CN102623767A - 一种电池组高压连接管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电池组高压连接管理方法，包括如下步骤：压力传感器分别检测与其相连的连接装置的螺栓的压力，并分别将压力信号传输给高压管理ECU。高压管理ECU判断电池单元上螺栓的压力是否大于预紧力的80％，当螺栓的压力大于预紧力的80％时，螺栓连接正常，高压管理ECU的开关信号输出端发出高电平信号，继电器的输入回路闭合，继电器的输出回路吸合；当螺栓的压力小于预紧力的80％时，螺栓连接松动，高压管理ECU的开关信号输出端发出低电平信号，继电器的输入回路断开。该电池组高压连接管理方法在螺栓压力低于预紧力的80％时，则高压ECU断开电池组的输出端，只有驾驶者进行检修螺栓压力正常后总电源才会恢复，避免危险状况下行车，提高了行车的安全性。

Description

一种电池组高压连接管理方法

技术领域

本发明涉及电池组连接技术领域，特别涉及一种电池组高压连接管理方法。

背景技术

如图1所示，目前汽车电池组23的高压连接(串联或并联)大多采用螺栓21及铜连接片24连接固定，在这种连接方式中，为了防止螺栓21连接松动，通常在连接过程中增加防松垫片22，但这种防止螺栓松动的方法是被动的防松，如果螺栓连接的某部分出现松动，则驾驶者无法知晓。

如果电池组的高压连接出现松动，则会减小电池组导电部分与铜连接片的接触面积，从而导致单位面积上承受的电流变大几倍，甚至几十倍、几百倍，而单位面积上承受的电流变大将会引起电池组起火甚至爆炸，对人身及财产造成重大损失，因此传统的电池高压连接存在安全隐患。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种电池组高压连接管理方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种电池组高压连接管理方法，本发明建立一个包括：含有螺栓的连接装置，由所述连接装置连接的至少两个电池单元组成的电池组，高压管理ECU，继电器和至少两个压力传感器的电池组高压连接管理系统，所述电池组高压连接管理方法包括如下步骤：

S1：压力传感器分别检测与其相连的连接装置的螺栓的压力，并分别将压力信号传输给高压管理ECU；

S2：所述高压管理ECU判断是否接收到电池单元的螺栓压力信号，当检测到电池单元的螺栓压力信号时，进入步骤S3，当没有检测到电池单元的螺栓压力信号时，所述高压管理ECU判定压力传感器的信号丢失，高压管理ECU的开关信号输出端发出低电平信号，继电器的输入回路断开；

S3：高压管理ECU判断电池单元上螺栓的压力是否大于预紧力的80％，当螺栓的压力大于预紧力的80％时，所述高压管理ECU判定螺栓连接正常，高压管理ECU的开关信号输出端发出高电平信号，继电器的输入回路闭合，继电器的输出回路吸合，当螺栓的压力小于预紧力的80％时，所述高压管理ECU判定螺栓连接松动，高压管理ECU的开关信号输出端发出低电平信号，继电器的输入回路断开。

本发明电池组高压连接管理方法在螺栓压力低于预紧力的80％时，高压ECU断开电池组的输出端，只有驾驶者进行检修螺栓压力正常后总电源才会恢复，避免危险状况下行车，提高了行车的安全性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是现有技术中电池组连接结构示意图；

