CN106911160A

CN106911160A - 直流充电继电器的状态检测装置及其方法、直流充电系统

Info

Publication number: CN106911160A
Application number: CN201710228787.0A
Authority: CN
Inventors: 周浩; 周毅
Original assignee: NIO Co Ltd
Current assignee: NIO Co Ltd
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2017-04-10
Publication date: 2017-06-30
Anticipated expiration: 2037-04-10
Also published as: CN106911160B

Abstract

本发明提供一种直流充电继电器的状态检测装置及其方法、直流充电系统，属于直流充电技术领域。本发明的直流充电继电器的状态检测装置包括：桥接在第一高压母线和第二高压母线之间的第一线路，第一线路上串联地设置有第一电阻单元和第三电阻单元；桥接在第一高压母线和第二高压母线之间的第二线路，第二线路上串联地设置有第二电阻单元和第四电阻单元；开关部件，其两端分别电连接于第一电阻单元与第三电阻单元之间的第一线路上、和第二电阻单元和第四电阻单元之间的第二线路上；以及状态获取部件，其用于读取表示开关部件的第一端或第二端的电压信息的信息以判断直流充电继电器所处的状态。本发明具有状态检测准确、可靠、检测简单的优点。

Description

直流充电继电器的状态检测装置及其方法、直流充电系统

技术领域

本发明属于直流充电技术领域，涉及直流充电继电器的状态检测装置及其方法、以及配置有该状态检测装置的直流充电系统。

背景技术

继电器（又称为“接触器”）作为一种常见的可控开关元件在各种电路中广泛应用，例如，在电动汽车的直流充电模块的高压直流充电回路上应用，用来控制高压直流充电回路的导通与关断，从而控制对高压动力电池充电。

高压继电器主要由作为控制端的控制部件和作为执行端的触点开关组成，通过控制部件的小电流信号控制触点开关是否接通大电流，从而实现用小电流去控制大电流的运作。触点开关通常是以机械动作的方式来打开或闭合的，容易存在机械故障等。

由于高压继电器存在发生故障的可能，例如，触点开关发生“粘连”而不能被控制部件使能转换至断开状态。因此，存在对高压继电器进行状态检测的需求，以避免因高压继电器故障导致的各种风险。

目前对高压继电器状态的诊断可以通过采用增加反馈触点的方式实现。但是，由于在高压继电器上增加的反馈触点也是通过机械方式来实现状态检测，在某种程度上也增加了一个故障源，降低了系统的可靠性；并且，这种方式不是直接判断继电器执行端的触点开关的状态，存在误判断或状态无检测的风险。

有鉴于此，有必要提出一种新的高压继电器的状态检测方式。

发明内容

为解决以上技术问题的至少一方面，本发明提供以下技术方案。

按照本发明的一方面，提供一种直流充电继电器的状态检测装置，其中，所述直流充电继电器被设置在直流充电回路上的第一高压母线和/或第二高压母线上；所述状态检测装置包括：

桥接在第一高压母线和第二高压母线之间的第一线路，所述第一线路上串联地设置有第一电阻单元和第三电阻单元；

桥接在第一高压母线和第二高压母线之间的第二线路，所述第二线路上串联地设置有第二电阻单元和第四电阻单元；

开关部件，其第一端电连接于所述第一电阻单元与所述第三电阻单元之间的第一线路上，其第二端电连接于所述第二电阻单元和第四电阻单元之间的第二线路上；以及

状态获取部件，其用于读取表示所述开关部件的第一端或第二端的电压信息的信息以判断所述直流充电继电器所处的状态；

其中，所述直流充电继电器设置在所述第一线路与所述第二线路之间对应的一段第一高压母线和/或第二高压母线上。

根据本发明一实施例的状态检测装置，其中，所述第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元和第四电阻单元为兆欧级或兆欧级以上的电阻。

根据本发明一实施例的状态检测装置，其中，所述第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元和第四电阻单元的电阻值基本相等。

根据本发明一实施例的状态检测装置，其中，在所述第一线路和所述第二线路上分别设置开关单元，在进行状态检测时，所述开关单元闭合，在不进行状态检测时，所述开关单元断开。

