CN115308591A - 一种继电器的粘连及压差检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种继电器的粘连及压差检测电路，包括与充电端口连接的车载高压充电包、设于所述充电端口的正极处的正极继电器、以及设于所述充电端口的负极处的负极继电器，还包括设于所述充电端口与所述车载高压充电包之间的差分检测电路、切换所述差分检测电路检测状态的切换电路、以及控制所述切换电路工作状态的主控单元，所述主控单元与所述差分检测电路的输出端连接，且可根据所述差分检测电路的输出信号判断所述正极继电器以及所述负极继电器的状态。与现有技术相比，本发明能有效识别出继电器的粘连状态，且继电器的粘连检测不受外部电压影响，能有效判断继电器的状态。

Description

一种继电器的粘连及压差检测电路

技术领域

本发明涉及新能源汽车继电器领域，特别是一种继电器的粘连及压差检测电路。

背景技术

新能源汽车具有低能耗、轻污染等传统燃油汽车不可比拟的优点，可以改善能源紧缺与环境污染等问题，近年来新能源汽车在政府大力持续的扶持引领下取得了突出的成绩。新能源车辆的快速发展及普及，对充换电过程及整车的安全要求也越来越高越来越全面和系统；

新能源汽车上的继电器主要作用是控制主电源线的闭合或断开，以保护控制器和电机的安全，但是由于外部负载电流过大、吸合电压不稳定以及大负载分断等工况，继电器易发生粘连现象，而现有的继电器粘连检测技术及方法电路复杂、检测效率低、精度差、易受外部电压的影响而发生误检测等问题导致高压继电器粘连无法识别或误报故障，从而导致新能源汽车无法充电或者器件损坏。

因此，如何设计一种继电器的粘连及压差检测电路，能解决现有技术的不足之处，是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中，继电器粘连检测技术的检测效率低、精度差的问题，本发明提出了一种继电器粘连及压差检测电路。

本发明的技术方案为，提出了一种继电器粘连及压差检测电路，包括与充电端口连接的车载高压充电包、设于所述充电端口的正极处的正极继电器、以及设于所述充电端口的负极处的负极继电器，还包括设于所述充电端口与所述车载高压充电包之间的差分检测电路、切换所述差分检测电路检测状态的切换电路、以及控制所述切换电路工作状态的主控单元，所述主控单元与所述差分检测电路的输出端连接，且可根据所述差分检测电路的输出信号判断所述正极继电器以及所述负极继电器的状态。

进一步，所述差分检测电路包括：电阻R1A、电阻R2A、电阻R3A、电阻 R4A、电阻R5A、电阻R6A、电阻R1B、电阻R2B、电阻R3B、电阻R4B、电阻 R5B、电阻R6B、差分放大器U1；

所述电阻R3A的一端连接在所述正极继电器与所述车载高压电池包的正极之间、另一端串联电阻R4A后接地，所述电阻R3B的一端连接在所述正极继电器与所述车载高压电池包的正极之间、另一端串联电阻R4B后接地，所述电阻 R5A一端连接在所述充电端口的正极与所述正极继电器之间、另一端连接到所述切换电路的第一输入端，所述电阻R6A一端连接在所述充电端口的负极与所述负极继电器之间、另一端连接到所述切换电路的第二输入端，所述电阻R1A一端连接到所述切换电路的第一输出端、另一端串联电阻R2A后接地，所述电阻 R5B一端连接在所述正极继电器与所述车载高压电池包的正极之间、另一端连接到所述切换电路的第三输入端，所述电阻R6B一端连接在所述负极继电器与所述车载高压电池包的负极之间、另一端连接到所述切换电路的第四输入端，所述电阻R1B一端连接到所述切换电路的第二输出端、另一端串联电阻R2B后接地，所述差分放大器U1的同相输入端连接在所述电阻R1B与所述电阻R2B之间、反相输入端连接在所述电阻R1A与所述电阻R2A之间、输出端连接到所述主控单元。

进一步，还包括与所述差分检测电路连接的偏置电压给定电路，所述偏置电压给定电路包括电阻R7A、电阻R7B；

所述电阻R7A的一端连接偏置电源、另一端串联所述电阻R7B后接地，所述电阻R7A与所述电阻R7B之间电压作为偏置电压，所述差分放大器U1的同相输入端还连接在所述电阻R7A与所述电阻R7B之间以获取所述偏置电压。

