本發(fā)明涉及儲能系統(tǒng)的接觸器檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種儲能系統(tǒng)接觸器粘連檢測裝置。

背景技術(shù)：

儲能系統(tǒng)中，電池組進行充放電中發(fā)生保護或者異常時，需要接觸器切斷充放電回路，以保護電池組以及儲能系統(tǒng)，保護或者異常解除時，需要接觸器閉合充放電回路。接觸器屬于機械器件，在充放電電流較大的情況下，切斷或者閉合接觸器容易發(fā)生接觸器觸點燒結(jié)粘連的問題，接觸器粘連失效將直接導致儲能系統(tǒng)無法正常切斷充放電回路，最終導致儲能系統(tǒng)電池組受損。所以儲能系統(tǒng)中接觸器的粘連檢測尤為重要。

然而，目前儲能系統(tǒng)的接觸器粘連檢測技術(shù)存在缺點，例如：

通過檢測接觸器輔助觸點的狀態(tài)來判斷接觸器是否粘連。部分接觸器具有與主觸點同步動作存在直接機械關(guān)聯(lián)的輔助觸點，在接觸器使用之初，檢測輔助觸點判斷主觸點是否粘連十分有效，但是隨著接觸器的持續(xù)使用，機械器件的磨損、觸點接觸面的耗損等因素，輔助觸點與主觸點之間的機械關(guān)聯(lián)度下降，通過檢測輔助觸點判斷主觸點是否粘連的可靠性也隨之下降。

通過檢測接觸器功率回路兩端的電勢差判斷接觸器是否粘連。儲能系統(tǒng)接觸器主觸點一端接電池組總正或者總負段，另外一端接負載/充電器的總正或者總負端，當接觸器閉合時，接觸器主觸點兩端的電勢差等于零，當接觸器斷開時，接觸器主觸點兩端的存在一定的電勢差，則通過此電勢差則可判斷接觸器是否粘連。此種方法存在一定的問題，檢測接觸器功率線兩端電勢差，需要增加檢測電勢差的參考地與兩路電壓檢測電路，并且參考地與接觸器功率線之間為高壓，電勢差的檢測涉及到高電壓檢測電路，增加了接觸器粘連檢測的復雜度與硬件成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種儲能系統(tǒng)接觸器粘連檢測裝置。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種儲能系統(tǒng)接觸器粘連檢測裝置，包括：接觸器、檢測執(zhí)行模塊、檢測輸出模塊及檢測控制中心；

所述接觸器與所述檢測執(zhí)行模塊的檢測輸入端連接，所述檢測執(zhí)行模塊的信號輸出端與所述檢測輸出模塊的檢測輸入端連接，所述檢測執(zhí)行模塊的控制輸入端與所述檢測輸出模塊的控制輸出端連接；所述檢測輸出模塊的檢測輸出端與所述檢測控制中心的檢測輸入端連接，所述檢測輸出模塊的控制輸入端與所述檢測控制中心的控制輸出端連接；

當所述檢測執(zhí)行模塊檢測到所述接觸器斷開時，輸出接觸器斷開信號給所述檢測輸出模塊，所述檢測輸出模塊的檢測輸出端輸出低電平給所述檢測控制中心；當所述檢測執(zhí)行模塊檢測到所述接觸器閉合時，輸出接觸器閉合信號給所述檢測輸出模塊，所述檢測輸出模塊的檢測輸出端輸出高電平給所述檢測控制中心。

作為進一步優(yōu)選的方案，所述檢測執(zhí)行模塊包括DCDC隔離單元及與所述DCDC隔離單元串聯(lián)的光電耦合單元；

所述DCDC隔離單元的控制輸入端與所述檢測輸出模塊的控制輸出端連接，所述光電耦合單元的信號輸出端與所述檢測輸出模塊的檢測輸入端連接。

作為進一步優(yōu)選的方案，所述DCDC隔離單元的正極輸出端與所述光電耦合單元的發(fā)光二極管的陽極連接，所述光電耦合單元的發(fā)光二極管的陰極與所述接觸器的第二端口連接，所述接觸器的第一端口與所述DCDC隔離單元的負極輸出連接。

