CN105589045B - 一种并联电池组过温断路检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种并联电池组过温断路检测方法，属于并联电池组的过温断路检测领域。解决现有并联电池组内短路故障和单体断路故障，无法根据电池组端电压检测确定的问题。该方法是基于并联电池组实现的，所述的并联电池组包括多个并联的电池单体单元，每个电池单体单元包含一个电池单体和一个保险丝，电池单体与保险丝串联连接，当有电池单体过流短路时保险熔断，将故障电池从并联电池组中断开，硅胶板设置在并联电池组正极的上表面与温度采集电路板的下表面之间，每个电池单体的正极上方隔着硅胶板设有一个热敏电阻检测每个电池单体温度变化，当检测到有过温电池时记录断路电池数量。适用于电动汽车、大规模储能系统等并联电池组应用领域。

Description

一种并联电池组过温断路检测方法
技术领域
本发明属于并联电池组的过温断路检测领域。
背景技术
当电池单体容量小无法满足容量需求时经常并联使用，当并联电池组内出现短路故障时，容易波及整个电池组，严重时可能出现起火甚至爆炸。同时，在并联后电池组内如果出现断路故障，由于电池相互并联，无法根据电池组端电压检测出断路故障。因此，为了保证并联电池组的可靠运行，避免短路造成的使用危险，同时能够检测出并联电池组内单体断路数量，需要对并联电池组结构进行设计，避免短路故障的同时能够检测出断路电池数量，为电池管理系统功率输出提供参考，是我们亟需解决的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有并联电池组内短路故障和单体断路故障，无法根据电池组端电压检测确定的问题，本发明提供了一种并联电池组过温断路检测方法。
一种并联电池组过温断路检测方法，该方法是基于并联电池组实现的，所述的并联电池组包括多个并联的电池单体单元，每个电池单体单元包含一个电池单体和一个保险丝，且每个电池单体单元中的电池单体的正极和保险丝的一端连接，每个电池单体单元中的电池单体的负极作为并联电池组的负极，每个电池单体单元中的保险丝的另一端作为并联电池组的正极；
过温断路检测方法包括如下步骤：
首先，将硅胶板设置在并联电池组正极的上表面与温度采集电路板的下表面之间，所述的温度采集电路板上设有多个热敏电阻和一个采样电阻，多个热敏电阻并联连接，并联的热敏电阻的一端接供电电源，另一端连接采样电阻后接地，采样电阻与并联的热敏电阻连接处与单片机中A/D转换器输入端相连，
热敏电阻的个数与电池单体单元的个数相同，
每个电池单体的正极上方对应设置一个热敏电阻，
热敏电阻用于检测电池单体的温度变化；
其次，单片机根据采集到的电压对应的温度值检测过温故障，并根据采集到的电压对应温度值的变化幅值，确定故障电池单体的数量，并将故障电池单体的数量存储到单片机的非易失存储器内，完成对并联电池组过温断路的检测。
所述的硅胶板完全覆盖并联电池组的正极。
所述的电池单体为圆柱结构的单体电池。
所述的硅胶板的厚度为2mm。
本发明带来的有益效果是，本发明所述的一种并联电池组过温断路检测方法可以有效的避免并联电池组短路带来的危害，当短路故障出现时保险丝直接熔断，温度采集电路根据采集到的温度变化确定发生温度变化的单体数量，从而确定发生短路后断开的电池数量。本发明方法利用少量器件和简单电路就可以实现并联电池组故障检测，保证并联电池组使用安全，结构简单、成本低，同时还可以将并联电池组仍保持并联的单体数量发送给电池管理系统，便于整体管理。
本方法适用于电动汽车、大规模储能系统等并联电池组应用领域。
本发明的具体优点表现在以下几个方面：
一、本发明提出的在单体并联成组时串接保险丝，可以有效的避免短路故障带来的安全问题。
二、本发明所提出短路过温断路检测电路，可以有效的检测由于短路过温造成的断路故障，并记录发生故障并断开连接的单体数量。
三、本发明提供的并联电池组过温断路检测方法，可以适用于型号为18650，32650等两极在电池两侧的电池并联温度检测。
四、本发明提出的短路过温断路检测电路成本低，微型贴片热敏电阻体积小价格便宜，可以满足大批量电池并联时的应用需求。
附图说明
图1是具体实施方式一中，并联电池组、硅胶板和温度采集电路板的相对位置关系图；
图2为温度采集电路板的电路连接关系图；
图3是单片机循环检测多路选择开关中每个并联电池组的A/D输入信号的电路连接关系图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1和2说明本实施方式，本实施方式所述的一种并联电池组过温断路检测方法，该方法是基于并联电池组1实现的，所述的并联电池组1包括多个并联的电池单体单元，每个电池单体单元包含一个电池单体和一个保险丝，且每个电池单体单元中的电池单体的正极和保险丝的一端连接，每个电池单体单元中的电池单体的负极作为并联电池组1的负极，每个电池单体单元中的保险丝的另一端作为并联电池组1的正极；
过温断路检测方法包括如下步骤：
首先，将硅胶板2设置在并联电池组1正极的上表面与温度采集电路板3的下表面之间，所述的温度采集电路板3上设有多个热敏电阻3-1和一个采样电阻3-2，多个热敏电阻3-1并联连接，并联的热敏电阻的一端接供电电源，另一端连接采样电阻3-2后接地，采样电阻3-2与并联的热敏电阻连接处与单片机中A/D转换器输入端相连，
热敏电阻3-1的个数与电池单体单元的个数相同，
每个电池单体的正极上方对应设置有一个热敏电阻3-1，
热敏电阻3-1用于检测电池单体的温度变化；
其次，单片机根据采集到的电压对应的温度值检测过温故障，并根据采集到的电压对应温度值的变化幅值，确定故障电池单体的数量，并将故障电池单体的数量存储到单片机的非易失存储器内，完成对并联电池组过温断路的检测。
本实施方式，当电池单体出现短路故障时，首先电池短路产生热量，将电池单体正极的保险丝熔断，电池单体正极温度变化被隔着硅胶板的热敏电阻采集到，形成阻值的变化，引起整个并联电池组1的阻值变化，从而影响A/D采集输入到单片机的电压变化，根据电压变化幅值判断故障断开电池数量，每当记录到一个电压上升超出阈值，然后回落降低到阈值以下时认为有一个电池单体短路后断开；根据阈值的设定不同，还可以判断2节、3节……甚至更多节电池单体共同短路断开的过程。
每当有电池单体短路断开时，单片机记录下出现故障的单体数量，并存入非易失存储器中，并将信息反馈给电池管理系统或上位机系统。
硅胶板2位于并联电池组1的正极上表面与温度采集电路板3的下表面之间，起到绝缘的作用。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一所述的一种并联电池组过温断路检测方法的区别在于，所述的硅胶板2完全覆盖并联电池组1的正极。
本实施方式，所述的硅胶板2完全覆盖并联电池组1的正极，此种设置方式保证了本发明方法对并联电池组1中所有电池单体进行故障检测，保证了故障检测的准确性。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一所述的一种并联电池组过温断路检测方法的区别在于，所述的电池单体为圆柱结构的单体电池。
实际应用中通常有多个并联电池组1串联后使用，为此，针对并联后串联的情况，在电路设计时加入了多路选择开关，从而实现多个并联电池组1串联后的故障温度检测。
在实际使用过程中，单片机循环检测多路选择开关中每个并联电池组1的A/D输入信号，判断每个并联电池组1内是否有短路造成的开路，根据并联电池组1的数量可以扩展多路选择开关的数量，具体参见图3，图3中n为整数。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一所述的一种并联电池组过温断路检测方法的区别在于，所述的硅胶板2的厚度为2mm。
本实施方式中，硅胶板2的厚度为2mm，使得导热效果最佳。

