电源变换装置及包括其的电动汽车的制作方法

1.本技术涉及电源领域，尤其是电源变换装置及包括其的电动汽车。


背景技术：

2.随着技术及市场需求的发展，电动汽车越来越受欢迎。
3.目前市场上的电动汽车通常包括一个高压电池单元，主流的电动汽车中高压电池单元为400v，并逐渐由400v向800v过渡。
4.在电动汽车中，通常还包括用于为高压电池单元充电的功率源，如车载充电机，并在功率源与高压电池单元之间通常还设有功率继电器，以控制功率源主电源线的闭合或断开。
5.然而，在实际应用中，由于诸多原因，如外部负载电流过大、吸合电压不稳定等情况，功率继电器易发生粘连现象，导致高压电池单元无法充电或者器件损坏。
6.因此，可靠并且精确的检测继电器是否粘连，成为业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

7.为了可靠并且精确的检测继电器是否粘连。根据一个实施例，本技术提供一种电源变换装置，应用于电动汽车中，包括：第一功率继电器，包括连接第一端子的第一端，以及连接一高压电池单元正极的第二端；第二功率继电器，包括连接所述第一端子或第二端子的第一端，以及连接第三端子的第二端；第三功率继电器，包括连接所述第二端子的第一端，以及连接所述高压电池单元负极的第二端，其中一电容连接在所述第三端子与所述第三功率继电器的第二端之间；电压检测模块，包括多个电阻单元、第一开关单元和第二开关单元，用于检测：所述第一端子与所述第二端子间电压以及所述电容电压、与所述高压电池单元电压相关的第一节点第一电压和第一节点第二电压、以及与所述电容电压相关的第二节点第一电压以及第二节点第二电压；粘连判断模块，用于根据述第一端子与所述第二端子间电压、所述电容电压、所述第一节点第一电压、所述第一节点第二电压、所述第二节点第一电压、所述第二节点第二电压判断第一功率继电器至第三功率继电器的粘连工况。
8.更进一步的，所述粘连判断模块，用于：根据述第一端子与所述第二端子间电压和所述电容电压，判断第一功率继电器至第三功率继电器中任意至少两者粘连的工况；根据第一节点第一电压、第一节点第二电压、第二节点第一电压和第二节点第二电压判断第一功率继电器至第三功率继电器中任一者单独粘连以及均不粘连的工况。
9.更进一步的，所述粘连判断模块，用于：根据第一节点第一电压和第一节点第二电压判断第一功率继电器和第三功率继电器中任一者单独粘连的工况以及均不粘连的工况；根据第二节点第一电压和第二节点第二电压判断第二功率继电器单独粘连的工况以及不粘连的工况。
10.更进一步的，粘连判断模块，执行：s1:接收所述第一端子与所述第二端子间电压以及所述电容电压；s2:根据所述第一端子与所述第二端子间电压以及所述电容电压，判断
是否存在第一功率继电器至第三功率继电器中任意至少两者粘连的工况，若是，进入步骤s4，若否，进入步骤s3：s3:根据第一节点第一电压和第一节点第二电压判断第一功率继电器和第三功率继电器中任一者单独粘连的工况以及均不粘连的工况；根据第二节点第一电压和第二节点第二电压判断第二功率继电器单独粘连的工况以及不粘连的工况；s4:结束判断，输出粘连工况。
11.更进一步的，步骤s2中根据所述第一端子与所述第二端子间电压以及所述电容电压，判断是否存在第一功率继电器至第三功率继电器中任意至少两者粘连的工况，为：若所述第一端子与所述第二端子间电压为所述电容上的实际电压值，所述电容电压也为所述电容上的实际电压值，则认为第二功率继电器和第三功率继电器同时粘连，但第一功率继电器不粘连；若所述第一端子与所述第二端子间电压为零，所述电容电压为所述高压电池单元上的电压值，则认为第一功率继电器和第二功率继电器同时粘连，但第三功率继电器不粘连；若所述第一端子与所述第二端子间电压为所述高压电池单元上的电压值，所述电容电压为所述电容上的实际电压值，则认为第一功率继电器和第三功率继电器同时粘连，但第二功率继电器不粘连；若所述第一端子与所述第二端子间电压为所述高压电池单元上的电压值，所述电容电压也为所述高压电池单元上的电压值，则认为第一功率继电器至第三功率继电器均粘连。
12.更进一步的，步骤s3为：若第一节点第二电压与第一节点第一电压之间的电压增益为第一增益值，则认为第一功率继电器单独粘连；若第一节点第二电压与第一节点第一电压之间的电压增益为第二增益值，则认为第三功率继电器单独粘连；若第一节点第二电压与第一节点第一电压之间的电压增益为第三增益值，则认为第一功率继电器和第三功率继电器均不粘连，其中第一增益值、第二增益值和第三增益值互不相等；若第二节点第二电压与第二节点第一电压之间的电压增益为第四增益值，则认为第二功率继电器单独粘连；若第二节点第二电压与第二节点第一电压之间的电压增益为第五增益值，则认为第二功率继电器不粘连，其中第四增益值和第五增益值互不相等。
13.更进一步的，若第一节点第二电压与第一节点第一电压之间的电压增益为所述第三增益值，且第二节点第二电压与第二节点第一电压之间的电压增益为第五增益值，则认为第一功率继电器至第三功率继电器均不粘连。
14.更进一步的，所述电压检测模块，执行：所述第一开关单元和所述第二开关单元均断开时，检测所述第一端子与所述第二端子间电压以及所述电容电压；所述第二开关单元保持断开，在所述第一开关单元闭合前，检测第一节点电压得到第一节点第一电压，在所述第一开关单元闭合后，检测第一节点电压得到第一节点第二电压；所述第一开关单元保持断开时，在所述第二开关单元闭合前，检测第二节点电压得到第二节点第一电压，在所述第二开关单元闭合后，检测第二节点电压得到第二节点第二电压。
