CN105021983B - 一种电池管理系统上下电继电器检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池管理系统上下电继电器检测方法，包括：对电池输出电压V1、正极主继电器Kp和预充电继电器Kpre的共同输出端电压V2、负载输入电压V3进行实时AD采样监测，并在电池管理系统的正常工作流程中增加继电器检测流程，根据测得的V1、V2、V3电压值对手动维修开关MSD、正极主继电器Kp、负极主继电器Kn、预充电继电器Kpre状态进行判断。本发明利用电池管理系统已有硬件，不需额外成本，采用对电压进行AD采样监测的方式可靠性高，能在系统快速循环启动关闭时准确判定继电器状态。

Description

一种电池管理系统上下电继电器检测方法

技术领域

本发明涉及电池管理系统领域，尤其涉及一种电池管理系统上下电继电器检测方法。

背景技术

目前电动汽车中电池管理系统的继电器状态多数未进行任何诊断或通过使用带辅助触点的继电器来进行继电器的状态检测。

对于无自诊断的继电器，其缺点与不足体现在：当继电器粘连后，将引起电池系统输出无法切断，给操作人员带来安全隐患，且车辆故障诊断时无法准确定位故障元器件；当继电器因失效不能吸合后，在车辆故障诊断时无法准确定位故障元器件。

对于采用联动开关进行自诊断的继电器，其原理如下，原理图见图2：

高压继电器的主开关S1，辅助开关S2，当继电器控制信号控制主开关S1闭合时主开关S1将MI与MO端连通，在主开关S1动作的同时通过联动装置F带动辅助开关S2动作从而将AI与AO端连通；通常情况下，AI端接低压信号，控制器通过检测AO端上的控制信号来判定主开关S1是否真实连通。本方案在某些品牌继电器已有应用，实践证明存在如下缺陷：

机构F容易失效时，存在如下两种情况：

A：主开关S1执行闭合动作后MI与MO端实际已连通，但辅助开关S2未能闭合，因此AI与AO端未连通，造成误判定MI与MO端未连通。

B：主开关S1已粘连，不能将MI与MO端的连接断开，但辅助开关S2已断开，即AI与AO端连接已断开，造成误判定MI与MO端已断开。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种电池管理系统上下电继电器检测方法，包括：

对电池输出电压V1、正极主继电器Kp和预充电继电器Kpre的共同输出端电压V2、负载输入电压V3进行实时AD采样监测；在电池管理系统的正常工作流程中增加继电器检测流程，根据测得的V1、V2、V3电压值对手动维修开关MSD、正极主继电器Kp、负极主继电器Kn、预充电继电器Kpre的状态进行判断。

优选的，所述继电器检测流程包括初始化检测；所述初始化检测包括以下步骤：

在电池管理系统激活进入初始化流程时，将V1值与电池电压参考值进行比较，若V1值大于或等于电池电压参考值，则判定手动维修开关MSD闭合正常，否则判定手动维修开关MSD断开并停止流程，上报故障；

在判定手动维修开关MSD正常时，将V2值与电池电压参考值进行比较，如V2大于或等于电池电压参考值，则判定正极主继电器Kp或预充电继电器Kpre粘连并停止流程，上报故障；

在未检测到正极主继电器Kp或预充电继电器Kpre粘连时，闭合预充电继电器Kpre，在经过第一预设延迟时间后，判断此时V1-V2值是否大于第一预设电压阀值，若是，则判定预充电继电器Kpre闭合不正常并停止流程，上报故障，否则判定预充电继电器Kpre闭合正常；

在判定预充电继电器Kpre吸合正常时，比较V3值与负载电压参考值，若V3值大于负载电压参考值，则判定负极主继电器Kn粘连并停止流程，上报故障，否则判定负极主继电器Kn未粘连；

在判定负极主继电器Kn未粘连时，断开预充电继电器Kpre，在经过第一预设延迟时间后判定此时V1-V2的值是否大于第二预设电压阀值，若是，则判定预充电继电器Kpre未粘连，否则判定预充电继电器Kpre粘连并停止流程，上报故障；

此时初始化检测结束，初始化检测在电池管理系统复位前不再进行。

优选的，还包括高压上电检测，所述高压上电检测包括以下步骤：

在电池管理系统高压上电时，先闭合预充电继电器Kpre和负极主继电器Kn进行预充电，并备份此时的V3值，经过第二预设延迟时间后，判定此时V1-V2的值是否小于或等于第一预设电压阀值，如是则判定负极主继电器Kn闭合正常；

如V1-V2的值大于第一预设电压阀值，则再比较V3值减V3备份值是否大于第三预设电压阀值，若是，则判定负极主继电器Kn闭合正常，否则判定负载异常并停止流程，上报故障。

优选的，还包括高压下电检测，所述高压下电检测包括以下步骤：

在电池管理系统高压下电时，先断开负极主继电器Kn，经过第三预设延迟时间，以便负载电容放电，比较此时V2-V3值是否大于第四预设电压阀值，如是，则判定负极主继电器Kn断开正常，否则判定负极主继电器Kn粘连并停止流程，上报故障；

