专利名称：直流供电系统接触器粘连检测装置、方法及电动车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动车辆技术领域，特别涉及一种直流供电系统接触器粘连检测方法及电动车辆。
背景技术：
在电动车辆中，接触器起着接通或断开直流电源与用电设备的作用，在接通或断开时可能发生直流接触器触头粘连故障，使得接触器触头无法断开，严重威胁到驾驶人员和整体车辆的安全。目前一般采用主接触器本身附带的微动开关进行粘连检测，该方法存在如下缺陷可选择的主接触器种类比较少，货源单一，而且规格比较高，成本高；外围电路接线复杂，降低了系统的可靠性；还需要占用额外的MCU接口及支撑电路。另一种采用较多的方法是通过检测主接触器触点两端的电压进行粘连检测，对于低压带可控预充电电路的系统，只能在系统电容组未充电之前进行，无法做到实时检测；对于低压带非可控预充电电路的系统，在进行粘连检测时，电容组可能预充电完成，此时触点两端的电压很低，很容易误判；另外，对于高压系统，由于隔离运放、分压电阻误差的原因， 会给触点两端的采样电路引入额外的随机误差，进而在批量生产时，会产生大批量的不合格产品。若采用高精度元件，会加大系统不必要的成本，而且收效甚微。
发明内容
本发明针对如上所述现有解决接触器触点粘连方法存在的问题，提出一种精度更高、适用性更强的检测接触器触电粘连的检测装置及检测方法，以及利用该装置和/或该方法的电动车辆，以避免由接触器粘连引起的设备损坏甚至人员伤害，提高接触器应用系统的可靠性。本发明是通过以下技术方案实现的直流供电系统接触器粘连检测装置，包括直流电源；接触器，连接直流电源及用电设备；和与接触器连接用于驱动用电设备的控制器，该控制器内包括通过接触器连接直流电源的电容组、与直流电源和电容组相连的预充电�？�、用于驱动接触器的驱动�？�、采集电容组信息的采集模块及主控�？镸CU ；所述控制器内还包括与所述电容组并联的放电机构，该放电机构受控于MCU。本发明还包括以下技术方案直流供电系统接触器粘连检测方法，系统控制器中包括电容组，其特征在于粘连检测步骤如下1)将接触器串联在直流电源与电容组并联的阳极支路中作为开关；2)系统控制器上电或接触器接到断开指令时，通过预充电使电容组电压升至近似等于直流电源电压；3)对电容组放电；4)检测电容组电压，将电容组电压与直流电源电压比较，若相对直流电源电压下降，则判断接触器粘连；若相对直流电源电压无变化，则判断接触器无粘连。为保证检测及后续使用功能的可靠性，步骤1与步骤2之间还可包括接触器线圈开路故障检测，若存在线圈开路故障则还包括故障处理或报警。步骤3中电容组的放电量设置为一个阈值范围，该阈值范围在(0.5 6)V。本发明还包括以下技术方案一种电动车辆，采用前述直流供电系统接触器粘连检测装置。一种电动车辆，采用前述任一种直流供电系统接触器粘连检测方法。本发明的有益效果在于同时适用于高压和低压系统，且不受接触器种类的限制，适用于各种容量、型号的接触器；可无需额外的接口电路，共用电源及电容电压的采样电路，仅利用直流供电系统中的控制器内部硬件资源即可实现，采用了最少的出线方式，接触器的连接只需两根导线， 使得整体检测系统结构简单，实现方便。对采样电路的精度要求较低，检测可靠，不会有误报现象。
图1为本发明直流供电系统接触器粘连检测装置结构示意图。图2为本发明直流供电系统接触器粘连检测方法实施例流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的描述如附图1，1是直流电源，2是接触器，3是控制器，4是预充电�？椋�5是电容组，6是放电机构，7是MCU，8是采集�？椋�9是驱动�？�。本实施例的一种直流供电系统接触器粘连检测装置，包括直流电源1、连接直流电源1及用电设备的接触器2及控制器3，控制器3用于驱动和控制用电设备，该控制器3 内包括通过接触器2连接直流电源1的电容组5、与直流电源1和电容组5相连的预充电�？�4、用于驱动接触器的驱动�？�9、采集电容组信息的采集�？�8及主控�？镸CU7，所述控制器3内还包括与所述电容组5并联的放电机构6，该放电机构6受控于MCU7。详细连接结构如下直流电源1正极接接触器2和预充电�？�4的一端，接触器2 和预充电�？�4的另一端共同连接到电容组5与放电机构6，电容组5与放电机构6的另一端接直流电源1的负极，电容组5通过采集�？�8连接至MCU7，MCU7连接预充电�？�4、放电机构6、及通过驱动�？�9连接接触器2，并向各�？榉⑺涂刂菩藕�。本实施例检测装置的工作原理是预充电�？