图2是本发明电池组高压连接管理系统的示意图；

图3是本发明电池组连接结构示意图；

图4是本发明压力传感器的结构示意图；

图5是本发明电池组高压连接管理方法的流程图。

附图标记：

21螺栓；22垫片；23电池组；24铜连接片；

1压力检测部件；2压力传感器信号线；3压力传感器；4螺栓；5垫片；

6电池组；7铜连接片；8高压管理ECU；9继电器；10显示器；

11电机控制器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

图2是本发明电池组高压连接管理系统的示意图，从图中可见该电池组高压连接管理系统包括含有螺栓4的连接装置和由连接装置连接的至少两个电池单元组成的电池组6，如图3所示，在本实施方式中，该连接装置由螺栓4，铜连接片7和垫片5组成，一个连接装置包括两个螺栓4，一个铜连接片7和两个环状的垫片5。该电池组高压连接管理系统还包括高压管理ECU 8，继电器9和至少两个压力传感器3，图2中只是示意性地画出了一个压力传感器，多个压力传感器的连接方式与图中所画压力传感器的连接方式相同。在本实施方式中，压力传感器3与连接装置相连，压力传感器3的数量与连接装置的螺栓4的数量相同，压力传感器3包括压力检测部件3和压力传感器信号线2，如图4所示，在本实施方式中，压力传感器3的压力检测部件1为环形薄片状结构，压力检测部件1套装在螺栓4上，其位于螺栓4的头部与电池组6上螺母的顶端之间，用于检测螺栓4的压力，压力检测部件1通过压力传感器信号线2与高压管理ECU 8相连。如图2所示，高压管理ECU 8的电源端口与外接电源相连，压力传感器3的压力检测部件1检测与其相连的连接装置的螺栓4的压力并将压力信号传输给所述高压管理ECU 8，高压管理ECU 8的开关信号输出端与继电器9的输入回路相连，高压管理ECU 8根据接收到的螺栓压力信号的高低控制继电器9的输入回路的导通或切断，继电器9的输出回路与电池组6的输出端相连，用于控制电池组6的输出端的导通或切断。

本发明的电池组高压连接管理系统还包括显示器9，该显示器9与高压管理ECU 8相连，用于显示电池组的高压连接状态。继电器9的输出回路与电机控制器11相连，高压管理ECU 8通过控制继电器9的输出回路的通断，实现电池组6输出端与电机控制器11的导通和切断。

本发明还提供了一种上述电池组高压连接管理系统的管理方法，如图5所示，其包括如下步骤：

S1：压力传感器3分别检测与其相连的连接装置的螺栓4的压力，并分别将压力信号传输给高压管理ECU 8；

S2：高压管理ECU 8判断是否接收到电池单元的螺栓压力信号，当检测到电池单元的螺栓压力信号时，进入步骤S3，当没有检测到电池单元的螺栓压力信号时，高压管理ECU 8判定压力传感器信号丢失，高压管理ECU 8的开关信号输出端发出低电平信号，继电器9的输入回路断开；

S3：高压管理ECU 8判断电池单元上螺栓4的压力是否大于预紧力的80％，当螺栓4的压力大于预紧力的80％时，高压管理ECU 8判定螺栓连接正常，高压管理ECU 8的开关信号输出端发出高电平信号，继电器9的输入回路闭合，继电器9的输出回路吸合，当螺栓4的压力小于预紧力的80％时，高压管理ECU8判定螺栓4连接松动，高压管理ECU 8的开关信号输出端发出低电平信号，继电器9的输入回路断开。

在本实施方式中，当螺栓4的压力大于预紧力的80％时，压力传感器3将压力信号转换成4-5V的模拟电压信号，当螺栓4的压力小于预紧力的80％时，压力传感器3将压力信号转换成0-4V的模拟电压信号。当螺栓4的压力大于预紧力的80％并小于100％时，高压管理ECU 8发出弱报警信号，显示器9显示建议检修指令，当螺栓4的压力低于预紧力的80％时，高压管理ECU 8发出强报警信号，显示器9显示强制检修指令。当显示器9显示建议检修指令或强制检修指令时，显示器9同时显示连接松动的螺栓部位。

利用本发明进行电池组高压连接管理时，先对电池组6的螺栓4进行预紧，预紧力通过压力传感器3及高压管理ECU 8采集并标定，作为基准。在本实施方式中，按照10N.m的扭力进行预紧。车辆使用过程中，高压管理ECU 8时时采集压力传感器3检测到的螺栓4的压力值，并与初始标定的预紧力比较，如果螺栓4的压力值减少20％以内，即当前螺栓4的压力值在标定值的80％以上，则高压管理ECU 8的引脚f接收压力传感器3发送的4～5V的模拟信号，高压管理ECU 8的引脚e发出12V的有效信号，则继电器9的引脚b和引脚d之间产生12V电压，继电器9的输入回路接通，即引脚b和引脚d接通，继电器9的输出回路吸合，即继电器的引脚a和引脚c接通，电池组6的高压可加载至电机控制器11，电机控制器11可正常工作，同时高压管理ECU 8通过其引脚c和引脚d向显示器10发送信号使显示器11显示“螺栓连接正常”。此外，在螺栓4的压力值在标定值的80％以上并且低于100％时，高压管理ECU 8发出弱报警信号，显示器9显示建议检修指令，并告知驾驶者螺栓松动具体位置。