15.更进一步的，电压检测装置，包括：第一电压检测单元，连接在所述第一端子与所述第二端子之间，用于检测所述第一端子与所述第二端子间电压；第二电压检测单元，连接在所述第三端子与所述高压电池单元负极之间，用于检测所述电容电压；第三电压检测单元，连接在所述第一端子与所述第二端子之间；第四电压检测单元，连接在所述高压电池单元正极与所述高压电池单元负极之间，所述第一开关单元连接在所述第三电压检测单元与所述第四电压检测单元之间，所述第二开关单元连接在所述第三电压检测单元与所述第二
电压检测单元之间。
16.更进一步的，所述第一电压检测单元包括串联连接的第三电阻单元和第四电阻单元，所述第三电阻单元的第一端连接所述第一端子，所述第四电阻单元的第二端连接所述第二端子，通过第三电阻单元与第四电阻单元的共节点用于检测所述第一端子与所述第二端子间电压；所述第二电压检测单元包括串联连接的第十三电阻单元和第十四电阻单元以及串联连接的第十五电阻单元和第十六电阻单元，所述第十三电阻单元的第一端连接所述高压电池单元正极，所述第十四电阻单元的第二端连接所述高压电池单元负极，所述第十五电阻单元的第一端连接所述第十三电阻单元与所述第十四电阻单元的共节点，所述第十六电阻单元的第二端连接所述高压电池单元负极，所述第十五电阻单元和所述第十六电阻单元的共节点形成所述第二节点；第三电压检测单元包括串联连接的第一电阻单元和第二电阻单元，所述第一电阻单元的第一端连接所述第一端子，所述第二电阻单元的第二端连接所述第二端子；所述第四电压检测单元包括串联连接的第五电阻单元和第六电阻单元以及串联连接的第七电阻单元和第八电阻单元，所述第五电阻单元的第一端连接所述高压电池单元正极，所述第六电阻单元的第二端连接所述高压电池单元负极，所述第七电阻单元的第一端连接所述第五电阻单元与所述第六电阻单元的共节点，所述第八电阻单元的第二端连接所述高压电池单元负极，所述第七电阻单元与所述第八电阻单元的共节点形成所述第二节点；所述第一开关单元连接在所述第一电阻单元与所述第二电阻单元的共节点与所述第五电阻单元与所述第六电阻单元的共节点之间；所述第二开关单元连接在所述第一电阻单元与所述第二电阻单元的共节点与所述第十三电阻单元和所述第十四电阻单元的共节点之间，或连接在所述第二端子与所述第十三电阻单元和所述第十四电阻单元的共节点之间。
17.更进一步的，还包括电驱动系统，所述电容为所述电驱动系统内的电容，所述电驱动系统用于将所述电容两端的电压升压变换为所述高压电池单元端的直流电。
18.更进一步的，电源变换装置工作在以下任一模式：第一种模式：第一功率继电器和第三功率继电器同时闭合，第二功率继电器断开；第二种模式：第二功率继电器和第三功率继电器同时闭合，第一功率继电器断开。
19.更进一步的，电源变换装置工作在以下任一模式：第一种模式：第一功率继电器和第三功率继电器同时闭合，第二功率继电器断开；第二种模式：第一功率继电器和第二功率继电器同时闭合，第三功率继电器断开。
20.更进一步的，所述第一端子和所述第二端子为直流电和交流电共用端子。
21.本技术还提供一种电动汽车，包括上述的电源变换装置。
22.前面已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下公开的详细描述。下文将描述本公开的附加特征和优点，其构成本公开权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等效结构不脱离所附权利要求中阐述的本公开内容的精神和范围。
附图说明
23.为了更完整地理解本公开内容及其优点，现结合附图参考以下描述，其中：
24.图1示出了本技术一实施例的电源变换装置示意图；
25.图2示出了本技术另一实施例的电源变换装置示意图；
26.图3示出了本技术一实施例的粘连检测流程示意图；
27.图4示出了本技术一实施例的粘连检测真值表示意图；
28.图5示出了第二功率继电器和第三功率继电器同时粘连工况下的电源变换装置示意图；
29.图6示出了第一功率继电器和第二功率继电器同时粘连工况下的电源变换装置示意图；
30.图7示出了第一功率继电器和第三功率继电器同时粘连工况下的电源变换装置示意图；
31.图8示出了第一功率继电器至第三功率继电器均粘连工况下的电源变换装置示意图；
32.图9示出了本技术一实施例的电压检测模块示意图；
33.图10示出了本技术一实施例的电压检测模块具体电路示意图；
34.图11示出了本技术另一实施例的电压检测模块具体电路示意图；
35.图12示出了图10所示的电压检测模块具体电路的第一工作状态示意图；
36.图13示出了图10所示的电压检测模块具体电路的第二工作状态示意图；
37.图14示出了图10所示的电压检测模块具体电路的第三工作状态示意图。
38.除非另有说明，不同附图中的对应数字和符号通常指对应的部分。绘制这些附图是为了清楚地说明各种实施例的相关方面，并不一定按比例绘制。
具体实施方式
39.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
40.请参阅图1所示的本技术一实施例的电源变换装置示意图，用于电动汽车中，包括：
41.第一功率继电器k1，包括连接第一端子p1的第一端，以及连接一高压电池单元hv正极hv+的第二端；
42.第二功率继电器k2，包括连接所述第一端子p1的第一端，以及连接第三端子p3的第二端；
43.第三功率继电器k3，包括连接所述第二端子p2的第一端，以及连接所述高压电池单元hv负极hv-的第二端，其中一电容c1连接在所述第三端子p3与所述第三功率继电器k3的第二端之间。
44.其中第一端子p1和第二端子p2用于连接功率源，而为高压电池单元hv充电。第一功率继电器k1、第二功率继电器k2和第三功率继电器k3用于控制功率源主电源线的闭合或断开。