进一步，所述电阻R7A与所述电阻R7B的阻值相同。

进一步，所述切换电路包括继电器RLY1、继电器RLY2A、继电器RLY2B；

所述继电器RLY2A的第一动端作为所述切换电路的第一输入端与所述差分检测电路连接、第二动端作为所述切换电路的第二输入端与所述差分检测电路连接、不动端连接到所述继电器RLY1的第一端，所述继电器RLY1的第二端作为所述切换电路的第一输出端与所述差分检测电路连接，所述继电器RLY2B的第一动端作为所述切换电路的第三输入端与所述差分检测电路连接、第二动端作为所述切换电路的第四输入端与所述差分检测电路连接、不动端作为所述切换电路的第二输出端与所述差分检测电路连接。

进一步，还包括与所述差分检测电路以及所述主控单元连接的供电电路，所述供电电路包括辅助源转换电路以及电压转换电路，所述供电电路在接收到所述主控单元发出的唤醒信号时，给所述差分检测电路中的差分放大器U1供电。

进一步，所述主控单元还连接到车载系统的电池管理系统，并可根据所述电池管理系统发出的控制指令，调节所述正极继电器、负极继电器、以及所述切换电路的导通状态。

进一步，当所述继电器RLY1断开时，所述主控单元控制所述供电电路处于休眠状态，且所述差分检测电路工作于默认状态；

当所述继电器RLY1闭合，且所述继电器RLY2A的不动端连接到其第一动端，所述继电器RLY2B的不动端连接到其第一动端时，所述主控单元控制所述供电电路处于唤醒状态，且所述差分检测电路工作于正极继电器粘连检测状态；

当所述继电器RLY1闭合，且所述继电器RLY2A的不动端连接到其第二动端，所述继电器RLY2B的不动端连接到其第二动端时，所述主控单元控制所述供电电路处于唤醒状态，且所述差分检测电路工作于负极继电器粘连检测状态。

进一步，当所述继电器RLY1、负极继电器闭合，正极继电器断开，且所述继电器RLY2A的不动端连接到其第一动端，所述继电器RLY2B的不动端连接到其第一动端时，所述主控单元控制所述供电电路处于唤醒状态，且所述差分检测电路工作于压差检测状态。

进一步，当所述差分检测电路工作于正极继电器粘连检测状态，且所述差分检测电路的输出信号的电压等于偏置给定电压时，所述正极继电器粘连；

当所述差分检测电路工作于负极继电器粘连检测状态，且所述差分检测电路的输出信号的电压等于偏置给定电压时，所述负极继电器粘连；

当所述差分检测电路工作于压差检测状态时，所述差分检测电路的输出信号的电压大小与所述偏置给定电压的差，通过一定的数值转换即为所述充电端口与所述车载高压电池包之间的压差。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

1、本发明采用一组关联动作继电器、相关采样电阻以及运放构成惠斯通电桥的电路形式，增加了电路检测精度和效率，微小的压差变化也能被识别并判断；

2、本发明在不进行继电器粘连和压差检测时，处于默认不检测状态，此时压差检测电路处于休眠状态，能有效减小新能源汽车的静态电流损耗；

3、本发明在进行继电器的粘连和压差检测时，不会受到充电桩的残压或者车载高压充电包上电压的影响，能有效避免外部电压对继电器状态判断的影响，在各种电压调节下都能有效识别出继电器的状态，有效保护继电器和电机不受损坏；

4、本发明的压差检测电路中采用了一组关联的动作继电器，其中一个继电器发生故障时，不会影响另外一个继电器的判断，两个继电器的状态判断相互独立，不受影响；

5、本发明在继电器闭合前检测继电器两端的压差，当继电器两端的压差低于一定阈值后，再闭合高压继电器，能有效减小高压继电器闭合瞬间产生的冲击电流，保护控制器和电机不受损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的工作原理图；

