CN105527567A - 电池管理系统的高压继电器粘连检测电路及检测方法 - Google Patents

电池管理系统的高压继电器粘连检测电路及检测方法 Download PDF

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王延聪
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Abstract

本发明公开电池管理系统的高压继电器粘连检测电路及检测方法,包括:高压继电器串联支路、续流检测支路、电压采样支路及电池管理系统,所述电池管理系统通过控制总正继电器、续流继电器的通断,并根据电压采样支路的采样电压判断总正继电器、续流继电器的粘连情况。闭合所有总正继电器及续流继电器,检测此时电压采样支路的电压检测端的参考电压V0。本发明采用高压继电器串联支路及续流检测支路两路工作通道,当检测任意一路工作通道的继电器粘连情况时另一路工作通道保持供电输出,确保整个系统正常上电工作,实现在整个运行过程中也可检测继电器的粘连情况,且在检测到有继电器粘连时,断开其他继电器,从而切断系统电源,实现系统断电保护。

Description

电池管理系统的高压继电器粘连检测电路及检测方法
技术领域
[0001]本发明涉及电池管理技术领域,更具体地说,是涉及一种电池管理系统的高压继电器粘连检测电路及检测方法。
背景技术
[0002]随着国家新能源政策的推动,电动汽车所占的市场份额越来越大,但电动汽车起火的事件也频繁发生。因此,人们对为电动汽车提供动力的动力电池的安全性越来越重视,从而对动力电池进行管理的电池管理系统成了一个急需完善的方面。而影响动力电池安全性的一个主要因素是高压继电器的粘连问题。所述高压继电器用于控制动力电池与电动汽车电机的通断,若高压继电器存在粘连问题,导致高压继电器在需要断开的时候不能及时断开,容易导致动力电池过放、过温,严重时甚至发生起火、爆炸等严重事故,严重威胁人身安全。
[0003]现有技术中,电池管理系统对高压继电器粘连的检测方法多种多样,但基本都是在电池管理系统上电运行前进行检测,而高压继电器的粘连通常发生在电池管理系统上电时或是在系统运行过程中产生的,因此现有的高压继电器粘连检测方式不能及时、有效地检测出高压继电器粘连的问题。
[0004]此外,现有的电池管理系统也只能实现高压继电器粘连的检测,却还没实现在检测到高压继电器出现粘连时及时切断电源,无法防止动力电池失控,无法确保动力电池使用的安全性。
发明内容
[0005]本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷,提供电池管理系统的高压继电器粘连检测电路。
[0006]为实现上述目的,本发明提供的技术方案如下:
[0007]电池管理系统的高压继电器粘连检测电路,包括:
[0008]高压继电器串联支路、续流检测支路、电压采样支路及电池管理系统,
[0009]所述高压继电器串联支路与续流检测支路组成的继电器并联支路一端与动力电池的总正端连接,另一端接电池管理系统的高压线输入端,电池管理系统的高压线输出端串联电压采样支路后接电池的总负端,所述高压继电器串联支路包括一个以上串联连接的总正继电器,所述续流检测支路包括一个以上串联连接的续流继电器,所述总正继电器和续流继电器的控制端分别与电池管理系统的控制端连接,所述电压采样支路的电压检测端与电池管理系统信号输入端连接,所述电池管理系统通过控制总正继电器、续流继电器的通断,并根据电压采样支路的采样电压判断总正继电器、续流继电器的粘连情况。
[0010]作为优选方式,所述高压继电器串联支路包括串联连接的第一总正继电器、第二总正继电器。
[0011]作为优选方式,所述续流检测支路包括串联连接的第一续流继电器、第二续流继电器。
[0012]作为优选方式,所述续流检测支路还包括与续流继电器串联连接的第一续流电阻。
[0013]作为优选方式,所述电压采样支路包括并联连接的第一分压电阻和第一电容。
[0014]本发明提供了一种电池管理系统的高压继电器粘连检测电路,通过高压继电器串联支路及续流检测支路两路工作通道,当检测任意一路工作通道的继电器粘连情况时另一路工作通道保持供电输出,确保整个系统正常上电工作,实现在整个运行过程中也可检测继电器的粘连情况,且在检测到有继电器粘连时,断开其他继电器,从而切断系统电源实现系统断电保护。