45.更具体的，如图1所示，电源变换装置还包括电驱动系统110，所述电容c1为所述电
驱动系统110内的电容，所述电驱动系统110用于将所述电容c1两端的电压升压变换为所述高压电池单元hv端的直流电，而为高压电池单元hv充电。
46.具体的如图1所示，电驱动系统110包括电容c1、三相电感单元111以及三相开关桥臂。具体的，三相开关桥臂包括由第一开关管q1与第二开关管q2串联连接形成的第一开关桥臂、由第三开关管q3与第四开关管q4串联连接形成的第二开关桥臂，以及由第五开关管q5与第六开关管q6串联连接形成的第三开关桥臂，第一开关桥臂至第三开关桥臂并联连接，并与所述高压电池单元hv并联连接。三相电感单元111包括第一电感l1、第二电感l2和第三电感l3，第一电感l1、第二电感l2和第三电感l3的第一端分别对应连接第一开关桥臂至第三开关桥臂内两串联连接的开关管的共节点，第一电感l1、第二电感l2和第三电感l3的第二端相互连接构成中性点n，中性点n连接第三端子p3。
47.通过控制三相开关桥臂内的开关管，实现升压dc-dc变换功能，而将所述电容c1两端的电压升压变换为所述高压电池单元hv端的直流电，为高压电池单元hv充电。
48.更进一步的，如图1所示，三相开关桥臂与高压电池单元hv之间还并联由第二电容c2，以起到稳压的功能。
49.更进一步的，如图1所示，中性点n还通过第四继电器k4连接第三端子p3，以控制所述电容c1与三相电感单元111的通断，而可使电驱动系统110工作在更多模式中。如将第四继电器k4断开，控制驱动系统110工作在逆变模式，则可将所述高压电池单元hv端的直流电变换为中性点n处的交流电而为交流负载供电。也可将第四继电器k4导通，并将第二继电器k2和第三继电器k3导通、第一继电器k1关断，而将施加在所述电容c1两端的电压升压变换为所述高压电池单元hv端的直流电，实现为高压电池单元hv的低压充电。
50.对于图1所示的电源变换装置，还可通过将第一继电器k1和第三继电器k3导通，并将第二继电器k2关断，而实现第一端子p1与第二端子p2之间的功率源为高压电池单元hv充电，而实现高压电池单元hv的高压充电。
51.请参阅图2所示的本技术另一实施例的电源变换装置示意图，与图1唯一不同的是，第二功率继电器k2的第一端连接第二端子p2，其它均与图1相同。
52.其工作方式与图1不同的是，可将第四继电器k4导通，并将第一继电器k1和第二继电器k2导通、第三继电器k3关断，而将施加在所述电容c1两端的电压升压变换为所述高压电池单元hv端的直流电，实现为高压电池单元hv的低压充电。通过将第一继电器k1和第三继电器k3导通，并将第二继电器k2关断，而实现第一端子p1与第二端子p2之间的功率源为高压电池单元hv充电，而实现高压电池单元hv的高压充电。其它均与图1的电源变换装置相同。
53.图1和图2中的第一端子p1与第二端子p2之间可连接直流功率源，如车载充电机，也可连接交流功率源，也即第一端子p1和第二端子p2为直流电和交流电共用端子。
54.如上所述，通过设置第一继电器k1、第二继电器k2和第三继电器k3可灵活实现为高压电池单元hv的高低压充电，使得充电更加灵活。另外在第一继电器k1、第二继电器k2和第三继电器k3均断开时，可避免电容c1上的电压影响第一端子p1与第二端子p2之间的电压，而可保证第一端子p1与第二端子p2之间电压为零，提高电源变换装置的可靠性。
55.如图1和图2所示，电源变换装置均包括第一继电器k1、第二继电器k2和第三继电器k3，如何可靠并且精确地检测第一继电器k1、第二继电器k2和第三继电器k3的粘连状况，
以保证电源变换装置的可靠运行极其重要。
56.基于此，请参阅图1和图2，电源变换装置还包括：
57.电压检测模块210，包括多个电阻单元、第一开关单元s1和第二开关单元s2，用于检测：所述第一端子与所述第二端子间电压vp以及所述电容电压vc、与所述高压电池单元电压vb相关的第一节点第一电压vb1和第一节点第二电压vb2、以及与所述电容电压vc相关的第二节点第一电压vc1以及第二节点第二电压vc2；
58.粘连判断模块220，用于根据述第一端子与所述第二端子间电压vp、所述电容电压vc、所述第一节点第一电压vb1、所述第一节点第二电压vb2、所述第二节点第一电压vc1、所述第二节点第二电压vc2判断第一功率继电器k1至第三功率继电器k3的粘连工况。
59.通过本技术提供的电压检测模块210分别检测第一继电器k1、第二继电器k2和第三继电器k3两端的电压，粘连判断模块根据电压检测模块的检测结果判断第一功率继电器k1至第三功率继电器k3的粘连工况。这里的粘连工况包括均不粘连、任一者粘连、任二者粘连或均粘连。
60.具体的，所述粘连判断模块210，用于：根据述第一端子与所述第二端子间电压vp和所述电容电压vc，判断第一功率继电器k1至第三功率继电器k2中任意至少两者粘连的工况；根据第一节点第一电压vb1、第一节点第二电压vb2、第二节点第一电压vc1和第二节点第二电压vc2判断第一功率继电器k1至第三功率继电器k3中任一者单独粘连以及均不粘连的工况。以根据不同的电压检测值判断不同功率继电器的粘连工况，使检测更加准确可靠。
61.具体的，所述粘连判断模块210，用于：根据第一节点第一电压vb1和第一节点第二电压vb2判断第一功率继电器k1和第三功率继电器k3中任一者单独粘连的工况以及均不粘连的工况；根据第二节点第一电压vc1和第二节点第二电压vc2判断第二功率继电器k2单独粘连的工况以及不粘连的工况。当不存在任意至少两个功率继电器粘连的工况下，根据不同的电压检测值判断不同功率继电器的粘连状况，使检测更加准确可靠。