作為進一步優(yōu)選的方案，所述檢測輸出模塊包括使能控制單元，所述使能控制單元的使能輸入端與所述檢測控制中心的控制輸出端連接，所述使能控制單元的使能輸出端與所述DCDC隔離單元的使能輸入端連接。

作為進一步優(yōu)選的方案，所述檢測輸出模塊還包括狀態(tài)輸出單元，所述狀態(tài)輸出單元的檢測輸入端與所述光電耦合單元的信號輸出端連接，所述狀態(tài)輸出單元的輸出端與所述測控制中心的檢測輸入端。

作為進一步優(yōu)選的方案，所述使能控制單元包括第一MOS管、第二MOS管、第二供電電源、第二濾波電容、第六電阻、第七電阻及第八電阻；

所述第二MOS管的G極與所述測控制中心的輸出控制端連接，D極經(jīng)第七電阻與所述第一MOS管的G極連接，S極分別與所述DCDC隔離單元的負極輸入端和地連接，D極與其S極之間跨接第八電阻；所述第一MOS管的D極與所述DCDC隔離單元的正極輸入端連接；所述第一MOS管的S極分別與所述第二供電電源和所述第二電容的一端連接，所述第二電容的另一端接地，所述第一MOS管的S極與其G極之間跨接第六電阻。

作為進一步優(yōu)選的方案，所述狀態(tài)輸出單元包括第五電阻、第三濾波電容及第一供電電源；

所述光電耦合單元的光敏三極管的集電極經(jīng)所述第五電阻與所述第一供電電源連接，所述光電耦合單元的光敏三極管的集電極還分別與所述檢測控制中心的檢測端和所述第三濾波電容的一端連接，所述第三濾波電容的另一端分別與所述光電耦合單元的光敏三極管的發(fā)射極和地連接。

作為進一步優(yōu)選的方案，所述檢測執(zhí)行模塊還包括高壓脈沖吸收單元，所述高壓脈沖吸收單元的第一輸入端與所述接觸器的第一端口連接，第二輸入端與所述接觸器的第二端口連接；所述高壓脈沖吸收單元的第一輸出端與所述DCDC隔離單元的負極輸出端連接，第二輸出端與所述光電耦合單元的發(fā)光二極管的陰極連接。

作為進一步優(yōu)選的方案，所述高壓脈沖吸收單元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一濾波電容及雙向TVS管；

所述發(fā)光二極管的陰極依次串聯(lián)所述第二電阻和所述第四電阻后與所述接觸器的第二端口連接，所述接觸器的第一端口依次串聯(lián)所述第三電阻和所述第一電阻后與所述DCDC隔離單元的負極輸出端連接；所述第一濾波電容的一端與所述DCDC隔離單元的負極輸出端連接，另一端與所述發(fā)光二極管的陰極連接；所述雙向TVS管跨接在第一電阻與第三電阻的連接節(jié)點和第二電阻與第四電阻的連接節(jié)點之間。

作為進一步優(yōu)選的方案，所述接觸器的第一端口還與第一功率線連接，所述接觸器的第二端口還與第二功率線連接；所述接觸器的控制端還與檢測控制中心連接。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點及有益效果如下：

1、本發(fā)明公開一種儲能系統(tǒng)接觸器粘連檢測裝置，設(shè)有檢測執(zhí)行模塊和檢測輸出模塊，檢測執(zhí)行模塊可以檢測接觸器的導通狀態(tài)，并將檢測結(jié)果通過檢測輸出模塊發(fā)送給檢測控制中心，從而可以直接判斷出接觸器的接觸點的導通狀態(tài)，判斷接觸器粘連簡單明確，提升了檢測的可靠性。