Claims (4)

1.一种并联电池组过温断路检测方法，其特征在于，该方法是基于并联电池组(1)实现的，所述的并联电池组(1)包括多个并联的电池单体单元，每个电池单体单元包含一个电池单体和一个保险丝，且每个电池单体单元中的电池单体的正极和保险丝的一端连接，每个电池单体单元中的电池单体的负极作为并联电池组(1)的负极，每个电池单体单元中的保险丝的另一端作为并联电池组(1)的正极；
过温断路检测方法包括如下步骤：
首先，将硅胶板(2)设置在并联电池组(1)正极的上表面与温度采集电路板(3)的下表面之间，所述的温度采集电路板(3)上设有多个热敏电阻(3-1)和一个采样电阻(3-2)，多个热敏电阻(3-1)并联连接，并联的热敏电阻的一端接供电电源，另一端连接采样电阻(3-2)后接地，采样电阻(3-2)与并联的热敏电阻的连接处与单片机中A/D转换器输入端相连，
热敏电阻(3-1)的个数与电池单体单元的个数相同，
每个电池单体的正极上方对应设置一个热敏电阻(3-1)，
热敏电阻(3-1)用于检测电池单体的温度变化；
其次，单片机根据采集到的电压对应的温度值检测过温故障，并根据采集到的电压对应温度值的变化幅值，确定故障电池单体的数量，并将故障电池单体的数量存储到单片机的非易失存储器内，完成对并联电池组过温断路的检测；
当电池单体出现短路故障时，电池单体短路产生热量，将电池单体正极的保险丝熔断，电池单体正极温度变化被隔着硅胶板(2)的热敏电阻(3-1)采集到，从而使得热敏电阻(3-1)的阻值发生变化，进而引起整个并联电池组(1)的阻值变化，最终使单片机中的A/D转换器采集的电压发生变化，单片机根据电压变化幅值进行判断，确定故障电池单体断开的数量，每当记录到一个电压上升超出阈值，然后回落降低到阈值以下时认为有一个电池单体短路后断开；根据阈值的设定不同，还可以判断2节、3节甚至更多节电池单体共同短路断开的过程。
2.根据权利要求1所述的一种并联电池组过温断路检测方法，其特征在于，所述的硅胶板(2)完全覆盖并联电池组(1)的正极。
3.根据权利要求1所述的一种并联电池组过温断路检测方法，其特征在于，所述的电池单体为圆柱结构的单体电池。
4.根据权利要求1所述的一种并联电池组过温断路检测方法，其特征在于，所述的硅胶板(2)的厚度为2mm。
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