62.更进一步的，请参阅图3所示的本技术一实施例的粘连检测流程示意图，如图3所示，粘连判断模块210，执行：
63.s1:接收所述第一端子与所述第二端子间电压vp以及所述电容电压vc；
64.s2:根据所述第一端子与所述第二端子间电压vp以及所述电容电压vc，判断是否存在第一功率继电器k1至第三功率继电器k3中任意至少两者粘连的工况，若是，进入步骤s4，若否，进入步骤s3：
65.s3:根据第一节点第一电压vb1和第一节点第二电压vb2判断第一功率继电器k1和第三功率继电器k3中任一者单独粘连的工况以及均不粘连的工况；根据第二节点第一电压vc1和第二节点第二电压vc2判断第二功率继电器k2单独粘连的工况以及不粘连的工况；
66.s4:结束判断，输出粘连工况。
67.如此，在实际应用，可首先确定是否存在第一功率继电器k1至第三功率继电器k3中任意至少两者粘连的工况，若是，则粘连工况已确定，可结束粘连工况检测。若否，则可进一步判断是否存在第一功率继电器k1至第三功率继电器k3中单独粘连的工况以及不粘连的工况，使检测更加准确可靠，且不遗漏任何粘连工况。
68.更进一步的，可参阅图4所示的本技术一实施例的粘连检测真值表示意图，其中的“1”表示对应的功率继电器粘连，“0”表示功率继电器未粘连。如图4所示，则步骤s2中根据
所述第一端子与所述第二端子间电压vp以及所述电容电压vc，判断是否存在第一功率继电器k1至第三功率继电器k3中任意至少两者粘连的工况，为：
69.若所述第一端子与所述第二端子间电压vp为所述电容c1上的实际电压值vcs，所述电容电压vc也为所述电容c1上的实际电压值vcs，则认为第二功率继电器k2和第三功率继电器k3同时粘连，但第一功率继电器k1不粘连。这里称为第一种工况，可参阅图5所示的第二功率继电器和第三功率继电器同时粘连工况下的电源变换装置示意图。若第二功率继电器k2和第三功率继电器k3同时粘连，但第一功率继电器k1不粘连，则所述第一端子与所述第二端子间电压vp被所述电容c1上的实际电压值vcs影响，而为所述电容c1上的实际电压值vcs，所述电容电压vc亦为所述电容c1上的实际电压值vcs。
70.若所述第一端子与所述第二端子间电压vp为零，所述电容电压vc为所述高压电池单元hv上的电压值vb，则认为第一功率继电器k1和第二功率继电器k2同时粘连，但第三功率继电器k3不粘连。这里称为第二种工况，可参阅图6所示的第一功率继电器和第二功率继电器同时粘连工况下的电源变换装置示意图。若第一功率继电器k1和第二功率继电器k2同时粘连，但第三功率继电器k3不粘连，由于第三功率继电器k3断开，则所述第一端子与所述第二端子间电压vp为0v，所述电容电压vc被所述高压电池单元hv影响，而为所述高压电池单元hv上的电压值vb。
71.若所述第一端子与所述第二端子间电压vp为所述高压电池单元hv上的电压值vb，所述电容电压vc为所述电容c1上的实际电压值vcs，则认为第一功率继电器k1和第三功率继电器k3同时粘连，但第二功率继电器k2不粘连。这里称为第三种工况，可参阅图7所示的第一功率继电器和第三功率继电器同时粘连工况下的电源变换装置示意图。若第一功率继电器k1和第三功率继电器k3同时粘连，但第二功率继电器k2不粘连，所述第一端子与所述第二端子间电压vp被所述高压电池单元hv影响，而为所述高压电池单元hv上的电压值vb，由于第二功率继电器k2断开，所述电容电压vc为所述电容c1上的实际电压值vcs。
72.若所述第一端子与所述第二端子间电压vp为所述高压电池单元hv上的电压值vb，所述电容电压vc也为所述高压电池单元hv上的电压值vb，则认为第一功率继电器k1至第三功率继电器k3均粘连。这里称为第四种工况，可参阅图8所示的第一功率继电器至第三功率继电器均粘连工况下的电源变换装置示意图。若第一功率继电器k1至第三功率继电器k3均粘连，则所述第一端子与所述第二端子间电压vp被所述高压电池单元hv影响，而为所述高压电池单元hv上的电压值vb，所述电容电压vc亦被所述高压电池单元hv影响，而为所述高压电池单元hv上的电压值vb。
73.如上所述，上述四种工况下，所述第一端子与所述第二端子间电压vp和所述电容电压vc的组合互不相同，因此可通过检测所述第一端子与所述第二端子间电压vp和所述电容电压vc，判断是否为上述四种工况之一。且仅通过检测所述第一端子与所述第二端子间电压vp和所述电容电压vc即可实现，因此检测方法简单，且可靠性高。
74.若不为上述四种工况之一，则说明是一个功率继电器粘连或所有功率继电器均不粘连。然而请继续参阅图4的真值表，当一个功率继电器粘连或所有功率继电器均不粘连时，所述第一端子与所述第二端子间电压vp均为0v，所述电容电压vc均为所述电容c1上的实际电压值vcs。因此仅靠所述第一端子与所述第二端子间电压vp和所述电容电压vc已无法确定是哪个功率继电器粘连或所有功率继电器均不粘连的工况。
75.更进一步的，在不为上述四种工况之一时，执行步骤s3:根据第一节点第一电压vb1和第一节点第二电压vb2判断第一功率继电器k1和第三功率继电器k3中任一者单独粘连的工况以及均不粘连的工况；根据第二节点第一电压vc1和第二节点第二电压vc2判断第二功率继电器k2单独粘连的工况以及不粘连的工况。
76.具体的，步骤s3为：
77.若第一节点第二电压vb2与第一节点第一电压vb1之间的电压增益为第一增益值g1，则认为第一功率继电器k1单独粘连；
78.若第一节点第二电压vb2与第一节点第一电压vb1之间的电压增益为第二增益值g2，则认为第三功率继电器k3单独粘连；
79.若第一节点第二电压vb2与第一节点第一电压vb1之间的电压增益为第三增益值g3，则认为第一功率继电器k1和第三功率继电器k3均不粘连，其中第一增益值g1、第二增益值g2和第三增益值g3互不相等；