2、當不需要接觸器狀態(tài)檢測時，檢測控制中心可以給檢測輸出模塊的控制輸入端接入停止工作信號，檢測輸出模塊控制檢測執(zhí)行模塊不工作，不用檢測接觸器的狀態(tài)，所以可以使檢測執(zhí)行模塊不產(chǎn)生功耗，節(jié)約儲能系統(tǒng)的資源。

3、本發(fā)明設(shè)計主要器件為DCDC隔離單元和光電耦合單元，此兩個器件將接觸器檢測回路與外部控制電路完全隔離，獨立成一個模塊，不需要使用高壓檢測電路進行接觸器功率主觸點兩端的電勢差檢測，從而簡化了檢測電路的復雜度，進一步降低了硬件成本。

4、本發(fā)明還設(shè)有高壓脈沖吸收單元，在接觸器在斷開瞬間會產(chǎn)生高壓拉弧現(xiàn)象時，通過高壓脈沖吸收單元可以使到達DCDC隔離電源模塊U1和光電耦合器U2的高壓脈沖電壓已經(jīng)被消除，從而很好的保護DCDC隔離電源模塊U1和光電耦合器U2不被高壓沖擊損壞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種儲能系統(tǒng)接觸器粘連檢測裝置的原理框圖；

圖2為圖1的儲能系統(tǒng)接觸器粘連檢測裝置的電路原理圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

實施例一

請參閱圖1，一種儲能系統(tǒng)接觸器粘連檢測裝置10包括：接觸器1、檢測執(zhí)行模塊2、檢測輸出模塊3及檢測控制中心4。檢測執(zhí)行模塊2用于檢測接觸器1的通斷，并將檢測信號傳輸給檢測輸出模塊3，同時還接收來自檢測輸出模塊3的控制信號，檢測輸出模塊3接收到來自檢測執(zhí)行模塊2的檢測信號時，將檢測信號輸出給檢測控制中心4，檢測控制中心4就可以知道接觸器1接通狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。而且檢測控制中心4可以輸出關(guān)閉檢測信號給檢測輸出模塊3，然后檢測輸出模塊3又控制檢測執(zhí)行模塊2的工作或不工作，從而可以降低整個裝置的功耗。

接觸器1與檢測執(zhí)行模塊2的檢測輸入端連接，檢測執(zhí)行模塊2的信號輸出端與檢測輸出模塊3的檢測輸入端連接，檢測執(zhí)行模塊2的控制輸入端與檢測輸出模塊3的控制輸出端連接；檢測輸出模塊3的檢測輸出端與檢測控制中心4的檢測輸入端連接，檢測輸出模塊3的控制輸入端與檢測控制中心4的控制輸出端連接。

當檢測執(zhí)行模塊2檢測到接觸器1斷開時，輸出接觸器1斷開信號給檢測輸出模塊3，檢測輸出模塊3的檢測輸出端輸出低電平給檢測控制中心4；當檢測執(zhí)行模塊2檢測到接觸器1閉合時，輸出接觸器1閉合信號給檢測輸出模塊3，檢測輸出模塊3的檢測輸出端輸出高電平給檢測控制中心4。

當不需要檢測接觸器1的通斷狀態(tài)時，檢測控制中心4給檢測輸出模塊3的控制輸入端接入停止工作信號，檢測輸出模塊3接收到停止工作信號后，停止給檢測執(zhí)行模塊2供電，檢測執(zhí)行模塊2不工作，不能檢測接觸器的狀態(tài)，所以可以使檢測執(zhí)行模塊2不產(chǎn)生功耗。

要說明的是，檢測執(zhí)行模塊2包括DCDC隔離單元21及與DCDC隔離單元21串聯(lián)的光電耦合單元22；DCDC隔離單元21的正極輸出端與光電耦合單元22的發(fā)光二極管的陽極連接，光電耦合單元22的發(fā)光二極管的陰極與接觸器1的第二端口A2連接，接觸器1的第一端口A1與DCDC隔離單元21的負極輸出連接。DCDC隔離單元21的控制輸入端與檢測輸出模塊3的控制輸出端連接，光電耦合單元22的信號輸出端與檢測輸出模塊3的檢測輸入端連接。