图2为本发明工作于默认状态下的连接示意图；

图3为本发明工作于负极继电器粘连检测状态下的连接示意图；

图4为本发明工作在正极继电器粘连检测状态下的连接示意图；

图5为本发明工作在压差检测状态下的连接示意图；

图6为本发明在模拟负极继电器不同阻抗时的输出结果；

图7为本发明在模拟正极继电器不同阻抗时的输出结果；

图8为本发明模拟充电端口与车载高压电池之间不同压差时的输出结果；

图9为本发明整体的控制流程图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

现有的继电器粘连检测技术中电路复杂、检测效率低、精度差、易受外部电压的影响而发生误检测等问题导致继电器粘连无法识别或误报故障，从而导致新能源汽车无法充电或者器件损坏。本发明的思路在于，设计一种继电器的粘连及压差检测电路，采用一组关联动作继电器、相关采样电路以及运放构成惠斯通电桥的电路形式，增加电路检测精度和效率，降低误检测问题的发生。

本发明提出的继电器的粘连及压差检测电路，包括与充电端口连接的车载高压充电包、设置在充电端口的正极处的正极继电器、以及设置在充电端口的负极处的负极继电器，在通过充电端口对车载高压充电包进行充电时，闭合正极继电器以及负极继电器即可使充电端口与车载高压电池包构成回路，进而进行充电动作。

为检测正极继电器以及负极继电器是否发生粘连问题，本发明在充电端口与车载高压充电包之间设置有差分检测电路、切换差分检测电路检测状态的切换电路、以及控制切换电路工作状态的主控单元。

其中，差分检测电路在正极继电器和负极继电器的不同状态下，能够输出不同的电压信号给主控单元，主控单元能根据该电压信号确定正极继电器以及负极继电器是否发生粘连问题。此外，根据不同情况下的使用需求，本发明的差分检测电路能够兼备有默认状态，不进行检测，使差分检测电路处于休眠状态，减小静态电流损耗；

正极继电器粘连检测状态，通过差分检测电路的输出电压，判断正极继电器是否发生粘连问题；

负极继电器粘连检测状态，通过差分检测电路的输出电压，判断负极继电器是否发生粘连问题；

压差检测状态，通过差分检测电路的输出电压，判断正极继电器或负极继电器两端的压差，避免继电器闭合瞬间产生的冲击电流，保护控制器和电机不受损坏。

其各种状态之间的切换通过切换电路实现，切换电路由主控单元控制，即本发明能够在主控单元的控制下，切换差分检测电路的工作状态，从而满足各种检测需求。

请参见图1，差分检测电路包括：电阻R1A、电阻R2A、电阻R3A、电阻 R4A、电阻R5A、电阻R6A、电阻R1B、电阻R2B、电阻R3B、电阻R4B、电阻 R5B、电阻R6B、差分放大器U1；

其中，电阻R3A的一端连接在正极继电器与车载高压电池包的正极之间、另一端串联电阻R4A后接地，电阻R3B的一端连接在正极继电器与车载高压电池包的正极之间、另一端串联电阻R4B后接地，电阻R5A一端连接在充电端口的正极与正极继电器之间、另一端连接到切换电路的第一输入端，电阻R6A一端连接在充电端口的负极与负极继电器之间、另一端连接到切换电路的第二输入端，电阻R1A一端连接到切换电路的第一输出端、另一端串联电阻R2A后接地，电阻R5B一端连接在正极继电器与车载高压电池包的正极之间、另一端连接到切换电路的第三输入端，电阻R6B一端连接在负极继电器与车载高压电池包的负极之间、另一端连接到切换电路的第四输入端，电阻R1B一端连接到切换电路的第二输出端、另一端串联电阻R2B后接地，差分放大器U1的同相输入端连接在电阻R1B与电阻R2B之间、反相输入端连接在电阻R1A与电阻R2A之间、输出端连接到主控单元。

切换电路包括继电器RLY1、继电器RLY2A、继电器RLY2B；

其中，继电器RLY2A的第一动端作为切换电路的第一输入端与差分检测电路连接、第二动端作为切换电路的第二输入端与差分检测电路连接、不动端连接到继电器RLY1的第一端，继电器RLY1的第二端作为切换电路的第一输出端与差分检测电路连接，继电器RLY2B的第一动端作为切换电路的第三输入端与差分检测电路连接、第二动端作为切换电路的第四输入端与差分检测电路连接、不动端作为切换电路的第二输出端与差分检测电路连接。