[0015]本发明的另一目的在于提供一种电池管理系统的高压继电器粘连检方法。
[0016]为实现上述目的,本发明提供的技术方案如下:
[0017]电池管理系统的高压继电器粘连检测方法,包括以下步骤:
[0018]闭合所有总正继电器及续流继电器,检测此时电压采样支路的电压检测端的参考电压V0;
[0019]依次对总正继电器及续流继电器进行粘连判断,过程如下:
[0020] 断开其中一个总正继电器或续流继电器,闭合其他所有总正继电器及续流继电器,检测此时电压采样支路的电压检测端的采样电压VI;
[0021]将采样电压Vl与参考电压VO进行比较,若采样电压Vl与参考电压VO相等,则判定当前被断开的总正继电器或续流继电器发生粘连。
[0022]作为优选方式,还包括在判断出有总正继电器或续流继电器发生粘连时,将高压继电器串联支路的一个或一个以上总正继电器和续流检测支路的一个或一个以上续流继电器断开的步骤。
[0023]作为优选方式,还包括在判断出有总正继电器或续流继电器发生粘连时,将其他所有总正继电器和续流继电器均断开的步骤。
[0024]与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
[0025] (I)本发明采用高压继电器串联支路及续流检测支路两路工作通道,当检测任意一路工作通道的继电器粘连情况时另一路工作通道保持供电输出,确保整个系统正常上电工作,实现在整个运行过程中也可检测继电器的粘连情况,且在检测到有继电器粘连时,断开其他继电器,从而切断系统电源,实现系统断电保护。
[0026] (2)本发明在整个系统运行过程中,通过采集闭合所有继电器时的参考电压,并将断开某一继电器时的采样电压与参考电压进行比较,来判断该继电器是否粘连,且在判断出有继电器粘连时通过断开其他继电器切断系统电源,实现系统断电保护。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是实施例1电池管理系统的高压继电器粘连检测电路的原理图;
[0029]图2是实施例2电池管理系统的高压继电器粘连检测电路的原理图;
[0030]图3是实施例3电池管理系统的高压继电器粘连检测方法的流程图;
[0031 ]图4是实施例4电池管理系统的高压继电器粘连检测方法的流程图。
具体实施方式
[0032]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0033] 实施例1
[0034]本发明的实施例1提供了一种电池管理系统的高压继电器粘连检测电路。参考图1,所述电池管理系统的高压继电器粘连检测电路包括:
[0035]高压继电器串联支路、续流检测支路、电压采样支路及电池管理系统,
[0036]所述高压继电器串联支路与续流检测支路组成的继电器并联支路一端与动力电池的总正端连接,另一端接电池管理系统的高压线输入端,电池管理系统的高压线输出端串联电压采样支路后接电池的总负端,所述高压继电器串联支路包括一个以上串联连接的总正继电器,所述续流检测支路包括一个以上串联连接的续流继电器,所述总正继电器和续流继电器的控制端分别与电池管理系统的控制端连接,所述电压采样支路的电压检测端与电池管理系统信号输入端连接,所述电池管理系统通过控制总正继电器、续流继电器的通断,并根据电压采样支路的采样电压判断总正继电器、续流继电器的粘连情况。
[0037] 实施例2
[0038]本发明的实施例2提供了一种电池管理系统的高压继电器粘连检测电路,是在实施例I的基础之上进行的改进。参考图2,所述电池管理系统的高压继电器粘连检测电路包括:
[0039]高压继电器串联支路、续流检测支路、电压采样支路及电池管理系统。