80.若第二节点第二电压vc2与第二节点第一电压vc1之间的电压增益为第四增益值g4，则认为第二功率继电器k2单独粘连；
81.若第二节点第二电压vc2与第二节点第一电压vc1之间的电压增益为第五增益值g5，则认为第二功率继电器k2不粘连，其中第四增益值g4和第五增益值g5互不相等。
82.如上所述，第一节点第一电压vb1和第一节点第二电压vb2与所述高压电池单元电压vb相关，又因第一功率继电器k1和第三功率继电器k3与所述高压电池单元hv相连，在第一功率继电器k1和第三功率继电器k3出现粘连工况时，会影响第一节点第二电压vb2与第一节点第一电压vb1之间的电压增益，因此通过计算第一节点第二电压vb2与第一节点第一电压vb1之间的电压增益可判断是第一功率继电器k1还是第三功率继电器k3单独粘连。同时也可以判断第一功率继电器k1和第三功率继电器k3均不粘连的工况。
83.如上所述，第二节点第一电压vc1和第二节点第二电压vc2与所述电容电压vc相关，又因第二功率继电器k2与所述电容c1相连，在第二功率继电器k2出现粘连工况时，会影响第二节点第二电压vc2与第二节点第一电压vc1之间的电压增益，因此通过计算第二节点第二电压vc2与第二节点第一电压vc1之间的电压增益可判断是第二功率继电器k2是否单独粘连。
84.并且，若第一节点第二电压vb2与第一节点第一电压vb1之间的电压增益为所述第三增益值g3，且第二节点第二电压vc2与第二节点第一电压vc1之间的电压增益为第五增益值g5，则认为第一功率继电器k1至第三功率继电器k3均不粘连。
85.在实际应用中，只要通过电压检测模块210及其外围电路的合理选值，使得第一增益值g1至第三增益值g3之间互不相等，也即能区分开，并且第四增益值g4和第五增益值g5之间互不相等，也即能区分开，就能精确的判断出是哪一个功率继电器单独粘连，或均不粘连。
86.具体的，所述电压检测模块210，执行：
87.所述第一开关单元s1和所述第二开关单元s2均断开时，检测所述第一端子与所述第二端子间电压vp以及所述电容电压vc；
88.所述第二开关单元s2保持断开，在所述第一开关单元s1闭合前，检测第一节点d1电压得到第一节点第一电压vb1，在所述第一开关单元s1闭合后，检测第一节点d1电压得到
第一节点第二电压vb2；
89.所述第一开关单元s1保持断开时，在所述第二开关单元s2闭合前，检测第二节点d2电压得到第二节点第一电压vc1，在所述第二开关单元闭合s2后，检测第二节点d2电压得到第二节点第二电压vc2。
90.如此，设置电压检测模块210及其外围电路使得，所述第一开关单元s1和所述第二开关单元s2均断开时，检测得到的所述第一端子与所述第二端子间电压vp反应所述第一端子p1与所述第二端子p2之间的真实电压状况，所述电容电压vc反应所述电容c1上的真实电压状况。使得可精确检测所述第一端子与所述第二端子间电压vp以及所述电容电压vc。
91.并且设置电压检测模块210及其外围电路使得，在所述第二开关单元s2保持断开，在所述第一开关单元s1闭合前后，分别检测第一节点d1电压得到第一节点第一电压vb1和第一节点第二电压vb2，且在第一功率继电器k1和第三功率继电器k3为不同的粘连工况时，第一节点第二电压vb2与第一节点第一电压vb1之间的电压增益会出现三个不同的电压增益值，而可反应出第一功率继电器k1和第三功率继电器k3形成的三种不同的粘连工况。
92.并且设置电压检测模块210及其外围电路使得，在所述第一开关单元s1保持断开时，在所述第二开关单元s2闭合前后，分别检测第二节点d2电压得到第二节点第一电压vc1和第二节点第二电压vc2。且在第二功率继电器k2为不同的粘连工况时，第二节点第二电压vc2与第二节点第一电压vc1之间的电压增益会出现两个不同的电压增益值，而可反应出第二功率继电器k2的两种不同的粘连工况。
93.此时只要第一增益值g1至第三增益值g3之间互不相等，第四增益值g4和第五增益值g5之间互不相等即可，并不限定第一节点第一电压vb1、第一节点第二电压vb2、第二节点第一电压vc1和第二节点第二电压vc2之间的关系，以及第一增益值g1至第三增益值g3与第四增益值g4和第五增益值g5之间的关系。
94.请参阅图9所示的本技术一实施例的电压检测模块示意图，如图9所示，电压检测装置210，包括：
95.第一电压检测单元221，连接在所述第一端子p1与所述第二端子p2之间，用于检测所述第一端子与所述第二端子间电压vp；
96.第二电压检测单元222，连接在所述第三端子p3与所述高压电池单元负极hv-之间，用于检测所述电容电压vc；
97.第三电压检测单元223，连接在所述第一端子p1与所述第二端子p2之间；
98.第四电压检测单元224，连接在所述高压电池单元正极hv+与所述高压电池单元负极hv-之间，所述第一开关单元s1连接在所述第三电压检测单元223与所述第四电压检测单元224之间，所述第二开关单元s2连接在所述第三电压检测单元223与所述第二电压检测单元222之间。
99.如此当所述第一开关单元s1和所述第二开关单元s2均断开时，用于检测所述第一端子与所述第二端子间电压vp的第一电压检测单元221和用于检测所述电容电压vc的第二电压检测单元222不受其它电压检测单元的影响，而可精确的检测所述第一端子与所述第二端子间电压vp以及所述电容电压vc。具体的，如图9所示，可通过连接第一电压检测单元221的第三节点d3和连接第二电压检测单元222的第二节点d2分别得到所示第一端子与所述第二端子间电压vp和所述电容电压vc。