在判定负极主继电器Kn断开正常时，断开正极主继电器Kp，经过第一预设延迟时间判定V1-V2值是否大于第二预设电压阀值，如是则判定正极主继电器Kp断开正常，否则判定正极主继电器Kp粘连；

在判定正极主继电器Kp断开正常时，在经过第四预设延迟时间后，若V3值小于等于第五预设电压阀值时，电池管理系统停止工作，进入休眠或关闭状态，否则判断负载异常，确保电池管理系统在短时间内再次激活时V1值大于V3值，提高检测准确性。

进一步优选的，所述电池电压参考值为230V至250V，所述负载电压参考值为90至110V。

进一步优选的，所述电池电压参考值为电池系统的实际应用电压值。

进一步优选的，所述第一预设延迟时间为20毫秒至50毫秒；第二预设延迟时间为200毫秒至500毫秒；第三预设延迟时间为1秒至3秒；第四预设延迟时间为3秒至5秒。

进一步优选的，所述第一预设电压阀值为2V至5V；所述第二预设电压阀值为8V至12V；所述第三预设电压阀值为20V至30V；所述第四预设电压阀值为3V至8V；所述第五预设电压阀值为70V至90V。

所述第二预设延迟时间、第三预设延迟时间、第四预设延迟时间可根据负载电容值及负载的放电电阻值进行标定。

本发明利用电池管理系统已有硬件，不需额外成本，采用对电压进行AD采样监测的方式可靠性高，能在系统快速循环启动关闭时准确判定继电器状态。

附图说明

图1是电池管理系统的上下电电路原理图。

图2是采用联动开关进行自诊断的继电器原理图。

图3是一种电池管理系统上下电继电器检测方法示意图。

图4是初始化检测流程图。

图5是高压上电检测流程图。

图6是高压下电检测流程图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明，下面结合附图对本发明的实施方式作进一步的说明。

如图1中所示，对电池输出电压V1、正极主继电器Kp和预充电继电器Kpre的共同输出端电压V2、负载输入电压V3进行实时AD采样监测；在电池管理系统的正常工作流程中增加继电器检测流程，根据测得的V1、V2、V3电压值对手动维修开关MSD、正极主继电器Kp、负极主继电器Kn、预充电继电器Kpre的状态进行判断；所述继电器检测流程包括初始化检测、高压上电检测、高压下电检测；整体流程如图3所示。

如图4所示，在电池管理系统激活进入初始化流程时，将V1值与电池电压参考值进行比较，若V1值大于或等于电池电压参考值，电池电压参考值可设为250V，则判定手动维修开关MSD闭合正常，否则判定手动维修开关MSD断开并停止流程，上报故障；

在判定手动维修开关MSD正常时，将V2值与电池电压参考值进行比较，如V2大于或等于250V，则判定正极主继电器Kp或预充电继电器Kpre粘连并停止流程，上报故障；

在未检测到正极主继电器Kp或预充电继电器Kpre粘连时，闭合预充电继电器Kpre，在经过第一预设延迟时间后，第一预设延迟时间设为30毫秒，判断此时V1-V2值是否大于第一预设电压阀值，第一预设电压阀值设为2V，若是，则判定预充电继电器Kpre闭合不正常或充电电阻R损坏并停止流程，上报故障，否则判定预充电继电器Kpre闭合正常；

在判定预充电继电器Kpre吸合正常时，比较V3值与负载电压参考值，负载电压参考值设为100V，若V3值大于100V，则判定负极主继电器Kn粘连并停止流程，上报故障，否则判定负极主继电器Kn未粘连；

在判定负极主继电器Kn未粘连时，断开预充电继电器Kpre，在经过30毫秒后判定此时V1-V2的值是否大于第二预设电压阀值，第二预设电压阀值设为10V，若是，则判定预充电继电器Kpre未粘连，否则判定预充电继电器Kpre粘连并停止流程，上报故障；

此时初始化检测结束，初始化检测在电池管理系统复位前不再进行。

如图5所示，在电池管理系统高压上电时，先闭合预充电继电器Kpre和负极主继电器Kn进行预充电，并备份此时的V3值，经过第二预设延迟时间后，第二预设延迟时间设为300毫秒，判定此时V1-V2的值是否小于或等于2V，如是则判定负极主继电器Kn闭合正常；

如V1-V2的值大于2V，则再比较V3值减V3备份值是否大于第三预设电压阀值，第三预设电压阀值设为20V,若是，则判定负极主继电器Kn闭合正常，否则判定负载异常并停止流程，上报故障。

如图6所示，在电池管理系统高压下电时，先断开负极主继电器Kn，经过第三预设延迟时间，第三预设延迟时间设为2秒，以便负载电容放电，比较此时V2-V3值是否大于第四预设电压阀值，第四预设电压阀值设为5V，如是，则判定负极主继电器Kn断开正常，否则判定负极主继电器Kn粘连并停止流程，上报故障；

