CN107271923B - 一种动力电池高压接触器故障检测系统及检测方法 - Google Patents

一种动力电池高压接触器故障检测系统及检测方法 Download PDF

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Abstract

一种动力电池高压接触器故障检测系统，动力电池配电系统中，总负高压直流接触器依次串联于动力电池组、高压保险和充电总正高压直流接触器；总正高压直流接触器和预充高压直流接触器并联连接、并整体与充电总正高压直流接触器并联连接；动力电池配电系统中设有5个信号检测接口，分别为位于总负高压直流接触器左侧的A点和右侧的E点，位于高压保险右侧的B点，位于总正高压直流接触器和预充高压直流接触器右侧的C点以及位于充电总正高压直流接触器右侧的D点。该系统通过向各高压直流接触器触点施加电压并测量电压可以解决检测某高压直流接触器是否粘连的问题。

Description

一种动力电池高压接触器故障检测系统及检测方法
技术领域
本发明涉及新能源客车配电系统技术设计领域，具体来说是一种动力电池高压接触器故障检测系统及检测方法。
背景技术
电动汽车动力电池配电系统中的可控开关最初是借用工业空气开，随着电动汽的发展，这种体积大、重量大并且对安装要求较高的空气磁吹开关被逐步淘汰，取而代之的多为真空或惰性气体直流接触器，其体积小、重量轻等特点，在电动汽车中应用广泛，但其最大的不足就是带载通断时容易产生粘连的问题，严重时导致无法断高压，对电动汽车高压系统或人员造成或大或小的危害。
为了解决该问题，行业内采取多种方案解决，一种是采用交替闭合各接触器的方法，电池管理系统测量接触器后端电压或电流。此方案耗时较多，检测是否粘连时，必须依次闭合各接触器，否则无法检测是否粘连。对电动汽车而言，动力电池至少4个接触器，系统自检将至少导致几秒钟的延时。另一种是采集动力电池总电压、动力电池总电流和动力电池输出端总电压，若动力电池总电压与动力电池输出总电压相等，动力电池总电压不为零，且动力电池总电流大于零，则检测接触器有粘连可能性。此方法耗时阶段，但无法检测哪个接触器有问题。第三种检测高压直流接触器是否粘连的方案,是使用带辅助触点的高压直流接触器，通过辅助触点与主触点的联动获得高压直流接触器的实际状态,但其体积较大,成本高,对其安装与布置影响大。
发明内容
为了解决动力电池系统高压直流接触器粘连的检测问题，本发明提供一种动力电池高压接触器故障检测系统及检测方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种动力电池高压接触器故障检测系统，包括有动力电池配电系统和电池管理系统。动力电池配电系统中，总负高压直流接触器与动力电池组、高压保险和充电总正高压直流接触器依次串联；总正高压直流接触器和预充高压直流接触器并联连接、并整体与充电总正高压直流接触器并联连接；动力电池配电系统中设有5个信号检测接口，分别为位于总负高压直流接触器左侧的A点和右侧的E点，位于高压保险右侧的B点，位于总正高压直流接触器和预充高压直流接触器右侧的C点以及位于充电总正高压直流接触器右侧的D点。
所述电池管理系统中设置不少于5个信号检测接口，分别连接于动力电池配电系统中的A点、B点、C点、D点和E点。A点与E点为一组测量接口，连接电池管理系统1中的K1接口和K2接口，测量总负高压直流接触器是否粘连。B点与D点为一组测量接口，连接电池管理系统中的K3接口和K4接口，测量充电总正高压直流接触器是否粘连。B点与C点为一组测量接口，连接电池管理系统中的K5接口和K6接口，测量总正高压直流接触器和预充高压直流接触器是否粘连。
本发明和现有技术相比，其优点在于：结构简易，仅在动力电池配电系统中增加数条小线径高压检测线，并将检测线连接到电池管理系统。适用性强，满足不同电池管理系统或配电系统的所有直流高压接触器粘连检测。提高了检测效率，此接触器粘连检测系统仅需几秒种的检测时间，不影响车辆整车启动。
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