根据本发明一实施例的状态检测装置，其中，所述状态获取部件包括：

电压信息读取电路，其用于读取表示所述开关部件的第一端或第二端的电压信息的输出信息；和

状态判断模块，其用于根据读取的输出信息与相应的理想状态系数进行比对来判断所述直流充电继电器当前是处于断开状态还是闭合状态；

其中，所述理想状态系数是基于在所述直流充电继电器正常地处于断开状态下或正常处于闭合状态下所述电压信息读取电路所读取的输出信息来预先地获得。

根据本发明一实施例的状态检测装置，其中，所述电压信息读取电路包括：

分压电路，其第一端电连接所述开关部件的第一端或第二端，其第二端接地，其中，所述分压电路上串联地设置有用于分压的第五电阻单元和第六电阻单元；和

隔离运算放大器，其一输入端电连接于所述第五电阻单元和第六电阻单元之间的分压电路上。

根据本发明一实施例的状态检测装置，其中，所述状态获取部件还包括：从所述隔离运算放大器的输出端采集信息并将采集的信息进行模数转换的模数转换模块。

根据本发明一实施例的状态检测装置，其中，所述直流充电继电器包括分别被设置在所述第一高压母线和所述第二高压母线上的第一直流充电继电器和第二直流充电继电器。

根据本发明一实施例的状态检测装置，其中，所述理想状态系数包括第一理想状态系数、第二理想状态系数、第三理想状态系数和第四理想状态系数；

其中，在所述开关部件处于闭合状态、所述第一直流充电继电器和所述第二直流充电继电器正常地处于断开状态下，相应地获得第一理想状态系数；

其中，在所述开关部件处于闭合状态、所述第二直流充电继电器正常地处于闭合状态、所述第一直流充电继电器正常地处于断开状态下，相应地获得第二理想状态系数；

其中，在所述开关部件处于闭合状态、所述第一直流充电继电器正常地处于闭合状态、所述第二直流充电继电器正常地处于断开状态下，相应地获得第三理想状态系数；

其中，在所述开关部件处于闭合状态、所述第一直流充电继电器和所述第二直流充电继电器正常地处于闭合状态下，相应地获得第四理想状态系数。

根据本发明一实施例的状态检测装置，其中，所述状态判断模块进一步被配置为：

根据读取的输出信息来计算实际状态系数，如果实际状态系数与所述第一理想状态系数、第二理想状态系数、第三理想状态系数和第四理想状态系数中的其中一个对应基本相等，那么获得该理想状态系数时所述第一直流充电继电器和第二直流充电继电器所对应的状态即为所述第一直流充电继电器和第二直流充电继电器的当前状态。

按照本发明的又一方面，提供一种使用本发明的状态检测装置对直流充电继电器的进行状态检测的方法，包括步骤：

控制所述直流充电继电器断开/闭合，控制开关部件处于闭合状态；

读取表示所述开关部件的第一端或第二端的电压信息的输出信息；以及

根据读取的输出信息与相应的理想状态系数进行比对来判断所述直流充电继电器当前是否处于断开状态/闭合状态；

其中，所述理想状态系数是基于在所述直流充电继电器正常地处于断开状态下/正常处于闭合状态下所读取的输出信息来预先地获得。

根据本发明一实施例的状态检测方法，其中，所述直流充电继电器包括分别被设置在所述第一高压母线和所述第二高压母线上的第一直流充电继电器和第二直流充电继电器；

其中，所述理想状态系数包括第一理想状态系数、第二理想状态系数、第三理想状态系数和第四理想状态系数；

根据本发明一实施例的状态检测方法，其中，在所述比对和判断步骤中，根据读取的输出信息来计算实际状态系数，如果实际状态系数与所述第一理想状态系数、第二理想状态系数、第三理想状态系数和第四理想状态系数中的其中一个对应基本相等，那么获得该理想状态系数时所述第一直流充电继电器和第二直流充电继电器所对应的状态即为所述第一直流充电继电器和第二直流充电继电器的当前状态。

根据本发明一实施例的状态检测方法，其中，在获得所述理想状态系数的过程中，对所述输出信息进行包括除以施加在第一高压母线和第二高压母线之间的电压的计算处理；那么在所述比对步骤中，对所述读取的输出信息进行相同的计算处理，然后进行所述比对。