如果螺栓4的压力值减少超过20％，即当前螺栓4的压力值在标定值的80％以下，则高压管理ECU 8的引脚f接收压力传感器3发送的0～4V的模拟信号，高压管理ECU 8的引脚e发出0V的电压信号，继电器9的引脚b和引脚d两端产生0V的电压，继电器9的输入回路断开，即引脚b和引脚d断开，继电器9的输出回路也断开，即继电器9的引脚a和引脚c断开，电池组6的高压不能加载至电机控制器11，电机控制器11不能常工作，高压管理ECU 8通过其引脚c和引脚d发送信号，显示器10显示“螺栓连接松动”。同时，高压管理ECU 8发出强报警信号，显示器10显示强制性检修指令。

如果压力传感器3的压力检测部件1或压力传感器信号线2损坏，压力传感器3的信号丢失，则高压管理ECU 8的引脚f无法接收压力传感器3传送的0～5V的模拟电压信号，则高压管理ECU 8的引脚e发出0V的电压信号，继电器9的引脚b及引脚d两端产生0V电压，继电器9的输入回路和输出回路均断开，电池组6的高压不能加载至电机控制器11，电机控制器11不能常工作，同时高压管理ECU 8通过其引脚c和引脚d发送信号，显示器10显示“传感器信号丢失”。

本发明的电池组高压连接管理系统能够时时监控电池组正负极螺栓的压力，进而判断电池组的连接状态，当螺栓的压力降低，驾驶者可通过显示器知道螺栓松动的危险等级、松动部位以及是否需要立即检修，提高了行车的安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种电池组高压连接管理方法，其特征在于，建立一个包括：含有螺栓(4)的连接装置，由所述连接装置连接的至少两个电池单元组成的电池组(6)，高压管理ECU(8)，继电器(9)和至少两个压力传感器(3)的电池组高压连接管理系统，所述电池组高压连接管理方法包括如下步骤：

S1：压力传感器(3)分别检测与其相连的连接装置的螺栓(4)的压力，并分别将压力信号传输给高压管理ECU(8)；

S2：所述高压管理ECU(8)判断是否接收到电池单元的螺栓压力信号，当检测到电池单元的螺栓压力信号时，进入步骤S3，当没有检测到电池单元的螺栓压力信号时，所述高压管理ECU(8)判定压力传感器(3)的信号丢失，高压管理ECU(8)的开关信号输出端发出低电平信号，继电器(9)的输入回路断开；

S3：高压管理ECU(8)判断电池单元上螺栓的压力是否大于预紧力的80％，当螺栓的压力大于预紧力的80％时，所述高压管理ECU(8)判定螺栓连接正常，高压管理ECU(8)的开关信号输出端发出高电平信号，继电器(9)的输入回路闭合，继电器(9)的输出回路吸合，当螺栓(4)的压力小于预紧力的80％时，所述高压管理ECU(8)判定螺(4)栓连接松动，高压管理ECU(8)的开关信号输出端发出低电平信号，继电器(9)的输入回路断开。

2.如权利要求1所述的电池组高压连接管理方法，其特征在于，所述压力传感器(3)包括压力检测部件(1)，所述压力检测部件(1)为环形薄片状结构，所述压力检测部件(1)位于螺栓(4)的头部与电池组(6)上螺母的顶端之间，所述压力检测部件(1)通过压力传感器信号线(2)与所述高压管理ECU(8)相连。

3.如权利要求1所述的电池组高压连接管理方法，其特征在于，所述高压管理ECU(8)还与显示器(10)相连，所述显示器(10)用于显示所述电池组(6)的高压连接状态。

4.如权利要求1或3所述的电池组高压连接管理方法，其特征在于，当螺栓(4)的压力大于预紧力的80％并小于100％时，所述高压管理ECU(8)发出弱报警信号，显示器(10)显示建议检修指令，当螺栓(4)的压力低于预紧力的80％时，所述高压管理ECU(8)发出强报警信号，显示器(10)显示强制检修指令。

5.如权利要求4所述的电池组高压连接管理方法，其特征在于，当显示器(10)显示建议检修指令或强制检修指令时，显示器(10)同时显示连接松动的螺栓部位。

6.如权利要求1所述的电池组高压连接管理方法，其特征在于，当螺栓(4)的压力大于预紧力的80％时，压力传感器(3)将压力信号转换成4-5V的模拟电压信号，当螺栓(4)的压力小于预紧力的80％时，压力传感器(3)将压力信号转换成0-4V的模拟电压信号。

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