请参见图1，车载高压充电包为Battery，正极继电器为继电器RLY_QC+，负极继电器为继电器RLY_QC-，QC+作为充电端口的正极，QC-作为充电端口的负极，本发明中，通过调节继电器RLY1、继电器RLY2A、继电器RLY2B的导通状态，能够切换差分放大器的同相输入端和反相输入端的接入电压，进而用于确定继电器RLY_QC+和继电器RLY_QC-是否发生粘连问题。

如图3中，当继电器RLY1闭合、继电器RLY2A和继电器RLY2B的不动端连接到其第二动端时，差分放大器U1的反相输入端通过电阻R1A和电阻R2A 取电，接入的是充电端口负极的电压，同相输入端通过电阻R1B和电阻R2B取电，接入的是负极继电器朝向车载高压电池包负极一侧的电压，若负极继电器发生粘连问题，其负极继电器两端的电压相同，该情况下，通过检测差分放大器 U1的输出电压，能够确定出负极继电器是否发生粘连问题；

如图4中，当继电器RLY1闭合、继电器RLY2A和继电器RLY2B的不动端连接到其第一动端时，差分放大器U1的反相输入端通过电阻R1A和电阻R2A 取电，接入的是充电端口正极的电压，同相输入端通过电阻R1B和电阻R2B取电，接入的是正极继电器朝向车载高压电池包正极一侧的电压，若正极继电器发生粘连问题，其正极继电器两端的电压相同，该情况下，通过检测差分放大器 U1的输出电压，能够确定出负极继电器是否发生粘连问题。

如图5中，当继电器RY1、继电器RLY_QC-闭合、继电器RLY2A和继电器 RLY2B的不动端连接到其第一动端时，差分放大器U1的反相输入端通过电阻 R1A和电阻R2A取电，接入的是正极继电器朝向充电端口的正极的电压，同相输入端通过电阻R1B和电阻R2B取电，接入的是正极继电器朝向车载高压电池包正极一侧的电压，即差分放大器U1的同相输入端和反相输入端的接入电压，分别为正极继电器两端电压，该情况下，通过检测差分放大器U1的输出电压，能够确定正极继电器两端的压差。

即本发明中通过上述差分检测电路以及切换电路的设置，能够实现正极继电器以及负极继电器的粘连以及压差检测。

为便于判断正极继电器以及负极继电器的状态，本发明还设置有偏置电压给定电路，其由电阻R7A和电阻R7B组成，其中电阻R7A的一端连接偏置电源、另一端串联电阻R7B后接地，电阻R7A与电阻R7B之间电压作为偏置电压，差分放大器U1的同相输入端连接在电阻R7A与电阻R7B之间以获取偏置电压。

通过该设置方式，能够给差分放大器U1的同相输入端给定一个偏置电压，若检测时正极继电器或负极继电器出现粘连问题，该情况下差分放大器U1的同相输入端和反相输入端通过差分检测电路获取的电压相同，若不增设一个偏置电压，通过差分放大器U1后将无法检测到电压输出。而本发明通过偏置电压给定电路的设置，会使得差分放大器U1的同相输入端额外增加一个偏置电压，即可以根据差分放大器U1最后的输出电压是否等于该偏置电压，即可确定正极继电器或者负极继电器是否发生粘连问题，整体检测更加直观方便。

进一步的，为更准确的确定偏置电压的大小，本发明中将电阻R7A的阻值与电阻R7B的阻值设置相同，该情况下，偏置电压的大小即可确定为偏置电源的一半，更容易确定。

由于电阻R7A和电阻R7B处于串联关系，根据串联分压，电阻R7A与电阻 R7B之间的电压应该为(VREF*R7B)/(R7A+R7B)，在本发明其他实施例中，还可以调节电阻R7A与电阻R7B的比值，以调节不同的偏置电压给差分放大器 U1。

本发明在差分检测电路以及主控电路之间设有供电电路，其供电电路包括辅助源转换电路以及电压转换电路，其供电电路只有在接收到主控单元发出的唤醒信号时，才会触发并给差分放大器U1供电。

如图1中，辅助源转换电路为辅助源(U3)、电压转换电路为LDO(U4)，主控单元为MCU，其辅助源转换电路通过主控单元发出的信号S1唤醒，在辅助源转换电路被唤醒后，其会控制电压转换电路工作，并为电压转换电路进行供电，以保证差分检测电路的正常运行。