根据本发明一实施例的状态检测方法，其中，还包括步骤：

控制所述直流充电继电器处于闭合状态、所述开关部件处于断开状态；以及

读取表示所述开关部件的第一端或第二端的电压信息的输出信息来计算施加在第一高压母线和第二高压母线之间的电压。

按照本发明的还一方面，提供一种电动汽车的直流充电系统，其用于对高压动力电池进行直流充电，其包括：

直流充电接口；

将所述直流充电接口与所述高压动力电池电连接的第一高压母线和第二高压母线；

第一高压母线和/或第二高压母线上的直流充电继电器；以及

以上任一所述的状态检测装置。

本发明的状态检测装置和检测方法基于非机械方式进行状态检测，检测可靠性好、准确度高，且不会带来新的机械故障，而且，易于自动实现对直流充电继电器的状态检测、操作简单。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1是按照本发明一实施例的电动汽车的直流充电系统的结构示意图。

图2是直流充电继电器S1和S2、开关部件S5在各种状态组合下的局部等效电路图。

图3是按照本发明一实施例的直流充电继电器的状态检测方法流程图。

具体实施方式

现在将参照附图更加完全地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。但是，本发明可按照很多不同的形式实现，并且不应该被理解为限制于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开变得彻底和完整，并将本发明的构思完全传递给本领域技术人员。附图中，相同的标号指代相同的元件或部件，因此，将省略对它们的描述。

附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或者在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或者在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

在本文中，电动汽车是指使用高压动力电池来至少部分地提供驱动电动汽车行驶的能量，电动汽车包括例如纯电动汽车和混合动力汽车。其中，低压是指相对人体安全的电压，例如小于或等于36V的电压，高压是指对人体危害的电压，例如大于36V的电压。在电动汽车中，用来驱动电动汽车的电机的电压为高压信号，其由高压动力电池输出。

图1所示为按照本发明一实施例的电动汽车的直流充电系统的结构示意图。需要指出的是，图1中同时示意给出了本发明一实施例的直流充电继电器的状态检测装置，也就是说，直流充电系统10使用本发明实施例的状态检测装置。

如图1所示，直流充电系统10是被安装在电动汽车上，其用于对于电动汽车上的高压电池包20中的高压动力电池210进行直流充电。高压动力电池210可以由诸多的电池单元形成具有相应的输出电压V_batt。直流充电系统10还具有直流充电接口120，其用于从外部接入直流电，例如，其可以在直流充电时连接外部的直流充电枪等。直流充电接口120与高压动力电池210是通过高压母线电连接并传输电力，其中，高压母线110a将直流充电接口120的正极和高压动力电池210的正极对应电连接，高压母线110b将直流充电接口120的负极和高压动力电池210的负极对应电连接。

一般地，对应高压动力电池210，在其上设置有高压母线110a和高压母线110b上还分别设置有主继电器S3和主继电器S4，主继电器S3和主继电器S4具体可以设置在高压电池包20中。

为控制高压直流充电过程，一般地，需要在高压母线110a和/或高压母线110b上设置直流充电继电器；在直流充电继电器处于闭合状态时，从直流充电接口120接入的电力（例如电压V_port）传输至高压动力电池210并对其进行充电；在直流充电继电器处于断开状态时，停止传输电力至高压动力电池210。具体地，在一实施例中，在高压母线110a和高压母线110b上分别设置有直流充电继电器S1和S2；在正常情况下，在直流充电接口120被插上直流充电枪时，直流充电继电器S1和S2闭合，开始充电；在直流充电枪从直流充电接口120上拔出时，直流充电继电器S1和S2断开，停止充电。

鉴于直流充电继电器S1和S2的触点开关可能发生“粘连”等故障，在此需要应用本发明实施例的状态检测装置来检测直流充电继电器是否处于预定状态，尤其是在充电结束时，判断直流充电继电器是否正常的断开状态。直流充电继电器的状态检测装置在一定意义上也可以称为直流充电继电器的“故障诊断装置”。

继续如图1所示，状态检测装置示例用来检测直流充电继电器S1和S2的状态，其包括有以下部件：

桥接在高压母线110a和高压母线110b之间的第一线路120a，以及第一线路120a上串联地设置的电阻单元R1和电阻单元R3；

桥接在高压母线110a和高压母线110b之间的第二线路120b，以及第二线路120b上串联地设置的电阻单元R2和电阻单元R4；

开关部件S5，其第一端电连接于电阻单元R1与电阻单元R3之间的第一线路120a上（即点O1处），其第二端电连接于电阻单元R2和电阻单元R4之间的第二线路120a上（即点O2处）；以及