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，下面描述中的附图仅仅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。
图1为本发明动力电池高压接触器故障检测系统的整体结构示意图；
图2为本发明电池管理系统中电池管理系统电路的结构示意图；
图3为本发明动力电池高压接触器故障检测系统的测量流程示意图；
附图标记说明：1、电池管理系统，2、动力电池组，3、高压保险，4、预充电阻，5、总正高压直流接触器，6、充电总正高压直流接触器，7、预充高压直流接触器，8、总负高压直流接触器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
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，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。
一种动力电池高压接触器故障检测系统，包括有动力电池配电系统和电池管理系统1。
动力电池配电系统中，总负高压直流接触器8与动力电池组2、高压保险3和充电总正高压直流接触器6依次串联；总正高压直流接触器5和预充高压直流接触器7并联连接、并整体与充电总正高压直流接触器6并联连接；动力电池配电系统中设有5个信号检测接口，分别为位于总负高压直流接触器8左侧的A点和右侧的E点，位于高压保险3右侧的B点，位于总正高压直流接触器5和预充高压直流接触器7右侧的C点以及位于充电总正高压直流接触器6右侧的D点。
电池管理系统1中设置不少于5个信号检测接口，分别连接于动力电池配电系统中的A点、B点、C点、D点和E点。A点与E点为一组测量接口，连接电池管理系统1中的K1接口和K2接口，测量总负高压直流接触器8是否粘连。B点与D点为一组测量接口，连接电池管理系统1中的K3接口和K4接口，测量充电总正高压直流接触器6是否粘连。B点与C点为一组测量接口，连接电池管理系统1中的K5接口和K6接口，测量总正高压直流接触器5和预充高压直流接触器7是否粘连。
电池管理系统1中包含有电池管理系统电路，电池管理系统电路包括有三部分连接结构相同的单独电路，分别为K1-K2单独电路、K3-K4单独电路和K5-K6单独电路。
K1-K2单独电路中，VCC1端经由K1接口和K2接口连接于光电耦合器、并经由光电耦合器连接于电阻R11并连接OV端；VCC2端经由光电耦合器连接于电阻R2并连接OV端、并连接于输出口S1端。
K3-K4单独电路中，VCC1端经由K3接口和K4接口连接于光电耦合器、并经由光电耦合器连接于电阻R11并连接OV端；VCC2端经由光电耦合器连接于电阻R2并连接OV端、并连接于输出口S2端。
K5-K6单独电路中，VCC1端经由K5接口和K6接口连接于光电耦合器、并经由光电耦合器连接于电阻R12并连接OV端；VCC2端经由光电耦合器连接于电阻R2并连接OV端、并连接于输出口S3端；其中电阻R12为限流电阻，根据预充电阻选择，与其他单独电路限流电阻R11不同。
电池管理系统电路中，通过测量检测口K1-K2、K3-K4、和K5-K6的电阻值，当电阻值小于阈值时，驱动光电耦合器使输出口S端输出高电平或低电平，从而检测检测口是否通断。
高压直流接触器粘连检测方法：电池管理系统1上低压控制电源自检后，进入测量流程，电池管理系统1向个高压直流接触器输出断开指令，电池管理系统同时测量K1与K2接口、K3与K4接口、K5与K6接口电阻是否小于阈值，若小于阈值，则检测所测量接触器粘连。
高压直流接触器失效检测方法：电池管理系统1上低压控制电源自检后，进入测量流程：电池管理系统1向总负高压直流接触器输出断开指令，电池管理系统同时测量K1接口与K2接口电阻是否大于阈值，若大于阈值，则检测所测量接触器失效；电池管理系统1向预充高压直流接触器输出断开指令，电池管理系统同时测量K5接口与K6接口电阻是否大于阈值，若大于阈值，则检测所测量接触器失效；电池管理系统1向充电总正高压直流接触器输出断开指令，电池管理系统同时测量K3接口与K4接口电阻是否大于阈值，若大于阈值，则检测所测量接触器失效。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种动力电池高压接触器故障检测系统，其特征在于，包括有动力电池配电系统和电池管理系统(1)；