其中，主控单元还连接到车载系统的电池管理系统，电池管理系统会根据其自身需求发出相应的控制指令，使差分检测电路工作在休眠模式、正极继电器粘连检测模式、负极继电器粘连检测模式、以及压差检测模式下，其主控单元还分别连接到继电器RLY1、继电器RLY2A、继电器RLY2B，用于控制继电器RLY1、继电器RLY2A、继电器RLY2B的状态。

如图1，电池管理系统为BMS，其可以根据需求发出控制指令K1给主控单元，主控单元根据控制指令K1会下发各继电器的控制信号，其信号S2作为RLY1 控制信号，用于控制继电器RLY1的通断状态，信号S3作为RLY2控制信号，用于分别控制继电器RLY2A和继电器RLY2B的不动端连接到第一动端或第二动端，信号S4作为RLY_QC-控制信号，用于控制继电器RLY_QC-的通断状态，信号 S5作为RLY_QC+控制信号，用于控制继电器RLY_QC-的通断状态，主控单元根据电池管理系统下发的控制指令K1，发出不同的控制信号，可以用于实现正极继电器或负极继电器的粘连以及压差检测功能。

其中，继电器RLY1可以设置为常开继电器，当主控单元接收到电池管理系统发出的控制指令K1时，主控单元向继电器RLY1发出一高电平信号，进而闭合继电器RLY1，继电器RLY2A和继电器RLY2B可以设置为常闭继电器，且常闭状态下不动端与第二动端连接，在主控单元接收到电池管理系统发出的控制指令时，主控单元向继电器RLY2A、继电器RLY2B发出高电平信号，使继电器继电器RLY2A、继电器RLY2B的不动端连接到第一动端，从而实现上述各检测状态的控制。

请参见图2，当继电器RLY1断开时，主控单元控制供电电路处于休眠状态，差分检测电路工作于默认状态。

该状态下，主控单元未接收到电池管理系统发出的控制指令K1，主控单元发出的信号S2、信号S3、信号S4、信号S5均处于低电平状态，此时继电器RLY1、继电器RLY_QC-、继电器RLY_QC+断开，继电器RLY2A和继电器RLY2B处于默认状态，主控单元通过S1信号控制辅助源转换电路休眠，此时电压转换电路停止供电，整个检测系统处于休眠状态，尽可能的减小系统的静态电流损耗；

请参见图3，当继电器RLY1闭合，且继电器RLY2A的不动端连接到其第二动端，继电器RLY2B的不动端连接到其第二动端时，主控单元控制供电电路处于唤醒状态，且差分检测电路工作于负极继电器粘连检测状态。

该状态下，主控单元接收到整车的电池管理系统发出的检测继电器 RLY_QC-粘连的控制指令K1，主控单元先通过S1信号唤醒辅助源转换电路，从而使电压转换电路开始供电，同时通过信号S2、信号S3使继电器RLY1处于闭合状态，继电器RLY2A和继电器RLY2B的不动端连接到其第二动端，系统进入继电器RLY_QC-粘连检测状态。

若继电器RLY_QC-处于粘连状态，则继电器RLY_QC-的阻抗很小，此时继电器RLY_QC-近似短路状态，继电器RLY_QC-两端的电压相同，差分放大器U1 的同相输入端从电阻R1A和电阻R2A之间获取的电压等于其反相输入端从电阻 R1B和电阻R2B获取的电压，由于差分放大器U1的同相输入端还额外接入了偏置电压，本发明中偏置电源为5V，电阻R7A和电阻R7B阻值相同，偏置电压为2.5V，因此继电器RLY_QC-粘连状态下，差分放大器U1会输出2.5V的电压，即偏置给定电压；

反之，当继电器RLY_QC-处于非粘连状态时，继电器RLY_QC-的阻抗很大，此时继电器RLY_QC-近似开路状态，差分放大器U1反相输入端通过电阻R1A 和电阻R2A获取的电压与同相输入端通过电阻R1B和电阻R2B获取的电压存在一定的差值，此时差分放大电路的输出电压等于偏置给定电压加上差分放大电压，因此该情况下差分放大器输出的电压会高于偏置电压2.5V。