[0040]所述高压继电器串联支路与续流检测支路组成的继电器并联支路一端与动力电池的总正端B+连接,另一端接电池管理系统的高压线输入端。所述高压继电器串联支路包括串联连接的第一总正继电器Kl和第二总正继电器K2。所述续流检测支路包括串联连接的第一续流继电器K3、第二续流继电器K4和第一续流电阻Rl(图中未示出)。所述第一总正继电器Kl、第二总正继电器K2、第一续流继电器K3和第二续流继电器K4的控制端分别与电池管理系统的控制端连接。所述电池管理系统的高压线输出端串联电压采样支路后接电池的总负端B-,所述电压采样支路的电压检测端还与电池管理系统信号输入端连接,所述电压采样支路包括并联连接的第一分压电阻R2和第一电容Cl。所述电池管理系统通过控制总正继电器、续流继电器的通断,并根据电压采样支路的采样电压判断总正继电器、续流继电器的粘连情况。在实际应用中,也可将继电器粘连的检测结果进行输出显示,或上传到上位机,实现报警提醒。
[0041]所述电池管理系统的供电输出端接总车用电设备,为整车用电设备供电。
[0042]本发明提供了一种电池管理系统的高压继电器粘连检测电路,通过设置第一总正继电器K1、第二总正继电器K2、第一续流继电器K3和第二续流继电器K4,在其中一个继电器发生粘连时,可以通过断开其他剩余的继电器,从而切断系统电源。
[0043] 实施例3
[0044]本发明的实施例3提供了一种基于实施例1中电池管理系统的高压继电器粘连检测电路的高压继电器粘连检测方法,参考图3,所述电池管理系统的高压继电器粘连检测方法包括以下步骤:
[0045] 11闭合所有总正继电器及续流继电器,检测此时电压采样支路的电压检测端的参考电压V0;
[0046] 12依次对总正继电器及续流继电器进行粘连判断,过程如下:
[0047] 121断开其中一个总正继电器或续流继电器,闭合其他所有总正继电器及续流继电器,检测此时电压采样支路的电压检测端的采样电压Vl;
[0048] 122将采样电压Vl与参考电压VO进行比较,若采样电压Vl与参考电压VO相等,则判定当前被断开的总正继电器或续流继电器发生粘连。
[0049]本发明在整个系统运行过程中,通过采集闭合所有继电器时的参考电压,并将断开某一继电器时的采样电压与参考电压进行比较来判断当前被断开的继电器是否粘连,且在判断出有继电器粘连时通过断开继电器切断系统电源,实现系统断电保护。
[0050] 实施例4
[0051]本发明的实施例4提供了一种基于实施例2中电池管理系统的高压继电器粘连检测电路的高压继电器粘连检测方法。参见图4,所述电池管理系统的高压继电器粘连检测方法包括以下步骤:
[0052] 21闭合第一总正继电器Kl、第二总正继电器K2、第一续流继电器K3和第二续流继电器K4,检测此时电压采样支路电压检测端的参考电压V0;
[0053] 22依次对第一总正继电器K1、第二总正继电器k2和第一续流继电器K3和第二续流继电器K4进行粘连判断,过程如下:
[0054] 221断开其中一个总正继电器或续流继电器,闭合剩余的其他总正继电器、续流继电器,检测此时电压采样支路电压检测端的采样电压Vl;
[0055] 222将采样电压Vl与参考电压VO进行比较,若采样电压Vl与参考电压VO相等,则判定当前被断开的总正继电器或续流继电器发生粘连,否则判定当前被断开的继电器不粘连;
[0056] 223若判定当前被断开的继电器不粘连,则对下一继电器进行粘连判断;
[0057] 224若当前被断开继电器发生粘连,则系统发出继电器故障报警,所有高压继电器断开,系统下电保护。
[0058]判断是否发生粘连的理论依据为:所述高压继电器串联支路与续流检测支路组成的继电器并联支路与电压采样支路处于同一回路中,回路中总电流相同。记第一总正继电器Kl的等效阻值为RKl,第二总正继电器K2的等效阻值为RK2和第一续流继电器K3的等效阻值为RK3、第二续流继电器K4的等效阻值为RK4,继电器并联支路两端的电压为U0,所述继电器并联支路的等效阻值 RN=(RK1+RK2)*(R1+RK3+RK4)/(RK1+RK2+R1+RK3+RK4),在判断具体继电器是否发生粘连时,若能正常断开某一继电器,则继电器并联支路的等效阻值RN变大,记此时继电器并联支路两端的电压Ul,U1>U0,则电压采样支路的分压减小,S卩V1〈V0;若不能正常断开当前被检测的继电器,则继电器并联支路的等效阻值RN不变,记此时继电器并联支路两端的电压U1,U1 = U0,则电压采样支路的分压不变,S卩V1=V0,则判断当前被检测的继电器发生粘连。
