CN102055176A - 一种用于保护电动汽车接触器的方法及电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于保护电动汽车接触器的方法及电池管理系统，其中，接触器通过高压总线连接在电池或电池组与高压用电设备之间，该方法包括：1)接收断开接触器的命令或关机命令；2)检测高压总线电流；3)将所检测到的高压总线电流与预定阈值进行比较；4)根据比较结果决定是否将所述接触器断开。该方法能够避免在将接触器断开时出现粘连现象，减少对接触器的损坏，有效延长接触器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，具体涉及一种用于保护电动汽车接触器的方法及电池管理系统(BMS)。
背景技术
在电动汽车中，接触器起着接通或断开BMS与高压用电设备之间的连接的作用。图1中示出了现有电动汽车中的高压用电系统的连接框图，如图1所示，电动汽车中的高压用电系统包括点火开关10、整车控制器20、BMS30、接触器模块40以及高压用电设备50。BMS 30可以与整车控制器20实时通信，并且可以控制接触器模块40中的接触器的接通和断开，BMS 30与高压用电设备50之间接有接触器模块40。BMS 30中包括电池或电池组，接触器模块40中包括接有接触器的支路，高压用电设备50中可以包括接入高压总线的电机逆变器、DC-DC、车载充电器等器件。所述接触器可以替换为继电器、IGBT、MOSFET等高压开关器件。其中接触器通过高压总线连接在电池或电池组与高压用电设备50之间，整车控制器20向BMS 30发出的命令可以包括接通和断开接触器的命令、以及关机命令等。
高压用电系统中通常接有预充电保护电路，因此在接触器的闭合过程中可以较安全地进行操作。但是在断开接触器时经常发生高压直流接触器触头粘连故障，使得接触器触头无法断开，如果长期出现这种情况，会缩短接触器的使用寿命，给电动汽车的可靠性及成本带来负面影响。尤其是当电池工作在充放电模式下时，如果直接断开接触器，则接触器的两触头之间可能产生拉弧现象，造成粘连故障，导致接触器带负荷断开，严重威胁到驾驶人员和整体车辆的安全。
另外，当电动汽车行驶过程中需要将BMS 30关机时，或者在停止行驶、整车驾驶员关掉点火开关10时，整车控制器20会向BMS 30发出关机命令使BMS 30关机并将接触器断开，这时如果将接触器强制断开，则由于高压总线回路中仍有电流，接触器可能会被损坏。
发明内容
为解决上述断开接触器时存在粘连现象等问题，本发明提供一种用于保护电动汽车接触器的方法及电池管理系统，以避免将接触器断开时出现粘连现象并减少对接触器的损坏。
本发明提供了一种用于保护电动汽车接触器的方法，其中，接触器通过高压总线连接在电池或电池组与高压用电设备之间，该方法包括：
1)接收断开接触器的命令或关机命令；
2)检测高压总线电流；
3)将所检测到的高压总线电流与预定阈值进行比较；
4)根据比较结果决定是否将所述接触器断开。
本发明还提供一种用于保护电动汽车接触器的电池管理系统，其中，接触器通过高压总线连接在电池或电池组与高压用电设备之间，所述电池管理系统包括：
接收装置，用于接收断开接触器的命令或关机命令；
检测装置，用于在接收到所述断开接触器的命令或所述关机命令后检测高压总线电流；
比较装置，用于将所检测到的高压总线电流与预定阈值进行比较；
控制装置，用于根据比较结果决定是否将所述接触器断开。
通过使用本发明提供的用于保护电动汽车接触器的方法及电池管理系统，在接收到断开接触器的命令或关机命令后，电池管理系统并不立即将接触器断开，而是检测流过接触器的高压总线电流并将其与预定阈值比较，然后根据比较结果来决定是否将接触器断开，从而可以避免在将接触器断开时出现接触器触头粘连现象、减少对接触器的损坏，实现了对接触器的安全操作与保护。
附图说明
图1为电动汽车中的高压用电系统的连接框图；
图2为根据本发明提供的用于保护电动汽车接触器的方法的接触器断开的时序图；
图3为根据本发明一种实施方式的用于保护电动汽车接触器的方法的流程图；
图4为根据本发明另一种实施方式的用于保护电动汽车接触器的方法的流程图；
图5为根据本发明提供的用于保护电动汽车接触器的电池管理系统的示意框图。
具体实施方式
下面结合附图与实施方式对本发明做进一步说明。
图2为根据本发明提供的用于保护电动汽车接触器的方法的接触器断开的时序图。本发明提供的保护电动汽车接触器的方法的主要实现原理是监测高压总线的电流，只有在高压总线电流小于或等于预定阈值δ时，才允许接触器断开。