即在负极继电器粘连检测状态下，若差分放大器U1的输出信号的电压等于偏置给定电压时，判定为继电器RLY_QC-粘连，若差分放大器U1的输出信号的电压大于偏置给定电压时，判定为继电器RLY_QC-未粘连。

请参见图6，车载高压充电包为典型的250V、300V、500V，当继电器RLY_QC- 处于粘连状态时，差分放大器U1的输出信号的电压大小为偏置电压2.5V，当继电器RLY_QC-处于非粘连状态时，差分放大器U1的输出信号的电压大小远大于偏置电压2.5V，通过结果可知，车载高压充电包的电压不会影响继电器RLY_QC- 的粘连检测。

请参见图4，当继电器RLY1闭合，且继电器RLY2A的不动端连接到其第一动端，继电器RLY2B的不动端连接到其第一动端时，主控单元控制供电电路处于唤醒状态，且差分检测电路工作于正极继电器粘连检测状态；

该状态下，主控单元接收到整车的电池管理系统发出的检测继电器 RLY_QC+粘连的控制指令K1，主控单元先通过S1信号唤醒辅助源转换电路，从而使电压转换电路开始供电，同时通过信号S2、信号S3使继电器RLY1处于闭合状态，继电器RLY2A和继电器RLY2B的不动端连接到其第一动端，系统进入继电器RLY_QC+粘连检测状态。

若继电器RLY_QC+处于粘连状态，则继电器RLY_QC+的阻抗很小，此时继电器RLY_QC+近似短路状态，继电器RLY_QC+两端的电压相同，差分放大器U1同相输入端从电阻R1A和电阻R2A之间获取的电压等于其反相输入端从电阻R1B和电阻R2B获取的电压，由于差分放大器U1的同相输入端还额外接入了偏置电压，本发明中偏置电源为5V，电阻R7A和电阻R7B阻值相同，偏置电压为2.5V，因此继电器RLY_QC-粘连状态下，差分放大器会输出2.5V的电压，即偏置给定电压；

反之，当继电器RLY_QC+处于非粘连状态时，继电器RLY_QC+的阻抗很大，此时继电器RLY_QC+近似开路状态，差分放大器U1反相输入端通过电阻 R1A和电阻R2A获取的电压与同相输入端通过电阻R1B和电阻R2B获取的电压存在一定的差值，此时差分放大电路的输出电压等于偏置给定电压减去差分放大电压，因此该情况下差分放大器U1输出的电压会低于偏置电压2.5V。

即在正极继电器粘连检测状态下，若差分放大器U1的输出信号的电压等于偏置给定电压时，判定为继电器RLY_QC+粘连，若差分放大器U1的输出信号的电压小于偏置给定电压时，判定为继电器RLY_QC+未粘连。

请参见图7，车载高压充电包为典型的250V、300V、500V，当继电器RLY_QC+ 处于粘连状态时，差分放大器U1的输出信号的电压大小为偏置电压2.5V，当继电器RLY_QC+处于非粘连状态时，差分放大器U1的输出信号的电压大小远小于偏置电压2.5V，通过结果可知，车载高压充电包的电压不会影响继电器 RLY_QC+的粘连检测。

请参见图5，当继电器RLY1、继电器RLY_QC-闭合，继电器RLY_QC+断开，且继电器RLY2A的不动端连接到其第一动端，继电器RLY2B的不动端连接到其第一动端时，主控单元控制供电电路处于唤醒状态，且差分检测电路工作于压差检测状态。

该状态下，整个电路会形成两个供电回路，差分放大器U1的同相输入端通过电阻R1B和电阻R2B获取到车载高压充电包正极的电压、反相输入端通过电阻R1A和电阻R2A获取到车载高压充电包正极的电压，因此该情况下差分放大器U1的输出信号的电压即可表示充电端口与车载高压电池包之间的压差，即继电器RLY_QC+两端压差，又由于差分放大器U1的同相输入端接入了偏置电压，因此差分放大器U1的输出信号的电压大小与偏置电压的差，通过一定的数值转换即为充电端口与车载高压电池包之间的压差。

请参见图8，充电端口与车载高压电池包之间的电压存在一定的压差时，差分放大器的输出电压是线性变化的，对应主控单元读取到的电压信号也是变化的，因此通过读取实时的电压采样信号，能判断出继电器两端的压差，通过设定一定的判断范围，根据不同的继电器参数设定继电器闭合条件，能有效减小继电器闭合瞬间产生的冲击电流。