状态获取部件，其用于读取表示开关部件S5的第二端（即点O2处）的电压大小的信息以判断直流充电继电器S1和S2分别所处的状态。

需要指出的是，第一线路120a、第二线路120b和开关部件S5是对应于被检测的直流充电继电器S1和S2而设置的，也就是说，直流充电继电器S1设置在第一线路120a与第二线路120b之间对应的一段高压母线110a上，直流充电继电器S2设置在第一线路120a与第二线路120b之间对应的一段高压母线110b上。

具体地，电阻单元R1的第一端电连接于直流充电继电器S1的靠近直流充电接口120的一端，电阻单元R2的第一端电连接于直流充电继电器S1的靠近高压动力电池210的一端；电阻单元R3的第一端电连接于直流充电继电器S2的靠近直流充电接口120的一端，电阻单元R4的第一端电连接于直流充电继电器S2的靠近高压动力电池210的一端；电阻单元R1的第二端电连接于电阻单元R3的第二端，也电连接于开关部件S5的第一端，即电阻单元R1的第二端、电阻单元R3的第二端和开关部件S5的第一端均电连接于点O1；电阻单元R2的第二端电连接于电阻单元R4的第二端，也电连接于开关部件S5的第二端，即电阻单元R2的第二端、电阻单元R4的第二端和开关部件S5的第二端均电连接于点O2。

需要说明的是，电阻单元R1、电阻单元R2、电阻单元R3和电阻单元R4可以是一个电阻形成也可以是多个电阻形成，或者是具有等效阻值的其他元件形成。

具体而言，开关部件S5可以是继电器、光耦开关、场效应晶体管、三极管等各种可控的高压开关，其具体类型不是限制性的。在对直流充电继电器S1和S2进行状态检测时，需要控制开关部件S5处于断开状态或闭合状态，在一实施例中，开关部件S5的断开与闭合的控制受控制器150的S5控制模块151来实现。

继续如图1所示，在一实施例中，状态检测装置的状态获取部件通过以下部件实现：分压电路130以及其上串联地设置的电阻单元R5和电阻单元R6、隔离运算放大器140和控制器150。

具体而言，分压电路130的一端电连接点O2、另一端接地GND，点O2的电压输出V_f，被串联的电阻单元R5和电阻单元R6分压，点O3对应电阻单元R5和电阻单元R6之间的连接点，根据电阻分压原理，点O3对应的电压V_f1=V_f×R6/(R5+R6)，其输入至隔离运算放大器140的一个输入端，隔离运算放大器140对电压V_f1进行处理得到输出信号V_out；需要理解的是，该读取的信息V_out实际上是对应于开关部件S5的第二端的电压大小的，也即，该读取的信息反映V_f的大小，因此，该读取的信息V_out是表示开关部件S5的第二端的电压大小的信息。

隔离运算放大器140的输出信号V_out，输入至控制器150的模数转换模块ADC 154，也即被ADC 154采集，并传输至控制器150的状态判断模块155；状态判断模块155可以对读取的信息进行计算处理，其具体计算处理方法将在下文的具体实施例中示例说明。

因此，将理解到，分压电路130和隔离运算放大器140主要地构成了一实施例的读取表示所述开关部件S5的第一端或第二端的电压信息V_f的输出信息V_out的电压信息读取电路。该电压信息读取电路是对应于点O2而设置，需要说明的是，电压信息读取电路的具体电路结构并不限于以上示例，例如，电压信息读取电路还可以对应于点O1而设置。

需要说明的是，电阻单元R5和电阻单元R6可以是一个电阻形成也可以是多个电阻形成，或者是具有等效阻值的其他元件形成；隔离运算放大器140具有将高压隔离作用，防止高压母线所处的高压系统损坏控制器150等所处的低压系统。对应隔离运算放大器140，还可以设置隔离电源141，其用于为隔离运算放大器140等低压元件提供低压的工作电源V_cc。

继续如图1所示，控制器150中还设置有S1控制模块152（即第一直流充电继电器控制模块）和S2控制模块153（即第一直流充电继电器控制模块），S1控制模块152和S2控制模块153可以输出小电流信号分别控制直流充电继电器S1和S2的控制部件，从而使能控制它们的触点开关的导通或关断操作。当然，在直流充电继电器S1或S2发生粘连等故障的情形下，S1控制模块152或S2很可能不能正常地驱动直流充电继电器S1或S2的触点开关进行导通或关断操作。