如图2所示，在0-t1之间的时间内，整车控制器20没有向BMS 30发出断开接触器的命令或关机命令，此时CMD_Contactor＝1，高压总线电流Current_DCLINK大于预定阈值δ，接触器模块40中的接触器处于接通状态。在t1-t2之间的时间内，整车控制器20向BMS 30发出了断开接触器的命令CMD_Contactor＝0或关机命令，而高压总线电流Current_DCLINK大于预定阈值δ，BMS 30并不发出接触器断开指令contactor_disconnect＝1，接触器模块40中的接触器处于接通状态；如果在t1-t2之间就将接触器断开，就会出现粘连现象。在t2时刻，高压总线电流Current_DCLINK减小到预定阈值δ以下，则BMS 30发出接触器断开指令contactor_disconnect＝1，将触器模块40中的接触器断开。从而在接收到来自整车控制器20的断开接触器的命令CMD_Contactor＝0或关机命令后，只有在检测到总线电流Current_DCLINK小于或等于预定阈值δ时，BMS 30才会将接触器断开。
图3为根据本发明一种实施方式的用于保护电动汽车接触器的方法，在接收到来自整车控制器20的断开接触器的命令CMD_Contactor＝0或关机命令的情况下，断开接触器的流程图。
如图3所示，在步骤301，BMS 30接收来自整车控制器20的断开接触器的命令CMD_Contactor＝0或关机命令；在步骤302，BMS 30并不立即将接触器断开，而是检测接触器器模块40与高压用电设备50之间流过接触器的高压总线电流Current_DCLINK；在步骤303，BMS 30将所检测到的高压总线电流Current_DCLINK与预定阈值δ进行比较；接下来，BMS 30根据比较结果决定是否将接触器断开。其中所述预定阈值δ范围可以为0-5A，优选为0A。
根据一种实施方式，如果所检测到的高压总线电流Current_DCLINK大于预定阈值δ，则返回步骤302由BMS 30继续进行检测；如果所检测到的高压总线电流Current_DCLINK小于或等于预定阈值δ，则在步骤304，BMS30发出接触器断开指令contactor_disconnect＝1，以将接触器断开。
从而可以避免在将接触器断开时出现粘连现象，实现了对接触器的安全操作与保护。
图4为根据本发明另一种实施方式的用于保护电动汽车接触器的方法的流程图。如图4所示，在步骤401，BMS 30接收来自整车控制器20的断开接触器的命令CMD_Contactor＝0或关机命令；在步骤402，BMS 30开始计时并检测接触器模块40与高压用电设备50之间的高压总线电流Current_DCLINK；在步骤403，BMS 30将所检测到的高压总线电流Current_DCLINK与预定阈值δ进行比较。接下来，BMS 30根据比较结果决定是否将接触器断开，如果在接收到断开接触器的命令CMD_Contactor＝0或关机命令后的预定时间内所检测到的高压总线电流Current_DCLINK大于预定阈值δ，则返回步骤302由BMS 30继续进行检测；直到在预定时间内检测到高压总线电流Current_DCLINK小于或等于预定阈值δ时，在步骤404，BMS 30发出接触器断开指令contactor_disconnect＝1，以执行断开接触器的动作，将接触器断开。如果在预定时间内检测到的高压总线电流Current_DCLINK一直大于预定阈值δ，则在步骤405，BMS 30向整车控制器405发送故障报告。可选地，BMS 30可以在发出故障报告后将接触器断开。
也就是说，根据该实施方式，BMS 30具有延时关机的功能，在接收到来自整车控制器20的命令是关机命令时，并不直接将接触器断开，BMS 30不被立即关机，而是可以在设定的延时关机时间内检测高压总线电流Current_DCLINK，并且直到检测到高压总线电流Current_DCLINK小于或等于预定阈值δ时，BMS 30才将接触器断开，其中所述延时关机时间大于所述预定时间。
可选地，在接收到来自整车控制器20的命令是关机命令时，发出接触器断开指令contactor_disconnect＝1之后，BMS 30中的延时电路设定的延时关机时间期满后，BMS 30关机。从而使得BMS 30在延时关机时间期满前可以将所述接触器断开，并且可以在将接触器断开之后根据需要来决定是否关机。然后，可选地，如果在预定时间内检测到的高压总线电流Current_DCLINK一直大于预定阈值δ，BMS 30向整车控制器20发送故障报告后可以关机，也可以不关机。可选地，BMS 30可以在发出故障报告后将接触器断开。
从而在整车电源开启状态下接收到关机命令、或者整车电源关闭时接收到关机命令时，BMS 30可以保证接触器实现无负载断开，并且避免了断开接触器时对接触器的损坏。
图5为根据本发明提供的用于保护电动汽车接触器的电池管理系统的结构框图。如图5所示，该电池管理系统包括：接收装置31，用于接收断开接触器的命令CMD_Contactor＝0或关机命令；检测装置32，用于在接收到所述断开接触器的命令CMD_Contactor＝0或关机命令后检测高压总线电流Current_DCLINK；比较装置33，用于将所检测到的高压总线电流Current_DCLINK与预定阈值δ进行比较；控制装置34，用于根据比较结果决定是否将所述接触器断开。