所述动力电池配电系统中，总负高压直流接触器(8)与动力电池组(2)、高压保险(3)和充电总正高压直流接触器(6)依次串联；总正高压直流接触器(5)和预充高压直流接触器(7)并联连接、并整体与充电总正高压直流接触器(6)并联连接；所述动力电池配电系统中设有5个信号检测接口，分别为位于总负高压直流接触器(8)左侧的A点和右侧的E点，位于高压保险(3)右侧的B点，位于总正高压直流接触器(5)和预充高压直流接触器(7)右侧的C点以及位于充电总正高压直流接触器(6)右侧的D点；
所述电池管理系统(1)中设置不少于5个信号检测接口，分别连接于动力电池配电系统中的A点、B点、C点、D点和E点；
A点与E点为一组测量接口，连接电池管理系统(1)中的K1接口和K2接口，测量总负高压直流接触器8是否粘连；
B点与D点为一组测量接口，连接电池管理系统(1)中的K3接口和K4接口，测量充电总正高压直流接触器6是否粘连；
B点与C点为一组测量接口，连接电池管理系统(1)中的K5接口和K6接口，测量总正高压直流接触器(5)和预充高压直流接触器(7)是否粘连。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池高压接触器故障检测系统，其特征在于，电池管理系统(1)中包含有电池管理系统电路，电池管理系统电路包括有三部分连接结构相同的单独电路，分别为K1-K2单独电路、K3-K4单独电路和K5-K6单独电路；
K1-K2单独电路中，VCC1端经由K1接口和K2接口连接于光电耦合器、并经由光电耦合器连接于电阻R11并连接OV端；VCC2端经由光电耦合器连接于电阻R2并连接OV端、并连接于输出口S1端；
K3-K4单独电路中，VCC1端经由K3接口和K4接口连接于光电耦合器、并经由光电耦合器连接于电阻R11并连接OV端；VCC2端经由光电耦合器连接于电阻R2并连接OV端、并连接于输出口S2端；
K5-K6单独电路中，VCC1端经由K5接口和K6接口连接于光电耦合器、并经由光电耦合器连接于电阻R12并连接OV端；VCC2端经由光电耦合器连接于电阻R2并连接OV端、并连接于输出口S3端；其中电阻R12为限流电阻，根据预充电阻选择，与其他单独电路限流电阻R11不同。
3.根据权利要求2所述的一种动力电池高压接触器故障检测系统，其特征在于，电池管理系统电路中，通过测量检测口K1-K2、K3-K4、和K5-K6的电阻值，当电阻值小于阀值时，驱动光电耦合器使输出口S端输出高电平或低电平，从而检测检测口是否通断。
4.根据权利要求1所述的一种动力电池高压接触器故障检测系统，其特征在于，高压直流接触器粘连检测方法：电池管理系统(1)上低压控制电源自检后，进入测量流程，电池管理系统(1)向个高压直流接触器输出断开指令，电池管理系统同时测量K1与K2接口、K3与K4接口、K5与K6接口电阻是否小于阀值，若小于阀值，则检测所测量接触器粘连。
5.根据权利要求1所述的一种动力电池高压接触器故障检测系统，其特征在于，高压直流接触器失效检测方法：电池管理系统(1)上低压控制电源自检后，进入测量流程：电池管理系统(1)向总负高压直流接触器输出断开指令，电池管理系统同时测量K1接口与K2接口电阻是否大于阈值，若大于阈值，则检测所测量接触器失效；电池管理系统(1)向预充高压直流接触器输出断开指令，电池管理系统同时测量K5接口与K6接口电阻是否大于阈值，若大于阈值，则检测所测量接触器失效；电池管理系统(1)向充电总正高压直流接触器输出断开指令，电池管理系统同时测量K3接口与K4接口电阻是否大于阈值，若大于阈值，则检测所测量接触器失效。
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