继续如图1所示，控制器150中还设置有状态判断模块155，状态判断模块155被配置为根据读取的输出信息V_out与相应的理想状态系数p进行比对来判断直流充电继电器S1和S2当前是处于断开状态还是闭合状态。读取的输出信息的具体形式、理想状态系数的具体形式以及具体比对方法将在其后结合本发明一实施例的状态检测方法进行示例说明。

具体地，控制器150可以通过微处理器等实现，在一实施例中，其可以集成在整车控制单元VCU中或者通过整车控制单元VCU来实现，这样，可以方便地将控制器150获得的状态信息反馈给整车控制单元VCU，以方便进行下一步动作或者方便用户快速获知该状态信息，尤其是在发现直流充电继电器故障的情况下。

在一实施例中，以如下表一示例地设置状态检测装置中的电阻单元R1至R6、隔离运算放大器140的具体参数值。

表一

在以上实施例中，电阻单元R1-R4选择设置为兆欧（Mohm）级的电阻，这样，桥接在高压母线110a和110b之间的第一线路120a或第二线路120b上产生的电流将非常小，尽可能地减小了对直流充电工作的影响。应当理解到，电阻单元R1-R4也可以选择设置为更大级别的电阻，例如兆欧级以上的电阻。在又一实施例中，需要说明的是，为减小桥接在高压母线110a和110b之间的第一线路120a或第二线路120b在非状态检测时对直流充电或高压动力电池放电产生影响，可以在第一线路120a和第二线路120b上分别设置开关单元（图中未示出），该开关单元也被配置为可以受控制器150控制；在状态检测时，该开关单元闭合，在非状态检测时，该开关单元断开。开关单元具体例如可以是继电器、光耦开关、场效应晶体管、三极管等各种可控的高压开关。

基于以上表1的具体参数设置，可以计算直流充电继电器S1和S2、开关部件S5在各种正常状态下ADC154对应读取的信息，其可以预先地获得为以上所述的用来比对的理想状态系数，如以下表二所示。

表二

其中，V_batt表示高压动力电池210输出的电压，其对应为在状态检测时施加在高压母线110a和110b之间的电压信号；V_out表示隔离运算放大器140输出的电压信号，V_out/ V_batt和1000×V_out/ V_batt是状态判断模块155中示例进行的计算过程，其计算到用于比对判断的理想状态系数（例如5.97等）；在后续状态检测过程中，也可以根据读取的输出信息V_out、基于以上计算过程来计算实际状态系数。

其中，“0”表示直流充电继电器S1和S2、开关部件S5处于正常的断开状态，“1”表示直流充电继电器S1和S2、开关部件S5处于正常的闭合状态。

为方便理解，图2示出了直流充电继电器S1和S2、开关部件S5在各种状态组合下的局部等效电路图。

参见图2和表二，图2（a）对应S5、S1和S2断开时的局部等效电路，即对应表二中的“000”，此时，点O2的为V1。

图2（b）对应S5和S1断开、 S2闭合时的局部等效电路，即对应表二中的“001”, 此时，点O2的为V2。

图2（c）对应S5和S2断开、 S1闭合时的局部等效电路，即对应表二中的“010”, 此时，点O2的为V3。

图2（d）对应S5断开、S1和 S2闭合时的局部等效电路，即对应表二中的“011”, 此时，点O2的为V4。

图2（e）对应S5闭合、S1和S2断开时的局部等效电路，即对应表二中的“100”, 此时，点O2的为V5。

图2（f）对应S5和S2闭合、S1断开时的局部等效电路，即对应表二中的“101”, 此时，点O2的为V6。

图2（g）对应S5和S1闭合、S2断开时的局部等效电路，即对应表二中的“110”, 此时，点O2的为V7。

图2（h）对应S5、S1和S2闭合时的局部等效电路，即对应表二中的“111”, 此时，点O2的为V8。

基于以上等效电路可以确定，在S5断开时，V1=V2=V3=V4，因此，作为读取点O2的电压信息读取电路的隔离运算放大器140的输出电压V_out都是相等的；在S5闭合时，V5≠V6≠V7≠V8，因此，作为读取点O2的电压信息读取电路的隔离运算放大器140的输出电压V_out都是不相同的。

从表二可以看到，这些不同的电压信息可以与直流充电继电器S1和S2的不同的状态组合相对应，可以基于这些电压信息计算得到以上所述的理想状态系数，用来后续状态检测过程进行比对判断。例如，用于检测两个直流充电继电器S1和S2的状态时，定义理想状态系数包括四个，即，p1=5.97（其是基于V5计算获得）、p2=4.53（其是基于V6计算获得）、p3=9.06（其是基于V7计算获得）和p4=7.29（其是基于V8计算获得）。