根据一种实施方式，在所检测到的高压总线电流Current_DCLINK小于或等于所述预定阈值δ时，控制装置34还可以用于发出接触器断开指令contactor_disconnect＝1以将接触器断开；当所检测到的高压总线电流Current_DCLINK大于所述预定阈值δ时，检测装置32继续检测所述高压总线电流Current_DCLINK，而不将所述接触器断开。
优选地，控制装置34还可以包括计时装置35，该计时装置35用于在接收到所述断开接触器的命令CMD_Contactor＝0或关机命令后开始计时，并且计时装置35中存储有预定时间；控制装置34还可以用于在接收到所述断开接触器的命令CMD_Contactor＝0或关机命令后的预定时间内检测装置32所检测到的高压总线电流Current_DCLINK一直大于预定阈值δ的情况下，向整车控制器20发出故障报告。可选地，控制装置34可以在发出故障报告后将接触器断开。
优选地，所述电池管理系统30还可以包括延时电路36，其中当所接收到的命令为所述关机命令时，所述电池管理系统在由所述延时电路36设定的延时关机时间期满前将所述接触器断开，并且所述延时关机时间大于所述预定时间。通过该延时电路36，可以使得BMS 30在延时电路36设定的延时关机时间期满前将所述接触器断开，然后根据需要决定是否关机。从而BMS 30可以在所述延时关机时间内检测高压总线电流Current_DCLINK，并在检测到高压总线电流Current_DCLINK小于或等于预定阈值δ时，将接触器断开。
需要理解的是，上面的描述只是对本发明做出解释而不是来限定本发明的，任何本领域内技术人员根据本发明不经创造性劳动而做出的修改及变化都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种用于保护电动汽车接触器的方法，其中，接触器通过高压总线连接在电池或电池组与高压用电设备之间，该方法包括：
1)接收断开接触器的命令或关机命令；
2)检测高压总线电流；
3)将所检测到的高压总线电流与预定阈值进行比较；
4)根据比较结果决定是否将所述接触器断开。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当所检测到的高压总线电流小于或等于所述预定阈值时，将所述接触器断开；当所检测到的高压总线电流大于所述预定阈值时，继续检测所述高压总线电流。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述预定阈值的范围为0-5A。
4.根据权利要求1或2所述的方法，该方法还包括在接收到所述断开接触器的命令或所述关机命令后开始计时，并且如果在所述预定时间内所检测到的高压总线电流一直大于所述预定阈值，则发出故障报告。
5.根据权利要求4所述的方法，该方法还包括在发出所述故障报告之后将所述接触器断开。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定时间的范围为5-10s。
7.根据权利要1或2所述的方法，该方法还包括当所接收到的命令为关机命令时，在延时关机时间期满前将所述接触器断开，其中所述延时关机时间大于所述预定时间。
8.一种用于保护电动汽车接触器的电池管理系统，其中，接触器通过高压总线连接在电池或电池组与高压用电设备之间，所述电池管理系统包括：
接收装置，用于接收断开接触器的命令或关机命令；
检测装置，用于在接收到所述断开接触器的命令或所述关机命令后检测高压总线电流；
比较装置，用于将所检测到的高压总线电流与预定阈值进行比较；
控制装置，用于根据比较结果决定是否将所述接触器断开。
9.根据权利要求8所述的电池管理系统，其中当所检测到的高压总线电流小于或等于所述预定阈值时，所述控制装置将所述接触器断开；当所检测到的高压总线电流大于所述预定阈值时，所述检测装置继续检测所述高压总线电流。
10.根据权利要求8或9所述的电池管理系统，其中，所述预定阈值的范围为0-5A。
11.根据权利要求8或9所述的电池管理系统，该电池管理系统还包括计时装置，该计时装置用于在接收到所述断开接触器的命令或所述关机命令后开始计时，并且所述计时装置中存储有预定时间，其中所述控制装置在所述接收装置接收到所述断开接触器的命令或所述关机命令后的预定时间内，所检测到的高压总线电流一直大于所述预定阈值的情况下，发出故障报告。
12.根据权利要求11所述的电池管理系统，其中，所述控制装置还用于在发出所述故障报告后，将所述接触器断开。
13.根据权利要求11所述的电池管理系统，其中所述预定时间的范围为5-10s。
14.根据权利要8或9所述的电池管理系统，该电池管理系统还包括延时电路，当所接收到的命令为关机命令时，所述电池管理系统在由所述延时电路设定的延时关机时间期满前将所述接触器断开，其中所述延时关机时间大于所述预定时间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110511 |