由于DCDC隔離單元U1輸入與輸出隔離，并且光電耦合單元U2的輸入與輸出隔離，所以接觸器狀態(tài)檢測回路實際上也是一個完全被隔離的模塊，可以獨立成為檢測執(zhí)行模塊，而檢測輸出模塊作為另一個模塊可以放置于儲能系統(tǒng)的檢測控制中心內(nèi)，可以根據(jù)實際接觸器的位置情況，用線束將檢測執(zhí)行模塊和檢測輸出模塊連接起來。

接觸器1的第一端口A1還與第一功率線P1連接，接觸器1的第二端口A2還與第二功率線P2連接；接觸器1的控制端還與檢測控制中心連接。

檢測輸出模塊3還包括狀態(tài)輸出單元32，狀態(tài)輸出單元32的檢測輸入端與光電耦合單元22的信號輸出端連接，狀態(tài)輸出單元32的輸出端與檢測控制中心4的檢測輸入端。

具體的，狀態(tài)輸出單元32包括第五電阻R5、第三濾波電容C3及第一供電電源VCC1。光電耦合單元22的光敏三極管的集電極經(jīng)第五電阻R5與第一供電電源VCC1連接，光電耦合單元22的光敏三極管的集電極還分別與檢測控制中心4的檢測端和第三濾波電容C3的一端連接，第三濾波電容C3的另一端分別與光電耦合單元22的光敏三極管的發(fā)射極和地連接。

要說明的是，檢測輸出模塊3包括使能控制單元31，使能控制單元31的使能輸入端與檢測控制中心4的控制輸出端連接，使能控制單元31的使能輸出端與DCDC隔離單元21的使能輸入端連接。

具體的，請參閱圖2，使能控制單元31包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第二供電電源VCC2、第二濾波電容C2、第六電阻R6、第七電阻R7及第八電阻R8。第二MOS管Q2的G極與檢測控制中心4的輸出控制端連接，D極經(jīng)第七電阻R7與第一MOS管Q1的G極連接，S極分別與DCDC隔離單元21的負極輸入端和地連接，D極與其S極之間跨接第八電阻；第一MOS管Q1的D極與DCDC隔離單元21的正極輸入端連接；第一MOS管Q1的S極分別與第二供電電源VCC2和第二電容C2的一端連接，第二電容C2的另一端接地，第一MOS管Q1的S極與其G極之間跨接第六電阻R6。

工作原理：

當接觸器斷開時，接觸器第一端口A1與第二端口A2為斷開狀態(tài)，則DCDC隔離單元U1的正極輸出電流無法回到DCDC隔離單元U1的負極輸出，電流回路未形成。因光電耦合單元U2的發(fā)光二極管無電流流過，光電耦合單元U2的光敏三極管處于非導通狀態(tài)，接觸器狀態(tài)輸出端口由上拉電阻R5接著VCC1，輸出為高電平。

當接觸器閉合時，接觸器第一端口A1與第二端口A2為導通狀態(tài)，則DCDC隔離單元U1的正極輸出電流經(jīng)由光電耦合單元U2的體內(nèi)二極管回到DCDC隔離單元U1的負極輸出，電流回路形成。因光電耦合單元U2的體內(nèi)二極管流過電流，光電耦合單元U2的內(nèi)光感應三極管處于導通狀態(tài)，接觸器狀態(tài)輸出端口輸出為低電平。