需要说明的是，检测的直流充电继电器的个数不同时，需要预先获得的理想状态系数是不同的，例如，如果仅检测直流充电继电器S1的状态，那么图1中的直流充电继电器S2可以视为始终导通，预先获得以上理想状态系数p2和p4即可。

结合以上图2的等效电路图将理解到，可以设置电阻单元R1至R4的电阻值，以至于直流充电继电器S1和S2在不同状态组合下对应的多个理想状态系数之间能够相互地区分，有利于提高后续比对、判断过程中的准确性。

需要说明的是，本发明的“理想状态系数”是基于本发明的状态检测装置在被检测的直流充电继电器正常地（或未发生故障情况下）处于某一状态下对应地获得，其有效地将直流充电继电器的状态区别对应为数字上的区分，有利于后续的状态检测过程快速、准确、方便地获得直流充电继电器的当前状态。

以下具体结合图3来示例说明图1中所示的状态检测装置的状态检测方法过程。

在一实施例中，在状态检测之前，开始对高压动力电池210直流充电，插直流充电枪于直流充电接口120，高压主继电器S3、S4闭合，同时，控制器150控制直流充电继电器S1、S2闭合，直流充电回路形成，开始直流充电。

参见图3步骤S310，直流充电结束，拔直流充电枪后，开始以下状态检测方法过程实现对直流充电继电器S1、S2进行状态检测，以检测直流充电继电器S1、S2是否发生粘连等故障。

进一步，读取施加在高压母线110a和110b之间的电压，该电压用在后续的状态检测过程中；在一实施例中，直接以高压动力电池的输出电压V_batt作为高压母线110a和110b之间的电压。

具体地，参见图3的步骤S320，保持直流充电继电器S1、S2处于闭合状态，当然，高压主继电器S3和S4也处于闭合状态，此时，开关部件S5处于断开状态，读取此时V_out的电压值V_out1，基于表二可知， V_out1=0.00597Vbatt，因此，计算V_batt=V_out1/0.00597。以上直流充电继电器S1、S2的闭合控制、开关部件S5的断开控制可以通过控制器150完成。

进一步，参见图3的步骤S330，通过控制器150控制开关部件S3闭合、并且控制直流充电继电器S1和S2断开，读取此时V_out的电压值V_out2。将理解，如果直流充电继电器S1和S2正常断开的，那么期望的结果应该是表二中“100”对应的状态判断模块155基于关系式1000*V_out/V_batt计算得到的系数5.97，即对应的理想状态系数为p1=5.97。

进一步，参见图3的步骤S340，按照两次测得的V_out1和V_out2，基于关系式1000*V_out/V_batt计算实际状态系数K，具体计算过程如下：

K=1000*V_out/V_batt=1000*V_out2/V_batt=5.97V_out2/V_out1。

以上计算过程可以通过控制器150中的状态判断模块155完成。

进一步，参见图3的步骤S350，如上计算得到的实际状态系数K与理想状态系数p1=5.97进行对比；如果相等（例如误差在±0.5之间），进入步骤S360，确定直流充电继电器S1和S2处于断开状态，即没有发生粘连等故障；如果不相等，表示发生故障（例如，S1和S2中的至少一个发生了粘连），进入步骤S370，判断实际状态系数K是否等于其他理想状态系数中的某一个，也即，与表二中的其他理想状态系数（例如p2=4.53、p3=9.06、p4=7.29）进行对比；如果判断与某一理想状态系数相等，进入步骤S380，确定S1和S2处于该理想状态系数对应的正常状态，例如，如果实际状态系数K=p2，则表示S1和S2当前分别处于断开状态和闭合状态，直流充电继电器S2存在粘连故障；如果实际状态系数K=p3，则表示S2和S1当前分别处于断开状态和闭合状态，直流充电继电器S1存在粘连故障；如果实际状态系数K=p4，则表示S1和S2当前都处于闭合状态，直流充电继电器S1和S2均存在粘连故障。

以上步骤S340至步骤S380通过控制器150中的状态判断模块155完成。

因此，以上实施例的状态检测方法不但能检测得到直流充电继电器S1和S2的当前状态，而且可以进行故障诊断。以上实施例的状态检测装置和状态检测方法是基于非机械方式进行状态检测，检测可靠性好、准确度高，且不会带来新的机械故障。而且，易于自动实现对直流充电继电器的状态检测、操作简单。