100.并且，如图9所示，通过在所述第二开关单元s2保持断开，控制所述第一开关单元s1关断和闭合，可影响第三电压检测单元223与第四电压检测单元224之间的连接关系，而影响连接第四电压检测单元224的第一节点d1的检测电压值，也即影响第一节点第二电压vb2和第一节点第一电压vb1，进而影响其之间的电压增益。
101.并且，如图9所示，通过在所述第一开关单元s1保持断开，控制所述第二开关单元s2关断和闭合，可影响第三电压检测单元223与第二电压检测单元222之间的连接关系，而影响连接第二电压检测单元222的第二节点d2的检测电压值，也即影响第二节点第二电压vc2和第二节点第一电压vc1，进而影响其之间的电压增益。
102.更进一步的，请参阅图10所示的本技术一实施例的电压检测模块具体电路示意图，如图10所示：
103.所述第一电压检测单元221包括串联连接的第三电阻单元r3和第四电阻单元r4，所述第三电阻单元r3的第一端连接所述第一端子p1，所述第四电阻单元r4的第二端连接所述第二端子p2，通过第三电阻单元r3与第四电阻单元r4的共节点形成第三节点d3，用于检测所述第一端子与所述第二端子间电压vp；
104.所述第二电压检测单元222包括串联连接的第十三电阻单元r13和第十四电阻单元r14以及串联连接的第十五电阻单元r15和第十六电阻单元r16，所述第十三电阻单元r13的第一端连接所述高压电池单元正极hv+，所述第十四电阻单元r14的第二端连接所述高压电池单元负极hv-，所述第十五电阻单元r15的第一端连接所述第十三电阻单元r13与所述第十四电阻单元r14的共节点，所述第十六电阻单元r16的第二端连接所述高压电池单元负极hv-，所述第十五电阻单元r15和所述第十六电阻单元r16的共节点形成所述第二节点d2；
105.第三电压检测单元223包括串联连接的第一电阻单元r1和第二电阻单元r2，所述第一电阻单元r1的第一端连接所述第一端子p1，所述第二电阻单元r2的第二端连接所述第二端子p2；
106.所述第四电压检测单元224包括串联连接的第五电阻单元r5和第六电阻单元r6以及串联连接的第七电阻单元r7和第八电阻单元r8，所述第五电阻单元r5的第一端连接所述高压电池单元正极hv+，所述第六电阻单元r6的第二端连接所述高压电池单元负极hv-，所述第七电阻单元r7的第一端连接所述第五电阻单元r5与所述第六电阻单元r6的共节点，所述第八电阻单元r8的第二端连接所述高压电池单元负极hv-，所述第七电阻单元r7与所述第八电阻单元r8的共节点形成所述第二节点d2；
107.所述第一开关单元s1连接在所述第一电阻单元r1与所述第二电阻单元r2的共节点与所述第五电阻单元r5与所述第六电阻单元r6的共节点之间；
108.所述第二开关单元s2连接在所述第一电阻单元r1与所述第二电阻单元r2的共节点与所述第十三电阻单元r13和所述第十四电阻单元r14的共节点之间。
109.图10所示的电压检测模块可应用图1和图2中的电源变换装置。
110.对于应用于图2所示的电源变换装置，可参阅图11所示的所示的本技术另一实施例的电压检测模块具体电路示意图，与图10唯一不同的是，所述第二开关单元s2连接在所述第二端子p2与所述第十三电阻单元r13与所述第十四电阻单元r14的共节点之间。其它均与图10相同，在此不再赘述。
111.如图12所示的图10所示的电压检测模块具体电路的第一工作状态示意图，如图11
所示，当所述第一开关单元s1和所述第二开关单元s2均断开时，第一电压检测单元221用于检测所述第一端子与所述第二端子间电压vp，在第三节点d3输出检测值。第二电压检测单元222用于检测所述电容电压vc，在第二节点d2输出检测值。
112.所述第二开关单元s2保持断开，所述第一开关单元s1闭合的电压检测模块具体电路的第二工作状态示意图可参阅图13，此时导通的所述第一开关单元s1将第三电压检测单元223连接至第四电压检测单元224，而影响第一节点d1电压，得到第一节点第二电压vb2。所述第二开关单元s2保持断开，所述第一开关单元s1断开时为图12所示的第一工作状态示意图，此时第三电压检测单元223不连接至第四电压检测单元224，而影响第一节点d1电压，得到第一节点第一电压vb1。
113.从图13可以看出，对于第一功率继电器k1和第三功率继电器k3中任一者单独粘连的工况以及均不粘连的工况，在所述第二开关单元s2保持断开，所述第一开关单元s1闭合前后，由于阻抗的变化，第一节点第一电压vb1和第一节点第二电压vb2会受影响，而可判断出第一功率继电器k1和第三功率继电器k3中任一者单独粘连的工况以及均不粘连的工况。
114.具体的，可通过第一节点第二电压vb2与第一节点第一电压vb1之间的增益，判断三种工况。如在一实施例中，当第一节点第二电压vb2与第一节点第一电压vb1之间的比值与一系数的乘积为3.235，也即第一增益值，则认为第一功率继电器k1单独粘连；当第一节点第二电压vb2与第一节点第一电压vb1之间的比值与一系数的乘积为1.348，也即第二增益值，则认为第三功率继电器k3单独粘连；当第一节点第二电压vb2与第一节点第一电压vb1之间的比值与一系数的乘积为1.955，也即第三增益值，则认为第一功率继电器k1和第三功率继电器k3均不粘连。第一增益值至第三增益值均可通过设置电压检测模块及其外围电路来实现其互不相同，而将三者之间区分开。
115.所述第一开关单元s1保持断开时，在所述第二开关单元s2闭合的电压检测模块具体电路的第三工作状态示意图可参阅图14，此时导通的所述第二开关单元s2将第三电压检测单元223连接至第二电压检测单元222，而影响第二节点d2电压，得到第二节点第二电压vc2。所述第一开关单元s1保持断开，所述第二开关单元s2断开时为图12所示的第一工作状态示意图，此时第三电压检测单元223不连接至第二电压检测单元222，而影响第二节点d2电压，得到第二节点第一电压vc1。