在判定负极主继电器Kn断开正常时，断开正极主继电器Kp，经过第一预设延迟时间30毫秒判定V1-V2值是否大于第二预设电压阀值10V，如是则判定正极主继电器Kp断开正常，否则判定正极主继电器Kp粘连；

在判定正极主继电器Kp断开正常时，在经过第四预设延迟时间后，第四预设延迟时间设为4秒，若V3值小于等于第五预设电压阀值时，第五预设电压阀值设为80V，电池管理系统停止工作，进入休眠或关闭状态，否则判断负载异常，确保电池管理系统在短时间内再次激活时V1值大于V3值，提高检测准确性。

以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电池管理系统上下电继电器检测方法，包括：

对电池输出电压V1、正极主继电器Kp和预充电继电器Kpre的共同输出端电压V2、负载输入电压V3进行实时AD采样监测；在电池管理系统的正常工作流程中增加继电器检测流程，根据测得的V1、V2、V3电压值对手动维修开关MSD、正极主继电器Kp、负极主继电器Kn、预充电继电器Kpre的状态进行判断；所述继电器检测流程包括初始化检测；所述初始化检测包括以下步骤：

在电池管理系统激活进入初始化流程时，将V1值与电池电压参考值进行比较，若V1值大于或等于电池电压参考值，则判定手动维修开关MSD闭合正常，否则判定手动维修开关MSD断开并停止流程，上报故障；

在判定手动维修开关MSD正常时，将V2值与电池电压参考值进行比较，如V2大于或等于电池电压参考值，则判定正极主继电器Kp或预充电继电器Kpre粘连并停止流程，上报故障；

在未检测到正极主继电器Kp或预充电继电器Kpre粘连时，闭合预充电继电器Kpre，在经过第一预设延迟时间后，判断此时V1-V2值是否大于第一预设电压阀值，若是则判定预充电继电器Kpre闭合不正常并停止流程，上报故障，否则判定预充电继电器Kpre闭合正常；

在判定预充电继电器Kpre吸合正常时，比较V3值与负载电压参考值，若V3值大于负载电压参考值，则判定负极主继电器Kn粘连并停止流程，上报故障，否则判定负极主继电器Kn未粘连；

在判定负极主继电器Kn未粘连时，断开预充电继电器Kpre，在经过第一预设延迟时间后判定此时V1-V2的值是否大于第二预设电压阀值，若是，则判定预充电继电器Kpre未粘连，否则判定预充电继电器Kpre粘连并停止流程，上报故障；

此时初始化检测结束，初始化检测在电池管理系统复位前不再进行。

2.依据权利要求1所述电池管理系统上下电继电器检测方法，其特征在于：还包括高压上电检测；所述高压上电检测包括以下步骤：

在电池管理系统高压上电时，先闭合预充电继电器Kpre和负极主继电器Kn进行预充电，并备份此时的V3值，经过第二预设延迟时间后，判定此时V1-V2的值是否小于或等于第一预设电压阀值.如是,则判定负极主继电器Kn闭合正常；

如V1-V2的值大于第一预设电压阀值，则再比较V3值减V3备份值是否大于第三预设电压阀值，若是，则判定负极主继电器Kn闭合正常，否则判定负载异常并停止流程，上报故障。

3.依据权利要求1所述电池管理系统上下电继电器检测方法，其特征在于：还包括高压下电检测；所述高压下电检测包括以下步骤：

在电池管理系统高压下电时，先断开负极主继电器Kn，经过第三预设延迟时间，以便负载电容放电，比较此时V2-V3值是否大于第四预设电压阀值，如是，则判定负极主继电器Kn断开正常，否则判定负极主继电器Kn粘连并停止流程，上报故障；

在判定负极主继电器Kn断开正常时，断开正极主继电器Kp，经过第一预设延迟时间判定V1-V2值是否大于第二预设电压阀值，如是，则判定正极主继电器Kp断开正常，否则判定正极主继电器Kp粘连；

在判定正极主继电器Kp断开正常时，在经过第四预设延迟时间后，若V3值小于等于第五预设电压阀值时，电池管理系统停止工作，进入休眠或关闭状态，否则判断负载异常，确保电池管理系统在短时间内再次激活时V1值大于V3值，提高检测准确性。

4.依据权利要求1所述电池管理系统上下电继电器检测方法，其特征在于：所述电池电压参考值为230V至250V，所述负载电压参考值为90至110V。

5.依据权利要求1所述电池管理系统上下电继电器检测方法，其特征在于：所述电池电压参考值为电池系统的实际应用电压值。

6.依据权利要求3所述电池管理系统上下电继电器检测方法，其特征在于：所述第一预设延迟时间为20毫秒至50毫秒；第三预设延迟时间为1秒至3秒；第四预设延迟时间为3秒至5秒。

7.依据权利要求3所述电池管理系统上下电继电器检测方法，其特征在于：所述第一预设电压阀值为2V至5V；所述第二预设电压阀值为8V至12V；所述第四预设电压阀值为3V至8V；所述第五预设电压阀值为70V至90V。