需要指出的是，以上实施例的状态检测装置和状态检测方法中，如图1所示，是使用高压动力电池的输出电压V_batt来施加在高压母线110a和110b上进行状态检测的；但应当理解到，在其他替换实施例中，也可以使用其他直流电源来施加在高压母线110a和110b上进行状态检测，例如，使用V_port，此时，主继电器S3和主继电器S4断开，相应地，状态获取部件可以读取表示开关部件S5的第一端（即点O1处）的电压大小的信息，例如，分压电路130的一端电连接于点O1，其他部分作相同的布置，状态检测原理也基本相同，在此不再一一赘述。

需要说明的是，以上实施例的状态检测装置并不限于应用于本发明实施例的电动汽车的直流充电系统中，还可以应用到汽车以外的用于对高压动力电池进行直流充电的直流充电系统中。

将理解，在上文中，当据称将部件“连接”到另一个部件时，它可以直接连接到另一个部件或可以存在中间部件。

以上例子主要说明了本发明的直流充电继电器的状态检测装置及其状态检测方法、包括该状态检测装置直流充电系统。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims

1.一种直流充电继电器（S1，S2）的状态检测装置，其中，所述直流充电继电器（S1，S2）被设置在直流充电回路（100）上的第一高压母线（110a）和/或第二高压母线（110b）上；其特征在于，所述状态检测装置包括：

桥接在第一高压母线（110a）和第二高压母线（110b）之间的第一线路（120a），所述第一线路（120a）上串联地设置有第一电阻单元（R1）和第三电阻单元（R3）；

桥接在第一高压母线（110a）和第二高压母线（110b）之间的第二线路（120b），所述第二线路（120b）上串联地设置有第二电阻单元（R2）和第四电阻单元（R4）；

开关部件（S5），其第一端电连接于所述第一电阻单元（R1）与所述第三电阻单元（R3）之间的第一线路（120a）上，其第二端电连接于所述第二电阻单元（R2）和第四电阻单元（R4）之间的第二线路（120a）上；以及

状态获取部件，其用于读取表示所述开关部件（S5）的第一端或第二端的电压信息的信息以判断所述直流充电继电器（S1，S2）所处的状态；

其中，所述直流充电继电器（S1，S2）设置在所述第一线路（120a）与所述第二线路（120b）之间对应的一段第一高压母线（110a）和/或第二高压母线（110b）上。

2.如权利要求1所述的状态检测装置，其特征在于，所述第一电阻单元（R1）、第二电阻单元（R2）、第三电阻单元（R3）和第四电阻单元（R4）为兆欧级或兆欧级以上的电阻。

3.如权利要求1或2所述的状态检测装置，其特征在于，所述第一电阻单元（R1）、第二电阻单元（R2）、第三电阻单元（R3）和第四电阻单元（R4）的电阻值基本相等。

4.如权利要求1所述的状态检测装置，其特征在于，在所述第一线路（120a）和所述第二线路（120b）上分别设置开关单元，在进行状态检测时，所述开关单元闭合，在不进行状态检测时，所述开关单元断开。

5.如权利要求1所述的状态检测装置，其特征在于，所述状态获取部件包括：

电压信息读取电路，其用于读取表示所述开关部件（S5）的第一端或第二端的电压信息（V_f）的输出信息（V_out）；和

状态判断模块，其用于根据读取的输出信息（V_out）与相应的理想状态系数进行比对来判断所述直流充电继电器（S1，S2）当前是处于断开状态还是闭合状态；

其中，所述理想状态系数是基于在所述直流充电继电器（S1，S2）正常地处于断开状态下或正常处于闭合状态下所述电压信息读取电路所读取的输出信息（V_out）来预先地获得。

6.如权利要求5所述的状态检测装置，其特征在于，所述电压信息读取电路包括：

分压电路（130），其第一端电连接所述开关部件（S5）的第一端或第二端，其第二端接地，其中，所述分压电路（130）上串联地设置有用于分压的第五电阻单元（R5）和第六电阻单元（R6）；和

隔离运算放大器（140），其一输入端电连接于所述第五电阻单元（R5）和第六电阻单元（R6）之间的分压电路（130）上。

7.如权利要求6所述的状态检测装置，其特征在于，所述状态获取部件还包括：从所述隔离运算放大器（140）的输出端采集信息并将采集的信息进行模数转换的模数转换模块（154）。