�4受控于MCU7，控制器3先上电，控制器3内部的各个模块得电工作，MCU7控制预充电�？�4对电容组5进行预充电，当电容组5电压充至近似直流电源2电压时预充电完成。MCU7通过控制放电机构6对电容组5进行放电，放电量设置为一个阈值范围，本实施例中电容组5放电量的阈值范围在(0. 5 6) V。MCU7通过采集�？�8检测电容组5的电压值，与直流电源1的电压值比较，若较之电压下降阈值范围内的电压量则可判断接触器2 无粘连，若较之无变化则可判断接触器粘连，导致直流电源1的电压直接接至电容组上。在完成接触器吸合前的粘连检测后可根据需要通过MCU7控制接触器吸合工作， 当工作结束，需要断开连接，则MCU7控制接触器断开，此时需进行的接触器粘连检测原理同前。附图2是一种直流供电系统接触器粘连检测方法实施例流程图，用于接触器闭合前粘连检测，应用系统控制器中包括电容组，粘连检测过程如下控制器上电后，开始对电容组进行预充电，电容组电压充至接近直流电源电压值， 预充电过程完成。为保证检测及后续使用功能的可靠性，进行接触器线圈开路故障检测，若存在开路故障则进行报警或故障处理，若当前无线圈开路故障，则对电容进行放电。应保证电容电压下降量在阈值范围内，若电压放电量过�。裨蚩赡艿贾鹿收衔蟊�。采集电容组电压与直流电源电压进行比较，若发现电容电压有一定量下降，则接触器没有粘连，否则，判断接触器粘连。可以看到，只要接触器处于无吸合驱动状态，就能进行接触器粘连故障检测。综上所述，本发明的直流供电系统接触器粘连检测装置及直流供电系统接触器粘连检测方法只需通过电容组及放电机构即可实现接触器粘连故障检测，无需额外的电路支撑，同时适用于各种类型及各种容量的接触器，检测方法对于高压低压系统同样适用，接线简单，对采样电路的精度要求很低，稳定可靠，而且与有关的接触器故障检测例如接触器不吸合故障检测、过流检测等搭配在一起，提高了整个系统的保护等级。现有的电动汽车、公交车、叉车、牵引车、堆高车、代步车等电动车辆，一般都采用直流电源供电，采用电机驱动控制器驱动电机，而去的驱动控制器中普遍包括预充电电路及电容组，因此可采用前述直流供电系统接触器粘连检测装置及直流供电系统接触器粘连检测方法用于上述电动车辆的接触器粘连故障，可以更好地提高整体车辆的安全性能。
权利要求
1.直流供电系统接触器粘连检测装置，包括 直流电源；接触器，连接直流电源及用电设备；和与接触器连接用于驱动用电设备的控制器，该控制器内包括通过接触器连接直流电源的电容组、与直流电源和电容组相连的预充电�？�、用于驱动接触器的驱动�？�、采集电容组信息的采集模块及主控模块MCU ；其特征在于所述控制器内还包括与所述电容组并联的放电机构，该放电机构受控于MCU。
2.直流供电系统接触器粘连检测方法，系统控制器中包括电容组，其特征在于粘连检测步骤如下1)将接触器串联在直流电源与电容组并联的阳极支路中作为开关；2)系统控制器上电或接触器接到断开指令时，通过预充电使电容组电压升至近似等于直流电源电压；3)对电容组放电；4)检测电容组电压，将电容组电压与直流电源电压比较，若相对直流电源电压下降，则判断接触器粘连；若相对直流电源电压无变化，则判断接触器无粘连。
3.根据权利要求2所述的直流供电系统接触器粘连检测方法，其特征在于步骤1与步骤2之间还可包括接触器线圈开路故障检测及故障处理。
4.根据权利要求2所述的直流供电系统接触器粘连检测方法，其特征在于步骤3中电容组的放电量设置为一个阈值范围。
5.根据权利要求4所述的直流供电系统接触器粘连检测方法，其特征在于所述步骤3 中电容组放电量的阈值范围在(0. 5 6) V。
6.一种电动车辆，其特征在于采用权利要求1的直流供电系统接触器粘连检测装置。
7.一种电动车辆，其特征在于采用权利要求2至5的任一种直流供电系统接触器粘连检测方法。
全文摘要
本发明针对现有解决接触器触点粘连方法存在的问题，提出一种精度更高、适用性更强的直流电源系统接触器触电粘连的检测装置及检测方法，以及利用该装置和/或该方法的电动车辆。利用接触器所应用系统中的动力驱动控制器内部预充电�？榧暗缛葑椋酝ü哟テ饔胫绷鞯缭戳拥牡缛葑榻谐浞诺缂暗缪辜觳猓⒔觳饨峁冉侠词迪纸哟テ髡沉觳猓员苊庥山哟テ髡沉鸬纳璞杆鸹瞪踔寥嗽鄙撕Γ岣呓哟テ饔τ孟低车目煽啃浴�
文档编号G01R31/02GK102426319SQ20111027498
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日
发明者孙彦军, 陈华财 申请人:天津市松正电动汽车技术股份有限公司
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