所以，接觸器斷開狀態(tài)或閉合狀態(tài)可以由接觸器狀態(tài)檢測輸出端口的高電平或低電平判斷。

在儲能系統(tǒng)不需要進行接觸器狀態(tài)檢測時，儲能系統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)向接觸器狀態(tài)檢測電源使能端口輸出低電平，第二MOS管Q2的Vgs等于0V，第二MOS管Q2不導通，則第一MOS管Q1的Vgs等于0V，第一MOS管Q1不導通，DCDC隔離單元U1無電源供電，接觸器檢測回路不產(chǎn)生電流，則接觸器狀態(tài)檢測電路不產(chǎn)生功耗。

在儲能系統(tǒng)需要進行接觸器狀態(tài)檢測時，儲能系統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)向接觸器狀態(tài)檢測電源使能端口輸出高電平，第二MOS管Q2的Vgs大于開啟電壓，第二MOS管Q2導通，第六電阻R6與第七電阻R7對第二供電電源VCC2進行分壓，則第一MOS管Q1的Vgs大于開啟電壓，第一MOS管Q1導通，DCDC隔離單元U1有電源供電，接觸器檢測回路產(chǎn)生電流并開始工作。

實施例二

請一并參閱圖1和圖2，除下述的技術(shù)特征，本實施例的技術(shù)特征與實施例1相同。檢測執(zhí)行模塊2還包括高壓脈沖吸收單元23，高壓脈沖吸收單元23的第一輸入端與接觸器1的第一端口A1連接，第二輸入端與接觸器1的第二端口A2連接；高壓脈沖吸收單元23的第一輸出端與DCDC隔離單元21的負極輸出端連接，第二輸出端與光電耦合單元22的發(fā)光二極管的陰極連接。

具體的，高壓脈沖吸收單元23包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一濾波電容C1及雙向TVS管D1；發(fā)光二極管的陰極依次串聯(lián)第二電阻R2和第四電阻R4，第四電阻R4后接觸器1的第二端口A2連接，接觸器1的第一端口A1依次串聯(lián)第三電阻R3和第一電阻R1后與DCDC隔離單元21的負極輸出端連接；第一濾波電容C1的一端與DCDC隔離單元21的負極輸出端連接，另一端與所述發(fā)光二極管的陰極連接；所述雙向TVS管跨接在第一電阻R1與第三電阻R3的連接節(jié)點和第二電阻R2與第四電阻R4的連接節(jié)點之間。

工作原理：圖中第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、雙向TVS管D1、第一電容C1組成高壓脈沖吸收單元23。接觸器在斷開瞬間產(chǎn)生高壓拉弧現(xiàn)象，接觸器第一端口A1與第二端口A2上產(chǎn)生的高壓脈沖先經(jīng)過第三電阻R3、第四電阻R4限流，再由雙向TVS管D1進行限壓，再次經(jīng)過第一電阻R1、第二電阻R2進行限流，最后由第一電容C1進行進一步濾波，到達DCDC隔離單元U1和光電耦合單元U2的高壓脈沖電壓已經(jīng)被消除，從而很好的保護DCDC隔離單元U1和光電耦合單元U2不被高壓沖擊損壞。

本發(fā)明為一種儲能系統(tǒng)接觸器粘連檢測裝置，主要針對儲能系統(tǒng)中接觸器粘連檢測，特別針對使用MCU作為系統(tǒng)控制單元的電池管理系統(tǒng)。本發(fā)明主要使用隔離器件組成接觸器檢測模塊，對接觸器主觸點進行直接通斷狀態(tài)檢測，同時接觸器檢測執(zhí)行模塊中加入拉弧高壓吸收單元，防止高壓脈沖對DCDC隔離單元和光電耦合單元的損壞。檢測輸出模塊與電池管理系統(tǒng)板信號連接，需要檢測接觸器主觸點狀態(tài)時，使能電源開關(guān)，使檢測執(zhí)行模塊供電，檢測完畢再關(guān)閉檢測執(zhí)行模塊供電，降低功耗，檢測執(zhí)行模塊和檢測輸出模塊之間根據(jù)接觸器的實際位置情況通過線束連接，方便安裝。

以上實施方式僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。