8.如权利要求5所述的状态检测装置，其特征在于，所述直流充电继电器（S1，S2）包括分别被设置在所述第一高压母线（110a）和所述第二高压母线（110b）上的第一直流充电继电器（S1）和第二直流充电继电器（S2）。

9.如权利要求8所述的状态检测装置，其特征在于，所述理想状态系数包括第一理想状态系数、第二理想状态系数、第三理想状态系数和第四理想状态系数；

其中，在所述开关部件（S5）处于闭合状态、所述第一直流充电继电器（S1）和所述第二直流充电继电器（S2）正常地处于断开状态下，相应地获得第一理想状态系数；

其中，在所述开关部件（S5）处于闭合状态、所述第二直流充电继电器（S2）正常地处于闭合状态、所述第一直流充电继电器（S1）正常地处于断开状态下，相应地获得第二理想状态系数；

其中，在所述开关部件（S5）处于闭合状态、所述第一直流充电继电器（S1）正常地处于闭合状态、所述第二直流充电继电器（S2）正常地处于断开状态下，相应地获得第三理想状态系数；

其中，在所述开关部件（S5）处于闭合状态、所述第一直流充电继电器（S1）和所述第二直流充电继电器（S2）正常地处于闭合状态下，相应地获得第四理想状态系数。

10.如权利要求9所述的状态检测装置，其特征在于，所述状态判断模块进一步被配置为：

根据读取的输出信息（V_out）来计算实际状态系数，如果实际状态系数与所述第一理想状态系数、第二理想状态系数、第三理想状态系数和第四理想状态系数中的其中一个对应基本相等，那么获得该理想状态系数时所述第一直流充电继电器（S1）和第二直流充电继电器（S2）所对应的状态即为所述第一直流充电继电器（S1）和第二直流充电继电器（S2）的当前状态。

11.一种使用如权利要求1所述的状态检测装置对直流充电继电器（S1，S2）的进行状态检测的方法，其特征在于，包括步骤：

控制所述直流充电继电器（S1，S2）断开/闭合，控制开关部件（S5）处于闭合状态；

读取表示所述开关部件（S5）的第一端或第二端的电压信息的输出信息（V_out）；以及

根据读取的输出信息（V_out）与相应的理想状态系数进行比对来判断所述直流充电继电器（S1，S2）当前是否处于断开状态/闭合状态；

其中，所述理想状态系数是基于在所述直流充电继电器（S1，S2）正常地处于断开状态下/正常处于闭合状态下所读取的输出信息（V_out）来预先地获得。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，其中，所述直流充电继电器（S1，S2）包括分别被设置在所述第一高压母线（110a）和所述第二高压母线（110b）上的第一直流充电继电器（S1）和第二直流充电继电器（S2）；

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述比对和判断步骤中，根据读取的输出信息（V_out）来计算实际状态系数，如果实际状态系数与所述第一理想状态系数、第二理想状态系数、第三理想状态系数和第四理想状态系数中的其中一个对应基本相等，那么获得该理想状态系数时所述第一直流充电继电器（S1）和第二直流充电继电器（S2）所对应的状态即为所述第一直流充电继电器（S1）和第二直流充电继电器（S2）的当前状态。

14.如权利要求11或13所述的方法，其特征在于，在获得所述理想状态系数的过程中，对所述输出信息（V_out）进行包括除以施加在第一高压母线（110a）和第二高压母线（110b）之间的电压（V_batt）的计算处理；那么在所述比对步骤中，对所述读取的输出信息（V_out）进行相同的计算处理，然后进行所述比对。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括步骤：

控制所述直流充电继电器（S1、S2）处于闭合状态、所述开关部件（S5）处于断开状态；以及

读取表示所述开关部件（S5）的第一端或第二端的电压信息的输出信息（V_out）来计算施加在第一高压母线（110a）和第二高压母线（110b）之间的电压（V_batt）。

16.一种电动汽车的直流充电系统（10），其用于对高压动力电池（210）进行直流充电，其特征在于，包括：

直流充电接口（120）；

将所述直流充电接口（120）与所述高压动力电池（210）电连接的第一高压母线（110a）和第二高压母线（110b）；

第一高压母线（110a）和/或第二高压母线（110b）上的直流充电继电器（S1，S2）；以及

如权利要求1至10中任一项所述的状态检测装置。