本发明中，根据继电器的规格参数选择在继电器两端压差大于5V时，上报压差故障不闭合继电器RLY_QC+，继电器RLY_QC+两端压差小于5V时，正常闭合继电器RLY_QC+。

这里由于冲击电流通过充电端口的正极发出，因此是通过闭合继电器 RLY_QC-来进行压差判断，在不考虑冲击电流的情况下，也可以通过闭合继电器 RLY_QC+、继电器RLY1，将继电器RLY2A、继电器RLY2B的不动端连接到第二动端获取继电器RLY_QC-两端压差，其工作原理与继电器RLY_QC+两端压差获取时相同，故不再赘述。

请参见图9，本发明整体的控制流程主要分为4个阶段，触发阶段、控制和粘连检测阶段、压差检测阶段、状态上报阶段。

触发阶段：用于判断继电器的控制指令，决定是否进入粘连检测状态；

控制和粘连检测阶段：根据继电器的控制指令进行相应的粘连检测判断，如果接收到的是继电器的闭合指令，则直接进入粘连状态检测；如果接收到的是继电器的断开指令，则先控制断开继电器再进行继电器的粘连状态检测；

压差检测阶段：当继电器需要闭合且已完成粘连检测无故障后，进行压差检测，根据压差检测的状态决定是否闭合继电器RLY_QC+；

状态上报阶段：根据请求的状态和检测到的状态上报继电器状态(断开、闭合、故障)，根据控制状态上报继电器状态(断开、闭合)。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

1、本发明采用一组关联动作继电器、相关采样电阻以及运放构成惠斯通电桥的电路形式，增加了电路检测精度和效率，微小的压差变化也能被识别并判断；

2、本发明在不进行继电器粘连和压差检测时，处于默认不检测状态，此时压差检测电路处于休眠状态，能有效减小新能源汽车的静态电流损耗；

3、本发明在进行继电器的粘连和压差检测时，不会受到充电桩的残压或者车载高压充电包上电压的影响，能有效避免外部电压对继电器状态判断的影响，在各种电压调节下都能有效识别出继电器的状态，有效保护继电器的电机不受损坏；

4、本发明的压差检测电路中采用了一组关联的动作继电器，其中一个继电器发生故障时，不会影响另外一个继电器的判断，两个继电器的状态判断相互独立，不受影响；

5、本发明在继电器闭合前检测继电器两端的压差，当继电器两端的压差低于一定阈值后，再闭合高压继电器，能有效减小高压继电器闭合瞬间产生的冲击电流，保护控制器和电机不受损坏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种继电器的粘连及压差检测电路，包括与充电端口连接的车载高压充电包、设于所述充电端口的正极处的正极继电器、以及设于所述充电端口的负极处的负极继电器，其特征在于，还包括设于所述充电端口与所述车载高压充电包之间的差分检测电路、切换所述差分检测电路检测状态的切换电路、以及控制所述切换电路工作状态的主控单元，所述主控单元与所述差分检测电路的输出端连接，且可根据所述差分检测电路的输出信号判断所述正极继电器以及所述负极继电器的状态。

2.根据权利要求1所述的粘连及压差检测电路，其特征在于，所述差分检测电路包括：电阻R1A、电阻R2A、电阻R3A、电阻R4A、电阻R5A、电阻R6A、电阻R1B、电阻R2B、电阻R3B、电阻R4B、电阻R5B、电阻R6B、差分放大器U1；

所述电阻R3A的一端连接在所述正极继电器与所述车载高压电池包的正极之间、另一端串联电阻R4A后接地，所述电阻R3B的一端连接在所述正极继电器与所述车载高压电池包的正极之间、另一端串联电阻R4B后接地，所述电阻R5A一端连接在所述充电端口的正极与所述正极继电器之间、另一端连接到所述切换电路的第一输入端，所述电阻R6A一端连接在所述充电端口的负极与所述负极继电器之间、另一端连接到所述切换电路的第二输入端，所述电阻R1A一端连接到所述切换电路的第一输出端、另一端串联电阻R2A后接地，所述电阻R5B一端连接在所述正极继电器与所述车载高压电池包的正极之间、另一端连接到所述切换电路的第三输入端，所述电阻R6B一端连接在所述负极继电器与所述车载高压电池包的负极之间、另一端连接到所述切换电路的第四输入端，所述电阻R1B一端连接到所述切换电路的第二输出端、另一端串联电阻R2B后接地，所述差分放大器U1的同相输入端连接在所述电阻R1B与所述电阻R2B之间、反相输入端连接在所述电阻R1A与所述电阻R2A之间、输出端连接到所述主控单元。