116.从图14可以看出，对于第二功率继电器k2出现粘连的工况以及不粘连的工况，在所述第一开关单元s1保持断开，所述第二开关单元s2闭合前后，由于阻抗的变化，第二节点第一电压vc1和第二节点第二电压vc2会受影响，而可判断出第二功率继电器k2单独粘连的工况以及不粘连的工况。
117.具体的，可通过第二节点第二电压vc2与第二节点第一电压vc1之间的增益，判断第二功率继电器k2单独粘连的工况以及不粘连的工况。如在一实施例中，当第二节点第二电压vc2与第二节点第一电压vc1之间的比值与一系数的乘积为3.234，也即第四增益值，则认为第二功率继电器k2单独粘连；当第二节点第二电压vc2与第二节点第一电压vc1之间的比值与一系数的乘积为1.955，也即第五增益值，则认为第二功率继电器k2不粘连。第四增益值和第五增益值均可通过设置电压检测模块及其外围电路来实现其互不相同，而将两者之间区分开。
118.且如上所述，在不为第一功率继电器k1至第三功率继电器k3中任意至少两者粘连
的工况下，通过第一增益值至第五增益值的判断可以确定为任一者单独粘连的工况以及均不粘连的工况。
119.如图10和图11所示，第一电阻单元至第八电阻单元，以及第十三电阻单元至第十六电阻单元均为一个电阻。但在实际应用中，并不限定电阻单元的具体结构，如可为多个电阻串并联形成，只要能满足上述的检测需求即可。
120.本技术还提供一种电动汽车，包括上述的电源变换装置。
121.其中电源变换装置的结构、原理和优点与上述相同，在此不再赘述。
122.尽管已经详细描述了本公开的实施例及其优点，但是应当理解，在不背离所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。
123.此外，本技术的范围不旨在限于说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤的特定实施例。正如本领域普通技术人员从本公开的公开内容中容易理解的那样，执行基本相同的功能的过程、机器、制造、物质组合物、手段、方法或步骤，目前存在或以后将被开发或实现与根据本公开可利用本文描述的相应实施例基本相同的结果。因此，所附权利要求旨在将这些过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤包括在它们的范围内。

技术特征：
1.一种电源变换装置，其特征在于，包括：第一功率继电器，包括连接第一端子的第一端，以及连接一高压电池单元正极的第二端；第二功率继电器，包括连接所述第一端子或第二端子的第一端，以及连接第三端子的第二端；第三功率继电器，包括连接所述第二端子的第一端，以及连接所述高压电池单元负极的第二端，其中一电容连接在所述第三端子与所述第三功率继电器的第二端之间；电压检测模块，包括多个电阻单元、第一开关单元和第二开关单元，用于检测：所述第一端子与所述第二端子间电压以及所述电容电压、与所述高压电池单元电压相关的第一节点第一电压和第一节点第二电压、以及与所述电容电压相关的第二节点第一电压以及第二节点第二电压；粘连判断模块，用于根据述第一端子与所述第二端子间电压、所述电容电压、所述第一节点第一电压、所述第一节点第二电压、所述第二节点第一电压、所述第二节点第二电压判断第一功率继电器至第三功率继电器的粘连工况。2.根据权利要求1所述的电源变换装置，其特征在于，所述粘连判断模块，用于：根据述第一端子与所述第二端子间电压和所述电容电压，判断第一功率继电器至第三功率继电器中任意至少两者粘连的工况；根据第一节点第一电压、第一节点第二电压、第二节点第一电压和第二节点第二电压判断第一功率继电器至第三功率继电器中任一者单独粘连以及均不粘连的工况。3.根据权利要求2所述的电源变换装置，其特征在于，所述粘连判断模块，用于：根据第一节点第一电压和第一节点第二电压判断第一功率继电器和第三功率继电器中任一者单独粘连的工况以及均不粘连的工况；根据第二节点第一电压和第二节点第二电压判断第二功率继电器单独粘连的工况以及不粘连的工况。4.根据权利要求3所述的电源变换装置，其特征在于，粘连判断模块，执行：s1:接收所述第一端子与所述第二端子间电压以及所述电容电压；s2:根据所述第一端子与所述第二端子间电压以及所述电容电压，判断是否存在第一功率继电器至第三功率继电器中任意至少两者粘连的工况，若是，进入步骤s4，若否，进入步骤s3：s3:根据第一节点第一电压和第一节点第二电压判断第一功率继电器和第三功率继电器中任一者单独粘连的工况以及均不粘连的工况；根据第二节点第一电压和第二节点第二电压判断第二功率继电器单独粘连的工况以及不粘连的工况；s4:结束判断，输出粘连工况。5.根据权利要求4所述的电源变换装置，其特征在于，步骤s2中根据所述第一端子与所述第二端子间电压以及所述电容电压，判断是否存在第一功率继电器至第三功率继电器中任意至少两者粘连的工况，为：若所述第一端子与所述第二端子间电压为所述电容上的实际电压值，所述电容电压也为所述电容上的实际电压值，则认为第二功率继电器和第三功率继电器同时粘连，但第一功率继电器不粘连；
