构框图。如图3所示，在图2的基础上，模数转换模块1可以包括第一模数转换子模块11和第二模数转换子模块12。
40.第一模数转换子模块11的输入端与第一节点连接，第一模数转换子模块11用于将第一节点的电压信号由模拟信号转换成数字信号；第二模数转换子模块12的输入端与第二节点连接，第二模数转换子模块12用于将第二节点的电压信号由模拟信号转换成数字信号。
41.该实施例中，可以分别为第一节点和第二节点单独设置专用的模数转换子模块，这样，使两个节点的模数转换不会互相影响，保证了信号的可靠性。
42.图4是又一示例性实施例提供的继电器状态诊断电路的结构框图。图4中，图4中示出了第一电池模组20和第二电池模组30之间为串联连接方式的等效电路图。如图4所示，第一电池模组20的正极通过一个熔断器连接主正继电器，第二电池模组30与中间继电器40之间也通过一个熔断器连接。第二电池模组30的负极连接主负继电器。第一模数转换子模块11的输入端与第一节点a连接，第二模数转换子模块12的输入端与第二节点b连接。
43.例如，比较电路3为与门。在车辆上电前，可以通过信号产生模块2(例如，从gpio)输出一个高电平，此时第二节点b处可采集到高电平，经过第二模数转换子模块12输出高电平；若中间继电器40粘连，则第一节点a处可采集到高电平，经过第一模数转换子模块11输出高电平；之后，比较电路3输出高电平，单片机4根据比较电路3输出的高电平判断中间继电器40为闭合状态，即粘连。反之，若中间继电器40不粘连，则第一节点a处采集到低电平，经过第一模数转换子模块11输出低电平；之后，比较电路3输出低电平，单片机4根据比较电路3输出的低电平判断中间继电器40为断开状态，即未粘连。
44.当单片机4判断中间继电器40为未粘连时，可通过bms控制闭合中间继电器40，以使动力电池包输出第一电池模组20、第二电池模组30串联后的电压。若比较电路3输出为低电平，则中间继电器40未闭合，原因可能是中间继电器40损坏，或者低压线圈供电不足，可
以人工调整低压线圈供电。若调整后比较电路仍输出电平，则可判断中间继电器40损坏。
45.当中间继电器40闭合后，可实时对第一节点a和第二节点b进行电压采集，若比较电路3输出为高电平，则判断中间继电器40为闭合状态。之后，依次闭合主负继电器和预充继电器，12v蓄电池通过dc/dc对高压母线进行预充电。预充完毕后，断开预充继电器，闭合主正继电器，完成上电过程。
46.在车辆下电过程中，也可通过单片机4采集到的数据进行各继电器(主正、主负继电器和预充继电器等)的开闭状态，能够确保实时、安全、准确地诊断。
47.其中，信号产生模块2可以集成在bms中，单片机4也可以集成在bms中。这样就节省了车内空间，也减小了产生通信故障的风险。
48.图5是又一示例性实施例提供的继电器状态诊断电路的结构框图。如图5所述，在图4的基础上，电路10还可以包括二极管5。信号产生模块2接二极管5的正极，二极管5的负极接第二节点b。二极管5为防反二极管，用于在信号产生模块2和第二节点b之间单向导通，防止反向电流流入信号产生模块2。
49.在图5中，电路10还可以包括输出模块6。输出模块6与单片机4连接，用于将单片机4确定的诊断结果输出。输出模块6可以包括指示灯和/或蜂鸣器。可以设置为在单片机4确定中间继电器40粘连的情况下输出提示消息，或者在中间继电器40断开的情况下输出提示消息，便于工作人员及时掌握故障情况。
50.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
51.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
52.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。