3.根据权利要求2所述的粘连及压差检测电路，其特征在于，还包括与所述差分检测电路连接的偏置电压给定电路，所述偏置电压给定电路包括电阻R7A、电阻R7B；

所述电阻R7A的一端连接偏置电源、另一端串联所述电阻R7B后接地，所述电阻R7A与所述电阻R7B之间电压作为偏置电压，所述差分放大器U1的同相输入端还连接在所述电阻R7A与所述电阻R7B之间以获取所述偏置电压。

4.根据权利要求3所述的粘连及压差检测电路，其特征在于，所述电阻R7A与所述电阻R7B的阻值相同。

5.根据权利要求1所述的粘连及压差检测电路，其特征在于，所述切换电路包括继电器RLY1、继电器RLY2A、继电器RLY2B；

所述继电器RLY2A的第一动端作为所述切换电路的第一输入端与所述差分检测电路连接、第二动端作为所述切换电路的第二输入端与所述差分检测电路连接、不动端连接到所述继电器RLY1的第一端，所述继电器RLY1的第二端作为所述切换电路的第一输出端与所述差分检测电路连接，所述继电器RLY2B的第一动端作为所述切换电路的第三输入端与所述差分检测电路连接、第二动端作为所述切换电路的第四输入端与所述差分检测电路连接、不动端作为所述切换电路的第二输出端与所述差分检测电路连接。

6.根据权利要求5所述的粘连及压差检测电路，其特征在于，还包括与所述差分检测电路以及所述主控单元连接的供电电路，所述供电电路包括辅助源转换电路以及电压转换电路，所述供电电路在接收到所述主控单元发出的唤醒信号时，给所述差分检测电路中的差分放大器U1供电。

7.根据权利要求6所述的粘连及压差检测电路，其特征在于，所述主控单元还连接到车载系统的电池管理系统，并可根据所述电池管理系统发出的控制指令，调节所述正极继电器、负极继电器、以及所述切换电路的导通状态。

8.根据权利要求7所述的粘连及压差检测电路，其特征在于，当所述继电器RLY1断开时，所述主控单元控制所述供电电路处于休眠状态，且所述差分检测电路工作于默认状态；

当所述继电器RLY1闭合，且所述继电器RLY2A的不动端连接到其第一动端，所述继电器RLY2B的不动端连接到其第一动端时，所述主控单元控制所述供电电路处于唤醒状态，且所述差分检测电路工作于正极继电器粘连检测状态；

当所述继电器RLY1闭合，且所述继电器RLY2A的不动端连接到其第二动端，所述继电器RLY2B的不动端连接到其第二动端时，所述主控单元控制所述供电电路处于唤醒状态，且所述差分检测电路工作于负极继电器粘连检测状态。

9.根据权利要求8所述的粘连及压差检测电路，其特征在于，当所述继电器RLY1、负极继电器闭合，正极继电器断开，且所述继电器RLY2A的不动端连接到其第一动端，所述继电器RLY2B的不动端连接到其第一动端时，所述主控单元控制所述供电电路处于唤醒状态，且所述差分检测电路工作于压差检测状态。

10.根据权利要求9所述的粘连及压差检测电路，其特征在于，当所述差分检测电路工作于正极继电器粘连检测状态，且所述差分检测电路的输出信号的电压等于偏置给定电压时，所述正极继电器粘连；

当所述差分检测电路工作于负极继电器粘连检测状态，且所述差分检测电路的输出信号的电压等于偏置给定电压时，所述负极继电器粘连；

当所述差分检测电路工作于压差检测状态时，所述差分检测电路的输出信号的电压大小与所述偏置给定电压的差，通过一定的数值转换即为所述充电端口与所述车载高压电池包之间的压差。

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