若所述第一端子与所述第二端子间电压为零，所述电容电压为所述高压电池单元上的电压值，则认为第一功率继电器和第二功率继电器同时粘连，但第三功率继电器不粘连；若所述第一端子与所述第二端子间电压为所述高压电池单元上的电压值，所述电容电压为所述电容上的实际电压值，则认为第一功率继电器和第三功率继电器同时粘连，但第二功率继电器不粘连；若所述第一端子与所述第二端子间电压为所述高压电池单元上的电压值，所述电容电压也为所述高压电池单元上的电压值，则认为第一功率继电器至第三功率继电器均粘连。6.根据权利要求4所述的电源变换装置，其特征在于，步骤s3为：若第一节点第二电压与第一节点第一电压之间的电压增益为第一增益值，则认为第一功率继电器单独粘连；若第一节点第二电压与第一节点第一电压之间的电压增益为第二增益值，则认为第三功率继电器单独粘连；若第一节点第二电压与第一节点第一电压之间的电压增益为第三增益值，则认为第一功率继电器和第三功率继电器均不粘连，其中第一增益值、第二增益值和第三增益值互不相等；若第二节点第二电压与第二节点第一电压之间的电压增益为第四增益值，则认为第二功率继电器单独粘连；若第二节点第二电压与第二节点第一电压之间的电压增益为第五增益值，则认为第二功率继电器不粘连，其中第四增益值和第五增益值互不相等。7.根据权利要求6所述的电源变换装置，其特征在于，若第一节点第二电压与第一节点第一电压之间的电压增益为所述第三增益值，且第二节点第二电压与第二节点第一电压之间的电压增益为第五增益值，则认为第一功率继电器至第三功率继电器均不粘连。8.根据权利要求1至7任一项所述的电源变换装置，其特征在于，所述电压检测模块，执行：所述第一开关单元和所述第二开关单元均断开时，检测所述第一端子与所述第二端子间电压以及所述电容电压；所述第二开关单元保持断开，在所述第一开关单元闭合前，检测第一节点电压得到第一节点第一电压，在所述第一开关单元闭合后，检测第一节点电压得到第一节点第二电压；所述第一开关单元保持断开时，在所述第二开关单元闭合前，检测第二节点电压得到第二节点第一电压，在所述第二开关单元闭合后，检测第二节点电压得到第二节点第二电压。9.根据权利要求8所述的电源变换装置，其特征在于，电压检测装置，包括：第一电压检测单元，连接在所述第一端子与所述第二端子之间，用于检测所述第一端子与所述第二端子间电压；第二电压检测单元，连接在所述第三端子与所述高压电池单元负极之间，用于检测所述电容电压；第三电压检测单元，连接在所述第一端子与所述第二端子之间；第四电压检测单元，连接在所述高压电池单元正极与所述高压电池单元负极之间，所述第一开关单元连接在所述第三电压检测单元与所述第四电压检测单元之间，所述第二开
关单元连接在所述第三电压检测单元与所述第二电压检测单元之间。10.根据权利要求9所述的电源变换装置，其特征在于，所述第一电压检测单元包括串联连接的第三电阻单元和第四电阻单元，所述第三电阻单元的第一端连接所述第一端子，所述第四电阻单元的第二端连接所述第二端子，通过第三电阻单元与第四电阻单元的共节点用于检测所述第一端子与所述第二端子间电压；所述第二电压检测单元包括串联连接的第十三电阻单元和第十四电阻单元以及串联连接的第十五电阻单元和第十六电阻单元，所述第十三电阻单元的第一端连接所述高压电池单元正极，所述第十四电阻单元的第二端连接所述高压电池单元负极，所述第十五电阻单元的第一端连接所述第十三电阻单元与所述第十四电阻单元的共节点，所述第十六电阻单元的第二端连接所述高压电池单元负极，所述第十五电阻单元和所述第十六电阻单元的共节点形成所述第二节点；第三电压检测单元包括串联连接的第一电阻单元和第二电阻单元，所述第一电阻单元的第一端连接所述第一端子，所述第二电阻单元的第二端连接所述第二端子；所述第四电压检测单元包括串联连接的第五电阻单元和第六电阻单元以及串联连接的第七电阻单元和第八电阻单元，所述第五电阻单元的第一端连接所述高压电池单元正极，所述第六电阻单元的第二端连接所述高压电池单元负极，所述第七电阻单元的第一端连接所述第五电阻单元与所述第六电阻单元的共节点，所述第八电阻单元的第二端连接所述高压电池单元负极，所述第七电阻单元与所述第八电阻单元的共节点形成所述第二节点；所述第一开关单元连接在所述第一电阻单元与所述第二电阻单元的共节点与所述第五电阻单元与所述第六电阻单元的共节点之间；所述第二开关单元连接在所述第一电阻单元与所述第二电阻单元的共节点与所述第十三电阻单元和所述第十四电阻单元的共节点之间，或连接在所述第二端子与所述第十三电阻单元和所述第十四电阻单元的共节点之间。11.根据权利要求1所述的电源变换装置，其特征在于，还包括电驱动系统，所述电容为所述电驱动系统内的电容，所述电驱动系统用于将所述电容两端的电压升压变换为所述高压电池单元端的直流电。12.根据权利要求11所述的电源变换装置，其特征在于，电源变换装置工作在以下任一模式：第一种模式：第一功率继电器和第三功率继电器同时闭合，第二功率继电器断开；第二种模式：第二功率继电器和第三功率继电器同时闭合，第一功率继电器断开。13.根据权利要求11所述的电源变换装置，其特征在于，电源变换装置工作在以下任一模式：第一种模式：第一功率继电器和第三功率继电器同时闭合，第二功率继电器断开；第二种模式：第一功率继电器和第二功率继电器同时闭合，第三功率继电器断开。14.根据权利要求1所述的电源变换装置，其特征在于，所述第一端子和所述第二端子为直流电和交流电共用端子。15.一种电动汽车，其特征在于，包括：权利要求1所述的电源变换装置。

技术总结
本申请提出了一种电源变换装置及包括其的电动汽车，通过电压检测模块分别检测第一继电器、第二继电器和第三继电器两端的电压，粘连判断模块根据电压检测模块的检测结果判断第一功率继电器至第三功率继电器的粘连工况，这里的粘连工况包括均不粘连、任一者粘连、任二者粘连或均粘连，第一继电器至第三继电器用于控制功率源主电源线的闭合或断开。于控制功率源主电源线的闭合或断开。于控制功率源主电源线的闭合或断开。


技术研发人员：张成林 闫朝阳
受保护的技术使用者：浙江富特科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/9/14