[0059] 例如,判断第一总继电器Kl是否发生粘连时,闭合第一总正继电器K1、第二总正继电器K2、第一续流继电器K3及第二续流继电器K4,并检测此时的参考电压V0(该步骤可以根据实际需要定时重新检测更新,也可以设定每次系统上电检测一次);断开第一总继电器Kl,保持第二总正继电器K2、第一续流继电器K3、第二续流继电器K4均闭合,检测此时电压采样支路的电压检测端的采样电压VI;将采样电压Vl与参考电压VO进行比较,若采样电压Vl与参考电压VO相等,则判定第一总正继电器Kl发生粘连,并断开第二总正继电器K2和第一续流继电器K3,或断开第二总正继电器K2和第二续流继电器K4,否则判定第一总正继电器Kl不粘连,等待下一继电器的粘连检测。其他继电器的粘连判断原理与第一总正继电器Kl的相同,此处不再赘述。
[0060]本发明在整个系统运行过程中,通过采集闭合所有继电器时的参考电压,并将断开某一继电器时的采样电压与参考电压进行比较,来判断该继电器是否粘连,且在判断出有继电器粘连时通过断开继电器切断系统电源,实现系统断电保护。
[0061 ] 实施例5
[0062]本发明的实施例5提供了一种基于实施例2中电池管理系统的高压继电器粘连检测电路的高压继电器粘连检测方法,该检测方法与实施例4的区别特征在于:
[0063]在判断出有总正继电器或续流继电器发生粘连时,将其他所有总正继电器和续流继电器均断开,使电池管理系统断电。
[0064]在出现继电器粘连时将其他剩余所有继电器均断开,有效确保电池管理系统能及时断电。
[0065]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中,所述的存储介质,如R0M/RAM、磁盘、光盘等。
[0066]上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.电池管理系统的高压继电器粘连检测电路,其特征在于,包括: 高压继电器串联支路、续流检测支路、电压采样支路及电池管理系统, 所述高压继电器串联支路与续流检测支路组成的继电器并联支路一端与动力电池的总正端连接,另一端接电池管理系统的高压线输入端,电池管理系统的高压线输出端串联电压采样支路后接电池的总负端,所述高压继电器串联支路包括一个以上串联连接的总正继电器,所述续流检测支路包括一个以上串联连接的续流继电器,所述总正继电器和续流继电器的控制端分别与电池管理系统的控制端连接,所述电压采样支路的电压检测端与电池管理系统信号输入端连接,所述电池管理系统通过控制总正继电器、续流继电器的通断,并根据电压采样支路的采样电压判断总正继电器、续流继电器的粘连情况。
2.根据权利要求1所述的高压继电器粘连检测电路,其特征在于,所述高压继电器串联支路包括串联连接的第一总正继电器、第二总正继电器。
3.根据权利要求1所述的高压继电器粘连检测电路,其特征在于,所述续流检测支路包括串联连接的第一续流继电器、第二续流继电器。
4.根据权利要求1所述的高压继电器粘连检测电路,其特征在于,所述续流检测支路还包括与续流继电器串联连接的第一续流电阻。
5.根据权利要求1所述的高压继电器粘连检测电路,其特征在于,所述电压采样支路包括并联连接的第一分压电阻和第一电容。
6.基于权利要求1-5任一项所述的电池管理系统的高压继电器粘连检测电路的高压继电器粘连检测方法,其特征在于,包括以下步骤: 闭合所有总正继电器及续流继电器,检测此时电压采样支路的电压检测端的参考电压V0; 依次对总正继电器及续流继电器进行粘连判断,过程如下: 断开其中一个总正继电器或续流继电器,闭合其他所有总正继电器及续流继电器,检测此时电压采样支路的电压检测端的采样电压Vl; 将采样电压Vl与参考电压VO进行比较,若采样电压Vl与参考电压VO相等,则判定当前被断开的总正继电器或续流继电器发生粘连。
7.根据权利要求6所述的电池管理系统的高压继电器粘连检测方法,其特征在于,还包括在判断出有总正继电器或续流继电器发生粘连时,将高压继电器串联支路的一个或一个以上总正继电器和续流检测支路的一个或一个以上续流继电器断开的步骤。
8.根据权利要求6所述的电池管理系统的高压继电器粘连检测方法,其特征在于,还包括在判断出有总正继电器或续流继电器发生粘连时,将其他所有总正继电器和续流继电器均断开的步骤。
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